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B978-3-437-48073-7.00004-3

10.1016/B978-3-437-48073-7.00004-3

978-3-437-48073-7

Abb. 4.1

[L190]

Übersicht über den knöchern-knorpeligen Thorax von vorne gesehen. Knorpelige Skelettelemente sind blau dargestellt.

Abb. 4.2

[L157]

Vorderer Abschnitt des Thorax. Nur in zwei Zwischenrippenräumen (ZR-Räumen) sind die entsprechenden Zwischenrippenmuskeln (ZR-Muskeln) eingezeichnet: im oberen ZR-Raum nur die inneren, tief liegenden ZR-Muskeln (i), im unteren ZR-Raum zusätzlich auch die äußeren, oberflächlicher liegenden ZR-Muskeln (a).

Abb. 4.3

[L190]

Zwerchfell: a) in der Sicht von oben, b) in der Sicht von vorne (Teile des Brustbeins, des Rippenbogens und des vorderen Zwerchfellabschnitts sind entfernt)

Abb. 4.4

[S007-1-23]

a) Muskulatur der Brust- und Bauchwand nach Entfernung der Haut und des Unterhautfettgewebes; 1 rechter gerader Bauchmuskel, bedeckt vom oberflächlichen Blatt der Rektusscheide (zwei Zwischensehnen sind sichtbar), 2 linker äußerer schräger Bauchmuskel mit Muskelfasern und Aponeurose

b) „Waschbrettbauch“

Abb. 4.5

[S007-1-23]

Muskeln der Bauchdecke. Auf der rechten Körperseite ist der gerade Bauchmuskel (1) nach Längsaufspaltung der Rektusscheide mit seinen Zwischensehnen sichtbar, auf der linken Körperseite ist der äußere schräge Bauchmuskel (2) durchtrennt, um den darunter liegenden inneren schrägen Bauchmuskel (3) sichtbar zu machen; der quere Bauchmuskel befindet sich dann in der Schicht darunter.

Abb. 4.6

[L190]

Muskeln der Inspiration und Exspiration. Die Pfeile zeigen die Hauptzugrichtung der Muskeln an. Seitliche Bauchmuskeln: M. obliquus externus abdominis, M. obliquus internus abdominis, M. transversus abdominis

Abb. 4.7

[L157]

Ausschnitt aus dem respiratorischen Flimmerepithel mit einzelligen Drüsen. Die großen Schleimdrüsen unterhalb des Epithels sind nicht dargestellt.

Abb. 4.8

[S007-3-23]

Knöchern-knorpeliges Skelett der äußeren Nase

Abb. 4.9

[L157]

Frontalschnitt durch den knöchernen Schädel, parallel zur Stirn. Nasennebenhöhlen: M Kieferhöhlen, E Siebbeinzellen, F Stirnhöhlen

1 untere Nasenmuscheln, 2 mittlere Nasenmuscheln.

Abb. 4.10

[S007-3-23]

Schnitt durch den Gesichtsschädel mit Blick auf die Außenwand der linken Gaumen, den Rachen und den oberen Abschnitt der Mundhöhle. Die Schleimhaut ist im Bereich der oberen und mittleren Muschel teilweise entfernt, um die Riechnerven darzustellen. 1 obere, 2 mittlere, 3 untere Nasenmuschel.

Abb. 4.11

[L157]

Einige Hohlräume des Gesichtsschädels (transparent dargestellt)

Abb. 4.12

[L190]

Schematischer Schnitt durch den Gesichtsschädel mit Blick auf die Außenwand der rechten Nasenhöhle (mittlere und untere Nasenmuschel sind teilweise abgetragen). Die Pfeile kennzeichnen die Verbindungen zu den Nasennebenhöhlen, zur Augenhöhle (Tränennasengang, 5) und über die Ohrtrompete (6) zur Paukenhöhle (Kap. 8.6.6). Verbindungen zu den Nasennebenhöhlen: 1 Kieferhöhle, 2 Stirnhöhle, 3 Siebbeinzellen, 4 Keilbeinhöhle.

Abb. 4.13

[L157]

Riechorgan (Regio olfactoria): a) Lokalisation des Riechorgans im Dach der Nasenhöhle, Frontalschnitt des Schädels, Regio olfactoria: rot, b) Riechnerven in der lateralen Wand der Nasenhöhle (Schleimhaut teilweise entfernt), Durchtritt durch das Siebbein zum Bulbus olfactorius (Riechkolben, Teil des Riechhirns)

Abb. 4.14

[L190]

Übersicht über die Nasenhöhle (Blick auf äußere Wand der rechten Nasenhöhle, Nasenmuscheln nicht dargestellt), Rachen (Nasopharynx, Oropharynx und Laryngopharynx) mit Übergang in Kehlkopf bzw. Speiseröhre, Mundhöhle mit Zunge und Gaumen

Abb. 4.15

[S007-2-22]

Ansicht des Rachens von hinten (hintere Wand des Rachens durch einen Längsschnitt in der Mittellinie eröffnet und zur Seite geklappt)

Abb. 4.16

[L157]

Schematische Darstellung des Waldeyer-Rachenrings. Die Sichtweise entspricht in etwa der in Abb. 4.15. Ansammlungen von Abwehrzellen sind grün dargestellt. Tonsillen: 1 Rachenmandel, 2 Tubenmandeln, 3 Gaumenmandeln, 4 Zungenmandel, LS lymphatischer Seitenstrang.

