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Gasaustausch – der Körper benötigt Sauerstoff 07:32 min

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Transkript Gasaustausch – der Körper benötigt Sauerstoff

Hallo, ich bin Sabine. In diesem Video erfährst Du etwas über die Atmung des Menschen. Ganz genau geht es heute um den Gasaustausch in der Lunge und im Körper. Damit Du alles gut verstehen kannst, wäre es sehr schön, wenn Du schon die Atmungsorgane kennst und auch etwas über die Zusammensetzung unserer Atemluft weißt. Am Ende dieses Videos weißt Du ganz genau, wo und wie der Austausch zwischen den Atemgasen Sauerstoff und Kohlenstoffdioxid stattfindet.

Sehen wir uns zunächst den Gasaustausch in der Lunge etwas näher an. Wie Du weißt, befinden sich am Ende der kleinsten Bronchialverästelungen viele kleine Lungenbläschen. Diese sind von einem sehr feinen Netz kleinster Blutgefäße umgeben. Diese Blutgefäße heißen Kapillaren. Wie Du siehst, habe ich das Netz der Blutkapillaren in zwei unterschiedlichen Farben gezeichnet. Warum eigentlich? Nun, die unterschiedlichen Farben sollen den unterschiedlichen Gehalt an den Atemgasen Sauerstoff und Kohlenstoffdioxid darstellen. So werden Blutgefäße, die sauerstoffreiches Blut enthalten mit roter Farbe gekennzeichnet. Während Blutgefäße die sauerstoffarmes Blut enthalten, also eine hohe Konzentration an Kohlenstoffdioxid haben, mit blauer Farbe gekennzeichnet werden.

Hier siehst Du ein Lungenbläschen und eine anliegende Blutkapillare einmal sehr stark vergrößert. Beim Einatmen gelangt sauerstoffreiche Luft über unsere Atemwege bis in die Lungenbläschen. Die eingeatmeten Sauerstoffteilchen gelangen über die dünne Wand der Lungenbläschen in die Blutkapillare und werden von dort mit dem Blut zu den einzelnen Körperzellen transportiert. Ebenfalls mit dem Blut, wird das Kohlenstoffdioxid bis zu den Lungenbläschen transportiert. Von dort gelangt es entgegensetzt zum Sauerstoff durch die dünnen Wände der Blutkapillaren und Lungenbläschen in die Lunge. Und wird dann ausgeatmet. Doch wie funktioniert das mit dem Austausch der Atemgase nun eigentlich ganz genau? Sehen wir uns dazu einmal einen Schnitt durch ein Lungenbläschen und eine Blutkapillare an. Sowohl Lungenbläschen als auch Blutkapillare haben eine sehr, sehr dünne Wand. Und das ist für den Austausch dieser beiden Gase sehr wichtig. Wenn wir einatmen, strömt sauerstoffreiche Luft in die Lungenbläschen. Dadurch ist in den Lungenbläschen eine höhere Konzentration an Sauerstoff, als in den umgebenden Blutkapillaren. Durch die dünnen Zellwände von Lungenbläschen und Blutkapillare findet nun ein Konzentrationsausgleich statt. Die Sauerstoffteilchen gelangen durch Diffusion aus dem Lungenbläschen in das Blut und werden von dort zu den Zellen transportiert. Genau den umgekehrten Weg geht das Kohlenstoffdioxid. Hier ist die Konzentration in der Blutkapillare viel höher als im Lungenbläschen. Es erfolgt wieder ein Konzentrationsausgleich. Das Kohlenstoffdioxid gelangt durch die dünnen Zellwände aus dem Blut in das Lungenbläschen und kann ausgeatmet werden. Fassen wir den Gasaustausch in der Lunge kurz zusammen: Mit der Einatemluft gelangt Sauerstoff in die Lungenbläschen. Dort erfolgt durch Diffusion ein Austausch der Atemgase. Sauerstoff gelangt in die Blutkapillare, Kohlenstoffdioxid in die Lungenbläschen und damit in unsere Ausatemluft.

Kommen wir nun zum Gasaustausch im Körper. Auf dieser Zeichnung siehst Du stark vergrößert eine Blutkapillare und einige, sie umgebende Körperzellen. Das Herz pumpt sauerstoffreiches Blut von der Lunge bis in unsere kleinsten Blutgefäße. In unseren Blutkapillaren kommt also mit Sauerstoff angereichertes Blut an. Die Konzentration im Sauerstoff ist in unserem Blut also sehr hoch. In den Körperzellen dagegen eher gering. Es erfolgt also wieder ein Konzentrationsausgleich durch Diffusion. Durch die dünnen Wände von Blutkapillare und Körperzelle wandert der Sauerstoff aus dem Blut in die Körperzellen. Und kann dort für die Arbeit der Körperzellen verwendet werden. Im Gegenzug wandert Kohlenstoffdioxid aus den Körperzellen in das Blut und wird von dort bis zu unserer Lunge transportiert.

