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Sauerstoff ist Bestandteil der Atemluft und seine ständige Verfügbarkeit Grundvoraussetzung für Leben, da die wichtigsten Vorgänge im Körper von der ununterbrochenen Sauerstoffversorgung abhängen da unser Körper keinen Speicher für Sauerstoff besitzt. In der Badewanne können wir die Luft durchaus für eine Minute anhalten - dann aber gehen dem Körper schon die Reserven aus!

Der Mensch ist auf die ununterbrochene Sauerstoffzufuhr angewiesen.

Schon nach ungefähr 3 Minuten ohne Sauerstoff gehen im Gehirn die ersten Nervenzellstrukturen unwiederbringlich kaputt.

Sauerstoff (von grch. Oxigenium, auch Oxygenium, chemisches Zeichen: O₂, sprich: „oh zwei”) ist ein Bestandteil der Luft in unserer Atmosphäre (deutsch: Lufthülle der Erde, von grch. atmos: Dampf, Dunst und grch. sphäre: Kugel). Neben Sauerstoff kommt noch Stickstoff (chemisches Zeichen: N₂) vor und stellt den größten Teil der Luft, zusätzlich sind Kohlendioxid (chemisches Zeichen: CO₂) und Edelgase, wie Argon und Neon in Spuren vorhanden, in manchen Gegenden oder bei Smog (Luftverschmutzung) auch

Ozon (Zusammensetzung der Atemluft

Tab. 1).

Der Sauerstoff der Atmosphäre kann Wechselwirkungen mit anderen Stoffen eingehen, er kann zum Beispiel Metall oxidieren (auf deutsch „verbrennen”), was wir am Rost erkennen können. Denken Sie mal an die Werbung für vitaminhaltige Lebensmittel oder Crèmes, da wird auch gelegentlich von „anti-oxidativer Wirkung” gesprochen. Nanu, können wir etwa rosten?

Nein, rosten können wir nicht, weil wir nicht aus Metall bestehen, aber Verbrennungsvorgänge finden tatsächlich ständig statt und sind die entscheidenden energieliefernden Prozesse, ohne die weder Muskel-, noch Gehirnarbeit möglich wäre und auch die einzelnen Zellen auseinanderfallen würden. Außerdem muss immerfort Wärme erzeugt werden, damit die Köperkerntemperatur bei ungefähr 37 Grad Celsius gehalten wird, und das auch im Winter.
Deshalb ist die Versorgung mit Sauerstoff für den Menschen (und auch Tiere und Pflanzen) lebensnotwendig.
Mehr dazu unter

Funktion des Sauerstoffs im Körper.

Grüne Pflanzen haben aber die Eigenschaft, dass sie, zumindest während die Sonne die Blätter bescheint, aus Kohlendioxid und Wasser einen neuen Stoff zusammensetzen können, dessen chemische Formel C₆H₁₂O₆ lautet und den wir einfach Zucker nennen. Den Vorgang der Zuckerbildung aus CO₂ bezeichnet man als "Photosynthese" (Stoffaufbau durch Lichteinwirkung, von grch. photo: Licht und grch. synthesis: Zusammensetzen).

Ganz kurz etwas zur Chemie:
Mit Buchstaben werden die Atome bezeichnet (H=Hydrogenium=Wasserstoff, C=Carbon=Kohlenstoff, O=Oxigenium=Sauerstoff, P=Phosphor usw.), kleine, tiefgestellte Zahlen geben die Anzahl der Atome in einer Verbindung an: CO₂=1xC, 2xO oder H₂O=2xH, 1xO usw.
Beim Zucker bedeutet dies, dass ein Molekül (Teilchen) aus 6xC, 12xH und 6xO besteht. Als man das Molekül erstmals analysierte (aufspaltete), dachte man, dass es sich dabei um 6 C-Atome handelt, die von 6 Wasser-Molekülen umgeben sind. Ist ein Atom von Wasser umgeben, nennt dies der Chemiker „hydratisiert”. So kam der Zucker zum Gruppennamen „Kohlenhydrat” (eigentlich: Kohlenstoff-Hydrat). Heute weiß man, dass das nicht genau stimmt, aber „Kohlenhydrat” klingt so gut und wer sich beispielsweise beim Nachmittagstee wichtig machen möchte, der sagt Kohlenhydrat statt Zucker.

