LF 8 Anatomie/ (Patho-) Physiologie der Atmung – Ableitung von unwirksamen
Atemvorgängen
Wiederholung Anatomie Lunge
Atmungssystem
Mithilfe des Atmungssystems tauscht der Körper Gase mit der Umgebung aus. Bei dieser
äußeren Atmung nehmen die Lungen den
lebensnotwendigen Sauerstoff aus der Atemluft auf und geben Kohlendioxid ab.
Die äußere Atmung ist die Voraussetzung für die innere Atmung ( Zellatmung), also die
„Verbrennung“ von Nährstoffen in den
Körperzellen zur Energiegewinnung. Dabei wird Sauerstoff verbraucht.
Die Atemwege werden anatomisch in obere und untere Atemwege unterteilt:
• Die oberen Atemwege (obere Luftwege, oberer Respirationstrakt) umfassen Nase,
Nasennebenhöhlen und Rachen
• Die unteren Atemwege (untere Luftwege,
unterer Respirationstrakt) reichen vom Kehlkopf bis zu den Alveolen.
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Luftröhre
Unterhalb des Ringknorpels beginnt die Luftröhre
(Trachea). Sie ist ein
durchschnittlich 11 cm langer, muskulöser Schlauch, der durch 16–20 C-förmige
Knorpelspangen offen gehalten wird. Dies verhindert, dass sich die Luftröhre durch den
Unterdruck bei der Einatmung verschließt. An ihrer
Hinterwand hat die Luftröhre
Kontakt zur Speiseröhre.
Luftröhre
Elastisches Bindegewebe zwischen den Knorpelspangen macht die Luftröhre auch in Längsrichtung elastisch. Dies ist z. B. beim Schlucken wichtig, bei dem die Luftröhre mit dem nach oben
steigenden Kehlkopf in der Länge gedehnt wird. Die knorpelfreie Luftröhrenhinterwand besteht aus
glatter Muskulatur ( M. trachealis) und Bindegewebe.
Die Luftröhre ist wie der übrige
Atemtrakt von einer Schleimhaut mit Flimmerepithel und Schleim bildenden Becherzellen (respiratorisches Epithel) überzogen Der Flimmerschlag befördert Fremdkörper zurück zum Rachen.
Luftröhrenschleimhaut im lichtmikroskopischen Bild. Unter dem mehrreihigen Flimmerepithel mit Becherzellen (1) liegt
subepitheliales Gewebe mit Trachealdrüsen (2), darunter hyaliner
Knorpel (3). 4
Bronchien und Bronchiolen
An ihrem unteren Ende, der Luftröhrenbifurkation (Bifurcatio
tracheae), teilt sich die Luftröhre in die beiden Hauptbronchien. Deren Wand ist ähnlich aufgebaut wie die der Luftröhre und besteht aus Knorpelspangen und Schleimhaut mit Flimmerepithel.
Nach wenigen Zentimetern teilt sich jeder Hauptbronchus in kleinere
Lappenbronchien auf:
• Der rechte Hauptbronchus teilt sich in drei Lappenbronchien für die drei Lappen der rechten Lunge
• Der linke Hauptbronchus teilt sich in zwei Lappenbronchien für die zwei Lappen der linken Lunge.
Bronchien und Bronchiolen
Die Lappenbronchien gabeln sich in
Segmentbronchien auf, die sich wiederum wie das Geäst eines Baumes in immer kleinere Äste verzweigen, weshalb man auch vom
Bronchialbaum (Bronchialsystem) spricht.
Je kleiner die Bronchien werden, desto
einfacher und dünnwandiger wird ihr Aufbau. So weisen die Lappenbronchien anstatt großer
Knorpelspangen nur noch kleine unregelmäßige Knorpelplättchen auf.
Ganz feine Bronchialäste mit einem Innendurchmesser unter 1 mm heißen Bronchiolen. Hier fehlen die
Knorpeleinlagerungen völlig. Dafür haben die Bronchiolen glatte Muskelfaserzüge zur aktiven Regulation des Atemluftzu- und abstroms.
Endverzweigungen des Bronchialbaumes sind die Bronchioli respiratorii. Sie münden in Alveolargänge (Ductus alveolares), die fast keine „eigene“ Wand mehr haben, sondern in einer Gruppe von Lungenbläschen (Alveolen)
enden 6
Alveolen
In den Alveolen sind Blut und Luft nur durch die Blut-Luft-Schranke
getrennt: Durch diese dünne Schicht aus Alveolarepithel, Basalmembran und Kapillarendothel tritt der
Sauerstoff aus der Alveolarluft rasch ins Kapillarblut über, während das Kohlendioxid den umgekehrten Weg nimmt.
