Anatomie der unteren Atemwege und Lunge

Trachea (Luftröhre)

Ist ca. 12 cm lang und hat einen Durchmesser von 2,5 cm.

Lage: Im unteren Hals- und oberen Brustbereich (Höhe C6-Th4), zwischen Kehlkopf und Bronchialgabelung (Bifurkation).

Relationen: Ösophagus (Speiseröhre) liegt dorsal (hinten). Die Schilddrüse überquert ventral die ersten Knorpelspangen.

Funktion: Die Knorpelspangen halten die Luftröhre dauerhaft offen, damit die Wände nicht wie bei der Speiseröhre kollabieren können und der Luftweg gesichert ist.

Struktur: Besteht aus C-förmigen Knorpelspangen, die durch Bindegewebe (Ligamenta anularia) verbunden sind. Die Öffnung der C-Form zeigt nach hinten (posterior) und wird durch eine Muskelplatte (Musculus trachealis) verschlossen. Innen ist sie mit respiratorischem Flimmerepithel und schleimproduzierenden Becherzellen ausgekleidet.

Bronchien

Entstehung: An der Bifurkation (Carina tracheae) teilt sich die Trachea in die beiden Hauptbronchien (Bronchus principalis dexter und sinister). Jeder Hauptbronchus zieht zu einer Lunge.

• Rechter Hauptbronchus: Ist dicker, kürzer und verläuft steiler nach unten.
• Linker Hauptbronchus: Ist dünner, länger und verläuft horizontaler.

Struktur: Bestehen initial aus unvollständigen Knorpelringen, die im weiteren Verlauf zu unregelmäßigen Knorpelplatten werden. Sie sind mit respiratorischer Schleimhaut (Flimmerepithel) ausgekleidet. Enthalten auch glatte Muskulatur, deren Tonus das Lumen beeinflusst (unwillkürliche Innervation).

Verzweigung: Die Hauptbronchien verzweigen sich wie die Äste eines Baumes immer weiter:

• Rechts: 3 Lappenbronchien (Ober-, Mittel-, Unterlappen) -> Segmentbronchien -> Subsegmentbronchien -> Bronchioli.
• Links: 2 Lappenbronchien (Ober-, Unterlappen) -> Segmentbronchien -> Subsegmentbronchien -> Bronchioli.

Bronchioli besitzen keinen Knorpel mehr, aber relativ viel glatte Muskulatur.

Alveolarsäckchen und Alveolen

Jeder Bronchiolus terminalis (Endbronchiole) mündet über Bronchioli respiratorii in Alveolargänge, die in Alveolarsäckchen (Sacculi alveolares) enden. Ein Alveolarsäckchen besteht aus mehreren einzelnen Alveolen (Lungenbläschen).

Struktur der Alveolen: Diese Bläschen sind mit einer sehr dünnen Schicht flacher Epithelzellen (Pneumozyten Typ I für den Gasaustausch und Pneumozyten Typ II für Surfactant-Produktion) ausgekleidet. Sie sind von einem dichten Kapillarnetz umsponnen. Über die hauchdünne Blut-Luft-Schranke (Alveolarwand und Kapillarwand) erfolgt der Gasaustausch (Sauerstoffaufnahme ins Blut, Kohlendioxidabgabe in die Alveolarluft).

Das sauerstoffarme Blut erreicht die Lungenkapillaren über Äste der Lungenarterie (Arteria pulmonalis).

Lungen (Pulmones)

Die Lungen sind paarige, kegelförmige Organe, die vom Brustfell (Pleura) umhüllt sind. Sie füllen den größten Teil des Brustraums (Thorax) aus und sind durch das Mediastinum (Mittelfellraum) voneinander getrennt.

Teile der Lunge

• Lungenspitze (Apex pulmonis): Ragt ca. 2-3 cm über das Schlüsselbein (Clavicula) hinaus in die Halsbasis.
• Lungenbasis (Basis pulmonis): Breit, konkav geformt, liegt dem Zwerchfell (Diaphragma) auf.
• Rippenfläche (Facies costalis): Konvex, liegt der Innenseite des Brustkorbs (Rippen und Interkostalmuskeln) bzw. der Pleura costalis an.
• Mediastinalfläche (Facies mediastinalis): Liegt dem Mediastinum an. Ihr Hauptmerkmal ist der Lungenhilus (Lungenwurzel). Hier treten die Hauptbronchien und die A. pulmonalis in die Lunge ein, und die Vv. pulmonales sowie Lymphgefäße treten aus. Im Hilus befinden sich auch Bronchialarterien (zur Versorgung des Lungengewebes), Nerven und Lymphknoten. Letztere können bei Krankheiten (z.B. Lungenkrebs, Sarkoidose) vergrößert sein.