Abb. 4.17

[L190]

Schnitt durch die Kopf- und obere Rumpfregion eines ca. 5 Wochen alten Embryos. Primitiver Magen-Darm-Trakt rot markiert, Lungenbläschen blau. Die als Mundöffnung, Rachen und Speiseröhre markierten Strukturen sind Vorläufer der endgültigen Organe bzw. Körperabschnitte.

Abb. 4.18

[L190]

Entwicklung des Lungenbläschens zu Kehlkopf, Luftröhre und Hauptbronchien: a) seitliche Ansicht, b) Sicht von vorne. Lungenbläschen und daraus entstehende Strukturen: unterer Rachenbereich (blau) und Speiseröhre (rot).

Abb. 4.19

[L190]

Entwicklung des Bronchialbaums und Differenzierung der viszeralen und parietalen Pleura

Abb. 4.20

[L190]

Knorpel- und Bindegewebsanteile der unteren Atemwege vom Kehlkopf bis zu den kleineren Bronchien

Abb. 4.21

[S007-2-23]

Trachea im Querschnitt auf der Höhe einer Knorpelspange

Abb. 4.22

[L157]

Lage der Trachea, der Hauptbronchien mit ihren ersten Verzweigungen und der beiden Lungen in Bezug zur vorderen Leibeswand

Abb. 4.23

[S007-2-22]

Lungen mit Luftröhre und (durchschimmernd gezeichnetem) Bronchialbaum; Lungenbasis, Lungenspitze, laterale und mediale Seite sind bei der rechten Lunge bezeichnet. 13: Lappen der rechten Lunge, 45: Lappen der linken Lunge. Die Aufzweigungen der Bronchien in den Lappen und Segmenten sind farblich verdeutlicht.

Abb. 4.24

[S007-2-23]

Lungenhilum der rechten Lunge, vom Mittelfellraum aus gesehen, 13 Lungenlappen

Abb. 4.25

[L190]

Gasaustauschsystem der Lunge mit respiratorischen Bronchiolen und Lungenbläschen, das Ende des rein luftleitenden Systems ist an der Endbronchiole erkennbar.

Abb. 4.26

[L190]

Schnitt durch Alveole und Alveolarscheidewand

Abb. 4.27

[L190]

Bestandteile der Blut-Luft-Schranke

Abb. 4.28

[L190]

Atemgrößen

Abb. 4.29

[L190]

Altersabhängigkeit der Lungenvolumina. Totalkapazität, Vitalkapazität und Residualvolumen im Verlauf des Lebens. Das Residualvolumen nimmt im Alter zu, während die Totalkapazität als Folge der eingeschränkten Thoraxbeweglichkeit abnimmt. Damit wird die Vitalkapazität immer geringer.

Abb. 4.30

[L190]

Gasaustausch zwischen Alveolen und Blutkapillaren. Sauerstoffreiches Blut: rot, sauerstoffarmes Blut: blau. Die weißen Pfeile zeigen den Transport von Sauerstoff von der Alveole in das Blut bzw. von Kohlendioxid aus dem Blut in die Alveole. Die schwarzen Pfeile markieren die Richtung des Blutstroms.

Abb. 4.31

[L190]

Oben: Kapillargebiet der Lungen (Sauerstoff wird vom Blut aufgenommen, Kohlendioxid wird in die Alveolen abgegeben)

Unten: Kapillargebiete der Organe und Gewebe (Sauerstoff wird vom Blut abgegeben und von den Zellen aufgenommen, Kohlendioxid wird von den Zellen abgegeben und vom Blut aufgenommen). Die großen Pfeile an den Blutgefäßen zeigen die Richtung des Blutstroms an.

Abb. 4.32

[L253]

Sauerstoff-Bindungs-Kurve des Hämoglobins

Muskeln der ruhigen und starken Ein- und Ausatmung (in Klammern stehende Muskeln haben nur eine geringe Bedeutung)

Tab. 4.1
Einatmung Ausatmung
Ruhig
  • Zwerchfell

  • (Treppenmuskeln)

  • (obere 2–3 der äußeren Zwischenrippenmuskeln)

ohne Muskeleinsatz
Stark wie oben, zusätzlich:
  • Die nach unten folgenden äußeren Zwischenrippenmuskeln

  • Teile der inneren Zwischenrippenmuskeln

  • M. sternocleidomastoideus

  • Teile der inneren Zwischenrippenmuskeln

  • Muskeln der Bauchwand

  • (Hustenstoß: M. latissimus dorsi)

Verbindungen des Rachens zu anderen Hohlorganen

Tab. 4.2
Wo am Rachen … Verbindung wohin/womit …
im Bereich der Choanen nach vorne oben zu den beiden Nasenhöhlen
oben seitlich über die Ohrtrompeten zu den beiden Paukenhöhlen des linken und rechten Mittelohrs (Kap. 8.6.6)
im mittleren Bereich über die sog. Schlundenge nach vorne mit der Mundhöhle (Kap. 6.2.5)
nach unten vorne über den Kehlkopfeingang mit dem Kehlkopf
nach unten über den sog. Speiseröhrenmund mit der Speiseröhre

Funktionelle Blutgefäße der Lunge

Tab. 4.3
Bezeichnung Abgang wo/Mündung wohin Funktion Art des Blutes
Lungenarterien aus rechter Herzkammer (über gemeinsamen Lungenstamm) Aufladung von verbrauchtem Blut aus dem Körperkreislauf mit Sauerstoff in Lungenbläschen sauerstoffarm („venös“)
Lungenvenen in linken Vorhof führen sauerstoffreiches Blut über das linke Herz in den Körperkreislauf sauerstoffreich („arteriell“)