Der Körper besteht aus Geweben, und diese wiederum aus einzelnen Zellen. Man unterscheidet Nerven-, Muskel-, Fett- und Bindegewebe, jedes davon besteht aus spezialisierten Zellen. Die Spezialisierung der Zellen besteht vor allem darin, dass die Ausstattung mit Enzymen (auch: Fermente) verändert ist. Bei Enzymen handelt es sich zumeist um Eiweißstoffe, die Stoffwechselreaktionen beschleunigen.

Beim Stoffwechsel handelt es sich um Vorgänge der Energieerzeugung, des Stoffauf-, um- oder Abbaus. Fast alle diese Vorgänge benötigen Sauerstoff.

Eine Körperzelle (und damit das daraus bestehende Gewebe) ist ständig auf Zufuhr von Nährstoffen angewiesen. Dieser Nährstoff ist in der Regel Zucker und dieser wird unter Zuhilfenahme von Sauerstoff zu Wasser und Kohlendioxid verbrannt. In einer chemischen Formel sähe dies so aus:

(Danach liegt es an den Grünpflanzen, das Kohlendioxid (CO₂) in Zucker zurückzuverwandeln, damit wir wieder etwas zu Essen und zum Verbrennen haben.)

Manche Zellen haben einen sehr hohen Energieverbrauch und brauchen allein zur Verbrennung von Zucker zur Energieerzeugung unterbrechungslos Sauerstoff.

Nervenzellen reagieren äußerst empfindlich auf Sauerstoffmangel und können sich, wenn sie einmal kaputt sind, nicht wieder erholen (regenerieren). Eine Unterbrechung der Sauerstoffzufuhr von mehr als drei Minuten reicht bereits aus, um eine Nervenzelle für immer zu zerstören.

Das Gehirn als oberste Steuereinrichtung des Körpers besteht aus Nervenzellen. Alle Eigenschaften und Fähigkeiten, die den Menschen auszeichnen (Denken, Fühlen, Erinnern, Wünschen, zum Mond fliegen, Träumen, Sprechen, Bewegen), werden vom Gehirn geleistet (

Bewusstsein).

Je nachdem, welches Gebiet im Gehirn vom Sauerstoffmangel betroffen ist, sind die Auswirkungen mehr oder weniger dramatisch. So führt ein Versorgungsmangel des Sprachzentrums zum Beispiel zu Sprachstörungen. Gleiches gilt für jede Körperfunktion, vom Sehen über Erinnern bis zu den Muskelfunktionen (Bewegungen).

Die Aufnahme des Sauerstoffs aus der Umgebungsluft erfolgt über die Atemwege. Zu diesen gehören neben Mund und Nase der Rachenraum, die Luftröhre, die Bronchien und die Lungen (Lunge oder Lungen? „Die Lunge” besteht aus zwei Lungenlappen (linker, rechter L.). Weil diese Lungenlappen zwei funktionsfähige Gebilde darstellen, sprechen wir von Lungen.).

Die Einatmung erfolgt durch den Hauptatemmuskel, das Zwerchfell, dass den Übergang vom Brustkorb zum Bauchraum markiert, und die Rippenmuskeln, die den Brustkorb heben. Zieht sich das Zwerchfell zusammen, dann wird der Brustraum vergrößert (Abb. 1), es entsteht ein Unterdruck und Luft strömt in die Lungenbläschen ein. Von diesen Lungenbläschen gibt es bei jedem Menschen einige hundert Millionen und dort findet der Gasaustausch statt. Als Gasaustausch (oder Gaswechsel) bezeichnet man den Übertritt von Sauerstoff aus der Frischluft in das Blut und gleichzeitig den Übertritt von Kohlendioxid („Abgas”) aus dem Blut in die Lungen. Das in den Lungenbläschen befindliche Kohlendioxid wird bei der Ausatmung abgeatmet (Abb. 2)

Die Ausatmung wird dadurch bewerkstelligt, dass das Zwerchfell erschlafft (presst Luft heraus). Gleichzeitig senken die Zwischenrippenmuskeln die Rippen, wodurch der Brustkorb verkleinert und Luft ausgepresst wird.

In den Lungen tritt der Sauerstoff ins Blut über und wird an das Hämoglobin, den roten Blutfarbstoff in den roten Blutkörperchen (=Erythrozyten, von grch. erythros: rot und grch. zyt: Zelle) gebunden. Sauerstoff löst sich nämlich in Flüssigkeiten nur sehr schlecht, und Blut ist ja eine Flüssigkeit.

