Die Nasenatmung, ein unbewusster Vorgang, der uns ständig begleitet, ist weit mehr als nur eine simple Sauerstoffversorgung. Sie steht in einer komplexen Wechselwirkung mit unserem Gehirn und beeinflusst unsere kognitiven Fähigkeiten, unser emotionales Befinden und sogar unsere Gesundheit. Der sogenannte Nasenzyklus, ein Phänomen, bei dem die Nasenlöcher abwechselnd stärker durchblutet werden, spielt dabei eine zentrale Rolle.
Der Nasenzyklus - Ein Wechselspiel der Nasenlöcher
Wer seine Nasenatmung einmal bewusst beobachtet, beispielsweise vor einem Spiegel, wird feststellen, dass ein Nasenloch meist leichter durchgängig ist als das andere. Dieses Phänomen ist Ausdruck des Nasenzyklus, einer wechselseitigen Änderung der Nasenschleimhautschwellung in den beiden Nasenkammern. Der Arzt Richard Kayser beschrieb dieses Phänomen erstmals im Jahr 1895. Mittlerweile haben sich mehrere Studien mit dem nasalen Zyklus beschäftigt, wobei das Wissen noch immer lückenhaft ist. Während einige Studien davon ausgehen, dass etwa 80 Prozent der Menschen einen solchen Nasezyklus haben, vermuten andere Forscher einen geringeren Anteil in der Bevölkerung. Fakt ist, dass immer eine Nasenhälfte in der Arbeitsphase ist, während sich die andere Nasenhälfte regeneriert.
In der Arbeitsphase ist die Nasenschleimhaut einer Nasenhälfte abgeschwollen und die Nasenatmung erfolgt überwiegend über dieses Nasenloch. Es strömt mehr Luft herein und es kommt zu vermehrten Turbulenzen. Unter diesen Turbulenzen verstehen Mediziner komplexe Luftwirbelungen in der Nase, die dafür sorgen, dass Gerüche optimal an die Riechzellen gelangen. Die Nasenschleimhaut arbeitet intensiv, um die eindringende Luft sauber, warm (37 Grad Celsius) und feucht zu halten. In der Ruhephase schwillt die Nasenmuschel hingegen an und weniger Luft gelangt durch das Nasenloch. Die Turbulenzen in dieser Nasenhälfte werden vermindert und die Nasenschleimhaut kann sich regenerieren.
Taktgeber für dieses wechselseitige Hin und Her ist der Hypothalamus im Gehirn, das wichtigste Steuerzentrum des vegetativen Nervensystems. Bezüglich der Dauer einer solchen Phase kommen die bisherigen Forschungsergebnisse ebenfalls zu sehr unterschiedlichen Ergebnissen. Im Schnitt dauert eine Phase zwei bis drei Stunden. In der Regel bemerken wir die wechselseitige Arbeitsteilung der Nasenhälften nicht.
Einflussfaktoren und Störungen des Nasenzyklus
Der natürliche Nasenzyklus kann durch verschiedene Faktoren gestört werden. Eine behinderte Nasenatmung führt beispielsweise dazu, dass Betroffene vermehrt über den Mund atmen. Das Einatmen trockener und verunreinigter Luft kann zu einer Reizung von Rachen, Kehlkopf und Bronchien führen. Dies führt dazu, dass sich „Mundatmer“ häufiger krank fühlen und weniger körperlich belastbar sind. Viele Menschen leiden gerade abends, wenn sie ins Bett gehen, an Schwierigkeiten mit der Nasenatmung. Vor allem bei Seitenlage fühle sich das untere Nasenloch „zu“ an. Auch dieses Phänomen steht im Zusammenhang mit dem Nasenzyklus, weil durch die Schwerkraft in der Seitenlage die untere Nasenseite durch die Schleimhautanschwellung eingeengt wird.
Lesen Sie auch: Endlich Ruhe: Juckende Nasenlöcher behandeln
Der Nasenzyklus und das Riechen
Einige Studien untersuchen den Zusammenhang zwischen dem Nasenzyklus und dem Riechen. Die Theorie: Das An- und Abschwellen der Nasenschleimhaut sei notwendig, um uns ein optimales Riechen zu ermöglichen. Während die Luft das aktive Nasenloch schnell passiert, fließt sie durch das andere Nasenloch langsamer. Manche Geruchsmoleküle binden schnell und auch bei starkem Luftstrom an Geruchsrezeptoren, während andere Geruchsmoleküle dazu mehr Zeit benötigen, die sie durch einen schwächeren Luftstrom erhalten.
