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man aber durch den obern, noch mit dem
Gehirn
[* 2] zusammenhängenden
Stumpf des Nervs elektrische
Reize, so beobachtet man bei mäßiger
Reizung eine
Beschleunigung der Respirationsbewegungen, bei stärkerer Reizung aber erfolgt
Tetanus der Respirationsmuskeln,
also Stillstand der Atmung;
speziell beobachtet man hierbei
Tetanus an dem inspiratorisch kontrahierten
Zwerchfell (Inspirationstetanus).
Nach der Durchschneidung beider Vagi nimmt man auf elektrische Reizung der zentralen
Stümpfe ganz ähnliche
Erscheinungen wahr.
Die Erregung des
Zentrums durch den
Vagus läßt man vom Ausdehnungszustand der
Lungen abhängig sein.
Hering und
Breuer konnten
nämlich durch künstliches Aufblasen der
Lungen mit
Luft sofort eine Exspirationsbewegung auslösen, während sie durch Ansaugen
von
Luft aus den
Lungen sogleich eine
Inspiration erhielten. Nach der Durchschneidung der Vagi kamen diese
Erscheinungen in Wegfall,
und die Genannten schlossen deshalb, daß jede
Inspiration einen
Reiz für eine Exspiration, jede Exspiration aber wieder einen
Reiz für eine neue
Inspiration abgebe, und daß diese beiden
Reize durch die
Bahnen der Vagi vermittelt
würden, die deshalb inspiratorische und exspiratorische
Fasern besitzen müßten. Die ganze
Erscheinung wird als die Selbststeuerung
der Atmung
bezeichnet.
Hautatmung nennt man den durch die Oberhaut vermittelten Gaswechsel. Der Effekt desselben ist bei den Säugetieren im Verhältnis zur Lungenatmung nur sehr gering. Bei der Hautatmung handelt es sich um die Ausscheidung von Kohlensäure und Wasser und um die Aufnahme von Sauerstoff, indessen hat die Ausscheidung ein bedeutendes Übergewicht über die Aufnahme. Die in 24 Stunden durch die Haut [* 3] des Menschen zur Ausscheidung gebrachte Kohlensäuremenge schwankte bei verschiedenen Beobachtern zwischen 2,23 und 32,08 g. Die Hautatmung, welche man im Gegensatz zur Respiration als Perspiration bezeichnet, übertrifft bei den niedern Tieren, z. B. bei Fröschen, die Lungenatmung an Umfang.
Frösche [* 4] vermögen noch nach Entfernung der Lungen zu leben und nehmen dann ungefähr ebensoviel Sauerstoff auf wie früher. Da überfirnißte Tiere schnell zu Grunde gehen, so hat man der Hautatmung früher eine große Rolle zugeschrieben, und man hat sich gedacht, daß nach Sistierung derselben der Tod durch Zurückhaltung eines schädlichen Auswurfsstoffs bedingt werde. Neuere Untersuchungen haben nachgewiesen, daß es sich hier um eine tödliche Abkühlung handelt, dadurch herbeigeführt, daß die nach dem Firnissen auftretende bedeutende Blutfüllung der Haut die Wärmeabgabe außerordentlich vermehrt.
Darmatmung nennt man den durch die Schleimhaut des Verdauungsapparats bewirkten Gasaustausch. Wir treffen im Verdauungsapparat ein Gemisch von Stickstoff, Kohlensäure und Sauerstoff an, ersteres Gas in der Regel in größter, letzteres in kleinster Menge. Diese Gase [* 5] sind mehrfachen Ursprungs; Sauerstoff und Stickstoff sind auf verschluckte atmosphärische Luft zurückzuführen, während die Kohlensäure teilweise den Gärungsprozessen innerhalb des Verdauungsapparats, teilweise Diffusionsvorgängen zwischen Blut und Inhalt des Verdauungsapparats ihr Vorhandensein verdankt. Der verschluckte Sauerstoff wird vom Blut absorbiert, für diesen gelangt Kohlensäure in den Verdauungsapparat zurück. Die Darmatmung hat bei den Säugetieren einen noch viel geringern Umfang als die Hautatmung, spielt dagegen bei manchen niedern Tieren und auch bei einigen Fischen, z. B. dem in morastigen Gewässern lebenden Schlammbeißer (Cobitis fossilis), eine große Rolle.
b)
Innere Atmung.