Beim Alveolarepithel gibt es zwei Zelltypen: Die flachen Pneumozyten Typ I ( Alveolarepithelzellen Typ I, 90
% der Fläche) dienen dem Gasaustausch, die höheren Pneumozyten Typ II
(Alveolarepithelzellen Typ II) produzieren den Surfactant und können Pneumozyten Typ I
nachbilden.
Surfactant
Damit die Alveolen bei der Ausatmung nicht
zusammenfallen und sich bei der Einatmung leicht wieder entfalten, ist ihre Innenfläche von Surfactant (Surface
active agent, Oberflächenfaktor) überzogen. Er besteht in erster Linie aus Phospholipiden und setzt die
Oberflächenspannung herab. Zusammen mit den elastischen Fasern, welche die Alveolen netzartig umgeben, ist der Oberflächenfaktor die wichtigste
Einflussgröße für die Dehnbarkeit (Compliance) der Lunge.
Bei Frühgeborenen kann es durch Surfactant-Mangel zu lebensbedrohlichen Lungenfunktionsstörungen kommen
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Lungen
Die beiden Lungen (Pulmones) liegen in der Brusthöhle und umgeben jeweils seitlich das Mediastinum
(Mittelfellraum). Nach außen werden sie von den Rippen, nach unten vom
Zwerchfell begrenzt; oben ragen sie mit ihren Spitzen geringfügig über das
Schlüsselbein hinaus. Zwischen linker und rechter Lunge liegt das Herz.
Der Teil der Lunge, der dem Zwerchfell aufliegt, wird als Lungenbasis
bezeichnet, der obere Teil als
Lungenspitze. Die Lungenbasis tritt bei der Einatmung um ca. 3–4 cm tiefer.
An der zum Herzen gerichteten
Lungenseite liegt das Lungenhilum (die Lungenwurzel ). Hier treten
Hauptbronchien, Arterien und Nerven 9
Lungenlappen und -segmente
Durch die nach links verschobene Position des Herzens ist die linke Lunge kleiner als die rechte.
Die linke Lunge wird durch eine gut erkennbare, schräg verlaufende Spalte in einen Ober- und Unterlappen geteilt, während die rechte Lunge durch zwei Spalten in drei Lappen aufgeteilt ist:
Ober-, Mittel- und Unterlappen.
Die Lungenlappen werden wiederum in kleinere Lungensegmente unterteilt: Rechts sind es zehn, links neun Segmente. Im Gegensatz zu den
Lappengrenzen sind die Segmentgrenzen zwar von außen nicht sichtbar, sie bilden aber broncho-
arterielle Einheiten, d. h. jedes Segment wird
jeweils von einem Segmentbronchus und einem Ast der A. pulmonalis (Lungenarterie) versorgt.
Die Bezeichnung erfolgt hier entsprechend der Zuordnung zum versorgenden Bronchialast. Daher fehlt für den linken Lungenlappen das 7. Segment.
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Blutversorgung
Die Lungen erhalten von zwei Seiten Blut:
• Sie werden zum einen von den Blutgefäßen des
Lungenkreislaufs durchzogen. Diese Blutgefäße dienen ausschließlich dem Gasaustausch
• Die Eigenversorgung der Lunge mit Blut erfolgt hingegen
aus Ästen des Körperkreislaufs, und zwar über die aus der
Aorta entspringenden Bronchialarterien.
Abwehrmechanismen von Atemwegen und Lungen
Die Kontaktfläche zwischen „außen“ und „innen“ in den Alveolen beträgt beim Erwachsenen über 100 m2 , und mit jedem Atemzug gelangen Fremdstoffe aus der Umwelt (z. B. Staubteilchen, Bakterien) in Atemwege und Lungen.
Der Körper verfügt jedoch über verschiedene Abwehrmechanismen, um sich zu schützen:
• Mechanische Barrieren (Nase, Kehlkopf), Hustenreflex
• Das respiratorische Epithel, das fast die gesamten Atemwege bedeckt und eingedrungene Teilchen wieder nach außen befördert
• Sekretion von antimikrobiellen Substanzen (z. B. Lysozym), Immunglobulinen und Botenstoffen des Immunsystems (z. B. Interleukinen) auf die Schleimhäute
• In die Bronchialschleimhaut eingelagertes lymphatisches Gewebe (bronchusassoziiertes lymphatisches Gewebe)
• Alveolarmakrophagen. In den Lymphgefäßen der Lungen wandern Leukozyten und Alveolarmakrophagen zu den Hilumlymphknoten. Sie transportieren Fremdkörper und Krankheitserreger ab
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Quelle
Menche, Nicole; Biologie Anatomie Physiologie; Atmungssystem - Biologie Anatomie Physiologie
