Atemsteuerung
Atemsteuerung - Anders als der Herzschlag kann der Atem bis zu einem gewissen Grad willentlich gesteuert werden. Aber meistens geht die Atmung ganz rhythmisch und automatisch vor sich. Im Ruhezustand atmet man normalerweise 14 bis 28 mal in der Minute. Sowohl Anzahl als auch Tiefe der Atemüge sind unter unterschiedlichen Begingungen sehr variabel. Wie entstehen diese Veränderungen und was ist für den automatischen Atmungsverlauf verantwortlich?
Atmungszentrum
In der Medulla (Mark) des Gehirns liegen zwei Anhäufungen von Nervenzellkörpern, die man zusammen das Atmungszentrum nennt. Diese Zellen entladen rhythmische Nervenimpulse, welche die Nervenfasern im Rückenmark hinunterlaufen. Sie erregen andere Nervenzellen, die ihrerseits wieder Impulse zu den Einatmungsmuskeln senden. Auf jeder Seite der Cervical(Nacken)region des Rückenmarks sind Nervenzellen gelagert, die die Phrenic(Zwerchfell)nerven erregen. Diese verlaufen durch die Brusthöhle, und jeder von ihnen akti-viert eine Hälfte des Zwerchfells. Die Intercostalnerven entspringen an jeder Seite des Brustteils des Rückenmarks und führen zu den Intercostalmuskeln (Zwischenrippenmuskeln). Ströme (die vom Atmungszentrum kommenden Nervenimpulse) erregen die Intercostall- und Phrenicnerven (Zwischenrippen- und Zwerchfellnerven), welche ihrerseits die Kontraktionen von Zwerchfell und Rippenmuskeln verursachen und den Beginn der Einatmung herbeiführen. Sobald diese Impulse aufhören, entspannen sich die Muskeln, und die Atmung findet statt. Wenn man den Nerv, der zu einem dieser Muskeln führt, durchschneidet, wird der Muskel gelähmt und die Atmung im gleichen Ausmaß behindert.
Reflexkontrolle
Stimulation jedes afferenten (aufsteigenden) Nervs kann die Anzahl und Tiefe der Atemzüge beeinflussen. Das Atmungszentrum scheint alle afferenten Nerven des Körpers zu beeinflussen. Dadurch wird die Atmung einer Vielzahl von Körperaktivitäten angepaßt und geht mit ihnen Hand in Hand. Es gibt auch bestimmte afferente Fasern, die Atmungsreflexe bewirken. Der vielleicht wichtigste dieser Gruppe ist der
Hering-Breuer-Reflex
Wenn sich die Lungen ausdehnen, werden Rezeptoren, die gegen Dehnung empfindlich sind und sich in den Wänden der Alveolen befinden, entladen und senden Nervenimpulse durch afferente (aufsteigende) Fasern des Vagusnervs in das Atemzentrum. Diese Impulse hemmen das Atemzentrum. Wenn die Einatmung (Inspiration) sich verstärkt, werden mehr und mehr hemmende Impulse das Atemzentrum (respiratorische Zentrum) erreichen, bis die Einatmung gestoppt wird, die Einatmungsmuskeln sich entspannen und eine vorwiegend passive Ausatmung erfolgt. Wenn die Lunge nicht mehr so stark gedehnt ist, löst sich die Hemmung, das Zentrum wird wiederum aktiv, und die nächste Einatmung kann beginnen. Wird der Hering-Breuer-Reflex verhindert, kommt es zu einer stark verlängerten Einatmung.
