Die Atmung bezieht sich sowohl auf den Gasaustausch durch Einatmen als auch auf das Ausatmen von Luft (Abweisung von Kohlendioxid CO 2)und Absorption von Sauerstoff O 2) und Zellatmung , die es ermöglicht, durch Abbau von Glukose dank Sauerstoff Energie zu gewinnen. Der Gasaustausch unterstützt die Zellatmung, indem er sie mit Sauerstoff versorgt und von Kohlendioxid befreit, das während des Krebszyklus entsteht . Die Atmung ist jedoch im weiteren Sinne nicht auf die Freisetzung von CO 2 beschränktund / oder Absorption von O 2. Sobald ein Organismus einen Gasaustausch durchführt, atmet er. Beispielsweise führen viele sogenannte sulfatreduzierende Bakterien einen Gasaustausch durch Assimilation von Sulfationen und Freisetzung von Schwefelwasserstoff durch .
Die Atmung spielt auch eine Schlüsselrolle für das Säure-Basen-Gleichgewicht im Blut. Jede Erhöhung der Belüftung ermöglicht die Beseitigung von mehr Kohlendioxid, wodurch beispielsweise bei anhaltender körperlicher Anstrengung ein Abfall des Blut- pH-Werts bei hoher Stoffwechselaktivität verhindert wird .
Während der Evolution wurden verschiedene Strategien entwickelt, die sehr unterschiedlich sind. von Bakterien bis zu Walen, Pflanzen und Pilzen. Photosynthetische Pflanzen atmen ebenfalls, aber tagsüber ist ihr Nettogasaustausch im Vergleich zu denen der Atmung aufgrund der Photosynthese (Abstoßung von O 2) umgekehrtCO 2 -Absorption).
Eine Atmung ist eine Kette von Redoxreaktionen , bei denen der endgültige Elektronenakzeptor eine mineralische Substanz ist. Wir sprechen von aerober Atmung, wenn der endgültige Akzeptor Sauerstoff ist . In den anderen Fällen ( Nitrat , Nitrit , Kohlendioxid ) handelt es sich um eine anaerobe Atmung . Atmung ist ein Austausch von Gasen (Stickstoff und Sauerstoff, unter anderem O 2 verbraucht und Kohlendioxid freigesetzt wird).
Beim Menschen ist Lungenbeatmung oder Atmung die Erneuerung der in der Lunge enthaltenen Luft durch die Wirkung der Atemmuskulatur, wobei die wichtigste das Zwerchfell ist. Es trägt auch zur Wärmeregulierung bei: Wenn es kalt ist, wird die eingeatmete Luft in der Nasenhöhle erwärmt. In gemäßigten Klimazonen wird die Luft durch den Mund oder die Nase bei einer Durchschnittstemperatur von 34 ° C (für Umgebungsluft bei 23 ° C) und bis zu 38 ° C (wenn es wärmer ist) ausgeatmet.
Die Atmung ist größtenteils unbewusst und wird vom autonomen Nervensystem reguliert , das eine Synthese zwischen der Wirkung des sympathischen Systems (Verringerung der Amplitude und Beschleunigung der Atemfrequenz) und der Wirkung des parasympathischen Systems (Erhöhung des Blutdrucks) liefert . Amplitude und Verlangsamung der Atemfrequenz). Jeder kann bis zu bestimmten Grenzen die bewusste Kontrolle über den Rhythmus und die Amplitude seiner Atmung ausüben.
In der Medizin und in der Biologie wird der Begriff „Atmung“, der die Energieerzeugung durch die Zellen bezeichnet, als Lungenbeatmung bezeichnet, um Verwechslungen zu vermeiden. Es umfasst zwei Phasen: den Eintritt von Luft in die Lunge während des Einatmens und die Freisetzung von Luft während des Ausatmens.
Bei einem Erwachsenen, das Herz pumpt etwa 4,5 L von Blut pro Minute in Ruhe . Das Blut enthält ungefähr 35 Gew .- % Hämoglobin und die Dichte des Blutes liegt nahe bei 1. Der Oxyhämoglobinspiegel beträgt ungefähr 95%, und schließlich kann 1 g Hämoglobin ungefähr 1,36 ml Sauerstoff transportieren, ungefähr 1 mg (eins) Das Mol Sauerstoff beträgt 32 g und nimmt etwa 24 l ein .
Somit enthalten diese 4,5 l Blut, die pro Minute gepumpt werden, 1,5 kg Hämoglobin, d. H. 1,45 kg Oxyhämoglobin, das 1,5 g Sauerstoff enthält: Ein ruhender Erwachsener verbraucht etwa 1,5 g Sauerstoff pro Minute.
Der Austausch kann direkt durch Diffusion durch Zellwände ( Schwämme , Nesseltiere ) erfolgen. Wenn die Organismen eine bestimmte Dicke haben, ist eine einfache Diffusion nicht mehr möglich und ein Kreislaufsystem mit einem Atmungspigment fixiert O 2wird eingerichtet. Das Blut kann auf der Ebene des Teguments (bei Anneliden und bestimmten Amphibien ) wieder mit Sauerstoff angereichert werden, aber es gibt auch Organe mit speziellen Austauschflächen:
Ein Wasser- oder Luftstrom muss die Erneuerung der O 2 -reichen Flüssigkeit gewährleisten : das ist Belüftung . Es kann durch Muskel- oder Ziliarbewegungen bereitgestellt werden. In der Luft ist die Belüftung bidirektional, während sie in Gewässern aufgrund der hohen Viskosität des Wassers unidirektional ist.
Beachten Sie, dass einige Tiere mehrere Organe für den Gasaustausch haben, die sie je nach den Umständen bevorzugt verwenden können:
Für die Physiologie der Atmung sind verschiedene Bereiche von Interesse, darunter: