Atemapparat und Atemvorgang - uni.roland-ramthun.deuni.roland-ramthun.de/phonetik/07112007-Atmung.pdf · Dozent: Dr. Masthoff 07.11.2007 1/39. Einleitung Thorax Rippen Atemhilfsmuskel

Einleitung Thorax Rippen Atemhilfsmuskel Zwerchfell Lungen Details zur Atmung Zusammenfassende Beschreibung

Atemapparat und Atemvorgang

Referent: Roland RamthunUniversitat Trier, FB IIDozent: Dr. Masthoff

07.11.2007

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Atmung - Die “Energiequelle” fur die Lauterzeugung I

Man unterscheidet zwischen innerer und außerer AtmungInnere Atmung bezeichnet die Oxidationsvorgange zurEnergiegewinnung auf Zellniveau mithilfe von O2, Eiweiß,Fett und Enzymen, außere Atmung denSauerstoffaustausch zwischen Außenmedium (Luft) undBlutFur uns ist primar die außere Atmung interessant, weil Siedie Lauterzeugung ermoglicht

Die sprachliche Lauterzeugung findet in allen bisherbekannten Sprachen beim Ausatmen stattEs ist auch moglich beim Einatmen Laute zu erzeugen,diese sind aber leiser, “verhauchter“ und entstehen unterhoherem LuftvolumenverbrauchZumindest bis zum Kehlkopf entsteht bei derLauterzeugung ein Uberdruck

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Atmung - Die “Energiequelle” fur die Lauterzeugung II

Die Lungen sind passives Gewebe, welches mithilfe vonMuskeln, elastischen Kraften und der Schwerkraft bewegtwerden muss=⇒ Die Atmungsorgane selbst erzeugen keinenSprachschall, liefern aber fur die Lautbildung notigepotentielle und kinetische Energie

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Bewegen die Lungen Luft?

Wie kann die Lunge Luft bewegen, wenn sie passivesGewebe ist?Mithilfe von Muskeln, die das Volumen der Brusthohleverandern:

Bei der Inspiration wird das Volumen der Brusthohlevergroßert, wodurch in der Lunge ein Unterdruck entsteht,der uber Druckausgleich Luft einziehtBei der Expiration wird ein Uberdruck durch Verkleinerungdes Brusthohlen, und somit auch des Lungenvolumens,erzeugt, wodurch die Luft entweicht

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Wirbelsaule

Die Wirbelsaule ist in mindestens 4Bereiche aufgeteilt:

Halswirbelsaule (rot)Brustwirbelsaule (blau)Lendenwirbelsaule (gelb)“Falsche Wirbel” Kreuz- und Steißbein

Die untersten Wirbel des Kreuz- undSteißbeines sind miteinander verwachsenDie Wirbel haben einen Dornfortsatz, andem Bander und Muskeln festmachen

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Der Thorax - Ubersicht

In der Brust befindetsich der Brustkorb(Thorax), der von 12Rippenpaaren begrenztwirdIm Thorax befinden sichu.a.:

die Lungender Herzbeutelwichtige Teile desLymphsystems

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Rippen - Allgemeines I

Rippen sind vorneknorpelig und hintenknochigDie 12 Rippen-Paaresind je an einem Wirbelder Brustwirbelsaulebeweglich, d.h.gelenkartig, befestigtVentral laufen die siebenoberen Rippen amBrustbein (Sternum)zusammen

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Rippen - Allgemeines II

Die Rippen 8-10 sind mitRippe 7 verbundenDie Rippen 11 und 12liegen frei

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Rippen - Muskeln I

Zwischen den Rippenbefinden sich dieZwischenrippenmuskeln(musculi intercostales)An der am Sternumbefestigten Ende derRippe befinden sich dieMm. intercostalesinterni, welche schragdorsal zu derdarunterliegenden Rippeverlaufen

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Rippen - Muskeln II

Sie sind etwa bis zurMitte der Rippevorhanden und von denintercostales externiverdecktMm. subcostalesbefinden sich auf derInnenseite des Thoraxund sind, bis auf dieTatsache dass sieRippen uberspannen,den Mm. intercostalesinterni sehr ahnlich