Nasenatmung und Gehirnaktivität: Neue Forschungsergebnisse
Wissenschaftler der Medizinischen Fakultät der Universität Heidelberg haben in Zusammenarbeit mit dem Hirnforschungsinstitut in Natal (Brasilien) nachgewiesen, dass die elektrische Aktivität in weiten Bereichen des Mäusegehirns vom Rhythmus der Nasenatmung beeinflusst wird. Die dabei entstehenden langsamen Hirnwellen werden mit schnellen Hirnwellen verknüpft, die für Leistungen wie Gedächtnisbildung und räumliche Orientierung verantwortlich sind.
Ein Wissenschaftlerteam des Instituts für Physiologie und Pathophysiologie der Medizinischen Fakultät der Universität Heidelberg unter Leitung von Prof. Andreas Draguhn und Dr. Jurij Brankačk in Zusammenarbeit mit Prof. Adriano Tort vom Hirnforschungsinstitut in Natal (Brasilien) hat nun gezeigt, dass es möglicherweise eine wissenschaftliche Grundlage für die Meditationstechniken gibt: Bei Mäusen und Ratten entsteht bei der Nasenatmung ein elektrischer Hirnrhythmus, an den schnelle Hirnwellen - sogenannte Gamma-Oszillationen - gekoppelt sind. „Gamma-Oszillationen werden mit Aufmerksamkeits- und Gedächtnisprozessen in Zusammenhang gebracht und der Nachweis, dass die Atmung durch die Nase diese beeinflussen kann, gibt wichtige Hinweise darauf, dass die Atmung sich auf kognitive Funktionen auswirkt“, sagt Prof. Andreas Draguhn.
Wissenschaftler sprechen von Oszillationen, wenn sich Gruppen von Neuronen auf einen gleichen Takt einschwingen - vergleichbar mit einem Konzertpublikum, das chaotisch beginnt, aber schließlich rhythmisch klatscht. Diese Schwingungen können mit dem EEG registriert werden und werden mit unterschiedlichen mentalen Zuständen in Verbindung gebracht. Der Sinn der Kopplung von schnellen mit langsamen Wellen könnte eine zeitliche Koordinierung der örtlich begrenzten, schnellen Wellen durch die langsamen Wellen über weite Hirnbereiche sein. „Lernen, Gedächtnis und Handlungsentscheidungen sind in verschiedenen Hirnstrukturen angesiedelt und erfordern die zeitliche Koordinierung der Aktivität mehrerer Hirngebiete. Die Forschung steht hier jedoch noch am Anfang. Wir haben nur Hypothesen davon, was die Befunde funktionell bedeuten könnten“, so Dr. Jurij Brankačk.
Bisher wurde angenommen, dass die atemsynchronen Wellen ausschließlich in Hirnbereichen auftreten, die auf Riechen und Schnüffeln spezialisiert sind. Das deutsch-brasilianische Forscherteam hat nun gezeigt, dass der durch Nasenatmung entstehende Rhythmus auch in zahlreichen weiteren Hirnarealen auftritt. Dazu gehören die präfrontale Hirnrinde, ein Gebiet, welches an Entscheidungsfindungen und anderen Funktionen beteiligt ist, sowie der Hippokampus, eine Region, die für räumliche Navigation und Gedächtnisbildung wichtig ist.
Lesen Sie auch: Gehirnhälften-Trennung zur Anfallskontrolle
Die Frage, warum nur die Nasen-, aber nicht die Mundatmung sich positiv auf das Denken auswirkt, ist noch nicht endgültig beantwortet. „Wir vermuten, dass es nur in der Nase Sinneszellen gibt, die auf Bewegung reagieren - also auf den Luftzug beim Atmen. Sie leiten den Reiz dann als rhythmisches Signal über den Riechkolben ins Gehirn weiter“, sagt Dr. Jurij Brankačk.