Hier siehst ein rotes Blutkörperchen. Von diesen Blutkörperchen haben wir in unserem Blut eine riesige Menge. Und diese roten Blutkörperchen sind für den Transport von Sauerstoff oder von Kohlenstoffdioxid in unserem Blut verantwortlich. Sie enthalten den roten Blutfarbstoff Hämoglobin. Sauerstoff oder Kohlenstoffdioxid werden an das Hämoglobin gebunden und können so mit den Blutkörperchen durch unseren ganzen Körper transportiert werden.

Fassen wir nun zusammen: Um laufen, schlafen, essen oder auch lernen zu können, müssen unsere Zellen Arbeit verrichten. Für diese Arbeit benötigen die Körperzellen Sauerstoff. Den Sauerstoff bekommen wir aus der Luft. Mit unserer Einatemluft gelangt Sauerstoff bis in die Lungenbläschen. Von dort durch Diffusion in die kleinsten Blutgefäße, die Blutkapillaren. Dort wird der Sauerstoff an den roten Blutfarbstoff Hämoglobin in den roten Blutkörperchen gebunden. Die roten Blutkörperchen transportieren den Sauerstoff durch unseren ganzen Körper bis zu jeder einzelnen Körperzelle. Hier erfolgt wieder durch Diffusion ein Konzentrationsausgleich. Sauerstoff wird aus dem Blut in die Körperzellen abgegeben. Kohlenstoffdioxid wandert aus den Körperzellen ins Blut. Das nun sauerstoffarme Blut wird durch den Körper zurück zur Lunge transportiert, hier erfolgt wieder ein Konzentrationsausgleich durch Diffusion. Das Kohlenstoffdioxid wird von den Blutkapillaren abgegeben an die Lungenbläschen, wir atmen aus. Und nun beginnt der Kreislauf von vorn. Wir atmen ein und Sauerstoff gelangt über unsere Atemwege bis in unsere Lungenbläschen. Von den Lungenbläschen gelangt es durch Diffusion in die Blutgefäße und von dort durch den ganzen Körper, bis zu den Körperzellen.

Ich hoffe Du hast den Gasaustausch in der Lunge und im Körper des Menschen nun verstanden. Tschüss, bis zum nächsten mal.

16 Kommentare
  1. Sehr gut erklärt, habe es endlich verstanden!!!

    Von L Stricker2000, vor 9 Monaten
  2. Hallo Maler Ehrich,
    im Blutplasma sind keine roten Blutkörperchen, die den roten Blutfarbstoff Hämoglobin enthalten. Das Blutplasma ist üblicherweise klar und gelblich. Das kann sich jedoch nach Ernährung und Hormonhaushalt verändern. Bei weiteren Fragen kannst du dich auch gerne an den Hausaufgaben-Chat, Mo-Fr 17-19 Uhr, wenden. Beste Grüße aus der Redaktion

    Von Tatjana Elbing, vor fast 2 Jahren
  3. Welche Farbe hat das Blutplasma???

    Von Maler Ehrich, vor fast 2 Jahren
  4. Gut gemacht xD | Danke das Sie mir helfen konnten, deswegen habe ich eine 2 Geschrieben DANKE

    Von By Quadrix Fna, vor fast 3 Jahren
  5. Hallo Hetto,
    Sauerstoff ist ein Gas, das aus energiereichen O2-Molekülen besteht. Diese kann der Körper mit ein paar Tricks über die Lunge in sein Blut aufnehmen. Mithilfe der roten Blutkörperchen werden die O2-Moleküle im Körper verteilt und an alle Organe und Muskeln abgegeben. Diese brauchen den Sauerstoff. Indem die dortigen Zucker-Molekülen mit dem Sauerstoff chemisch reagieren entsteht (über viele Zwischeneschritte) letztendlich auch CO2. In dem Prozess wird die Energie des O2 in ATP-Molekülen gespeichert. Diese kurbeln die ganzen kleinen Molekül-Maschinen an, die der Körper zum Überleben braucht - auch die Muskeln bewegen sich mit ihrer Hilfe. Jetzt ist aber (unter Verbrauch von O2) CO2 entstanden und das braucht der Körper nicht. Schlauerweise nimmt er wieder die gleichen Transporter, die auch schon O2 durch das Blut getragen haben: rote Blutkörperchen. Diese bringen das CO2 wieder zur Lunge und dort wird es ausgeatmet. Jeder Atemzug bedeutet also gleichzeitig: O2 rein und CO2 raus. Vereinfachend lässt sich sagen, dass die Sauerstoffatome des C"O2" dieselben sind, die man eingeatmet hat. Und das "C" kommt aus der Nahrung.