Durchschnittliche Werte der sog. Atemgrößen (Atemvolumina; für beide Lungen zusammen)

Tab. 4.4
Bezeichnung Durchschnittl. Wert (l) Bedeutung
1 Residualvolumen 1,2 nicht ausatembares Restvolumen
2 Atemzugvolumen 0,5 bei ruhiger Atmung ein- bzw. ausgeatmet
3 Inspiratorisches Reservevolumen 2,5 zum Atemzugvolumen zusätzlich maximal einatembares Volumen
4 Exspiratorisches Reservevolumen 1,5 aus Atemruhestellung maximal ausatembares Volumen
5 Vitalkapazität 4,5 Summe aus 2–4, Wert entscheidend für Lungenleistung
6 Funktionelle Residualkapazität 2,7 Summe aus 1 + 4, Vermeidung von Konzentrationsspitzen
7 Totalkapazität 5,7 Summe aus 1–4, Maximalvolumen beider Lungen

Atmungsorgane

Lernziele Anatomie der Atmungsorgane

  • Aufbau des Thorax aus Knochen, Bändern, Gelenken und Muskeln

  • Aufbau der Bauchwand aus Muskeln und Aponeurosen

  • Atem- und Hilfsatemmuskulatur einschließlich ihrer Innervation

  • Aufteilung und Wandaufbau des Bronchialbaums bis zu den Alveolen

  • Pleurahöhlen, ihre Auskleidung und Komplementärräume

  • Einteilung der Lungen

  • Aufbau der Alveolarsepten

  • Nasenhöhlen, Nasengänge und Nasennebenhöhlen

  • Einteilung des Pharynx, sein muskulöser Aufbau und seine Öffnungen

  • Lymphatisches Gewebe der Pharynxwand

Lernziele Physiologie der Atmungsorgane

  • Funktionelle Gliederung des Respirationstrakts

  • Atmungsbewegungen von Thorax und Lunge (Inspiration, Exspiration, Pleuraspalt, intrapleuraler Druck, Pneumothorax)

  • Lungen- und Atemvolumina (Volumeneinteilung, Vitalkapazität)

  • Totraumventilation und alveoläre Ventilation (Atemzeitvolumen, Funktionen des anatomischen Totraums, Totraumventilation, alveoläre Ventilation)

  • Atmungsmechanik (elastische und visköse Atmungswiderstände)

  • Austausch der Atemgase (Zusammensetzung des alveolären Gasgemisches, Partialdrücke, Diffusion der Atemgase)

  • Atmungsregulation (Aufgaben, Zentren, mechanische und chemische Kontrolle der Atmung)

  • Atemgastransport im Blut

  • Grundzüge der Gewebsatmung

Durch die AtmungAtmung wird Luft über die Atemwege (Nase, Rachen, Kehlkopf, Luftröhre, Bronchien) in die Lungen geleitet. In den Lungenbläschen erfolgt der lebensnotwendige sog. „GasaustauschGasaustausch“ zwischen Atemluft und Blut, d.h., Sauerstoff aus der Atemluft gelangt in das Blut, Kohlendioxid wird aus dem Blut abgegeben und vermischt sich mit der Ausatemluft.

Die Atmung verläuft mithilfe der Atemmuskulatur, die aus quergestreiften Skelettmuskelzellen (Kap. 1.2.3) besteht. Die Steuerung der Atmung erfolgt über das Gehirn, das über abgehende Nervenfasern (Kap. 7) die Kontraktion der Atemmuskulatur bewirkt.

Aus sprachtherapeutischer Sicht ist die Atmung außerdem Grundlage der Stimmbildung und des Sprechvorgangs.

Aufbau des Thorax

Als ThoraxThorax bezeichnet man entweder den oberen Rumpfabschnitt mit den darin liegenden Eingeweiden (u.a. Lungen und Herz) oder auch nur seine Wand aus Knochen, Knorpel, Muskulatur und bindegewebigen Bändern.

Fachbegriffe

RumpfRumpf ist der Körperstamm ohne Kopf, Hals und Gliedmaßen; außer dem Thorax besteht der Rumpf noch aus Bauch, Becken und Rücken.

thorax (lat./griech.): Brust, Brustpanzer, in medizinischen Zusammenhängen spricht man von Brustkorb

Knochen, Knorpel und Bänder des Thorax

Die Wand des Rumpfabschnitts „Thorax“ wird vom knöchern-knorpeligen Thoraxknöchern-knorpeligerThorax gebildet. Dieser besteht aus der Brustwirbelsäule, dem Brustbein und 12 Rippenpaaren, die hinten an den 12 Brustwirbeln befestigt sind (Abb. 4.1). Die Verbindungen dieser Skelettteile untereinander sind durch zahlreiche bindegewebige Bänder verstärkt, die man in der Gesamtheit als Bänderthorax bezeichnet.
Die ersten 7 RippenRippenpaare haben vorne über einen Knorpelabschnitt eine direkte Verbindung zum Brustbein, sie werden deshalb als echte RippenRippenechte bezeichnet im Gegensatz zu den Rippenpaaren 8–12, die man falsche RippenRippenfalsche nennt. Von diesen haben die ersten 3 Paare (also Rippen 8–10) keine direkte Verbindung zum Brustbein mehr, sondern nur noch zu den über ihnen stehenden Rippen. In der Regel enden die letzten beiden Rippenpaare frei in der Bauchwandmuskulatur (Abb. 4.1).
Der Rippenbogen ist der von außen tastbare Rand des Knorpels des 7. Rippenpaars, an den sich die Knorpelabschnitte der 8.–10. Rippenpaare anheften.