Mit Sauerstoff angereichertes Blut ist hellrot.
Sauerstoffarmes, dafür kohlendioxidreiches Blut ist dunkelrot.
Vielleicht kenne Sie die verschiedenen Blutfarben aus dem Schwimmbad. Wenn Sie lange im kalten Wasser waren, dann sind die Lippen bläulich-violett verfärbt: ein Zeichen für Sauerstoffmangel (zum Glück aber nur in den Lippen oder den Fingerspitzen!). Diese Blaufärbung gibt es aber auch bei lebensbedrohlichem Sauerstoffmangel und man spricht von Zyanose (Blaufärbung der Haut, von grch. zyan: blau und grch. -ose: als allgemeine Endung mit der Bedeutung „Krankheit”)

Von den Lungen wird das mit Sauerstoff angereicherte Blut durch eine Pumpe, dem Herzen, zu den Zielzellen gepumpt. Unser Körper besteht aus (geschätzten) 10¹³ Zellen (das sind ca. 10 Tera = 10.000 Milliarden), die fast alle mit Sauerstoff versorgt werden wollen und zudem muss von diesen Zellen der Abfallstoff Kohlendioxid abtransportiert werden.

Diese gewaltige Ausdauer-Leistung erreicht das Herz (siehe dort

Herz-Kreislauf) nur durch eine geregelte Zusammenarbeit mit Atmung und Blut. Wenn nur ein Teil (Atmung, Kreislauf, Blut) gestört wird, wirkt sich das auf viele lebensnotwendige Vorgänge aus. Sei es eine Atem- oder Kreislaufstörung oder dass zu wenig Blut im Körper ist, wie es bei einer blutenden Verletzung passieren kann - immer gelangt zu wenig Blut und damit Sauerstoff zu den einzelnen Zellen.

Wenn die Haut am kleinen Finger mal eine Zeit nicht (gut) durchblutet ist, passiert nicht viel. Ganz anders verhält es sich, wenn dem Gehirn solches widerfährt. Denken Sie immer daran: nach 3 Minuten kommt es zu schweren oder sogar lebensbedrohlichen Schäden!

Atemluft ist die Luft in der Atmosphäre, die wir einatmen. Der Mensch verändert die natürliche Luftzusammensetzung durch Abgase (meist sind Verbrennungsvorgänge ursächlich), Hauptprodukt einer Verbrennung ist Kohlendioxid, wenn die Verbrennung vollständig ist, d.h., keine weiteren Abfallstoffe übrig bleiben. Handelt es sich um eine sog. unvollständige Verbrennung, wie sie bei zu niedrigen Temperaturen von Öfen usw. auftreten kann, können auch giftige Gase entstehen, allen voran Kohlenmonoxid (chemisches Zeichen: CO). Dieses wirkt schnell tödlich, wenn nicht eine schnelle Erste Hilfe geleistet wird.

Autos erzeugen zusätzlich sog. Stickstoffoxide (auch: Stickoxide, chem. Zeichen NO_X), bei denen sich Stickstoff mit Sauerstoff verbindet. Diese wirken reizend auf die Atemwege (ebenso wie Ozon) und können zu Atemwegserkrankungen führen.

Tab. 1 \| Zusammensetzung der Atemluft
	Stickstoff (N₂)	Sauerstoff (O₂)	Kohlendioxid (CO₂)	Edelgase
Einatemluft	78 %	21 %	0,03 %	1 %
Ausatemluft	78 %	17 %	4 %	1 %
Differenz	---	—4%	+4%	---

Die Differenz zwischen Ein- und Ausatemluft gibt an, wieviel Sauerstoff bzw. Kohlendioxid im Körper verbraucht wird bzw. entsteht. Betrachtet man die Tabelle 1, so fällt auf, dass Stickstoff und die Edelgase unverändert ausgeatmet werden, beim Sauerstoff aber 4 % „fehlen”, die sich beim Kohlendioxid wiederfinden.

Diese Abnahme des Sauerstoffs und Zunahme des Kohlendioxids ist Folge des Stoffwechsels. Im Sinne des Wortes wechselt ein Teil des Stoffs „O₂” der Einatemluft zum „C” (chemisches Zeichen für Kohlenstoff, lateinisch: Carbonium).