    Von Karsten S., vor fast 3 Jahren
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Gasaustausch – der Körper benötigt Sauerstoff Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Gasaustausch – der Körper benötigt Sauerstoff kannst du es wiederholen und üben.

  • Beschreibe den Aufbau der Lungenbläschen.

    Tipps

    Die eingeatmete Luft ist sauerstoffreich und gelangt in die Lungenbläschen.

    In den Lungenbläschen findet der Gasaustausch statt. Sauerstoff wird vom Blut aufgenommen und Kohlenstoffdioxid wird an die Luft abgegeben.

    Kapillaren sind extrem feine Blutgefäße.

    Lösung

    Die Atmung des Menschen erfolgt über seine Lunge. Hierbei gelangt die Luft durch die Nase oder den Mund in die Luftröhre. Durch die Luftröhre gelangt die Atemluft in den linken und rechten Lungenlappen, in dem sich die Luftröhren immer weiter verzweigen und schließlich in den Lungenbläschen, auch Alveolen genannt, enden. Die Lungenbläschen sind von einem dichten Kapillarnetz umgeben, in dem der Gasaustausch stattfindet. Hier wird nun das Blut in den Kapillaren mit Sauerstoff angereichert. Der Kohlenstoffdioxid wird an die Luft abgeben.

  • Beschreibe die Funktion der roten Blutkörperchen.

    Tipps

    Tatsächlich ist es so, dass sich die Farbe der Blutkörperchen nicht sonderlich verändert. Die Farben Rot und Blau werden nur zur Darstellung des sauerstoffreichen und des sauerstoffarmen Blutes verwendet, damit der Gasaustausch besser nachvollzogen werden kann.

    Lösung

    Das Blut ist am Gasaustausch im Körper beteiligt. Besonders wichtig für den Transport des Sauerstoffs sind die Erythrozyten. Das rote Blutkörperchen ist der häufigste Zelltyp unseres Körpers. Sie bestehen aus dem Blutfarbstoff Hämoglobin, der ihnen die rote Farbe verleiht. Das Hämoglobin bindet den Sauerstoff und das Kohlenstoffdioxid, transportiert sie durch die Kapillaren entweder in die Zellen oder aus den Zellen zur Lunge zurück und ermöglicht unseren Zellen und Organen die Sauerstoffzufuhr.

  • Definiere die Begriffe Diffusion und Osmose.

    Tipps

    Probiere doch das kleine Experiment aus dem Beispiel einmal aus. Dazu gibst du etwas Zucker, am Besten einen Zuckerwürfel, in ein Glas und lässt langsam etwas Wasser zulaufen. Beobachte, was passiert.

    Um noch besser erkennen zu können, was passiert, kannst du auch etwas Tinte von deinem Füller in das Glas geben.

    Aufrgund ihrer Eigenbewegung verteilen sich Teilchen frei in einer Lösung.

    Das Prinzip der Diffusion und Osmose ist in der Biologie häufig in Bezug auf Zellen wichtig. Zellen sind von ihrer Umgebung abgegrenzt und nutzen diese beiden Prinzipien aktiv, so auch die Zellen in den Lungenbläschen.

    Überlege, wodurch eine Zelle von ihrer Außenwelt abgegrenzt wird und welche Eigenschaften so eine Trennung zwischen dem Inneren und dem Äußeren einer Zelle haben muss.

    Lösung

    Die Diffusion beschreibt den Vorgang des Konzentrationsausgleichs der Teilchen in unterschiedlich konzentrierten Flüssigkeiten. Die Teilchen eines Gases oder einer Flüssigkeit bewegen sich durch die brownsche Molekularbewegung, bis die Konzentration in der Flüssigkeit angeglichen ist.

    Wenn zwischen den Flüssigkeiten eine selektiv permeable Membran vorhanden ist und die Diffusion durch diese stattfindet, spricht man von Osmose. Eine selektiv permeable Membran ist nicht für alle Teilchen durchlässig. Meistens ist es das Wasser, das die meisten biologischen Membranen ungehindert durchdringen und so für den Konzentrationsausgleich sorgen kann.

