Atemluft

Die uns umgebende Atmosphäre stellt ein relativ konstantes Gasgemisch bereit.

• Die Inspirationsluft entspricht in ihrer Zusammensetzung der Atmosphäre (ca. 21 Vol.-% Sauerstoff, 0,03 Vol.-% Kohlendioxid, 78 Vol.-% Stickstoff und 0,97 Vol.-% Edelgase).
• Die Exspirationsluft besteht aus etwa 17 Vol.-% Sauerstoff, 4,03 Vol.-% Kohlendioxid, 78 Vol.-% Stickstoff und 0,97 Vol.-% Edelgasen. Ihre Temperatur beträgt etwa 35 °C und ihre relative Luftfeuchtigkeit etwa 95 Vol.-%.
• Die Alveolarluft enthält ca. 14 Vol.-% Sauerstoff, 5,6 Vol.-% Kohlendioxid, 78 Vol.-% Stickstoff und 0,97 Vol.-% Edelgase.

Die Atemluft hat in den oberen Atemwegen (Nasenhöhle und Nasennebenhöhlen, Mundhöhle) und in den oberen Abschnitten der Trachea eine relativ hohe Strömungsgeschwindigkeit und wird stark umgelenkt und verwirbelt. Bei Mundatmung beträgt die Strömungsgeschwindigkeit z.B. 1 m/sec in der Mundöffnung.

In der Nasenhaupthöhle wird die Atemluft vorgewärmt und befeuchtet. Dazu besitzen die Nasenmuscheln neben einer drüsenreichen Schleimhaut ein Schwellgewebe mit hoher Durchblutung, deren Schwellungszustand einem Rhythmus mit mehrstündiger Periodendauer unterliegt. Dieser Schwellungszustand alterniert zwischen den beiden Seiten ("Nasenzyklus"), so dass im Durchschnitt ca. 80% der Atemluft immer nur eine Nasenhälfte passieren und stärker mechanisch gereinigt werden, während der Rest durch intensiveren Schleimhautkontakt stärker erwärmt wird.

In den unteren Atemwegen, die den unteren Abschnitt der Luftröhre, die Bronchien und die Lungenbläschen umfassen, wird die Atemluft relativ laminar geführt. Infolge des im Zuge der Bronchialaufzweigung schnell zunehmenden Gesamtquerschnitts wird die Strömungsgeschwindigkeit, die in der Luftröhre und den Hauptbronchien bei ruhiger Atmung mehr als 2 m/sec erreicht, stark vermindert und beträgt in den Endästen des Bronchialbaums nur noch Bruchteile eines Millimeters pro Sekunde. Damit wird die für den Gasaustausch notwendige Zeitdauer erreicht.