Wie wird die Atemfrequenz im Normbereich gehalten?

Um die Atemfrequenz innerhalb normaler Grenzen zu halten, wirken mehrere Mechanismen zusammen:

1. Atmungszentrum im Hirnstamm:Das Atmungszentrum befindet sich in der Medulla oblongata und der Pons und ist für die Regulierung der Atmung verantwortlich. Es erzeugt den Grundrhythmus und die Tiefe der Atmung.

2. Chemorezeptoren:

A. Zentrale Chemorezeptoren:Diese Chemorezeptoren befinden sich im Mark und überwachen Veränderungen des Kohlendioxidpartialdrucks (PaCO2) und der Wasserstoffionenkonzentration (pH) in der Liquor cerebrospinalis (CSF). Erhöhter PaCO2 oder verringerter pH-Wert stimuliert das Atemzentrum, um die Atmung zu steigern.

B. Periphere Chemorezeptoren (Karotiskörperchen und Aortenkörperchen):Diese Chemorezeptoren befinden sich in den Halsschlagadern bzw. der Aorta. Sie spüren Veränderungen des PaO2 (Sauerstoffpartialdruck), des PaCO2 und des pH-Werts im Blut. Wenn der Sauerstoffgehalt sinkt, PaCO2 steigt oder der pH-Wert sinkt, senden diese Chemorezeptoren Signale an das Atemzentrum, um die Atemfrequenz und -tiefe zu erhöhen.

3. Dehnungsreflexe:

A. Hering-Breuer-Reflex:Dieser Reflex verhindert eine Überblähung der Lunge. Dabei handelt es sich um Dehnungsrezeptoren in den Atemwegen, die Signale an das Atemzentrum senden, wenn das Lungenvolumen übermäßig zunimmt. Dies führt zu einem vorübergehenden Stopp der Inspiration und ermöglicht das Ausatmen.

B. J-Rezeptor-Reflex:Dieser Reflex ist mit der Aufblähung der Lunge verbunden. Dabei handelt es sich um J-Rezeptoren, die sich in den Alveolarwänden befinden. Wenn die Lunge aufgeblasen ist, senden diese Rezeptoren Signale an das Atemzentrum, was zu einer Verlangsamung der Atemfrequenz führt.

4. Freiwillige Kontrolle:Bis zu einem gewissen Grad können wir unsere Atmung freiwillig kontrollieren. Diese bewusste Anstrengung kann die automatischen Mechanismen der Atemregulierung vorübergehend außer Kraft setzen und es uns ermöglichen, den Atem anzuhalten oder für kurze Zeiträume schneller oder langsamer zu atmen.

Diese verschiedenen Mechanismen arbeiten koordiniert zusammen, um die richtige Atemfrequenz aufrechtzuerhalten, um den Sauerstoff- und Kohlendioxidbedarf des Körpers zu decken, und stellen so sicher, dass das empfindliche Gleichgewicht der Gase in unserem Blut erhalten bleibt.