Neben der großen Reichweite des Einflusses der Nasenatmung ergab sich noch eine zweite neue Erkenntnis aus der Analyse der Wissenschaftler: Bekannt war schon lange, dass zugleich mit den sogenannten langsamen Theta-Wellen schnelle Gamma-Wellen im Bereich von 30 bis 80 und 120 bis180 Hertz auftreten. Die neu entdeckten, ausschließlich an den Rhythmus der Atmung gekoppelten Gamma-Wellen bewegen sich hingegen in einem anderen Frequenzbereich von circa 80 bis 120 Hertz. „Zwei langsame Hirnrhythmen - Theta und atmungsinduzierte Wellen - verwenden offenbar verschiedene Frequenzkanäle innerhalb des Gammafrequenzbereiches, um Informationen zu übermitteln“, sagt Prof. Adriano Tort. „Das ist wichtig für das Verständnis der Mechanismen der Informationsübertragung innerhalb des Gehirns und deutet darauf hin, dass die spezifische Kopplung von Hirn-Rhythmen ein generelles Prinzip zu sein scheint.“
Die Entdeckung wurde durch die Anwendung spezieller mathematischer Analyseverfahren ermöglicht, die von Prof. Adriano Tort in den vergangenen Jahren entwickelt wurden und mit denen es möglich war, die Frequenzbereiche einzelner Wellen exakt zu trennen. Damit gelang der Nachweis, an welche langsamen Hirnwellen welche Frequenzbereiche schneller Wellen gekoppelt werden und in welchen Hirnstrukturen diese vorliegen.
Für die Wissenschaftler eröffnen sich durch die neuen Erkenntnisse eine Fülle weiterer Forschungsfelder: So stellt sich die Frage, ob weitere Hirnaktivitäten mit der Atmung in Zusammenhang stehen, inwiefern sich die Ergebnisse von der Maus auf den Menschen übertragen lassen - und was schließlich der Sinn dieser Kopplung ist.
Die Nase als Klimaanlage und Filter
Die primäre Aufgabe der Nase besteht darin, die Atemluft für die unteren Atemwege passend aufzubereiten. Die Nase dient damit also als Klimaanlage, Luftbefeuchter und Filter. Abhängig von der individuellen Körpergröße bewältigt eine normale Nase somit tagtäglich die Aufgabe, 10.000 bis 15.000 Liter Luft auf Körpertemperatur zu bringen und mit 80 bis 90 Prozent Luftfeuchtigkeit anzureichern. Eine gesunde Nase „funktioniert“ unter sehr unterschiedlichen Temperaturbedingungen. Eine Bandbreite zwischen -40 °C und +50 °C ist möglich und auch eine sehr geringe relative Luftfeuchtigkeit wird von der Nase ausgeglichen. All dies bewältigt die Nase mit Hilfe einer Passagestrecke von nur ca. 7 bis 8 cm.
Lesen Sie auch: Rechte Gehirnhälfte im Detail
In der Nasenschleimhaut befinden sich Venengeflechte, die mehr als ein Drittel der gesamten Nasenschleimhaut ausmachen, und dazu dienen, die benötigte Klimatisierung der Luft bzgl. Temperatur und Feuchtigkeitsgehalt zu erreichen. So wird die Durchblutung zum Beispiel im Liegen oder bei Abfall der Lufttemperatur hochreguliert, dann wird mehr Blut benötigt. Bei hohen Außentemperaturen hingegen, wird die Atemluft entsprechend heruntergekühlt. Die Klimatisierungsfunktion der Nase ist sicher die wichtigste Funktion der gesunden Nase.
In ihrer Klimatisierungsfunktion muss die Nase in der Regel Feuchtigkeit abgeben. Die eingeatmete Luft ist meist trockener als benötigt. Die Nase befeuchtet die eingeatmete Luft mit Hilfe eines Flimmerepithels und mit Hilfe von Drüsenzellen, die in der Schleimhaut liegen, unter anderem die Becherzellen. Diese Zellen bilden ein Sekret, das auf die Oberfläche der Epithelzellen aufgebracht wird. Die Sekretschicht ist sehr dünnflüssig und liegt normalerweise auf der Nasenschleimhaut so auf, dass sie die Flimmerhärchen gerade so bedeckt bzw. knapp darüber hinausgeht.
Zur Reinigung der Atemluft befindet sich auf dieser Schicht eine weitere sehr dünne Gelschicht, die ebenfalls gerade so in die Oberfläche der Flimmerhärchen hineinragt. Durch die Bewegung der Flimmerhärchen wird die Gelschicht ständig in Richtung Nasen-Rachenraum verschoben. Sämtliche Partikel, bleiben an dieser Gelschicht haften und werden durch die Bewegung der Flimmerhärchen in Richtung Rachen abtransportiert. Die Schlagfrequenz der Flimmerhärchen liegt bei ca. 10 Herz, was einem Transportweg von ca. 2 cm pro Minute entspricht.
