Wie wird die Atmung gesteuert?

Die Atmung wird automatisch gesteuert, ist also eine autonome Grundfunktion des menschlichen Körpers. Allerdings ist sie auch die einzige automatisch gesteuerte Grundfunktion, die wir zumindest zeitweise willentlich beeinflussen können.

GUT ZU WISSEN:

Die Psyche hat einen sehr starken Einfluss auf das Atemzentrum. Angst, Zorn, sexuelle Erregung oder Freude steigern oder hemmen die Atmung.

Die automatische Regulation erfolgt im Atemzentrum, das im Hirnstamm lokalisiert ist. Hier werden die Ergebnisse verschiedener Rezeptoren ausgewertet, die zum Beispiel im Gehirn oder in großen Blutgefäßen sitzen, und vor allem den Kohlenstoffdioxid-Gehalt des Blutes, aber auch den pH-Wert und den Sauerstoffgehalt messen. Am wichtigsten ist allerdings der Kohlendioxidgehalt. Je nach Ergebnis gibt das Atemzentrum dann den Impuls zum tiefen oder flachen Ein- beziehungsweise Ausatmen.

  • Wird viel Kohlendioxid (CO2) im Blut gemessen, erhöht das Atemzentrum die Atemfrequenz, sodass das überschüssige Kohlendioxid in den Lungenbläschen an die Atemluft abgeben wird.
  • Ist die CO2-Konzentration zu niedrig, wird die Atemfrequenz hingegen verringert.

Die Sauerstoff-Konzentration im Blut hat dagegen einen eher geringen Einfluss auf die automatische Regulation der Atmung.  Nur wenn der Sauerstoffgehalt drastisch absinkt, werden Alarmsignale an das Atemzentrum gesendet, sodass die Atmung beschleunigt und intensiviert wird.

Gut zu wissen:

Die meisten Menschen können die Luft nur für etwa zwei Minuten anhalten.

Auch auf viele nervöse und hormonelle Signale reagiert das Atemzentrum. So kann die Frequenz und Tiefe der Atemzüge ständig an die wechselnden Bedürfnisse des Körpers angepasst werden.

Im Schnitt atmet ein erwachsener Mensch unter Ruhebedingungen etwa 12- bis 15-mal pro Minute ein und aus und schleust dabei etwa sieben Liter Luft durch die Lungen. Die Atemfrequenz von Neugeborenen bewegt sich hingegen bei 40- bis 50-mal in der Minute.

Durch Hyperventilieren, also durch sehr schnelles Ein- und Ausatmen, kann das Atemzentrum überlistet werden. Denn durch schnelles Hecheln wird dem Blut viel CO2 entzogen, sodass das Atemzentrum für einige Zeit keine aktivierenden Signale mehr an die Zwischenrippenmuskulatur und das Zwerchfell sendet. Die automatische Atmung stoppt. Erst wenn der Kohlendioxid-Gehalt im Blut wieder ansteigt, wird das Atemzentrum erneut aktiviert.  Gerade Streckentaucher sollten starke Hyperventilation deshalb unbedingt vermeiden, da sie zu lebensbedrohlicher Bewusstlosigkeit unter Wasser führen kann.

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Informationen zum Inhalt

Quellen:

  • Clauss, C. et al. (2009): Humanbiologie kompakt. Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg, ISBN: 3827418992
  • Campbell , N.A. et al. (2009): Biologie. Pearson Studium, München, ISBN: 9783827372871

Letzte Aktualisierung:

18.07.2018

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