In diesem Abschnitt unserer Web-Seite soll auf den Aufbau und die Funktionsweise der menschlichen Atmung eingegangen werden. Beginnend mit der Anatomie der Atmungsorgane, wird weiterhin auf die Arbeitsweise des Atmungssystems und die für die Funktion wichtigen Randbedingungen eingegangen. Die Informationen sind im wesentlichen [KLIN01], [KNOR01], [KNOR02] und [LOOS01] entnommen.
Eine der wichtigsten Grundlagen für den menschlichen Stoffwechsel ist die Umgebungsluft, die der Mensch während des Atmens zu sich nimmt. Zwar ist der Mensch in der Lage ohne Nahrung Wochen durchzuhalten und ohne die Aufnahme von Wasser Tage zu überleben, ohne die Zuführung von Luft stellen sich aber bereits nach wenigen Minuten bleibende Schäden beim Menschen ein.
Unsere Umgebungsluft setzt sich aus mehreren gasförmigen Stoffen zusammen. Atmet der Mensch diese Umgebungsluft ein, tauscht er Stoffe mit ihr aus, sodass sich die Ausatemluft anders zusammensetzt als die Einatemluft. Einen Überblick über die Zusammenstzung der Ein- und Ausatemluft zeigt die folgende Tabelle:
| Gas | Chem. Formel | Einatemluft | Ausatemluft |  |
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| Stickstoff | N2 (mehr) | 78,00 % | 78,00 % | ||
| Sauerstoff | O2 (mehr) | 21,00 % | 17 % | ||
| Kohlenstoffdioxid | CO2 (mehr) | 0,04 % | 4,04 % | ||
| Edelgase | Ar, Ne, Kr, Xe, He (mehr) | 0,96 % | 0,96 % |
Einatemluft
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Ausatemluft
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Deutlich ist zu sehen, dass Sauerstoff ein- und Kohlendioxid ausgeatmet wird. Tatsächlich darf der Sauerstoffanteil der Umgebungsluft des Menschen nicht unter 15 % sinken, ohne dass gesonderten Schutzmaßnahmen ergriffen werden.
An der Einsatzstelle wirken verschiedene Gefahren auf das eingesetzte Mitglied, die unter den vier As, den vier Es und dem C bekannt sind. Im einzelnen sind das
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Gefahren an der
Einsatzstelle |
Für den Atemschutzgeräteträger sind besonders die Atemgifte relevant, also die Stoffe in der Atemluft, die, sofern sie in den Körper gelangen, eine schädigende Wirkung hervorrufen. Sie treten bei Bränden und Gefahrstoffeinsätzen, aber auch beim Nachlöschen oder Aufräumen auf. Bemerkbar machen sich die Atemgifte teilweise durch
ggf. gibt es aber auch keine konkreten Hinweise für ihr Auftreten! Wird ihr Aufteten bemerkt, sollte
Grundsätzlich können Atemgifte in unterschiedlicher Form bzw. in Mischformen auftreten. Sie können beispielsweise
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Arten von Atemgiften
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sein. Besonders die letzet Form stellt eine große Gefahr dar, da man Gaswolken in der Regel nicht sehen kann und so ihr Auftreten erst sehr spät bemerkt wird. Teilweise kann austretendes Gas mit einhergehenden Erscheinungen detektiert werden - z. B. Pfeifgeräusche bei undichten Ventilen oder Geruchsbildung - eine sichere Feststellung ist aber nur mit Messgeräten möglich!