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Rippen - Muskeln III

Außenliegend gibt es diemusculi intercostalesexterni, die in dieentgegengesetzteRichtung verlaufen unddie gesamte Rippeabdecken, sich aberzum Sternum hinausdunnen=⇒ Diese Muskelnkonnen eine Rippe beider Inspiration etwa aufdie Hohe dernachsthoheren Rippeheben 11 / 39


Rippen - Schwenkbewegung

Da die Rippen an ihrenEnden befestigt sind,konnen sie sich nurvertikal bewegen, wennsich die MuskelnzusammenziehenWegen ihrer Bogenformmussen sie nach außenschwenkenUnten sind die Rippengroßer und liegenschrager, weshalb dieseBewegung dort starkerist

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Atemhilfsmuskel - Inspiration

HalsmuskelnScaleni (unterstutzten die obersten beiden Rippen bei derAnhebung)Sternocleidomastoideus (Hebung des Brustbeins undSchlusselbeins (bei forcierter Atmung, falls Kopf fixiert)

Brustmuskeln (forcierte Atmung)Pectoralis major (1. Schicht, hebt die oberen Rippen)Petoralis minor (2. Schicht, unter p. ma., unterstutztzusammen mit P. major die Anhebung der beiden oberenRippen)Subclavius (3. Schicht, unter p.ma., unterstutzt dieAnhebung der ersten Rippe)Serratus anterior (Anhebung der oberen Rippen)

Ruckenmuskeln (forcierte Atmung)Serratus posterior superior/inferior (Anhebung der Rippenim hinteren Teil)Latissimus dorsi (Anhebung der untersten Rippen)Iliocostalis cervicis (Anhebung der oberen 6 Rippen)

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Atemhilfsmuskel - Expiration

Brustkorbmuskeln:Intercostales interni (Hauptrippensenker)Subcostales (unterstutzt bei der Rippenabsenkung)Transversus thoracis (Absenkung der Rippen bei fixiertemBrustbein)

Bauchmuskeln:Transversus abdominis (Kompression der Bauchhohle)Obliquus internus/externus abdominis (Kompression derBauchhohle und Absenkung der Rippen)Rectus abdominis (Kompression der Bauchhohle undAbsenkung des Brustbeins)

Ruckenmuskeln (bei forcierter Atmung)Latissimus dorsi (Kompression des unteren Bauchraums)Iliocostalis (hintere Rippenabsenkung)Serratus posterior inferior (Rippenabsenkung undFixierung)Quadratus lumborum (Fixierung der untersten Rippe)

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Literaturhinweis Atemhilfsmuskulatur

Literaturhinweis zurAtemhilfsmuskulatur:Wangler,Hans-Heinrich:PhysiologischePhonetik (Elwert,Marburg 1972)S. 39-51

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Die untere Begrenzung durch das Zwerchfell I

Zwerchfell - Von Altdt. “zwerch”→“quer” und germ. “fel”→ “Haut”Nach unten ist der Thorax durch dasZwerchfell (Diaphragma)abgeschlossenEs ist am Schwertfortsatz desSternums, den Rippen 7-12 und denWirbeln 1-4 der Lendenwirbelsaulebefestigt

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Die untere Begrenzung durch das Zwerchfell II

Das Zwerchfell besteht aus einerZentralsehne und nach allen Seitenaustrahlenden MuskelfasernEs ist neben den Musculiintercostales der zweiteHauptinspirator. Wie auf denfolgenden Bildern gut zu erkennenist, vergroßert bzw. verkleinert esdas Volumen der Brusthohle stark.

