Lektion 3.3

Atmung, Herz und Kreislauf

15 min Lesezeit

Du rennst über den Schulhof, so schnell du kannst. Danach stehst du da, dein Herz klopft bis zum Hals, und du schnappst nach Luft. Nach einer Weile wird beides wieder ruhig.

Warum atmest du schneller, wenn du rennst? Warum klopft dein Herz dann kräftiger? Und was haben Atmen und Herzklopfen miteinander zu tun?

Du lernst, wie die Luft in deinen Körper kommt, wie sie ins Blut gelangt und wie das Herz das Blut durch den Körper pumpt.

Definition

Die Atmungsorgane

Die Atmungsorgane bringen Luft in den Körper und wieder hinaus. Die Luft nimmt diesen Weg:

OrganAufgabe
Nasewärmt, befeuchtet und reinigt die Luft. Haare und Schleim halten Staub zurück
RachenKreuzung von Luftweg und Speiseweg
LuftröhreRohr mit festen Knorpelspangen, damit es offen bleibt
BronchienÄste der Luftröhre, einer in jeden Lungenflügel
Lungezwei Lungenflügel, in denen Gase zwischen Luft und Blut ausgetauscht werden (Gasaustausch, siehe unten)
Lungenbläschenwinzige Bläschen am Ende der feinsten Äste, wie Weintrauben an einem Zweig

Die Lunge hat keine Muskeln, sie kann sich nicht selbst aufpumpen. Das erledigen das Zwerchfell, ein Muskel unter der Lunge, und die Muskeln zwischen den Rippen:

  • Einatmen: Das Zwerchfell zieht sich zusammen und senkt sich. Die Rippen heben sich. Der Brustraum wird größer, und die Luft strömt in die Lunge.
  • Ausatmen: Das Zwerchfell erschlafft und wölbt sich nach oben. Die Rippen senken sich. Der Brustraum wird kleiner, und die Luft strömt hinaus.

Du kannst es fühlen: Lege die Hände seitlich an den Brustkorb und atme tief ein.

Definition

Gasaustausch in der Lunge

Luft ist ein Gemisch aus mehreren Gasen. Ungefähr ein Fünftel davon ist Sauerstoff. Den braucht dein Körper. Die Zellen setzen mit Sauerstoff aus den Nährstoffen Energie frei. Dabei entsteht das Gas Kohlenstoffdioxid, das der Körper loswerden muss.

Dieser Austausch geschieht in den Lungenbläschen. Ihre Wände sind hauchdünn und von winzigen Blutgefäßen umgeben. Dort geschieht der Gasaustausch:

  • Sauerstoff geht aus der Luft ins Blut.
  • Kohlenstoffdioxid geht aus dem Blut in die Luft und wird ausgeatmet.

Das zeigt der Vergleich von Einatemluft und Ausatemluft. Die Zahlen sind ungefähre Werte:

GasEinatemluftAusatemluft
Sauerstoffetwa 21 von 100 Teilenetwa 17 von 100 Teilen
Kohlenstoffdioxidetwa 0,04 von 100 Teilenetwa 4 von 100 Teilen

Es gibt mehrere hundert Millionen Lungenbläschen. So ist die Fläche für den Gasaustausch groß.

Definition

Blut

Das Blut ist eine Flüssigkeit, die durch den ganzen Körper fließt. Ein Erwachsener hat ungefähr 5 Liter. Das Blut besteht aus einer gelblichen Flüssigkeit und darin schwimmenden Zellen:

BestandteilAufgabe
Rote Blutkörperchentransportieren Sauerstoff. Sie machen das Blut rot
Weiße Blutkörperchenwehren Krankheitserreger ab
Blutplättchenverschließen Wunden, das Blut gerinnt
Blutflüssigkeittransportiert Nährstoffe, Kohlenstoffdioxid und Wärme

Das Blut ist also das Transportmittel des Körpers. Es bringt Sauerstoff und Nährstoffe zu den Zellen und nimmt Kohlenstoffdioxid und andere Abfallstoffe mit.