Fachbegriffe

Thorax

BrustbeinBrustbein (lat. sternum, griech. sternon) Brust; die Endung „-bein“ steht für Knochen, siehe auch Stirnbein, Schlüsselbein, Hüftbein etc.; das Brustbein ist aufgebaut von oben nach unten aus einem „Handgriff“, einem „Körper“ und einem „Schwertfortsatz“ (Abb. 4.1).
BrustwirbelBrustwirbel, Vertebra Vertebra thoracisthoracis vertebra (lat.): Wirbel, thoracis ist der Genitiv von thorax
Rippe (lat. costa): bestehend aus einem längeren hinteren knöchernen und einem kürzeren vorderen knorpeligen Abschnitt
Bei der Einatmung wird der gesamte Thorax gehoben und dabei auch gleichzeitig nach vorne und zur Seite aufgeweitet, bei der Ausatmung senkt sich der Thorax bei gleichzeitiger Verengung wieder. Dies ist u.a. möglich durch eine leichte Verbiegung der Knorpelanteile der Rippen. Da mit zunehmendem Alter die Knorpelanteile der Rippen verkalken und verknöchern, sinkt die Fähigkeit zur Verbiegung ab: die Atmung wird flacher.
Weitere Grundlage für die Bewegungen des Thorax sind Gelenke zwischen den Rippen und den Brustwirbeln bzw. dem Brustbein.

Fachbegriffe

Gelenke

articulatio (lat.): Gelenk (Artikulation im sprachtherapeutischen Zusammenhang bedeutet auch: Lautbildung, deutliche Aussprache oder deutlich gegliederter Vortrag) Bei den GelenkeGelenken sind zwei (manchmal mehr) Knochen beweglich, sozusagen „gelenkig“ miteinander verbunden; die Knochen besitzen an den „artikulierenden“ Enden einen Knorpelüberzug (Gelenkknorpel), dazwischen befindet sich der Gelenkspalt, der eine Gelenkschmiere (Synovia) enthält und außen von einer bindegewebigen Gelenkkapsel umschlossen ist; diese kann durch Bänder verstärkt sein.
Gelenknamen werden in der medizinischen Fachsprache durch „ArticulatioArticulatio“ und einen zugehörigen Begriff gebildet, der das Gelenk näher erklärt (z.B. Articulatio coxae: Hüftgelenk; coxae ist der Genitiv von coxa, lat.: Hüfte).
Muskeln bewegen die Knochen in den Gelenken, teilweise sichern sie auch den Zusammenhalt der Knochen in den Gelenken.
Die echten RippenRippen haben vorne Gelenke mit dem Brustbein, hinten über das hintere Rippenende (den sog. „Rippenkopf“) mit den Brustwirbeln. In diesen Rippen-Wirbel-Gelenken findet bei der Einatmung eine geringe Dreh- und Schiebebewegung statt, die in der Gesamtheit aller beteiligten Rippen die Erweiterung und Anhebung des Thorax unterstützt. Bei der Ausatmung sind die Bewegungen der Rippen und des Thorax entsprechend rückläufig. Die Bewegungen in den Brustbein-Rippen-Gelenken sind bei der Ein- und Ausatmung sehr gering; überwiegend verbiegen sich dabei nur die Knorpelenden der Rippen.
Die falschen Rippen haben nur noch Gelenke mit den Brustwirbeln; die Bewegungen entsprechen dabei denen der echten Rippen.

Muskeln des Thorax

Der Rauminhalt des ThoraxThoraxmuskulatur (d.h. sein Volumen) wird bei der Einatmung vergrößert, bei der Ausatmung verkleinert. Diese Volumenveränderungen werden durch die Atemmuskeln bewirkt, die bei der Einatmung ein zusätzliches Atemluftvolumen in den Thorax bringen, bei der Ausatmung aber wieder aus ihm entfernen (Tab. 4.1). Dadurch ergeben sich auch Druckunterschiede im Thorax bei der Atmung und damit die Notwendigkeit, u.a. die Räume zwischen den Rippen luftdicht abzuschließen.
Die Räume zwischen den Rippen (Abb. 4.1) werden als InterkostalräumeInterkostalräume (ZwischenrippenräumeZwischenrippenräume) bezeichnet. Sie sind durch die inneren und äußeren InterkostalmuskelnInterkostalmuskeln (ZwischenrippenmuskelnZwischenrippenmuskeln) verschlossen, die gleichzeitig auch Funktionen bei der Ein- und Ausatmung haben (Abb. 4.2). In diesen Räumen verlaufen auch Blutgefäße und Nerven, die diese Muskeln versorgen. Die Öffnung des Thorax zum Hals ist u.a. durch Fett- und Bindegewebe, zum Bauchraum durch das Zwerchfell (Kap. 4.2) verschlossen.

