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Der Austausch von Sauerstoff, Kohlenstoffdioxid, Nährstoffen und Stoffwechselschlacken zwischen den Zellen und der Umwelt findet über feuchte Epithelien statt. Der weitere Transport durch Diffusion ist nur im Mikrometerbereich effizient (Einzeller). Bei größeren Tieren übernehmen besondere Kreislaufsysteme den Transport der Stoffe, Transportmittel ist das Blut. Da das Blut zirkuliert, besteht bei Verletzungen des Blutkreislaufsystems die Gefahr des Verblutens. Das verhindert die Blutgerinnung.

Die Atembewegungen werden durch die Zwischenrippenmuskeln und das Zwerchfell bewirkt. Beim Einatmen hebt sich der Brustkorb, der Brustraum vergrößert sich, die Luft strömt in die Lunge.
Beim Ausatmen senkt sich der Brustkorb, der Brustraum wird kleiner, die Luft wird aus der Lunge gepresst.

11-mal atmet der Mensch in der Minute ein und wieder aus. Das heißt, 11-mal hebt und senkt sich der Brustkorb, füllen und leeren sich die Lungen mit dem Atem. Jedes Mal nimmt der Atem den gleichen Weg durch die Nasenhöhle, durch den Rachen bis zum Kehlkopf und gelangt von dort über die Luftröhre bis zu den Bronchien. Von hier geht es in die Lungen und über die dort befindlichen Lungenbläschen erfolgt dann der Gasaustausch, d.h. Sauerstoff wird aufgenommen und Kohlenstoffdioxid wird abgegeben. Dabei sind die Lungen die eigentlichen Atmungsorgane. Nasenhöhle, Kehlkopf, Luftröhre und Bronchien werden als Atemwege bezeichnet. Atemwege und Atmungsorgane sind dabei mit einer Schleimhaut ausgekleidet, die wichtige Schutzfunktionen bei der Atmung übernimmt.

Über die äußere Atmung werden das Blut und über die Zellatmung (innere Atmung) die Zellen kontinuierlich mit Sauerstoff versorgt. Dieser stammt entweder aus der Luft (21 %) oder aus dem Wasser. Der Bereich, an dem Sauerstoff aus der Umgebung in den Organismus diffundiert und Kohlenstoffdioxid diese verlässt, wird als respiratorische Oberfläche bezeichnet. Die Regulation der Atmung erfolgt über das Atemkontrollzentrum.

Zu den Organen mit Ausscheidungsfunktion gehören die Lunge, die Haut und die Nieren.

Die Ausscheidung der Stoffwechselendprodukte erfolgt als Ausatemluft (Wasser und Kohlenstoffdioxid), Schweiß (Wasser, Harnstoff und Salze) und als Harn (Wasser, Harnstoff und Salze), sowie die unverdaulichen Nahrungsreste als Kot.

Eine neue Methode zur Behandlung genetisch bedingter Krankheiten ist die Gentherapie. Hierbei werden „gesunde“ Gene in das Erbgut der Patienten übertragen, um den Funktionsausfall defekter Gene zu kompensieren und somit die Krankheit zu heilen. Mithilfe der Gentherapie können bestimmte genetische Defekte behandelt werden. Dabei liegt ein genetischer Defekt vor, wenn bei einem Lebewesen ein Gen fehlt, defekt ist oder die beabsichtigte Funktion nicht erfüllt. Bei einer Gentherapie werden dem Körper einige Zellen entnommen. Diese Zellen erhalten das neue (therapeutische) Gen und werden danach wieder in den Körper eingebracht. Das Ziel einer Gentherapie besteht darin, in die genetische Information einer Körperzelle Erbsubstanz künstlich einzuschleusen. Für den ungezielten Transfer gibt es verschiedene Methoden (Vektoren), um ein therapeutisches Gen in eine Zelle zu transportieren. Im engeren Sinn wird dieser Ansatz auch als somatische Gentherapie bezeichnet (vom griechischen „Soma“ für Körper). Das veränderte Erbmaterial bleibt dabei auf das Gewebe oder den Körper des behandelten Menschen beschränkt, im Gegensatz zu einer in Deutschland als sogenannte „Keimbahntherapie“ nicht erlaubten Veränderung an Ei- oder Samenzellen, die weitervererbt werden könnte.