Lungenlappen

Die Lungen werden durch tiefe Einschnitte (Fissuren) in Lappen unterteilt:

• Rechte Lunge: Ist etwas größer und schwerer. Sie hat drei Lappen: Oberlappen, Mittellappen und Unterlappen. Die Fissura obliqua (major) trennt den Unterlappen vom Ober- und Mittellappen. Die Fissura horizontalis (minor) trennt den Oberlappen vom Mittellappen.
• Linke Lunge: Hat nur zwei Lappen: Oberlappen und Unterlappen, getrennt durch die Fissura obliqua (major). Sie ist kleiner, da das Herz mehr Raum auf der linken Seite beansprucht.

Struktur der Lunge

Das Lungengewebe (Parenchym) hat eine weiche, schwammige Konsistenz. Aufgrund des hohen Luftgehalts schwimmt ein Lungenstückchen im Wasser. Jeder Lungenlappen ist weiter in Lungensegmente unterteilt, und diese wiederum in Läppchen (Lobuli).

Ein Läppchen enthält:

• Endaufzweigungen der Bronchioli und die dazugehörigen Alveolen.
• Ein bindegewebiges Gerüst (Interstitium), in dem Blut- und Lymphgefäße sowie Nerven verlaufen.

Pleura (Brustfell)

Die Pleura ist eine dünne seröse Haut, die aus zwei Blättern besteht:

1. Lungenfell (Pleura visceralis): Überzieht die Lungenoberfläche einschließlich der Fissuren und schlägt am Lungenhilus auf das Rippenfell um. Es ist mit der Lunge verwachsen.
2. Rippenfell (Pleura parietalis): Kleidet die Innenwand des Brustkorbs, das Zwerchfell und das Mediastinum aus. Man unterscheidet: Pars costalis (an den Rippen), Pars diaphragmatica (am Zwerchfell), Pars mediastinalis (am Mediastinum) und die Pleurakuppel (über der Lungenspitze). Im Übergangsbereich zwischen den Anteilen bilden sich Reserveräume (Recessus), z.B. der Recessus costodiaphragmaticus.

Pleurahöhle (Pleuraspalt): Der kapillare Spaltraum zwischen den beiden Pleurablättern. Er enthält eine geringe Menge seröser Flüssigkeit, die das reibungslose Gleiten der Blätter bei der Atmung ermöglicht. Der Unterdruck im Pleuraspalt sorgt dafür, dass die Lunge der Brustkorbwand folgt. Pathologisch kann sich hier Flüssigkeit (Pleuraerguss) oder Luft (Pneumothorax) ansammeln.

Atemmechanik

Die Belüftung der Lunge erfolgt durch rhythmische Volumenänderungen des Brustkorbs.

Inspiration (Einatmung)

Aktiver Vorgang zur Vergrößerung des Brustkorbvolumens durch:

• Kontraktion der äußeren Interkostalmuskeln -> Hebung der Rippen (Zunahme des anterior-posterioren und transversalen Durchmessers).
• Kontraktion des Zwerchfells -> Senkung der Zwerchfellkuppeln (Zunahme des vertikalen Durchmessers).

Durch die Volumenvergrößerung entsteht ein Unterdruck, Luft strömt in die Lungen.

Exspiration (Ausatmung)

Überwiegend passiver Vorgang zur Verkleinerung des Brustkorbvolumens durch:

• Entspannung der Einatemmuskulatur -> Senkung der Rippen durch Schwerkraft und Elastizität.
• Entspannung des Zwerchfells -> Hochtritt des Zwerchfells durch elastische Rückstellkräfte der Lunge und Bauchorgane.

Durch die Volumenverkleinerung entsteht ein Überdruck, Luft strömt aus den Lungen.