Fachbegriffe

Interkostalmuskeln

Die Fachbezeichnung eines Muskels ergibt sich aus Musculus, abgekürzt M. (Plural: Musculi, abgekürzt Mm.) und einem oder mehreren nachgestellten erläuternden Begriffen
musculus (lat.): Muskel
Zwischenrippenmuskeln: Mm. intercostales, inter (lat.): zwischen, costa (lat.): Rippe
externi (lat.): Plural von externus: außen, der äußere; interni (lat.): Plural von internus: innen, der innere
Interkostalräume: zwischen zwei übereinanderstehenden Rippen, in der medizinischen Fachsprache meist mit ICR für Interc(k)ostalraum abgekürzt; der 2. ICR ist z. B. der Raum zwischen der 2. und 3. Rippe, der Brustwirbelsäule hinten und dem Brustbein vorne
Die Zwischenrippenmuskeln sind in zwei Schichten übereinander angeordnet, wobei sich der Verlauf der einzelnen Muskelfasern in der äußeren Schicht (Mm. intercostalesMusculus/Musculiintercostales externi/interni externi) wie die jeweilige „Hand in der Hosentasche“ schräg von hinten oben nach vorne unten, die der inneren Schicht (Mm. intercostales interni) etwa im rechten Winkel dazu schräg von vorne unten nach hinten oben darstellt (Abb. 4.2).
Einen ähnlichen Verlauf wie die äußeren Zwischenrippenmuskeln haben auch die sog. Mm. scaleniMusculus/Musculiscaleni (TreppenmuskelnTreppenmuskeln, vgl. Abb. 4.6 am Hals). Rippen hat es bei der Entwicklung ursprünglich nicht nur an der Brustwirbelsäule, sondern auch an der Hals- und Lendenwirbelsäule gegeben. Sie sind allerdings zu Rudimenten an seitlichen Fortsätzen dieser Wirbel verkümmert. Von diesen Rippenrudimenten der unteren Halswirbel ziehen die drei Treppenmuskeln zur 1. und 2. Rippe herunter.

Fachbegriffe

Mm. scaleni Treppenmuskeln, scala (lat.): Treppe bzw. scalenus (lat.) oder skalenos (griech.): treppenförmig (auch schief, dreieckig, ungleichförmig), scaleni: Plural von scalenus (vgl. auch den Begriff Skala: stufenartige Einteilung an Messinstrumenten)

RudimenteRudiment (lat. rudimentum): erster Versuch, Überbleibsel

Die Treppenmuskeln, die äußeren Zwischenrippenmuskeln und die vorne neben dem Brustbein liegenden Anteile der inneren Zwischenrippenmuskeln heben bei ihrer Kontraktion den Thorax an und erweitern ihn nach vorne und seitlich. Dadurch vergrößert sich das Volumen des Thorax, d.h., diese Muskeln unterstützen die Einatmung. Die seitlich und hinten liegenden Anteile der inneren Zwischenrippenmuskeln wirken dieser Bewegung entgegen; sie tragen zur Verringerung des Thoraxvolumens bei und unterstützen damit die Ausatmung (Abb. 4.6; Details zur Innervation Kap. 4.4.3, zur Atemmechanik Kap. 4.8).

Brusthöhle und Öffnungen des Thorax

Der knöchern-knorpelige Thorax, ergänzt durch die zugehörigen Muskeln und Bänder, umgibt einen Eingeweideraum, den man als BrusthöhleBrusthöhle bezeichnet.
Der Thorax weist nach oben zum Hals hin eine relativ kleine Öffnung, nach unten zum Bauch hin eine große Öffnung auf. Diese werden als obere und untere Brustkorböffnung (obere und untere ThoraxaperturThoraxapertur, obere/untere) beschrieben.

Fachbegriffe

Thoraxapertur

eingedeutschte Form des Begriffs Apertura thoracis: Thoraxöffnung
apertura (lat.): Öffnung, thoracis: Genitiv von thorax (lat.): Brustkorb
Apertura thoracis superior/Apertura thoracis superior/inferiorinferior: obere/untere Thoraxöffnung
superior (lat.): oben, der/die obere …; inferior (lat.): unten, der/die untere …
Die obere Brustkorb Siehe ThoraxBrustkorböffnung wird vom 1. Brustwirbel, vom 1. Rippenpaar und vom oberen Abschnitt (Handgriff) des Brustbeins begrenzt (Abb. 4.1). Die Lungenspitzen ragen über diese Öffnung noch ein wenig nach oben hinaus; Luftröhre und Speiseröhre ziehen vom Hals aus durch diese Öffnung nach unten in die Brusthöhle.
Die untere, sehr weite Brustkorböffnung wird vom Zwerchfell (Kap. 4.2) verschlossen und vom 12. Brustwirbel, vom Rippenbogen, vom 11. und 12. Rippenpaar sowie vom unteren Abschnitt des Brustbeins (Schwertfortsatz) begrenzt. Das Zwerchfell enthält u.a. Öffnungen für den untersten Abschnitt der Speiseröhre und für die Aorta.
Die Brusthöhle ist von einer bindegewebigen Schicht, der Fascia endothoracicaFascia endothoracica, ausgekleidet, die innen u.a. die knöchernen und knorpeligen Anteile der Rippen sowie die Zwischenrippenmuskeln bedeckt. Sie ist vergleichbar mit dem bindegewebigen Teil des Herzbeutels (Kap. 3.2.4).

Fachbegriffe

Fascia endothoracica fascia (lat.): Bindegewebshülle (eingedeutscht Faszie), z.B. um einen Muskel herum

endo (griech.): innen, thoracica abgeleitet von thorax (lat.): Brustkorb

also wörtlich: eine den Thorax innen auskleidende Bindegewebshülle

Der Eingeweideraum der Brusthöhle ist in folgende Abschnitte unterteilt:
  • Rechte und linke PleurahöhlePleurahöhle mit rechter und linker Lunge

  • Mittelfellraum (Mediastinum) mit Herzbeutel, Herz und Perikardhöhle sowie Luftröhre, Speiseröhre, Aorta, anderen Gefäßen und Nerven.

