Anatomie und Funktion der Atemmuskulatur

Mit jedem Atemzug leistet unsere Lunge einen enormen Kraftaufwand, den wir kaum bemerken. Bei jeder Ein- und Ausatmung arbeiten der Brustkorb, der Bauch und die Atemmuskeln zusammen. Nur durch diese Zusammenarbeit entsteht die Atempumpe, die es erst möglich macht, dass Sauerstoff in unsere Lunge gelangt. Doch wie funktioniert das Zusammenspiel? Und welche Vorgänge sind dafür notwendig?

Anatomie des Atembewegungsapparats

Um eine Ein- und Ausatmung von Atemluft erst möglich zu machen, benötigt es Unterstützung von anderen Strukturen unseres Körpers. Denn unsere Lunge besitzt keine eigenen Elemente, um den mechanischen Vorgang der Atmung zu ermöglichen. Diese Funktion wird daher vom Brustkorb (Thorax), dem Bauch (Abdomen) und vor allem den Atemmuskeln übernommen.

Brustkorb (Thorax)

Im Brustkorb liegt unsere Lunge, gut geschützt von den Rippenbögen. Die Lunge ist mit einer dünnen Gewebeschicht, dem Lungenfell (pleura visceralis) überzogen. Die Innenseite des Brustkorbs ist mit dem Rippenfell (pleura parietalis) ausgekleidet.

Zwischen diesen beiden Schichten liegt der Pleuraspalt - ein schmaler, flüssigkeitsgefüllter Raum. Er sorgt dafür, dass sich Lunge und Brustkorb bei der Atmung gegeneinander verschieben können.

Die Lunge selbst besteht aus zwei Lungenflügeln:

• rechter Lungenflügel: 3 Lappen
• linker Lungenflügel: 2 Lappen (wegen der Lage des Herzens)

Der Brustkorb besteht aus:

• 12 Rippenpaaren
• der Brustwirbelsäule im Rücken
• dem Brustbein (Sternum) vorne

Ein Großteil der Rippen ist über die sogenannten Kostosternalgelenke beweglich mit dem Brustbein verbunden. Diese Gelenke ermöglichen die Hebung und Senkung des Brustkorbs.

Atemmuskeln

Die wichtigste Muskulatur für unsere Atmung ist das Zwerchfell (Diaphragma) und die Zwischenrippenmuskulatur (Interkostalmuskulatur). Beide arbeiten bei jedem Atemzug automatisch - ohne dass wir es bewusst steuern müssen.

• Die Zwischenrippenmuskulatur liegt - wie der Name sagt - zwischen den Rippen. Wenn sie sich zusammenzieht, hebt sie die Rippen leicht an und sorgt dafür, dass sich der Brustkorb ausdehnt. Dadurch kann mehr Luft in die Lunge gelangen.
• Das Zwerchfell ist der größte Muskel im Körper. Es liegt wie eine Kuppel am unteren Rand des Brustkorbs und trennt Brust- und Bauchraum voneinander. Seine gewölbte Form entsteht durch Unterdruck in der Pleurahöhle und den Zug der Lunge nach innen.

Durch das Zwerchfell verlaufen drei wichtige Strukturen:

• die Hauptschlagader (Aorta)
• die Speiseröhre (Ösophagus)
• und die untere Hohlvene (vena cava inferior)

Atemhilfsmuskulatur

Die Atemhilfsmuskulatur kommt zum Einsatz, wenn unsere reguläre Atmung nicht mehr ausreicht, um die Sauerstoffversorgung des Körpers aufrechtzuerhalten oder Kohlendioxid abzuatmen. Dies kann bei sportlicher Betätigung notwendig sein. Aber auch bei Erkrankungen, Verletzungen oder Ausfall der regulären Atemmuskulatur.  

Die Übergänge im Einsatz von regulärer Atemmuskulatur und Atemhilfsmuskulatur sind fließend und lassen sich nicht klar abgrenzen. Je nach Tiefe unserer Atemzüge, die auch in Ruhe variieren kann, benötigt es teilweise Unterstützung der regulären Atemmuskulatur.  

Die Atemhilfsmuskulatur kann ich drei Gruppen eingeteilt werden: Einatmungsmuskeln (Inspirationsmuskeln), Ausatmungsmuskeln (Exspirationsmuskeln) und den Zwischenrippenmuskeln (Interkostalmuskeln).

Vorgang der Einatmung (Inspiration)

Der Vorgang der Inspiration, also das Einatmen von Luft, ist deutlich komplexer als die Ausatmung. Es ist die Phase des Atemzyklus, die aktive Atemarbeit erfordert.

Die Einatmung erfolgt durch die Anspannung der Atemmuskulatur, also des Zwerchfells und der Zwischenrippenmuskulatur:

• Das Zwerchfell senkt sich bei Kontraktion in Richtung Bauchraum. Dabei sorgt es für die Erweiterung der Lunge. Hierdurch entsteht ein Sogmechanismus - auch Zwerchfellatmung genannt.
• Die Zwischenrippenmuskeln heben bei Kontraktion den Brustkorb an. Auch dadurch weitet sich der Brustraum - man spricht hier von Rippenatmung.