Die Tuberkulose ist eine Infektionskrankheit. Die Krankheitserreger, die Tuberkelbakterien, werden durch Tröpfcheninfektion (beim Ausatmen und Husten) von erkrankten Menschen auf andere übertragen. Sie gelangen durch die Atemwege in die Lunge anderer, gesunder Menschen und setzen sich dort fest. Zum Ausbruch der Krankheit kommt es z. B. dann, wenn sehr viele Bakterien in den Körper eingedrungen sind oder die körpereigene Abwehr nicht ausreicht, diese Bakterien erfolgreich zu bekämpfen. Dann entwickelt sich die Tuberkulose weiter. Die Inkubationszeit dauert ca. 4–8 Wochen. Der Krankheitsverlauf ist sehr unterschiedlich. Eine rasche Diagnose und wirksame Behandlung sind sowohl für die erkrankten Personen als auch für alle Leute, die mit ihnen in Kontakt kommen, äußerst wichtig. Die Krankheit wird heute meistens ambulant und mit sehr wirksamen Medikamenten behandelt. Die Medikamente töten die Bakterien ab, worauf sich der Organismus wieder erholen kann.

Erkrankungen der Lunge sind Bronchialasthma, Bronchitis, Lungenentzündung, Lungentuberkulose und Lungenkrebs. Sie werden hervorgerufen durch Krankheitserreger bzw. durch chemische Substanzen und Strahlungen.

Die Tuberkulose ist eine Infektionskrankheit. Die Krankheitserreger, die Tuberkelbakterien, werden durch Tröpfcheninfektion (beim Ausatmen und Husten) von erkrankten Menschen auf andere übertragen. Sie gelangen durch die Atemwege in die Lunge anderer, gesunder Menschen und setzen sich dort fest. Zum Ausbruch der Krankheit kommt es z. B. dann, wenn sehr viele Bakterien in den Körper eingedrungen sind oder die körpereigene Abwehr nicht ausreicht, diese Bakterien erfolgreich zu bekämpfen. Dann entwickelt sich die Tuberkulose weiter. Die Inkubationszeit dauert ca. 4 – 8 Wochen. Der Krankheitsverlauf ist sehr unterschiedlich. Eine rasche Diagnose und wirksame Behandlung sind sowohl für die erkrankten Personen als auch für alle Leute, die mit ihnen in Kontakt kommen, äußerst wichtig. Die Krankheit wird heute meistens ambulant und mit sehr wirksamen Medikamenten behandelt. Die Medikamente töten die Bakterien ab, worauf sich der Organismus wieder erholen kann.

Das Atmungssystem regelt durch Austausch der Atemgase die Versorgung der Zellen mit Sauerstoff.
Die Säugetiere und der Mensch benötigen zur Aufrechterhaltung ihrer Lebensfunktionen (z. B. Wachstum, Bewegungen) Nahrung (z. B. Wasser und Nährstoffe). Die Nahrung allein genügt aber nicht. Die Säugetiere benötigen auch Sauerstoff. Sie müssen also atmen. Über Nase und Mund gelangt der Sauerstoff der Luft in die Luftröhre. Von dort aus wird der Sauerstoff in die Lunge transportiert. Sauerstoff ist ein Atemgas.

Die Atembewegungen werden durch die Zwischenrippenmuskeln und das Zwerchfell bewirkt. Beim Einatmen hebt sich der Brustkorb, der Brustraum vergrößert sich, die Luft strömt in die Lunge.
Beim Ausatmen senkt sich der Brustkorb, der Brustraum wird kleiner, die Luft wird aus der Lunge gepresst.

11-mal atmet der Mensch in der Minute ein und wieder aus. Das heißt, 11-mal hebt und senkt sich der Brustkorb, füllen und lehren sich die Lungen mit dem Atem. Jedes Mal nimmt der Atem den gleichen Weg durch die Nasenhöhle, durch den Rachen bis zum Kehlkopf und gelangt von dort über die Luftröhre bis zu den Bronchien. Von hier geht es in die Lungen und über die dort befindlichen Lungenbläschen erfolgt dann der Gasaustausch, d. h., Sauerstoff wird aufgenommen und Kohlenstoffdioxid wird abgegeben. Dabei sind die Lungen die eigentlichen Atmungsorgane. Nasenhöhle, Kehlkopf, Luftröhre und Bronchien werden als Atemwege bezeichnet. Atemwege und Atmungsorgane sind dabei mit einer Schleimhaut ausgekleidet, die wichtige Schutzfunktionen bei der Atmung übernimmt.

Gasaustausch ist ein Vorgang, bei dem Gase (z. B. Sauerstoff und Kohlenstoffdioxid) durch Membranen hindurchgelangen. Der Gasaustausch beruht auf der Grundlage physikalischer Vorgänge.

Zu den Organen mit Ausscheidungsfunktion gehören die Lunge, die Haut und die Niere.

Die Ausscheidung der Stoffwechselendprodukte erfolgt als Ausatemluft (Wasser und Kohlenstoffdioxid), Schweiß (Wasser, Harnstoff und Salze) und als Harn (Wasser, Harnstoff und Salze).