Sind die Atemgifte in den Körper gelangt, kann man sie nach ihrer Wirkung auf diesen Körper unterteilen. Hier kennt man:
Atemgifte mit erstickender Wirkung
Die erstickenden Atemgifte wirken zwar nicht direkt auf den menschlichen Körper ein, verdrängen aber den für den Menschen lebenswichtigen Luftsauerstoff. Dieser Luftsauerstoffanteil in der Atemluft sollte keinesfalls unter 15 Vol% sinken, da sonst der Sauerstoffübergang in der Lunge nicht mehr ausreicht den menschlichen Körper zu versorgen. Bei empfindlichen Zellen (z. B. Gehirn) reicht ein Sauerstoffverlust von wenigen Minuten um eine Schädigung hervorzurufen! Sauerstoffmangel in der Luft kann vom Menschen selbst nicht festgestellt werden. Zwar sinkt die Leistungs- und Konzentrationsfähigkeit des Menschen mit sinkendem Sauerstoffgehalt, eine konkrete Feststellung ist jedoch nur mit Messgeräten möglich. Für den Eigenschutz muss folglich immer bereits dann ein Gerät angelegt werden, wenn Sauerstoffmangel wahrscheinlich oder möglich ist!
Atemgifte mit Reiz- und Ätzwirkung
Diese Gifte wirken auf die Schleimhäute und die Lunge und können das Lungengewebe zerstören. Weiterhin können sie in Zusammenhang mit der Feuchtigkeit in den Lungenbläschen eine Entzündung derselben hervorrufen, die eine massive Ansammlung von Flüssigkeit an der Entzündungsstelle zur Folge hat und letztlich zum Lungenödem (Wassersucht; Ansammlung von Gewebswasser) führen kann.
Atemgifte mit Wirkung auf Blut, Nerven und Zellen
Sie wirken direkt auf den Körper ein und setzten biomechanische Mechanismen im Körper außer Kraft. Exemplarisch sei hier die Wirkung von Kohlenstoffmonoxid genannt, der beim Einatmen über die Lunge in das Blut übergeht und sich auf den für den Sauerstoff-/Kohlestoffdioxidtransport verantwortlichen roten Blutkörperchen festsetzt. So wird verhindert, das der Sauerstoff im Körper transportiert wird, womit letztlich die Versorgung der Zellen verloren geht.
Grundsätzlich setzt sich der Atemapparat des menschlichen Körpers aus den oberen und unteren Luftwegen zusammen. Die oberen Luftwege bestehen aus dem Mund- und Rachen- sowie dem Nasenraum. Sie werden durch den Kehlkopf von den unteren Atemwegen getrennt, die aus der Luftröhre (Trachea), den Luftröhrenästen (Stammbronchien, Bronchien) und den Lungenflügeln zusammensetzen.
In den Lungenflügeln sitzen die Lungenbläschen (Alveolen), die als Austauschorgan zwischen Blut und Atemluft dienen. Zu ihnen fließen die Venen (sauerstoffhaltiges Blut) und Aterien (CO2-haltiges Blut) des ganzen Körpers. Zur Erzeugung der Atembewegung wird weiterhin das Zwerchfell in der Bauchhöhle sowie die Brustmuskelatur zwischen den Rippenbögen benötigt.
Bei normaler Atmung arbeitet hauptsächlich das Zwerchfell, das durch ein Auf- und Abziehen ein Vergrößerung bzw. Verkleinerung des Brustkorbes bewirkt, mit der das Gas in der Lunge ausgetauscht wird. Der Gaswechsel und der Stoffübergang an den Alveolen wird als äußere Atmung bezeichnet. Um die Stoffe von den Alveolen abzutranportieren und zu den Verbrauchern zu führen, ist ein Blutfluss notwendig, der durch das Herz sichergestellt wird. Bei den Verbrauchern wird der Sauerstoff von den roten Blutkörperchen gelöst und gegen Kohlendioxid getauscht. Diesen Vorgang bezeichnet man als innere Atmung des Menschen.
Neben der Lunge erfüllt auch die Haut eine Atemfunktion, allerdings ist sie nur zu ca. 1% an der Atmung beteiligt. Sie dient vornehmlich zum Regulieren des Wasserhaushaltes des Körpers.
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Abbildung Atemwege
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Abbildung Lungenflügel
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Abbildung Alveole
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Die Atmungsorgane erfüllen mehrere Aufgaben, wobei die wichtigste die Versorgung des Körpers mit Sauerstoff und die Abführung von überschüssigem Kohlendioxid, Stoffwechsel genannt, ist. Weitere Aufgaben sind