Wie funktioniert ein Atemzug?
Ein Atemzug startet mit dem Einatmen (Inspiration). Hierbei zieht sich das Zwerchfell zusammen und bewegt sich dabei runter Richtung Bauchraum. Dadurch und auch unter Mithilfe der Muskeln zwischen den Rippen vergrößert sich der Raum in der Brusthöhle. Aufgrund des herrschenden Unterdrucks dehnt sich die Lunge aus. Dies bewirkt, dass über Nase und/oder Mund Luft von Außen angesaugt wird, die über die Atemwege in die Lungen strömt. Die Atemluft steht damit für den Gasaustausch in den Aveolen zur Verfügung.
Das Einatmen stellt aus der Sicht der Lunge eine passive Bewegung dar. Die Lunge verfügt selbst über elastische Fasern, doch sie kann sich selbst nicht dehnen. Sie ist auf die Kontraktion des Zwerchfells bzw. der Muskel zwischen den Rippen angewiesen. Das Zwerchfell, auch Diaphragma genannt, ist eine Muskel-Sehen-Platte, die Brustraum und den Bauchraum voneinander trennt. Das Diaphragma nimmt eine sehr bedeutende Rolle in der Atmung an und wird daher auch als „Dirigent des Atemorchesters“ (Dore Jacobs) genannt. Manche sehen darin auch einen Seelenmuskel, da die Atmung sehr stark auch mit der Gefühlswelt in Verbindung gebracht wird.
Nach erfolgtem Gasaustausch erfolgt das Ausatmen (Exspiration). Durch die Entspannung und Rückkehr des Diaphragma in die Ruheposition verkleinert sich die Brusthöhle wieder. Aufgrund der elastischen Fasern der Lunge und der Oberflächenspannung in den Aveolen zieht sich die Lunge wieder zusammen. Diese Bewegung geschieht ohne aktive Mitwirkung von Muskeln. Es ist weitgehend ein passiver, antagonistischer Prozess als Antwort auf die Ausdehnung der Lunge beim Einatmen. Diese Bestrebung der Lunge sich wieder zusammenzuziehen wird auch als „Retraktionskraft“ der Lunge bezeichnet.
Wie wird Atmung gesteuert?
Der Gasaustausch ist ein stetiger Vorgang. Selbst bei Apnoetaucher kommt es nicht zu einem Stillstand sondern nur zu einer Verlangsamung des Austausches. Da der Gasaustausch und damit das Atmen für das Überleben wichtig sind, laufen diese fortwährend unwillkürlich ab. Gleichzeitig kann der Mensch nur in diese autonome Körperfunktion willentlich eingreifen. Durch bewusste Atemsteuerung kann er sowohl Atemfrequenz als auch das Atemvolumen erhöhen oder verringern. Auch das Anhalten für ein paar Minuten kann willentlich herbeigeführt werden. Damit ist die Atmung an der Grenze zwischen Bewusstsein und Unbewussten angesiedelt.
Die unwillkürliche Atemsteuerung erfolgt über ein fingernagelgroßes Atemzentrum am Hirnstamm. Tief im Inneren des Gehirns angesiedelt und aufgrund der lebensnotwendigen Funktion äußerst gut geschützt, wird dort auf Basis von permanenten Messinformationen aus dem Blut entschieden, ob eine schnellere oder tiefere Atmung notwendig ist. Der wesentlichste Messindikator ist hierbei die Konzentration von Kohlendioxid. Liegt eine hohe Konzentration an Kohlendioxid vor, wird Atemfrequenz zwecks Abbau über die Ausatmung gesteigert. Bei zu geringen Kohlendioxid erfolgt eine Verlangsamung der Atmung statt. Doch auch Emotionen wie Zorn, Wut, Freude, Angst und etwaige damit verbundene Hormonausschüttungen wirken als Signale auf das Atemzentrum ein. Die Befehle aus diesem elementaren Bestandteil des Gehirn werden umgehend vom Körper befolgt. Das Atemzentrum kann auch als ein automatischer Schrittmacher gesehen werden. Die Bewegung des Zwerchfells als wesentliche Muskelkraft für die Atembewegung wird über das Atemzentrum im verlängerten Mark gesteuert, indem die Muskulatur unwillkürlich rhythmisch angeregt wird.
Die willensabhängige Atemsteuerung erfolgt über Nervenbahnen aus der Großhirnrinde. Hierbei wird auch auf die Zwerchfellmuskulator zwecks Anhalten, Verlangsamen oder Beschleunigen des Atems zurückgegriffen.
Im Gegensatz läuft das Herz als faustgroßer Motor des großen Blutkreislaufs vollkommen autonom vom Gehirn.
Warum ist das Ausatmen so wichtig?
Das Ausatmen ist ein lebenswichtiger Prozess. Hiermit wird der Müll der Energieumsetzung im Speziellen das Kohlendioxid aus dem Körper transportiert. Dieses Ausbringen des Abfallprodukts ist wesentlich, sodass die Lunge wieder sauerstoffhaltige Luft aufnehmen und der Gastausch erfolgen kann. Denn der Anteil Kohlendioxid muss innerhalb bestimmter Grenzen gehalten werden. Ein reduziertes Ausatmen bedingt eine reduzierte Sauerstoffaufnahme und damit weniger Energie für den Köper.
Da das Ausatmen oft weniger Aufmerksamkeit bekommt, wird von Experten das Ausatmen als die wichtigere Form der Atmung gesehen.
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