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Zwerchfell entspannt

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Zwerchfell Inspiration

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Zwerchfell Expiration

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Felle

Der Mensch hat zwei LungenDie rechte Lunge wird durch tiefeEinschnitte in drei Lappen aufgeteilt,die Linke in zwei. Die rechte Lungehat ein etwas großeres VolumenJede Lunge wird durch einLungenfell umschlossenDer Brustraum ist mit dem nichtganz passend benannten Rippenfell(Bef. an Rippen, Zwerchfell,Trennwand (Mediastinum))ausgekleidet. Dadurch ist derBrustraum luftdicht verschlossen

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Pleuraspalt

Zwischen diesen beiden Fellen befindet sich ein kleiner,flussigkeitsgefullter Spalt, der sog. PleuraspaltDiese Flussigkeit verhindert Reibung zwischen Brustkorbund Lungen bei den AtembewegungenDehnt sich der Brustkorb aus, entsteht ein winzigerUnterdruck in der Flussigkeit, d.h. die Lunge hat Uberdruckund dehnt sich aus, folgt also der Bewegung desBrustkorbsUmgekehrt gilt dies genauso

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Alveolen, Bronchien und Luftrohre I

Die kleinen Luftrohrchen (Alveolen)vereinigen sich zu den BronchienAuf Hohe der Brustwirbel 4 bis 5vereinigen sich die Bronchien zurLuftrohre (Trachea), die durch denKehlkopf (Larynx) abgeschlossen istBronchien und Luftrohre bestehenaus Knorpelspangen und Gewebeund sind innen mit SchleimhautausgekleidetDie 16-20 Knorpelspangen derLuftrohre sind U-formig und gegenden Rucken geoffnet. Hinter derTrachea liegt die Speiserohre

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Alveolen, Bronchien und Luftrohre

In den Alveolen findet derGasaustausch statt, was sehrschnell gehen muss, weil dieAtmung nur sehr kurz pausiert,wahrend noch Luft nachstromtDie Alveolen haben eine Oberflachevon etwa 100m2

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Lungenvolumen

Ruheatmung:Ein-/ausgeatmete Luft (Respirationsluft): 0,5lInspiration: 1,5l Komplementarluft (Insp. Reservevolumen)Expiration: 1,5l Reserveluft (Expirat. Reservevolumen)Diese drei Mengen bezeichnet man als Vitalkapazitat1,5l Residualluft bleiben bis zum Tod standig in der LungeTotalkapazitat: 4,5-6l, 8l konnen Sportler erreichen

Die einzelnen Volumina sind vor allem alters-, großen- undgeschlechtsabhangig

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Lungenvolumen

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Atmung - Ausloser

Ausloser ist das Atemzentrum im verlangertenRuckenmarkAtmung ist reflektorisch, also nicht willentlich steuerbarDas Atemzentrum verfugt uber Sensoren fur das Blut, undkontrolliert dann abhangig vom CO2-Gehalt die AtmungWird das Atemzentrum beschadigt hort man auf zu atmenund stirb ohne kunstliche Beatmung

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Atmungsformen I

Ruhige, stumme Atmung (respiratoria muta)Stumme Tiefatmung (respiratoria muta profunda)Unterschied zwischen diesen beiden vor allem in Frequenzund Ausdehnung, Verhaltnis Ein-, Ausatmung bleibt gleich

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r. muta

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Atmungsformen II

Phonationsatmung (respiratoria phonatoria)Gegenuber der r. muta deutlich langere Ausatemphase,verbunden mit schnellerer EinatmungHoratmung (respiratoria auditoris)Diese Atmung passt sich, sofern man zuhort, der Atmungdes Sprechers an

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r. phonatoria und r. auditoris

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Atmungstypen I

Thorakales/Kostales AtmungsverhaltenDie Brustatmung (Thorakalatmung) wird auch alsRippenatmung (Kostalatmung) bezeichnetEinatmung wird durch Kontraktion derZwischenrippenmuskeln geleistet, ihre Erschlaffung fuhrtzur Ausatmung

Abdominales Atmungsverhalten

Die Abdominalatmung (Bauchatmung) wird auch alsZwerchfellatmung (Diaphragmalatmung) bezeichnetEinatmung wird durch Kontraktion des Zwerchfells geleistet,Ausatmung erfolgt durch die Anspannung derBauchmuskeln

