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Atmung
Unter Atmung versteht der Nichtmediziner im allgemeinen die reine Lungentätigkeit. Für die Atmung ist es jedoch erforderlich, dass der Luftsauerstoff durch die innere Lungenoberfläche diffundiert, mithilfe des Blutes zu den Geweben und Zellen weitergeleitet wird und das Kohlendioxid aus Zellen und Geweben über das Blut zur Lunge geleitet und schließlich wieder ausgeatmet wird. Man kann also sagen, dass die Atmung die Oxidation eines energiereichen Substrates unter Reduktion eines externen, Elektronen akzeptierenden Substrates wie zum Beispiel Sauerstoff ist.
Das Atmungssystem ist artspezifisch konzipiert. Säugetiere können nicht Wasser atmen, Fische dagegen keine Luft. Der Grund für Letzteres liegt darin, dass die zarten Kiemenblättchen, die ihre Ausbreitung durch das Wasser erhalten, in der Luft trocknen und miteinander verkleben, womit der Gasaustausch über die sehr zarte Austauschfläche zum Erliegen kommt. In die Lungenbläschen eindringendes Wasser anderseits kann aufgrund seines im Vergleich zur Luft hohen spezifischen Gewichtes nur schwer gegen die Schwerkraft-Wirkung ausgeatmet werden. Schließlich ist auch der Sauerstoffgehalt des Wassers ganz erheblich geringer als der der normalen Atemluft. Für einen Menschen würde dies zur Atmung nicht ausreichen.
In der Biologie wird nach anatomisch/physiologischen und biochemischen Aspekten die äußere von der inneren Atmung unterschieden:
Innere Atmung
Als innere Atmung oder Zellatmung werden jene Stoffwechselprozesse bezeichnet, welche dem Energiegewinn der Zellen dienen. Insbesondere versteht man hierunter die biochemischen Vorgänge der Atmungskette in der inneren Membran der Mitochondrien, an deren Ende ATP synthetisiert wird.
Äußere Atmung
Eine äußere Atmung kommt nur bei Aerobiern vor, da Anaerobier nicht als Mehrzeller organisiert vorkommen. Man unterscheidet folgende Komponenten, welche auch kombiniert auftreten können.
1) Die Hautatmung, bei der der Gasaustausch mit Wasser oder mit der Atmosphäre über die gesamte Körperoberfläche erfolgt.
2) Die Kiemenatmung, bei der der Gasaustausch mit Wasser über dünne, durchblutete Hautausstülpungen, die Kiemen, erfolgt. Sie kommt bei vielen Wirbellosen, darunter auch Landtieren, und bei Fischen vor.
Die Tracheenatmung über röhrenförmige Einstülpungen der Körperhaut. Sie kommt bei Insekten, Tausendfüßern und einigen Spinnen vor.
3) Die als Lungen bezeichneten in den Körper eingestülpten Säcken: Sauerstoff wird von den Lungenbläschen an die Kapillaren abgegeben und Kohlenstoffdioxid wird aus den Kapillaren an die Lungenbläschen abgegeben. Sie kommt zum Beispiel bei lungenatmenden Schnecken und bei Amphibien, Reptilien, Vögeln und Säugetieren (einschließlich Menschen) vor.
Aerobe und anaerobe Atmung
Aerobe Atmung gibt es erst, seit elementarer Sauerstoff in der Atmosphäre und im Wasser zur Verfügung steht. Dieser geht auf photosynthetisch aktive Pflanzen zurück. Vorher und in sauerstoffarmer Umgebung kann/konnte nur eine anaerobe Atmung stattfinden.
Etliche Organismen sind zu mehreren Atemtypen befähigt, sie sind fakultativ, andere beherrschen nur einen (z. B. wir) und sind obligat.
In die Tabelle wurde nur eine Auswahl anaerober Atemtypen aufgenommen (weitere siehe Hauptartikel). Die Reihung der Atmungsprozesse erfolgte nach dem Standard-Redoxpotential des Elektronenakzeptorpaars in Volt, wobei allerdings - wie in der Biologie üblich - der pH-Wert 7 statt 0 zugrundegelegt wird (Eo'). Zu beachten ist, dass der tatsächliche pH-Wert stark davon abweichen kann (z. B. bei Acetogenese).
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