Genauso wie das Herz einen Überzug aus viszeraler Serosa (genannt: Epikard), eine seröse Höhle (genannt: Perikardhöhle) und eine parietale Serosa (Innenauskleidung des Herzbeutels) aufweist (Abb. 3.10, Kap. 3.2.4), finden sich analoge Strukturen bei den Lungen.
Die viszerale Serosa, die den größten Teil der Lungen bedeckt, wird hier viszerale PleuraPleura (LungenfellLungenfell) genannt. Die seröse Höhle bezeichnet man als Pleurahöhle und die parietale Serosa als parietale Pleura (RippenfellRippenfell), die über weite Strecken mit der Fascia endothoracica verwachsen ist.

Fachbegriffe

Mediastinum (lat.): Mittelfell, aus medianus (lat.): in der Mitte befindlich

pleura (griech.) eigentlich: Seite des Leibes, Rippen, innere Auskleidung des Brustkorbs; im Deutschen wird dafür der Begriff „Fell“ (dünne Haut) verwendet, sodass man von Lungenfell und Rippenfell spricht.

Der bindegewebige Raum zwischen den Lungen und den zugehörigen Höhlen wird als MittelfellraumMittelfellraum oder MediastinumMediastinum bezeichnet; damit ist der Raum zwischen der rechten und linken Pleurahöhle gemeint. In seinem vorderen Bereich befindet sich das Herz mit der Perikardhöhle und dem Herzbeutel, im hinteren Bereich die Luftröhre, Speiseröhre, Blutgefäße, Lymphgefäße und Nerven.
Auf die Bedeutung der Pleura und des Pleuraspalts für die Atmung wird im Kap. 4.8 näher eingegangen.

Zwerchfell

Das Zwerchfell Zwerchfelloder DiaphragmaDiaphragma ist ein dünner, aber sehr großflächiger Muskel, der die Grenze zwischen Brusthöhle und Bauchhöhle bildet; es ist der bedeutendste Atemmuskel und damit lebenswichtig (Tab. 4.1)

Fachbegriffe

diaphragma (lat./griech.): Zwischenwand zwischen einzelnen Körperteilen; der Begriff wird nicht nur für das Zwerchfell verwendet, sondern auch für den muskulären Mundboden und den muskulären Beckenboden (auch in der Empfängnisverhütung: spiraliger Ring in der Scheide).

Der Begriff „zwerch“ stammt wahrscheinlich aus dem Mittelhochdeutschen und bedeutet „quer“.

Das Zwerchfell hat seinen Ursprung an der Lendenwirbelsäule, an den unteren Rippenpaaren und dem Rippenbogen sowie vorne am unteren Brustbeinabschnitt (Abb. 4.3). Von dieser Befestigungs- oder Ursprungslinie steigt das Zwerchfell in beiden Thoraxhälften kuppelförmig auf. Wegen des hohen Platzbedarfs der rechts liegenden Leber wölbt sich die rechte Zwerchfellkuppel noch weiter in den Brustraum vor als die linke, unter der sich der Magen und die Milz befinden.
In der Mitte des Zwerchfells befindet sich eine großflächige Bindegewebsplatte, das sog. Sehnenzentrum, in das die Muskelfasern des Zwerchfells von allen Seiten einlaufen (Abb. 4.3a).
Bei der Kontraktion senken sich die beiden Zwerchfellkuppeln nach unten und vergrößern damit das Volumen des Brustkorbs (Einatmung). Damit werden die unter dem Zwerchfell liegenden Bauchorgane (Leber, Magen, Darm) nach unten vorne weggedrückt. Bei der Erschlaffung des Zwerchfells steigt es durch den Druck innerhalb des Bauchraums und die Rückstellkräfte der gedehnten Lunge (Kap. 4.8.2) wieder nach oben, wodurch sich das Volumen des Brustkorbs verringert (Ausatmung).
Die Nervenversorgung des Zwerchfells und die Situation eines Zwerchfellhochstands werden in Kap. 4.4.3 behandelt.

Aufbau der Bauchwand

Die BauchwandBauchwand umgibt die Baucheingeweide. Anders als beim Brustkorb wird die Bauchwand nicht zusätzlich durch knöchern-knorpelige Skelettelemente verstärkt, sondern besteht aus einem Gefüge von bindegewebigen Anteilen und Muskeln, die sich dem wechselnden Druck und Füllungszustand der Bauchorgane anpassen.
Die Bauchwand grenzt nach oben an die unteren Rippenpaare, den Rippenbogen und den unteren Brustbeinabschnitt, nach hinten an die Lendenwirbelsäule und nach unten an das knöcherne Becken.

Gesamtaufbau

Die Muskeln der Bauchwand sind großflächig, dienen der Verspannung der Bauchwand und besitzen breite, flächige Sehnen, die man als Aponeurosen bezeichnet. Diese tragen ebenfalls zur Stabilität der Bauchwand bei.

Fachbegriffe

Sehnen/Aponeurosen

Muskeln bestehen außer aus Muskelzellen (Muskelfasern), die sich kontrahieren können, noch aus Anteilen aus straffem Bindegewebe, die man als Sehnen bezeichnet. Über diese Sehnen sind die Muskeln meist mit den Skelettelementen verbunden, die sie bei einer Kontraktion gegeneinander bewegen können. Die Sehnen können aber auch an anderen Strukturen befestigt sein wie an der Haut, oder sie können Muskeln der beiden Körperhälften miteinander verbinden, z.B. beim Zwerchfell (Sehnenzentrum) oder bei den Bauchmuskeln.
Sind die Sehnen großflächig ausgebildet, spricht man von AponeurosenAponeurosen (aponeurosis, griech. flächenhafte Sehne).
Die BauchmuskulaturBauchmuskel(n) mit ihren Aponeurosen ist, wie die meisten anderen Körperstrukturen auch, beidseitig symmetrisch aufgebaut, d.h., die beiden Hälften der Bauchwand ähneln sich zumindest im Groben wie Bild und Spiegelbild (Abb. 4.4a).
Man unterscheidet dabei einen vorn liegenden rechten und linken geraden Bauchmuskel sowie auf jeder Seite (rechts und links) drei übereinander liegende seitliche Bauchmuskeln. Da sich die Muskeln spiegelbildlich entsprechen, wird im Folgenden nur die Muskulatur einer der beiden Seiten besprochen (zur Innervation Kap. 4.4.3).

