Sauerstoff für Höchstleistungen

Wussten Sie, dass die Oberfläche unserer Lunge größer ist als eine durchschnittliche Zweizimmerwohnung? Rund 80 Quadratmeter Fläche benötigt unser Körper, um mit jedem Atemzug schädliches Kohlendioxid aus dem Blut abzugeben und dafür Sauerstoff aus der Luft aufzunehmen. Ohne Sauerstoff geht nichts: Während wir mehrere Tage ohne Essen und Trinken leben können, kommen wir nur wenige Minuten ohne Sauerstoff aus. Doch wie passt die 80-Quadratmeter-Gasaustauschstation eigentlich in unseren Körper? Ganz einfach: ordentlich gefaltet. Genau betrachtet sieht die Lunge aus wie ein umgekehrter Baum, dessen Stamm die Luftröhre bildet. Davon zweigen die Bronchien als Haupt-äste in die Lungenhälften ab und verästeln sich in rund 30 000 feinen Bronchiolen. Um die Enden dieser winzigen Zweige gruppieren sich die Lungenbläschen (Alveolen), die von einem Netz winziger Blutgefäße umgeben sind. Dort findet der eigentliche Gasaustausch statt. „Die Gefäße sind so klein, dass sich die roten Blutkörperchen verformen müssen, um hindurchzukommen“, erklärt Olaf Wiesner, leitender Oberarzt in der Abteilung Pneumologie der Medizinischen Hochschule Hannover (MHH).

Gleichzeitig ist die Wand der Lungenbläschen so dünn, dass Gase wie Sauerstoff und Kohlendioxid hindurchgelangen können. Dabei entscheidet das Konzentrationsgefälle, in welche Richtung der Transport geschieht: Ist wenig Sauerstoff im Blut, dringen die Sauerstoffmoleküle durch die Membran der Lungenbläschen ins Blut und werden von den roten Blutkörperchen zu sauerstoffhungrigen Organen wie Gehirn, Herz oder Muskeln transportiert. Gleichzeitig passieren die Kohlendioxidmoleküle die Membran zur Lunge hin und werden mit dem nächsten Atemstoß abgeatmet. Bis zu einem halben Liter Luft nehmen Erwachsene mit einem Atemzug auf, durchschnittlich 4,5 Liter pro Minute.

Maßgeblich beteiligt am kontinuierlichen Atmen ist das Zwerchfell. Dieser Muskel liegt unter den Rippen und trennt Brust- und Bauchraum. Wölbt er sich beim Einatmen in Richtung Bauch, so dehnen die Zwischenrippenmuskeln die Rippen, die Lunge wird weiter, frische Luft strömt ein. Das Ausatmen verläuft umgekehrt: Das Zwerchfell kehrt nach oben in seine Ausgangslage zurück, die Lunge zieht sich zusammen und stößt verbrauchte Luft aus. Auch beim Husten atmen wir aus; allerdings zieht sich die Lunge dabei sehr schnell und fast krampfartig zusammen˚– wobei feine Härchen auf der Bronchialschleimhaut Fremdstoffe und Schleim in Richtung Luftröhre befördern.

Übrigens enthält selbst verbrauchte Luft noch einen gewissen Anteil Sauerstoff, ebenso wie Frischluft auch nur zu etwa 21 Prozent aus Sauerstoff besteht. Der Rest sind Stickstoff, Kohlendioxid und weitere Gase. Sinkt der Sauerstoffanteil allzu sehr ab, etwa wenn sich viele Menschen in geschlossenen Räumen aufhalten, wird es für die Lunge immer schwieriger, Sauerstoff ins Blut zu leiten – wir werden dann müde und unkonzentriert, weil unsere Organe nicht genügend Sauerstoff bekommen.

Auch manche Krankheiten verhindern eine ausreichende Sauerstoffzufuhr. „Ein Beispiel dafür ist die sogenannte Fibrose: eine krankhafte Vermehrung des Bindegewebes im Körper“, sagt Wiesner. „Dabei verdicken sich die feinen Wände der Lungenbläschen und behindern den Gasaustausch. Und irgendwann kann sich die Lunge nicht mehr dehnen.“ Den Betroffenen hilft dann meist nur eine Lungentransplantation, weil ihr eigenes Organ so vernarbt ist, dass Atmen unmöglich wird.
Atemnot ist auch ein typisches Symptom einer chronisch-obstruktiven Bronchitis (COPD). “80 bis 90 Prozent aller COPD-Kranken sind Raucher“, erklärt Wiesner. „Durch den ständigen Kontakt mit den Giften aus der Zigarette entzündet sich das Lungengewebe und lockt Abwehrzellen an. Diese geben wiederum Stoffe ab, die die Lungenbläschen immer mehr zerstören.“ Und je weniger Austauschfläche, desto schlechter die Sauerstoffversorgung. Das Endstadium ist ein sogenanntes Emphysem: Durch die Zerstörung der Lungenbläschen geht die feine Struktur verloren, und es entstehen größere Bläschen, die beim Gasaustausch keine Funktion mehr haben.

Anders funktioniert das Asthma, eine chronisch-entzündliche Erkrankung, die oft durch eine Überempfindlichkeit gegen bestimmte Stoffe wie Hausstaubmilben oder Tierhaare ausgelöst wird. Die Entzündung führt zu einer anfallartigen Verkrampfung der Luftwege. Den Patienten helfen oft nur Medikamente wie Kortison gegen die Entzündung und ein Spray, das die Atemwege weitet.

Weniger bekannt als das infolge der Zunahme von Allergien auch bei Kindern immer häufigere Asthma ist der Lungenhochdruck oder pulmonale Hypertonie. „In der MHH lassen sich Patienten aus dem gesamten Bundesgebiet behandeln“, sagt Wiesner. Bei ihnen ist der Blutdruck im Lungenkreislauf so hoch, dass der Gasaustausch behindert wird. Mit bestimmten Wirkstoffen senken die Ärzte den Lungenhochdruck. Im Endstadium ist jedoch häufig eine Herz-Lungen-Transplantation nötig. Rund 100 Lungen transplantiert die MHH pro Jahr. „Damit sind wir weltweit das größte Zentrum“, erklärt der Oberarzt.

Darüber hinaus behandelt die MHH regelmäßig etwa 150 bis 200 Patienten mit Lungenkrebs. Im Stadium eins und zwei gebe es bei dieser Erkrankung durchaus gute Heilungschancen, sagt Wiesner. „Man hofft immer, dass man den Krebs operieren kann, bevor er in Organe wie die Nebennieren, das Skelett oder das Gehirn streut.“ Die beste Vorbeugung sei es, auf das Rauchen zu verzichten. Neun von zehn Lungentumoren entstehen durch die mehr als 4000 chemischen Substanzen im Zigarettenrauch.