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Gasaustausch in der Lunge: Das magische Dreieck der Atemgase

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Der Gasaustausch in der Lunge: Für eine optimale Leistungsfähigkeit benötigt unser Körper ausreichend Sauerstoff (O2), Kohlenstoffdioxid (CO2) und Stickstoffmonoxid (NO). Timo Niessner zeigt spezifische Atemtechniken, mit denen eine optimale Mischung der drei Gase erreicht werden kann.

Wie funktioniert der Gasaustausch in der Lunge?

Um die Energieproduktion der Zellen aufrechtzuerhalten, ist das gesamte menschliche Gewebe auf die ständige Versorgung mit Sauerstoff angewiesen. Wie effizient wir damit haushalten, liegt an der Art und Weise, wie wir atmen. Banal gesagt, fließt beim Gasaustausch die Umgebungsluft nahezu automatisch in unsere Lunge, dort diffundiert O2 im Austausch mit CO2 in unser Blut. Angereichert mit O2, fließt das Blut in unser Gewebe und wird dort bspw. in den Muskeln in Energie umgewandelt. Dabei entsteht CO2, das über unser Blut zurück zur Lunge gelangt und von dort abgeatmet wird. Um die O2-Aufnahme in unser Gewebe zu verbessern, ist es nötig, die Zusammenhänge von CO2 und NO bei diesem Prozess zu verstehen.

Was passiert, wenn man zu viel CO2 im Körper hat?

Der sogenannte Bohr-Effekt besagt, dass durch eine erhöhte CO2-Konzentration im Blut die Bindung von O2 an Hämoglobin sinkt. Somit kann das an den roten Blutkörperchen angedockte O2 leichter in das umgebende Gewebe diffundieren. Eine erhöhte CO2-Konzentration im Blut führt jedoch in den meisten Fällen zu einem Gefühl des Unwohlseins oder Luftmangels. Das liegt jedoch nicht an einer Unterversorgung von O2 – ganz im Gegenteil, denn das Gewebe wird in diesem Moment besser mit O2 versorgt als zuvor. Der Grund für dieses eintretende Gefühl kann durch folgende Faktoren hervorgerufen werden: eine geringe CO2-Toleranz, eine suboptimale Atemtechnik, eine geringe Nutzung der vitalen Lungenkapazität oder eine Ermüdung der Atemhilfsmuskulatur.

Warum ist Nasenatmung besser als Mundatmung?

NO wurde bereits 1992 von der Fachzeitschrift „Science“ aufgrund seiner Wichtigkeit für im Körper ablaufende Prozesse zum „Molekül des Jahres“ gekürt. Der in unserem Körper produzierte NO-Nebel reguliert unter anderem den Gefäßdurchmesser, den Blutdruck und die Blutgerinnung. Produziert wird NO von der innersten Wandschicht der Blutgefäße, dem Endothel. Relevant für die O2-Aufnahme wird NO direkt bei unserer Einatmung, jedoch nur dann, wenn wir durch die Nase atmen. Hierbei wird bis zu 100-mal mehr NO vom Naseneingang über die Nasennebenhöhlen produziert als in den danach folgenden Luftwegen bis zur Lunge. Dieser NO-Nebel wandert nach der Einatmung über die Nase bis in die Alveolen (Lungenbläschen), öffnet die Gefäße und verbessert damit die Aufnahme von O2. Zusätzlich ist NO ein Schlüssel bei der Produktion von Surfactant, das die Oberflächenspannung in den Alveolen reguliert sowie Ödeme und einen Lungenkollaps verhindert.

Vorteile von NO:

  • 50 Prozent mehr Atemwiderstand in den Nasennebenhöhlen führt zu 10–20 Prozent mehr O2-Aufnahme.
  • Senkt den Gefäßwiderstand in der Lunge und verbessert die O2-Aufnahme.
  • Fördert den Blutfluss zu den Muskeln.
  • Regelt den Blutdruck auch in Schwellkörpern.
  • Das Immunsystem verwendet es im Kampf gegen Infektionen und Tumore.
  • Hemmt die Thrombozyten-Aggregation und verhindert das Verklumpen von Blutplättchen.

Welche Atemgase sind beim Gasaustausch in der Lunge beteiligt?