Definition

Das Herz und der Blutkreislauf

Das Herz ist ein Muskel mit Hohlräumen, ungefähr so groß wie deine Faust. Es liegt im Brustkorb, in der Mitte und etwas nach links. Es ist die Pumpe des Körpers. Es zieht sich zusammen und presst das Blut in die Gefäße, es erschlafft und füllt sich neu. Das tut es dein ganzes Leben lang ohne Pause.

Das Herz hat zwei Hälften, die eine Wand trennt. Jede Hälfte hat einen Vorhof, in den das Blut einströmt, und eine Kammer, die es weiterpumpt. Herzklappen wirken wie Ventile und lassen das Blut nur in eine Richtung strömen.

Das Blut fließt in einem Kreis, dem Blutkreislauf. Die Gefäße, die vom Herzen wegführen, heißen Schlagadern (Arterien). Die Gefäße, die zum Herzen zurückführen, heißen Venen. Der Kreislauf hat zwei Teile, die ineinandergreifen: den Lungenkreislauf und den Körperkreislauf.

StationWas das Blut dort tut
Körpergibt Sauerstoff an die Zellen ab, nimmt Kohlenstoffdioxid auf
Rechte Herzhälftepumpt das sauerstoffarme Blut zur Lunge
Lungenimmt Sauerstoff auf, gibt Kohlenstoffdioxid ab
Linke Herzhälftepumpt das sauerstoffreiche Blut in den Körper

Dann beginnt der Kreis von vorn. Die linke Herzhälfte hat die stärkere Muskelwand, denn sie pumpt das Blut durch den ganzen Körper.

Definition

Puls, Pulsfrequenz und Atemfrequenz

Bei jedem Herzschlag drückt das Herz einen Schwall Blut in die Schlagadern. Diese Welle kannst du an manchen Stellen fühlen. Das ist der Puls. Die Anzahl der Pulsschläge in einer Minute heißt Pulsfrequenz. Sie ist gleich der Anzahl der Herzschläge. Die Anzahl der Atemzüge in einer Minute heißt Atemfrequenz.

So misst du deinen Puls: Lege Zeige- und Mittelfinger an die Innenseite des Handgelenks, auf der Daumenseite. Nimm nicht den Daumen, denn er hat einen eigenen Puls. Zähle die Schläge 15 Sekunden lang und rechne mal 4. Dann hast du die Schläge in einer Minute.

In Ruhe schlägt das Herz bei Kindern deines Alters ungefähr 70- bis 90-mal in der Minute. Du atmest dann ungefähr 15- bis 25-mal in der Minute. Die Werte sind bei jedem etwas anders.

Bei Belastung steigen beide Werte. Deine Muskeln brauchen beim Rennen mehr Sauerstoff und Nährstoffe und geben mehr Kohlenstoffdioxid ab. Das Herz schlägt dann schneller und pumpt mehr Blut. Du atmest schneller und tiefer. Hörst du auf, fallen beide Werte wieder. Wer viel trainiert, hat oft einen niedrigeren Puls in Ruhe und erholt sich schneller.

Beispiel

Wie viele Herzschläge am Tag?

Dein Herz schlägt in Ruhe ungefähr 70-mal in der Minute. Wie oft schlägt es ungefähr an einem Tag? Wir tun so, als bliebe der Puls den ganzen Tag gleich.

Wir gehen in Schritten von der Minute zum Tag.

  • Eine Stunde hat 60 Minuten: 70 · 60 = 4200 Schläge je Stunde.
  • Ein Tag hat 24 Stunden: 4200 · 24 = 100 800 Schläge.

Das sind ungefähr 100 000 Herzschläge an einem Tag. Beim Rennen steigt der Wert, im Schlaf sinkt er.

Beispiel

Puls messen und vergleichen

Du misst deinen Puls dreimal. In Ruhe zählst du in 15 Sekunden 20 Schläge. Dann machst du 30 Kniebeugen und zählst wieder 15 Sekunden: 30 Schläge. Nach einer Minute Pause zählst du 24 Schläge.

Wir rechnen jeden Wert auf eine Minute um. Eine Minute hat 4 mal 15 Sekunden.