Die tatsächlichen Vorgänge im Körper sind wesentlich komplizierter, spielen aber für unsere Betrachtungen keine Rolle. Sollte es notwendig sein, kommen wir auf Details an entsprechenden Stellen gesondert zu sprechen. Bei chemischen Formeln gilt der Energie- und Masseerhaltungssatz, was bedeutet, dass in einer Reaktion niemals Energie oder Masse verloren geht. Es können durchaus Atome in einer Reaktion von einem Stoff auf einen anderen übertragen werden, die Summe bleibt aber immer gleich.
Wir bitten an dieser Stelle alle echten Chemiker um Entschuldigung für die extremen Vereinfachungen.

Als Ersticken bezeichnet man einen Vorgang, indem nicht mehr ausreichend Sauerstoff in den Körper gelangt. Dann erlöscht das Lebenslicht, ebenso, wie bei einer Kerze, über die man ein Glas stülpt.

Für die Erste Hilfe spielt es gelegentlich eine Rolle, warum kein Sauerstoff in den Körper gelangt. Dies kann nämlich auch für den Ersthelfer gefährlich sein:

— Sauerstoffmangel in der Umgebung: Unter Wasser ist zwar genug chemischer Sauerstoff (H₂O) vorhanden, der Körper kann diesen aber nicht verwenden. Deshalb ist Ertrinken eine besondere Form von Ersticken.
Auch bei Verschüttungen, ob durch Sand oder Schneelawinen, kann ein Mensch von der Sauerstoffzufuhr abgeschnitten werden.

— Kohlendioxid verdrängt Sauerstoff: In einem Silo beispielweise vergärt Futter unter Bildung von Kohlendioxid. Da Kohlendioxid schwerer ist als Sauerstoff, sammelt es sich am Boden. Kohlendioxid ist farb- und geruchlos, die (tödliche) Wirkung merkt man erst, wenn es zu spät ist. Kohlendioxid ist nicht giftig, aber die Wirkung ist ebenso gefährlich, weil es den Sauerstoff verdrängt. Es besteht also keine Gefahr, wenn Sie auf der Schlagsahne-Sprühdose lesen, dass darin Kohlendioxid enthalten ist (Kohlensäure im Mineralwasser ist auch Kohlendioxid!).
Natürlich ist auch für den Ersthelfer im Silo keine Luft mehr zum Atmen. Helfen kann nur die Feuerwehr, die die Frischluft zum Atmen in Flaschen auf dem Rücken dabei hat!

— Andere Gase behindern den Sauerstofftransport im Blut: Bei Feuer (Wohnungsbrand) oder dem Laufenlassen von Automotoren in geschlossenen Räumen (Garage) entstehen giftige Gase, vor allem Kohlenmonoxid, Blausäure und Chlor-Verbindungen.
Diese haben die unangenehme (bzw. tödliche) Eigenschaft, dass sie den Sauerstoff vom Transportmolekül im Blut, dem Hämoglobin, verdrängen und so zu einem Ersticken der Zellen führen.
Auch hier ist der Ersthelfer selbst gefährdet, da die Rauchgase nicht durch ein feuchtes Tuch vor Mund und Nase herausgefiltert werden können! Hier kann ebenfalls nur die Feuerwehr helfen!

— Die Sauerstoffaufnahme in den und -verteilung im Körper ist behindert: Dafür kann es viele Möglichkeiten geben. Das dichte Verschließen von Mund, Nase oder der tieferliegenden Atemwege (Kehlkopf, Rachen) verhindert, dass Sauerstoff bis in die Lungen gelangt und im Gegenzug Kohlendioxid abgeatmet werden kann.
Es kann aber auch die Steuerung der Atmung (das sog. Atemzentrum) geschädigt sein, durch Giftstoffe, wie Alkohol (!) oder Medikamente.
Außerdem können Fremdkörper die Atemwege verlegen (Verschlucken).
Bei manchen Atemwegserkrankungen (Asthma bronchiale), Verletzungen der Atmungsorgane und manchen Herz-Kreislauf-Erkrankungen (z.B. Herzinfarkt) ist die Aufnahme und/oder Verteilung des Sauerstoffs im Körper behindert oder ganz unterbrochen (Atem- und/oder Herz-Kreislauf-Stillstand).

Die Erste-Hilfe-Maßnahmen bei Störungen der Sauerstoffversorgung finden Sie bei den Notfallmaßnahmen, sie unterscheiden sich nämlich nicht von den Sofortmaßnahmen bei anderen lebensbedrohlichen Störungen.

Der Mangel an Sauerstoff im Körper stellt ohnehin die lebensbedrohlichste aller Notfallsituationen dar.

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