Beide Vorgänge führen dazu, dass sich durch die Verbindung von Lunge und Brustkorb über den Pleuraspalt auch die Lunge ausdehnt. Der Unterdruck im Pleuraspalt verstärkt sich, was das Einströmen der Luft in die Lunge erleichtert.

Bei erhöhtem Sauerstoffbedarf - etwa bei körperlicher Belastung - wird zusätzlich die Atemhilfsmuskulatur aktiviert. Sie unterstützt die Hauptmuskulatur, indem sie durch weitere Muskelkontraktionen die Luftaufnahme erleichtert.

Vorgang der Ausatmung (Exspiration)

Im Gegensatz zur Einatmung benötigt die Ausatmung keine aktive Beteiligung der Muskulatur. Die bei der Einatmung aufgewendete mechanisch Energie erzeugt einen Spannungszustand, dem durch die Rückstellkräfte der Lunge sowie durch die Schwerkraft entgegengewirkt wird - die Lunge zieht sich also selbstständig wieder in ihre Ausgangssituation zusammen.

Bei besonderen Belastungssituationen, wie bestimmte Erkrankungen oder sportliche Betätigung, kann die Atemhilfsmuskulatur als Unterstützung dienen. Hier spielen vor allem die Bauch- und Rückenmuskeln eine große Rolle - sie dienen auch der Unterstützung beim Husten.

Störungen des Atembewegungsapparats

Zwerchfellbruch (Hiatushernie)

Bei einem Zwerchfellbruch schieben sich Teile des Magens, oder andere Organe aus dem Bauchraum in den Brustraum. Dies geschieht durch die Verletzung des Zwerchfells und geht mit Sodbrennen, Schmerzen hinter dem Brustbein oder Druckgefühl nach dem Essen einher. 

Zwerchfelllähmung 

Eine Zwerchfelllähmung entsteht durch die Schädigung des Zwerchfellnervs, durch Verletzung des Nervens (z.B. Herz-Operationen) oder eine Virusinfektion. Durch die Lähmung kann sich die Lunge nicht mehr ausreichend dehnen und genügend Sauerstoff aufnehmen. Es kommt zu Atemnot beim Bücken, Liegen oder beim Schwimmen. 

Rippenbruch (Rippenfraktur) 

Ein Rippenbruch entsteht häufig durch Gewalteinwirkungen auf den Brustkorb. Sind drei oder mehr Rippen auf derselben Seite gebrochen, spricht man von einer Rippenserienfraktur. Eine Rippe, die an mehr als einer Seite frakturiert ist, bezeichnet man als Stückbruch. Durch die spitzen Rippenfragmente kann es zu Verletzungen der Lunge, oder der äußeren Brustwand kommen. Dabei kann Luft in den Pleuraspalt gelangen und die Atmung einschränken. Akut lebensbedrohlich wird es, wenn die Luft im Pleuraspalt nicht mehr entweichen kann und zunehmend die Lunge kollabieren lässt.  

Fazit – Unbewusste Hochleistungsarbeit der Atmung 

Die meisten unserer Atemzüge erfolgen völlig unbewusst und automatisiert. Dabei spielt nicht nur die Lunge eine große Rolle, sondern auch die beteiligten Strukturen der Ein- und Ausatmung. Ohne die verschiedenen Atemmuskeln, vor allem dem Zwerchfell und der Anatomie des Brustkorbs, wäre der Atmungsvorgang gar nicht erst möglich. Unter körperlicher Belastung unterstützt die Atemhilfsmuskulatur und sorgt dafür, dass wir stets gut mit Sauerstoff versorgt sind. Umso wichtiger ist es, auf die Gesunderhaltung unserer Lunge zu achten und einen gesunden Lebensstil zu führen.

Medizinische und rechtliche Hinweise:

Dieser Artikel dient ausschließlich zu Informationszwecken und ersetzt keinesfalls eine professionelle medizinische Beratung. Die enthaltenen Informationen sind nicht dafür geeignet, eigenständig Diagnosen zu stellen oder Behandlungen zu beginnen bzw. abzubrechen. Bei gesundheitlichen Anliegen und zur Klärung individueller Fragen sollte stets ein qualifizierter Arzt oder eine qualifizierte Ärztin konsultiert werden. Im Falle gesundheitlicher Probleme ist es wichtig, rechtzeitig ärztliche Hilfe in Anspruch zu nehmen.

Quellenverzeichnis:

1. Steier, J., Rausch-Osthoff A. (2022). Physiotherapie bei chronisch-obstruktiven Atemwegs- und Lungenerkrankungen (3. Aufl.). Springer-Verlag. 
2. Rheinländer, A. (2023). Atemzyklus. Abgerufen am 16. Mai 2025, von https://kenhub.com/de/library/anatomie/atemzyklus 
3. Klinik für Thoraxchirurgie Freiburg. (o.D.). Zwerchfelllähmung. Abgerufen am 16. Mai 2025, von https://uniklinik-freiburg.de/thoraxchirurgie/krankheitsbilder/zwerchfelllaehmung.html 
4. Universitätsklinik für Unfallchirurgie Magdeburg. (2018). Rippenbruch. Abgerufen am 16. Mai 2025, von https://kchu.med.ovgu.de/Patienten/Rippenbruch.html