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Atem

Englisch: breath

1 Definition

Der Atem ist das Gemisch aus trockenen Gasen und Wasserdampf, das bei der Atmung zwischen der Umgebung und den Atemwegen ausgetauscht wird. Das physiologische Atemgas ist die Atemluft.

2 Physiologie

Ein Mensch atmet im Mittel etwa 23.000mal pro Tag und bewegt dabei rund zwölfeinhalb Kubikmeter Luft. Die Atemfrequenz ist dabei stark abhängig von der körperlichen Aktivität. Die Atemarbeit wird von der Atemmuskulatur geleistet.

Die bei der Inspiration eingeatmete Luft enthält

Das bei der Expiration ausgeatmete Gasgemisch hat durch Beimengung von Wasserdampf eine höhere Feuchtigkeit aber - bedingt durch den Sauerstoffverbrauch des Körpers - nur noch einen Sauerstoffgehalt von 16%. Der Kohlendioxidgehalt liegt bei 4 %.

Neben Gasen und Wasserdampf enthält der Atem zahlreiche flüchtige organische Verbindungen (VOCs), deren Stoffwechselursprünge nur teilweise bekannt sind. Darunter finden sich gesättigte und ungesättige Kohlenwasserstoffe, sowie Sauerstoff-, Schwefel- und Stickstoffverbindungen.

Gesättige Kohlenwasserstoffe wie Ethan, Pentan oder Aldehyde bilden sich u.a. bei der Lipidperoxidation von fettsäurehaltigen Membrankomponenten. Sie werden als Marker von oxidativem Stress angesehen. Ein kleinerer Anteil dieser Verbindungen stammt aus der Oxidation von Proteinen und aus dem Stoffwechsel der Darmbakterien. Die kurzkettigen gesättigten Kohlenwasserstoffe sind im Blut nahezu unlöslich, so dass sie innerhalb weniger Minuten abgeatmet werden.

Zu den ungesättigten Kohlenwasserstoffen im Atem zählt vor allem das Isopren, das aus der Cholesterinsynthese stammt.

3 Klinik

Organische Verbindungen im Atem liefern wertvolle diagnostische Hinweise auf Stoffwechsel- oder Organerkrankungen:

Darüber hinaus befinden sich Verfahren in Erprobung, die mittels Biosensoren die molekulare Zusammensetzung der Atemluft analysieren und sie für die Früherkennung von malignen Tumoren der Lunge, aber auch anderer Organe nutzen.

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