All diese Faktoren zusammen bedingen eine relativ konstant temperierte und befeuchtete transnasal erzeugte Aufsättigung der Luft für die Lunge. Etwa 700 ml Flüssigkeit täglich fallen für diesen Prozess an, das entspricht ungefähr 20 bis 25 Prozent des täglichen Flüssigkeitsverbrauchs, eine für dieses kleine Organ ganz erhebliche Menge.
Die Hot Spots in der Nase können besonders gut auf veränderte Bedingungen reagieren. Die Hot-Spots befinden sich in den unteren, mittleren und oberen Nasenmuscheln und den Septummuscheln, einem Polster auf der Nasenschleimhaut das in den meisten Fällen am Nasenseptum lokalisiert ist. Der Befüllungszustand der nasalen Areale ist zyklisch, das heißt er wechselt von rechts nach links und wieder zurück. Der Zyklus vollzieht sich normalerweise in 3 bis 5 Stunden, kann aber auch nur 1 Stunde oder bis zu 12 Stunden dauern. In diesem Zeitraum findet ein kontinuierlicher Wechsel zwischen beiden Nasenseiten statt.
Ein Ausfall der Nase ist zum einen mit Beschwerden verbunden und kann zum anderen an den unmittelbar abhängigen Organen wie der Luftröhre, dem Kehlkopf und den Bronchien zu entzündlichen Veränderungen führen, was das Wohlbefinden und die Leistungsfähigkeit empfindlich stören kann.
Die Bedeutung des Riechens
Das Riechepithel macht einen kleinen Bereich am Nasendach aus, ist aber mit einem direkten Zugang zum Gehirn ausgestattet. Eine solch direkte Anbindung an das Gehirn ist für keine andere Körperfunktion vorhanden, ein Hinweis auf die entwicklungsgeschichtliche Bedeutung des Riechvermögens. Tatsächlich übertragen wird der Riecheindruck von olfaktorischen Rezeptorzellen, welche die in der Atemluft enthaltenen Riechstoffmoleküle aufnehmen. Der Duftstoff muss dafür in direkten Kontakt mit dem entsprechenden Riechstoffmolekül aus der Atemluft kommen. Die Fähigkeit, hunderttausende Gerüche und Geruchsstoffkombinationen zu unterscheiden, wird dadurch erreicht, dass die verschiedenen olfaktorischen Rezeptorzellen, die für jeweils ein Riechstoffmolekül spezifisch sind, jeweils unterschiedliche Hormone im Gehirn aktivieren.
Viele, auch internationale, Studien haben gezeigt, dass der Geruchssinn von Frauen besser entwickelt ist als der der Männer. Auch junge Menschen verfügen über ein besseres Riechvermögen als alte Menschen, das Riechvermögen nimmt mit dem Alter dramatisch ab. Das hat nicht unerhebliche Folgen, denn ein Teil der Fehlernährungen, wie man sie bei älteren Menschen findet, sind auch durch den Verlust des Riechvermögens bedingt. Aber auch zwischen Rauchern und Nichtrauchern gibt es erwartungsgemäß Unterschiede. Nichtraucher riechen besser als Raucher, dies haben Studien gezeigt, und der Geruchssinn wird um so schlechter, je länger das Rauchen andauert. Hört man dann auf zu rauchen, lässt sich zumindest ein Teil dieses Verlustes wieder ausgleichen, da sich die olfaktorischen Rezeptorzellen als einzige Nervenzellen des erwachsenen Menschen teilen und regenerieren können.
Es gibt seriöse Untersuchungen, die zeigen, dass die Partnerwahl zumindest zum Teil auch vom Körpergeruch abhängt und dass hier eine unbewusste Steuerung stattfindet. Das Ergebnis: Nicht nur tagsüber beeinflussen uns Gerüche in erheblichem Maße, sondern auch im Schlaf, sie beeinträchtigen sogar unser Traumverhalten. So führen Wohlgerüche, wie zum Beispiel Rosenduft zu angenehmen Traumerlebnissen. Interessanterweise verfügt nicht allein die Nase über einen Geruchssinn.