Gerader Bauchmuskel

Der gerade BauchmuskelBauchmuskel(n)gerader (M. rectus abdominisMusculus/Musculirectus abdominis) verläuft von den Knorpelanteilen der drei unteren echten Rippen (5.–7.) und dem unteren Abschnitt des Brustbeins bis zum Schambein des Beckens. Die Muskelfasern dieses großen Muskels verlaufen ebenfalls in dieser Richtung, sind aber durch 3–4 Zwischensehnen unterbrochen, die man bei schlanken, sportlich trainierten Menschen durch die Haut hindurch sieht („Waschbrettbauch“, Abb. 4.4b).

Fachbegriffe

Linea alba gebildet aus linea (lat.): Linie und alba (lat.): weiß (weibl. Form von albus)

M. rectus abdominis: M.: Musculus, rectus (lat.): gerade; abdominis, Genitiv von abdomen (lat.): Bauch, also wörtlich: gerader Muskel des Bauches

Die bindegewebige Grenzlinie, die zwischen den beiden geraden Bauchmuskeln in der Körpermitte verläuft (hier liegt auch der Bauchnabel), wird als Linea albaLinea alba bezeichnet (Abb. 4.4a).
Die beiden geraden Bauchmuskeln verlaufen jeweils in einer Bindegewebsscheide, die als RektusscheideRektusscheide bezeichnet wird; sie wird auf jeder Seite gebildet durch die zur Körpermitte laufenden Aponeurosen der drei seitlichen Bauchmuskeln, die sich zu einem vorderen, oberflächlichen und zu einem hinteren tiefen Blatt aufspalten. In der Körpermitte treffen die Bindegewebsstrukturen des hinteren und vorderen Blatts wieder zusammen und durchflechten sich in der Linea alba.

Seitliche Bauchmuskeln

Die seitlichen BauchmuskelnBauchmuskel(n)seitliche liegen jeweils rechts und links in drei Schichten mit unterschiedlicher Faserverlaufsrichtung übereinander. Sie haben ihren Ursprung an den Rippen, an der Lendenwirbelsäule bzw. am Becken und laufen dann in flächigen Aponeurosen aus, die die Rektusscheide aufbauen. Von oberflächlich nach tief sind folgende Muskeln zu finden (Abb. 4.4, Abb. 4.5, Abb. 4.6):
  • Bauchmuskel(n)schrägeÄußerer schräger Bauchmuskel (Musculus/Musculiobliquus externus/internus abdominisM. obliquus externus abdominis)

  • Innerer schräger Bauchmuskel (M. obliquus internus abdominis)

  • Bauchmuskel(n)quererQuerer Bauchmuskel (Musculus/Musculitransversus abdominisM. transversus abdominis)

Fachbegriffe

Seitliche Bauchmuskeln obliquus (lat.): schräg, transversus (lat.): quer

abdominis, Genitiv von abdomen (lat.): Bauch

Der äußere schräge Bauchmuskel hat – wie auch die äußeren Zwischenrippenmuskeln – einen Verlauf wie die jeweilige „Hand in der Hosentasche“, also von hinten oben nach vorne unten. Die Fasern des darunter liegenden inneren schrägen Bauchmuskels liegen etwa im rechten Winkel dazu, vergleichbar den inneren Zwischenrippenmuskeln. Als zusätzliche innerste Schicht kommen die Fasern des queren Bauchmuskels dazu, die gürtelförmig, also im rechten Winkel zu den geraden Bauchmuskeln, laufen (deshalb wird dieser auch als „TaillenmuskelTaillenmuskel“ bezeichnet).

Funktion der Bauchmuskeln

Seitliche und gerade BauchmuskelnBauchmuskel(n)Funktionen beider Seiten bilden eine korsettartige Verspannung der Bauchdecke mit vertikaler, horizontaler und schräger Verlaufsrichtung.
Die Funktionen der Bauchmuskeln lassen sich in drei Bereiche zusammenfassen:
  • Bewegungen der Wirbelsäule und damit auch des Rumpfes nach vorne und zur Seite, außerdem sind Drehbewegungen möglich.

  • Anpassung an Druck- und Volumenveränderungen in der Bauchhöhle (Atmung, Nahrungsaufnahme, Entleerung der Ausscheidungsorgane, Schwangerschaft u.a.).

  • BauchpresseBauchpresse: Voraussetzung ist die verschlossene Stimmritze (Kap. 5.2.3). Weil die Kraft des Zwerchfells geringer ist als die der Bauchmuskeln, würde bei geöffneter Stimmritze und Kontraktion der Bauchmuskeln das Zwerchfell in den Thorax hineingedrückt.

Nach Stimmritzenschluss wird der Druck im Bauchraum durch Kontraktion der Bauchmuskeln erhöht, um dann Vorgänge wie Stuhlgang, Erbrechen, Geburt (Presswehen) und Husten zu unterstützen.