    Selektiv permeabel sind die Membranen einer Zelle. Ihre Eigenschaften macht sich die Zelle zu Nutze, indem sie den Transport durch die Membran steuert. Zum Beispiel können Zellen aktiv einen Konzentrationsunterschied aufbauen, um andere Teilchen zum Ausgleich zu zwingen. In den Zellen bzw. Lungenbläschen besteht so ein Konzentrationsgefälle automatisch. Das Blut, das in der Lunge auf die an Sauerstoff reiche Luft trifft, enthält nur wenig Sauerstoff. Dieser wurde vorher im Körper verbraucht. So kann der Sauerstoff entlang dieses Gefälles in die Lungenbläschen und damit ins Blut diffundieren.

  • Erkläre den Ablauf einer Kohlenmonoxidvergiftung.

    Tipps

    Die Ursache einer Kohlenmonoxidvergiftung können defekte Öfen und Schornsteine oder auch Brände sein.

    Eine Kohlenmonoxidvergiftung kann letztendlich zum Tod führen.

    Lösung

    Geringe Mengen Kohlenmonoxid sind nicht sofort gefährlich und sogar in der Luft enthalten. Höhere Konzentrationen können sich jedoch sehr gesundheitsschädlich oder sogar tödlich auf den Menschen auswirken.

    Kohlenmonoxid hat nämlich eine höhere Affinität zum Hämoglobin als Sauerstoff. Es bindet sich also schneller und stärker an die roten Blutkörperchen und blockiert die Aufnahme von Sauerstoff. Je mehr Kohlenmonoxid eingeatmet wird, desto weniger kann Sauerstoff aufgenommen und transportiert werden. Die Folgen wären eine Minderversorgung des Körpers mit Sauerstoff. Das wiederum würde zunächst zur Bewusstlosigkeit, anschließend zum Koma und zum Tod führen.

  • Beschreibe den Gasaustausch in der Lunge.

    Tipps

    Diffusion beschreibt den Prozess, in dem Teilchen sich in einem Raum gleichmäßig verteilen. So verteilt sich ein Tropfen Tinte in einem Behälter mit Wasser gleichmäßig, bis das Wasser bläulich erscheint.

    Zunächst wird sauerstoffreiche Luft eingeatmet. Diese Luft gelangt durch die Luftröhre in die Lunge und bis zu den Lungenbläschen.

    Lösung

    Der eigentliche Gasaustausch findet in den ca. 0,2 mm großen Lungenbläschen, den Alveolen, statt. Beim Einatmen gelangt die sauerstoffreiche Luft in die Lungenbläschen, die von einem dichten Kapillarnetz umgeben sind. Hier findet die Diffusion statt. Sauerstoff diffundiert aus dem Lungenbläschen in das Blut und Kohlenstoffdioxid aus dem Blut in das Lungenbläschen. So kann der Sauerstoff durch das Blut im Körper verteilt und das Kohlenstoffdioxid ausgeatmet werden. Dieser Vorgang findet bei jeder Atmung statt.

  • Erkläre die Gründe für die Verwendung von Dopingmitteln in Bezug auf den Sauerstoffgehalt des Blutes.

    Tipps

    Im Körper wird Sauerstoff benötigt, um Arbeit zu verrichten. Überlege dir, wie sich ein Sauerstoffmangel oder ein Überschuss an Sauerstoff auf die Leistung auswirkt.

    Verdicktes Blut verklumpt häufig. Solche Blutgerinnsel können sich in Blutgefäßen festsetzen und den Blutfluss blockieren.

    Was geschieht mit der Konzentration der roten Blutkörperchen, wenn fremdes Blut verabreicht wird? Welche Auswirkungen hat eine größere Konzentration der Blutkörperchen in Bezug auf den Sauerstofftransport und die Leistungsfähigkeit?

    Lösung

    Entscheidend für die Leistung eines Menschen ist der Sauerstoff. Je mehr Sauerstoff aufgenommen und im Körper transportiert werden kann, desto mehr Arbeit kann der Körper verrichten.

    Daher ist von einigen Sportarten bekannt, dass bestimmte Aufputschmittel, sogenannte Dopingmittel, von Sportlern verwendet werden, damit bei Wettkämpfen eine bessere Leistung erbracht werden kann.

    Das EPO und das Blutdoping gehören zu den Methoden, die eine Anreicherung der roten Blutkörperchen (Erythrozyten) bewirken. Durch die Verabreichung dieser Mittel wird die Sauerstofftransportkapazität des Körpers erhöht. Jedoch können beide Methoden mit einfachen Blut- und Urintests nachgewiesen werden.