Beim Gasaustausch sind drei verschieden Atemgase beteiligt. Um eine effizientere O2-Aufnahme zu erreichen, gilt es, die richtige Mischung und Dosierung von O2, CO2 und NO zu erreichen. Dies ist in der Anfangsphase sehr individuell. Das Ziel bspw. in einem HIIT-Training ist es, den Körper so zu konditionieren, dass bei einer optimalen O2-Aufnahme die Leistung nahezu konstant bleibt. Hierbei liegt der Fokus auf den folgenden Punkten:

  • Nutzung, Anspielung und Ausbau der vitalen Lungenkapazität,
  • Nasenatmung bis zur Ausbelastung,
  • angepasste Atemfrequenz während der Belastung/Regeneration,
  • Stärkung der Atemhilfsmuskulatur.
  • CO2-Toleranz-Training

Die besten Atemübungen

Bauchatmung

Im Brustkorb findet keine Bewegung statt, nur der Bauch hebt und senkt sich bei der Ein- und Ausatmung

Horizentale Atmung

Aus den freien Rippen ein- und ausatmen. Zur Übung für mehr Atemwahrnehmung die Rippen mit beiden Händen mit der Ausatmung nach innen drücken und dann den Druck mit den Händen aufrechterhalten, um anschließend gegen diesen Druck einzuatmen.

Rotation

Gasaustausch: Mithilfe der richtigen Atmung kann eine optimale Mischung der 3 Atemgase für eine erhöhte Leistungsfähigkeit erreicht werden.

Die Ausgangsposition ist auch kniend oder im Fersensitz möglich. Rotiere mit Intensivierung der Dehnung über den ausgestreckten Arm auf der Oberschenkeloberseite und Absetzen der anderen Hand hinter dem Rücken. Achte auf einen geraden Rücken und halte den Kopf in der Verlängerung der Wirbelsäule. Die Übungen intensivieren sich zusätzlich durch volles Ausatmen und tiefes Einatmen in der Dehnung.

Vertikale Atmung

Gasaustausch: Mithilfe der richtigen Atmung kann eine optimale Mischung der 3 Atemgase für eine erhöhte Leistungsfähigkeit erreicht werden.

Atme ausschließlich in den Brustraum durch eine Fixierung des Zwerchfells und eine Anspannung der Bauchmuskulatur.

Fazit

Schnell und viel zu atmen mag zwar unter körperlicher Belastung ein Bedürfnis sein, doch hängt die Optimierung der O2-Effizienz vom idealen Einsatz der Atemhilfsmuskulatur ab. Mit dem Fokus auf das magische Dreieck der Atemgase NO, CO2 und O2 verlangsamen wir die Atemfrequenz mithilfe der Nasenatmung. So schaffen wir optimale Voraussetzungen für mehr Leistungsfähigkeit und eine schnellere Regeneration. Im Umgang mit Kunden sollte daher das primäre Ziel sein, die Nutzung der Vitalkapazität zu verbessern und die Wahrnehmung der positiven Effekte einer tiefen und langsamen Atmung zu fördern. Innerhalb einer kurzen Atemsession von nur fünf bis zehn Minuten können sich bereits messbare und gefühlte Zuwächse der Flexibilität von Zwerchfell und Brustkorb zeigen.

Eine bewusste Atmung hat dabei nicht nur einen Benefit im Sport, sondern beeinflusst direkt die Konzentration, den Schlaf, die Verdauung, den Blutdruck und den Stoffwechsel. Um diesen Prozess hin zu einer natürlichen Atmung im Alltag zu fördern, können spezifische Atemübungen in ein bestehendes Training integriert, eigene zweckgerichtete Atemsessions angepasst oder aber eine neue Alltags-Atemroutine etabliert werden. Ganz gleich für welchen Weg man sich entscheidet: Die Atmung sollte hierbei nicht als alleiniges Werkzeug im Fokus stehen, es gilt vielmehr, sie als Spielzeug einzubauen. Da wir sie den ganzen Tag über nutzen, können wir doch auch den ganzen Tag mit ihr spielen. So steigern wir am schnellsten die Atemwahrnehmung und kommen zurück zu unserer gesunden, natürlichen Atmung.

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Autor: Timo Niessner

Der Diplom-Sportökonom ist Atemlehrer, Apnoetaucher und Gründer von Restorative Breathing® entwickelte die zugehörige Atemausbildung, die er europaweit anbietet.

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Über den Autor

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