Die Lunge des Menschen: Der Gasaustausch in den Lungenbläschen

Die Lunge des Menschen: Der Gasaustausch in den Lungenbläschen Übung

• Beschreibe den Weg der Atemluft beim Einatmen.

  Tipps

  Hier siehst du einen Eintrittsort der Atemluft.

  In der Medizin wird der Suffix „-ole“ verwendet, wenn Strukturen kleiner werden. Sehr feine Venen werden zum Beispiel Venolen genannt.

  Die Lungenbläschen werden auch Alveolen genannt. Sie sind der Ort des Gasaustauschs.

  Lösung

  Über den Mund oder die Nase gelangt die Einatemluft durch den Rachenraum in die Luftröhre.
  Diese verzweigt sich in die zwei Hauptbronchien und dann innerhalb des rechten und des linken Lungenflügels in die immer kleineren Bronchiolen.
  Am Ende dieser befinden sich zahlreiche kleine Lungenbläschen, die auch Alveolen genannt werden. Hier findet der Gasaustausch statt.

• Formuliere die chemische Gesamtgleichung für die Zellatmung.

  Tipps

  Bei dem Prozess der Fotosynthese wird in Pflanzen mithilfe von Lichtenergie der Sonne aus Kohlenstoffdioxid und Wasser energiereicher Zucker aufgebaut. Als Nebenprodukt entsteht Sauerstoff.
  Die Zellatmung ist der gegenläufige Prozess zur Fotosynthese.

  Links vom Reaktionspfeil stehen die Ausgangsstoffe, also die Stoffe, die wir für die Zellatmung aufnehmen müssen. Rechts stehen die Produkte.
  Weißt du, welches Gas wir bei der Atmung aufnehmen und welches wir abgeben?

  Lösung

  In den Zellen werden aus den Ausgangstoffen Zucker und Sauerstoff die Produkte Kohlenstoffdioxid und Wasser sowie für den Körper nutzbare Energie hergestellt.

  Energie ist nicht nur beim Sport wichtig, sondern für alle Lebensvorgänge essenziell. Kohlenstoffdioxid ist ein Abfallprodukt, das der Körper schnell wieder loswerden will.

• Schätze ab, wie sich die Komponenten der Luft beim Einatmen und beim Ausatmen unterscheiden.

  Tipps

  Die Werte der Einatemluft entsprechen den Werten der Luft, die uns umgibt.

  Die Gesamtheit der Komponenten liegt immer bei annähernd 99 %, denn ein Prozent stellen weitere Gase dar: Wenn eine Komponente zunimmt, muss eine andere dafür abnehmen.
  Die Summe einer Spalte ergibt damit jeweils annähernd 99 %.

  Auf dem Titelbild sind die Anteile der Gase in der Luft schematisch dargestellt: Der Stickstoffanteil ist gelb, der Sauerstoffanteil dunkelblau und der Kohlenstoffdioxidanteil rot.

  Überlege, welches Gas im Körper verbraucht wird, welches produziert wird und welches wir nicht verwerten können.
  Wie müsste sich dann die Ausatemluft von der Einatemluft unterscheiden?

  Lösung

  Die Luft, die wir einatmen, ist die Luft, die uns umgibt. Luft ist ein Gasgemisch aus

  • 78 % Stickstoff,
  • 21 % Sauerstoff,
  • 0,04 % Kohlenstoffdioxid und
  • einem kleinen Anteil weiterer Gase.

  In unserem Körper wird in unseren Zellen Sauerstoff verbraucht und Kohlenstoffdioxid entsteht. Daher unterscheidet sich die Zusammensetzung der Luft, die wir ausatmen, von der Luft, die wir einatmen.
  Der Anteil an Kohlenstoffdioxid in der Ausatemluft ist somit höher als in der Einatemluft und liegt hier bei 4 %. Der Anteil an Sauerstoff ist dementsprechend niedriger und liegt bei 17 %.
  Der Anteil an Stickstoff ändert sich nicht, denn molekularen Stickstoff kann unser Körper nicht verwerten.

• Erläutere den Gasautausch an den Lungenbläschen.

  Tipps

  Drei Antworten sind richtig.

  Wenn die Teilchen eines Stoffes entlang ihres Konzentrationsgradienten „wandern“ und sich so verteilen, dann nennt man das diffundieren.

  Lösung

  Folgende Aussagen sind richtig:

  • Die Lungenbläschen sind der Ort des Gasaustausches.
  • Die „Wand“, an der der Gasaustausch stattfindet, wird auch Alveolarwand genannt.
  • Der Gasübertritt von Sauerstoff geschieht, weil in den Blutgefäßen eine geringere Sauerstoffkonzentration als in den Lungenbläschen vorliegt.

  
  Diese Aussagen sind falsch:

  • Die Lungenbläschen sind von wenigen und großen Blutgefäßen umgeben.

  Das ist nicht korrekt, da es viele und kleine Blutgefäße sind.

  • Stickstoff wird über die Lungenbläschen ins Blut aufgenommen und gelangt von dort in die Zellen für die Zellatmung.

  Diese Aussage trifft auf Sauerstoff, aber nicht auf Stickstoff zu!

  • Man spricht bei dem Prozess des Gasaustausches in der Lunge von der Transfusion: einem Prozess des Ausgleiches von Konzentrationsunterschieden.

  Das ist so nicht richtig: Dieser Prozess findet statt, wird aber Diffusion genannt.

• Gib an, an welchen Orten Menschen (ohne Hilfsmittel) atmen können.

  Tipps

  Zwei der Antworten sind richtig.

  Menschen benötigen Atemgeräte, um unter Wasser atmen zu können.

  Menschen brauchen auch im luftleeren Raum Atemgeräte, um zu atmen.

  Lösung

  Menschen können überall dort atmen, wo Luft zur Verfügung steht.
  Luft gibt es im Wald genauso wie in einem unaufgeräumten Zimmer.

  Unter Wasser oder auf dem Mond ist das nicht der Fall. Hier weiß der Mensch sich allerdings mit technischen Atemgeräten zu helfen.

• Bestimme, was die Alveolen direkt beschädigen kann.

  Tipps

  Erreger wie Bakterien oder Viren können die verschiedensten Formen haben.

  Vier der Antworten können direkt schädlich für die Alveolen sein.

  Der Körper hat verschiedene Schutzmechanismen, um ein Eindringen von Flüssigkeiten oder Feststoffen in die Lunge zu verhindern.

  Lösung

  Es gibt verschiedene Einflüsse, die direkte Auswirkungen auf die Funktion der Alveolen haben können. Hierzu gehören Substanzen, die in der Luft vorhanden sind, zum Beispiel Stoffe im Zigarettenrauch oder Abgase von Autos und der Industrie. Darüber hinaus können auch Krankheitserreger wie das Respiratorische Synzytial-Virus dazu zählen.

  Die Lunge verfügt über verschiedene Schutzmechanismen, die verhindern, dass feste Partikel oder Flüssigkeiten in sie eindringen können. Daher sind weder Süßigkeiten noch Flüssigkeiten wie Bier direkt schädlich für die Alveolen. Allerdings kann übermäßiger und langfristiger Alkoholkonsum auch schädlich für die Lunge sein.