Chemische Kontrolle
Die Atmung wird in einem beträchtlichen Ausmaß durch die Konzentration von Atmungsgasen im Blut kontrolliert. Der wichtigste Regulator ist nicht, wie wir vielleicht annehmen, der Sauerstoffgehalt, sondern die Kohlenstoffkonzentration. Wenn man zum Beispiel einen kleinen Papiersack über Mund und Nase stülpt und ein- und ausatmet, bemerkt man, dass die Atmung unwillkürlich langsamer und tiefer wird. Dies geschieht, weil der Sauerstoffgehalt der in dem Sack befindlichen Luft nach und nach geringer wird, während der Kohlendioxydgehalt ansteigt. Durch Atmung in einem kleinen Raum, aus dem der Kohlenstoff der Ausatmungsluft sofort entfernt wird, kann bewiesen werden, dass das Fehlen von Sauerstoff nicht die Ursache von Atmungsveränderungen ist. Der Kohlendioxydgehalt bleibt nun unverändert, während sich der Sauerstoffgehalt vermindert. In diesem Fall bleibt die Atmung praktisch unbeeinflußt, bis der Sauerstoffgehalt ein sehr niedriges Niveau erreicht. Mangel an Sauerstoff kann (vorausgesetzt, dass der Sauerstoffgehalt des Raumes ohnehin schon gering ist) das Atmungszentrum anregen. Normalerweise ist das aber nicht der Fall, was beweist, dass die Kohlendioxydkonzentration wichtiger ist. Sobald der Kohlendioxydgehalt im Blut ansteigt, wird das Atmungszentrum zu erhöhter Aktivität angeregt und das hat tiefere, schnellere Atemzüge zur Folge. Man glaubt, dass das Atemanhalten über längere Zeit aufgrund des Ansteigens des Kohlendioxydgehaltes unmöglich ist. Wir hemmen den Atem willentlich, indem wir nervöse Impulse von höheren Gehirnzentren zum Atmungszentrum senden. Sobald wir den Atem anhalten, wird kein Kohlendioxyd aus dem Blut entfernt, die aktiven Zellen werden aber immer mehr damit angereichert. Wenn der Kohlendioxydgehalt ein kritisches Niveau erreicht, wird das Atmungszentrum zur Entladung gezwungen, und der Atmungsprozeß beginnt von neuem. Da der Kohlendioxydgehalt so wichtig zur Anregung des Atemzentrums ist, sollten wir fähig sein, un-seren Atem lange anzuhalten. Verminderung des Kohlendioxydgehaltes kann durch schnelles, tiefes Atmen bewirkt werden. Während einer solchen verstärkten Atmung ist die Menge des ausgeatmeten Kohlenstoffes größer als der Anteil, welcher aus dem Gewebe ins Blut gesandt werden kann. Wenn man nun den Atem anhält, dauert es längere Zeit, bis der Kohlendioxydgehalt das kritische Niveau erreicht hat und die Hemmung der Atmung bewirkt wird. Schwimmer machen Gebrauch von diesem Phänomen, um die Zeit, in der sie unter Wasser bleiben, zu verlängern. Die Wirkung verstärkten Atmens zeigt uns auch, dass ein gewisser minimaler Anteil an Kohlendioxyd für das automatische Funktionieren des Atmungszentrums notwendig zu sein scheint. Nach einer Periode verstärkter Atmung wird für kurze Zeit kein Zwang zum Atmen verspürt. Natürlich arbeiten die chemischen und nervlichen Kontrollmechanisman der Atmung zusammen, um sich vielen körperlichen Bedingungen anzupassen, und jedes kann die Tätigkeit des anderen beein-flussen.
Chemische Atmungskontrollen:
- 1. Kohlenstoffkonzentration im arteriellen Blut
- 2. der pH-Wert des Blutes von 7,37 bis 7,43
- wird er kleiner als 7,37 spricht man von Übersäuerung oder Azidose des Blutes
- wird er größer als 7,43 spricht man von Alkalose des Blutes
- 3. Sauerstoffkonzentration im arteriellen Blut.
Siehe auch
Literatur
- Die Wissenschaft des Pranayama
- Die große Kraft des Atems von André van Lysebeth
- Die Kundalini-Energie erwecken - Sukadev V. Bretz
- Licht auf Pranayama von B.K.S. Iyengar
- Atem Kraftquelle deines Lebens von Swami Saradananda