MessungSchläge in 15 sRechnungPuls je Minute
in Ruhe2020 · 480
nach den Kniebeugen3030 · 4120
nach einer Minute Pause2424 · 496

Nach der Belastung ist der Puls höher als in Ruhe. In der Pause sinkt er wieder, ist aber noch nicht ganz auf dem Ruhewert.

Definition

Gefahren des Rauchens

Zigarettenrauch enthält viele Stoffe, die dem Körper schaden:

  • Nikotin macht schnell abhängig, es ist schwer, wieder aufzuhören.
  • Teer setzt sich in der Lunge ab und kann Lungenkrebs auslösen.
  • Kohlenstoffmonoxid gelangt statt Sauerstoff an die roten Blutkörperchen. So kommt weniger Sauerstoff zu den Zellen.

Die Flimmerhärchen in den Bronchien reinigen die Atemwege vom Schleim. Rauch lähmt sie. Darum husten Raucher oft. Langfristig drohen Atemnot, Lungenkrebs und Herz-Kreislauf-Erkrankungen.

Auch Passivrauchen schadet: Wer Rauch einatmet, den ein anderer erzeugt, nimmt die Giftstoffe ebenfalls auf. Das gilt besonders für Kinder. Wer nie anfängt zu rauchen, hat diese Gefahr nicht. Wer aufhören will, findet Hilfe bei Ärztinnen und Ärzten, bei Beratungsstellen und bei der Lehrkraft.

Häufige Fehler

In der Ausatemluft ist kein Sauerstoff mehr

„Wir atmen Sauerstoff ein und Kohlenstoffdioxid aus.“

Richtig ist

Die Luft ist ein Gemisch. Beim Ausatmen enthält sie weniger Sauerstoff (etwa 17 von 100 Teilen) und mehr Kohlenstoffdioxid (etwa 4 von 100 Teilen). Der Körper nimmt nur einen Teil des Sauerstoffs auf. Darum ist auch die Ausatemluft noch für die Beatmung eines Menschen geeignet.

Häufige Fehler

Blut in den Venen ist blau

„Das Blut ist in den Venen blau, weil man die Adern blau durch die Haut sieht.“

Richtig ist

Blut ist immer rot. Das Blut mit viel Sauerstoff ist hellrot, das mit wenig Sauerstoff dunkelrot. Die Venen sehen durch die Haut nur bläulich aus.

Zusammenfassung

  • Die Luft geht durch Nase, Rachen, Luftröhre und Bronchien in die Lunge. Das Zwerchfell und die Rippen bewegen den Brustraum.

  • In den Lungenbläschen geht Sauerstoff ins Blut und Kohlenstoffdioxid in die Luft. Das nennt man Gasaustausch.

  • Das Blut transportiert Gase und Nährstoffe. Rote Blutkörperchen tragen Sauerstoff, weiße wehren Erreger ab, Blutplättchen verschließen Wunden.

  • Das Herz ist eine Pumpe aus Muskeln mit zwei Hälften. Die rechte pumpt das Blut zur Lunge, die linke in den Körper.

  • Der Puls ist die Welle jedes Herzschlags. Die Pulsfrequenz zählt die Schläge in einer Minute. Bei Belastung steigen Puls und Atemfrequenz.

  • Rauchen schadet Lunge und Herz und macht süchtig. Auch Passivrauchen ist schädlich.

Übungen

Aufgabe 1Multiple Choice

Was geschieht beim Einatmen?

Aufgabe 2Multiple Choice

Wo geht der Sauerstoff aus der Atemluft ins Blut?

Aufgabe 3Numerisch

Du zählst in 15 Sekunden 18 Pulsschläge. Wie hoch ist dein Puls in Schlägen je Minute?

Aufgabe 4Numerisch

Dein Herz schlägt in Ruhe 75-mal in der Minute. Wie oft schlägt es in 10 Minuten?

Aufgabe 5Freitext

Erkläre, warum Puls und Atemfrequenz beim Rennen steigen.

Aufgabe 6Freitext

Nenne zwei Gründe, warum Rauchen der Lunge schadet.