Fast 20 Prozent der Bevölkerung leiden unter einem eingeschränkten oder nicht vorhandenen Riechvermögen, in höherem Alter ist dies deutlich weiterverbreitet. Die Ursachen für Riechstörungen finden sich häufig im Bereich der Nase selbst. Bei Patienten mit einer chronischen Sinusitis leiden fast zwei Drittel der Betroffenen unter einer Einschränkung des Riechvermögens. Auch auf Grund von Verletzungen und bei neurologischen Erkrankungen wie Alzheimer und Parkinson kann es zu Einschränkungen oder zum Verlust des Riechvermögens kommen. Da es bei Parkinson zu einer Degeneration des Riechkolbens kommt, wird sogar diskutiert, Riechuntersuchungen als Frühindikator für die Erkrankung einzusetzen. Die Beschwerden, die bei riechgestörten Patienten entstehen, sind erheblich und wirken sich stark auf die Lebensqualität der Betroffenen aus.
Der Geschmack geht hauptsächlich über die Nase und was wir schmecken, hängt zu 80 Prozent vom Riechvermögen ab.
Letztlich sind die Klimatisierungsfunktion der Nase und auch das Riechvermögen abhängig von einer ungehinderten Nasenluftpassage. Diese ist nicht gewährleistetet, wenn etwa die Nasenmuscheln durch Polypen oder Nasenpolypen im Sinne einer CRwNP verengt sind oder wenn andere anatomisch strukturelle Einflüsse vorliegen, wie zum Beispiel eine schief stehende Nasenscheidewand.
Nasenatmung, Yoga und Gehirnhälften
Anwender von jahrtausendealten Entspannungstechniken wie zum Beispiel Yoga sind überzeugt davon, dass das Atmen durch die Nase die Konzentrationsfähigkeit und das Reaktionsvermögen verbessert und sich allgemein positiv auf das Wohlbefinden auswirkt. Kontrollierte Nasenatmung spielt eine wichtige Rolle bei Entspannungstechniken wie Yoga.
In der Yoga-Lehre wird der Nasenzyklus ebenfalls thematisiert. Dort wird die einseitige Atmung durch das rechte Nasenloch mit der Aktivierung der linken Hirnhälfte und des Sympathikus in Verbindung gebracht, was zu einer Steigerung von Blutdruck und Herzfrequenz sowie einer anregenden Wirkung führen soll. Umgekehrt soll die einseitige Atmung durch das linke Nasenloch die rechte Hirnhälfte und den Parasympathikus aktivieren, was Blutdruck und Herzfrequenz senkt und beruhigend wirkt. Die Wechselatmung soll einen ausgleichenden Effekt auf rechte und linke Hirnhälfte haben. Je nach Atemtechnik - eher kraftvoll oder eher ruhig - wird dabei Sympathikus oder Parasympathikus aktiviert.
Binonasale Rivalität: Der Kampf der Nasenlöcher
Das rechte und das linke Nasenloch arbeiten nicht harmonisch im Team, sondern sind erbitterte Konkurrenten: Sobald sie unterschiedliche Gerüche wahrnehmen, beginnt ein Kampf um die Vorherrschaft, den mal das eine, mal das andere Nasenloch gewinnt, haben zwei US-Forscher gezeigt. Daher nimmt man in einem solchen Fall keine Mischung der beiden Düfte wahr, sondern beide Gerüche abwechselnd und praktisch in ihrer reinen Form - je nachdem, welches Nasenloch gerade die Oberhand hat.
Wen Zhou und Denise Chen von der Rice-Universität in Houston schlugen vor, die Nasenkonkurrenz analog zur binokularen Rivalität bei Augen und Ohren "binasale Rivalität" zu nennen. Sie pusteten dazu 12 Freiwilligen gleichzeitig zwei verschiedene Gerüche in jeweils ein Nasenloch - zum einen Phenylethanol, eine nach Rosen riechenden Substanz, und n-Butanol, was an die in Filzstiften verwendeten Lösungsmittel erinnert. Die Testteilnehmer sollten angeben, welchen Geruch sie gerade wahrnahmen. Alle Probanden berichteten, immer nur einen Duft gerochen zu haben - entweder den nach Rosen oder den nach Filzstift. Niemals jedoch eine Mischung zwischen ihnen. Obwohl also beide Reize gleichzeitig da sind, bearbeitet das Gehirn sie offensichtlich nacheinander, so das Fazit der Forscher. Dahinter scheint unter anderem ein Gewöhnungseffekt sowohl von den Rezeptoren der Nase als auch vom Gehirn zu stecken, zeigten weitere Tests: Ein Geruch dominiert, bis sich Nase und Hirn daran gewöhnt haben, dann gewinnt der andere Geruch an Boden, bis bei diesem wiederum eine Gewöhnung eingetreten ist. Dann geht der Zyklus von vorne los.
tags: #nasenlocher #und #gehirnhalften