Hierunter versteht man den
Verkehr zwischen den
Gasen des
Bluts und den
Geweben, wodurch die Umwandlung des arteriellen
Bluts in venöses erfolgt. Der Vorgang ist noch in
Dunkel gehüllt; man kann nämlich entweder den
Herd der
innern in das
Blut verlegen und in ihm den
Sauerstoff sich verbrauchen und die
Kohlensäure sich bilden lassen, oder aber annehmen,
daß die
Gewebe
[* 6] dem
Oxyhämoglobin den
Sauerstoff entziehen und die
Kohlensäure in das
Blut eintreten lassen. Zu
gunsten der ersten
Anschauung spricht besonders die außerordentliche
Schnelligkeit, mit der das
Blut seinen
Sauerstoff innerhalb
des Kapillargebiets verliert, während doch die Absorptionskoeffizienten der
Gewebe für
Sauerstoff außerordentlich klein
sind. Außerdem ist es bekannt, daß nicht allein die in den
Geweben als
Lymphe vorhandene
Flüssigkeit entweder gar keinen
oder nur sehr minimale
Mengen von
Sauerstoff enthält, sondern daß auch die Kohlensäurespannung der
Lymphe
weit geringer als diejenige des
Bluts ist.
Hinsichtlich der Atmung fremder Gasarten ist ermittelt, daß Wasserstoff, mit der nötigen Menge Sauerstoff gemischt, längere Zeit ohne Nachteil eingeatmet werden kann, während er bei Abwesenheit von Sauerstoff schnell Erstickung herbeiführt. Giftige Gase, die durch ihre Aufnahme in das Blut schädliche oder tödliche Veränderungen erzeugen, sind: Kohlenoxyd, Stickstoffoxyd, Cyanwasserstoff, Schwefelwasserstoff, Phosphorwasserstoff, Arsenwasserstoff u. a. Berauschend und betäubend wirken: Stickoxydul, ölbildendes Gas, Kohlensäure. Von irrespirabeln Gasen, d. h. von solchen, welche Stimmritzenkrampf bewirken, seien genannt: Chlorwasserstoffsäure, Fluorwasserstoffsäure, Untersalpetersäure, schweflige Säure, Chlor, Ammoniak.
[Atmung der Pflanzen.]
Bei den Pflanzen findet, wie bei den Tieren, sowohl bei Tag als in der Nacht Atmung statt; sie besteht in der Wechselwirkung zwischen dem Sauerstoff der Atmosphäre und den organischen Verbindungen des Pflanzenkörpers. Hierbei bilden sich als letzte Produkte der Atmung Kohlensäure und Wasser. Bei Entziehung der Sauerstoffzufuhr hören zunächst die das Wachstum einleitenden molekularen Bewegungen in den Pflanzenzellen auf, die Strömungen des Protoplasmas, die periodischen Bewegungen der Blätter werden sistiert, und die reizbaren Organe verlieren ihre Empfindlichkeit.
Dauert diese Unterbrechung der Lebensthätigkeit längere Zeit, so tritt der Zustand der intramolekularen Atmung ein, d. h. die Pflanze fährt auf Kosten ihrer eignen Substanz fort, aus Kohlenstoff- und Sauerstoffmolekülen Kohlensäure zu bilden; daneben treten, ähnlich wie bei der Gärung, kleine Mengen von Alkohol aus. Zuletzt sterben die so behandelten Pflanzen aus Mangel an Sauerstoff den Erstickungstod. Die normale Atmung, welche als hauptsächliche Kraftquelle der Lebensbewegungen sowohl für die grünen Pflanzen als die chlorophylllosen Schmarotzer und Pilze [* 7] jederzeit notwendig ist, tritt bei den Chlorophyllpflanzen insofern versteckt auf, als dieselben behufs ihrer Ernährung unter dem Einfluß des Sonnenlichts Kohlensäure zersetzen und Sauerstoff ausscheiden. Da dieser Assimilationsprozeß energischer verläuft als die Atmung, so verdeckt er bei Tag die trotzdem stattfindende Atmung, welche erst während der Dunkelheit rein hervortritt. Besondere Atmungswerkzeuge fehlen den Pflanzen, vielmehr ¶
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befindet sich jede Pflanzenzelle in direktem Gasaustausch mit ihrer Umgebung; die Spaltöffnungen und die mit ihnen in Verbindung stehenden Luftgänge im Innern vieler Pflanzen dienen nur der Durchlüftung. Am lebhaftesten atmen junge Keimpflanzen, austreibende Knospen [* 9] und sich öffnende Blüten, überhaupt energisch wachsende Pflanzenteile. Die mit jeder Oxydation verbundene Wärmeentwickelung läßt sich auch an lebhaft atmenden Pflanzen nachweisen; die Temperatursteigerung beträgt z. B. bei 100-200 zusammengeschichteten keimenden Erbsen 1,5° C., im Blütenkolben der Aroideen je nach Umständen 4-15°. Auch die Phosphoreszenz [* 10] mancher Pilze, wie der Rhizomorphen, des Agaricus olearius, steht zur Atmung derselben in Beziehung, da dieselben in einem sauerstofffreien Raum sofort aufhören zu leuchten.