Der Atemzyklus umfasst die rhythmisch ablaufenden Phasen der Inspiration (Einatmung), Exspiration (Ausatmung) und der Atemruhelage. In der Atemruhelage herrscht ein Gleichgewicht zwischen der Rückstellkraft der Lunge (nach innen gerichtet) und der Ausdehnungskraft des Thorax (nach außen gerichtet), wodurch ein stabiler Unterdruck im Pleuraspalt entsteht. Dieser Unterdruck koppelt die Lungenbewegung mechanisch an den Thorax und verhindert deren Kollaps.
Die Inspiration ist ein aktiver Vorgang: Das Zwerchfell kontrahiert und flacht ab. Zusätzlich heben die äußeren Zwischenrippenmuskeln die Rippen an. Das Ergebnis ist eine Vergrößerung des Thoraxraums und eine Veränderung der Druckverhältnisse. Die Exspiration erfolgt in Ruhe passiv durch die elastischen Rückstellkräfte der Lunge; bei Belastung wird sie durch Kontraktion der Atemhilfsmuskulatur aktiv unterstützt.
Zusammenfassung
Definition
Der Atemzyklus beschreibt den physiologischen Ablauf von:
- Inspiration (Einatmung)
- Exspiration (Ausatmung)
- Atemruhelage (Gleichgewichtszustand nach der Ausatmung)
Diese drei Phasen laufen rhythmisch und automatisch ab
Atemruhelage
- Zustand nach einer normalen Ausatmung
- Es besteht Gleichgewicht zwischen:
- der Eigenelastizität der Lunge (Tendenz zum Kollabieren)
- und der Ausdehnungskraft des Thorax (durch Muskeln und Rippen)
- Dieses Spannungsverhältnis erzeugt einen Unterdruck im Pleuraspalt (Raum zwischen Pleura visceralis und Pleura parietalis) → ca. –0,5 kPa
- Dieser Unterdruck verhindert das Kollabieren der Lunge und koppelt deren Bewegung mechanisch an den Thorax
Inspiration (Einatmung)
Exspiration (Ausatmung)
- In Ruhe: passiver Prozess
- Durch Rückstellkräfte der Lunge (elastische Fasern)
- Entspannung von Diaphragma und Zwischenrippenmuskulatur
- Bei körperlicher Belastung: aktive Exspiration durch Kontraktion Atemhilfsmuskulatur wie z.B. der Bauchmuskulatur (Bauchpresse)
Quellen
Brandes R, Lang F, Schmidt RF. Physiologie des Menschen: mit Pathophysiologie : mit 850 Farbabbildungen. 32nd ed. (Brandes R, Lang F, Schmidt RF, eds.). Berlin ; [Heidelberg]: Springer; 2019.
Pape H-C, Kurtz A, Silbernagl S, eds. Physiologie. 10th ed. Stuttgart ; New York: Thieme; 2023. doi:10.1055/b000000639.
Speckmann E-J, Hescheler J, Köhling R, Alzheimer C. Physiologie: das Lehrbuch. 7th ed. (Speckmann E-J, Hescheler J, Köhling R, eds.). München: Elsevier, Urban & Fischer; 2019.
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