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Atmungstypen II

Kostoabdominale AtmungDie kostoabdominale Atmung ist die normale, ruhigeAtmungsform. Sie ist eine Mischform austhorakalem/kostalem und abdominalem AtmungsverhaltenDie Einatmung erfolgt uber Zwerchfell und die m. costales,Ausatmung erfolgt durch die Ruckstellkrafte der Lunge undm. costales interniDabei erweitert sich der Brustkorb vorwiegend horizontalmit einem caudalen Zentrum, was den Umfang angeht

Oft wird von “falschen” Atemtypen gesprochen was abernicht sinnvoll ist, da bei unterschiedlicher Haltung,Stimmung, Situation vollig unterschiedlich geatmet wird“richtig”→ physiologisch besser, VerhaltnisAufwand/Nutzeffekt besserAuch andersartige Ablaufe sind “richtig”, solange dasNutzverhaltnis nicht zu stark gestort wird→ Fehl- undUberspannungen sind schlecht, vor allem bei r. phonatoria

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Expirationsdauer

Ein Erwachsener atmet bei r. muta etwa 16-20x in derMinute ein und ausDer einzelne Vorgang dauert folglich ca. 60s/16≈3,5sDie Expiration dauert dabei ca. 1,1-1,2-fach so lange wiedie InspirationGrund ist der passivere Charakter der Expiration uberelastische Ruckstellkrafte und die SchwerkraftBei der Redeatmung kann es wie beschrieben zuSchnappatmung kommen, ein Dauerverhaltnis von 1:7 furEin- und Ausatmung wird angegeben

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Inspiration

1 Zwerchfell wird von seinen Muskeln heruntergezogen2 Eingeweide werden nach außen gedruckt, Spannung in

der Bauchdecke entsteht3 Die Zwischenrippenmuskeln ziehen sich zusammen und

sorgen ggf. mit den “Atemhilfsmuskeln” fur eine Weitungdes Brustraumes

4 Das Ausschwenken erfolgt im oberen Teil des Brustkorbesmehr nach vorn, unten mehr zu den Seiten hin

5 Das vergroßerte Volumen des Brustraumes, dem dieLungen passiv gefolgt sind, sorgt fur einenathmospharischen Uberdruck, der die Luft von außen insAtemsystem druckt

6 Uber Nase/Mund stromt die Luft durch den Schlund uberdie Luftrohre und Bronchien in die Alveolen, wo derGasaustausch stattfindet

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Expiration

1 Die Zwerchfellmuskeln entspannen sich wieder2 Die Organe im Brustraum ziehen das Zwerchfell nach

oben, die Spannung der Bauchdecke druckt es nach oben3 Bei schneller Ausatmung konnen die

Bauchdeckenmuskeln die Spannung stark erhohen4 Die Schwerkraft hilft den Rippen sich wieder zu senken5 Das Brustraumvolumen verkleinert sich und die Lunge

macht diese Bewegung wiederum mit6 Der Uberdruck der in der Lunge entsteht entweicht auf

dem umgekehrten Wege wie bei der Inspiration7 Der Vorgang beginnt von vorn

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Quellen

Wangler, Hans-Heinrich: Physiologische Phonetik (Elwert,Marburg 1972)Petturson, Magnus: Elementarbuch der Phonetik (Buske,Hamburg 2002)Essen, Otto von : Allgemeine und angewandte Phonetik(Akad.-Verl., Berlin 1979 )Schmidt + Thews: Physiologie des Menschen (Springer,Berlin 1980)Sobotta/Bechner: Atlas der Anatomie des Menschen(Urban + Schwarzenberg, Munchen 1972)http://education.yahoo.com/reference/gray/ (abgerufen am05.11.2007)

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Fragen

Bestehen noch Fragen?

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Vielen Dank fur die Aufmerksamkeit

Dieser Vortrag ist ab Freitag online abrufbar unterhttp://roland-ramthun.de/uni/phonetik/07112007-Atmung.pdf

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