Äußere Atmung

Bei der AtmungAtmungäußere wird das Volumen des Thorax im lebenslangen ständigen Wechsel vergrößert (EinatmungEinatmung, InspirationInspiration) und verkleinert (AusatmungAusatmung, ExspirationExspiration). Die regelmäßige Abfolge von Ein- und Ausatmung nennt man RespirationRespiration (Atmung), daher wird das Atmungssystem auch als respiratorisches System oder Respirationstrakt bezeichnet.
Diese Art der Atmung bezeichnet man als äußere Atmung; sie hat das Ziel, Sauerstoff über die Atemwege und das Blut zu den Zellen zu bringen und Kohlendioxid von dort wieder abzutransportieren. Die äußere Atmung ist Grundlage der sog. inneren Atmung (Kap. 1.1.3), Zell- oder Gewebeatmung, womit die Verwendung von Sauerstoff zur „Verbrennung“ der Nahrungskomponenten durch die Mitochondrien gemeint ist (Ziel: Energiegewinnung).

Fachbegriffe

Exspiration (lat. exspiratio): Ausdünstung, Ausatmen; ex- (lat.): aus-

Inspiration (lat. inspiratio): Einhauchung, Einatmung (vgl. auch inspirieren: Gedanken „einhauchen“), spirare (lat.): atmen, in- (lat.): ein-

Respiration (lat. respiratio): Atemholen, re- (lat.): wieder-, wörtlich also „Wiederatmen“

Atemtypen

Die äußere Atmung verläuft mithilfe von Muskelbewegungen durch die Atemmuskulatur, die für eine Volumenerhöhung oder -erniedrigung des Thorax sorgt. Dabei unterscheidet man zwei Atemtypen:
  • BrustatmungBrustatmung, auch RippenatmungRippenatmung, KostalatmungKostalatmung oder ThorakalatmungThorakalatmung genannt

  • BauchatmungBauchatmung, auch ZwerchfellatmungZwerchfellatmung oder AbdominalatmungAbdominalatmung genannt.

Fachbegriffe

Abdominalatmung abdomen (lat.): Bauch

Kostalatmung costa (lat.): Rippe

Thorakalatmung thorax (lat.): Brustkorb

Bei der Brustatmung werden die Rippen nach oben geschwenkt; gleichzeitig werden die Rippenknorpel verbogen. Dadurch erweitert sich der Thorax nach vorne und seitlich. Bei der Bauchatmung kontrahiert sich das Zwerchfell; dadurch senkt es sich und erweitert den Thorax nach unten. Die Bauchmuskeln geben dabei nach.
In der Regel findet sich beim Erwachsenen eine Mischatmung aus etwa einem Drittel Brust- und zwei Dritteln Bauchatmung; je nach äußeren Bedingungen kann jedoch die eine oder andere Form der Atmung stärker vorherrschen, z.B.:
  • Beim Schlafen ist die Bewegung der Rippen eingeschränkt, sodass die Bauchatmung stärker vorherrscht.

  • Der Anteil der Brustatmung nimmt zu, wenn die Bewegungen der Bauchwand eingeschränkt sind (zu enge Kleidung, Schwangerschaft).

  • Bei Säuglingen und Kleinkindern stehen entwicklungsbedingt die Rippen noch fast horizontal; dadurch ist hier der Anteil der Bauchatmung höher.

  • Im höheren Alter sinkt der Anteil der Brustatmung zugunsten der Bauchatmung wegen der stark zurückgegangenen Elastizität des Bänderthorax weiter ab.

Klinik

Klavikularatmung

KlavikularatmungAuch als SchlüsselbeinatmungSchlüsselbeinatmung (lat. clavicula: Schlüsselbein), KostoklavikularatmungKostoklavikularatmung (lat. costa: Rippe), HochatmungHochatmung oder SchulteratmungSchulteratmung bezeichnet. Dies ist ein krankhafter Brustatemtyp, bei dem bei der Einatmung zusätzlich der Schultergürtel, bestehend aus Schlüsselbein und Schulterblatt, gehoben wird. Ursache kann z.B. eine asthmabedingte Atemnot sein.

Atem- und Atemhilfsmuskeln

Folgende AtemmuskelnAtem(hilfs)muskeln sind bei der Ruheatmung beteiligt (Abb. 4.6):
  • InspirationAtem(hilfs)muskelnInspiration: praktisch nur das Zwerchfell, in ganz geringem Umfang findet sich eine Beteiligung der Treppenmuskeln (die vermutlich wichtigsten Inspirationsmuskeln der Brustatmung) und der obersten 2–3 äußeren Zwischenrippenmuskeln.

  • ExspirationAtem(hilfs)muskelnExspiration: Diese geschieht ohne Einsatz von Muskelkraft nur dadurch, dass die Kontraktion des Zwerchfells nachlässt; die nach unten gedrückten Bauchorgane gelangen durch die nachlassende Absenkung des Zwerchfells wieder in eine höhere Position; der bei der Einatmung leicht gedehnte Bänderthorax stellt sich bei der ruhigen Ausatmung ohne Muskelkraft in seine Ausgangsposition zurück.

Besonders bei körperlicher Tätigkeit, aber auch bei Erregung können sich die Atemfrequenz, v.a. aber das Atemvolumen pro Atemzug, stark erhöhen. Dann sind zusätzlich zu den bei der Ruheatmung tätigen Muskeln oder wirksamen Faktoren weitere Muskeln tätig, die man teilweise als Atemhilfsmuskeln bezeichnet (Abb. 4.6):
  • Starke Inspiration: außer dem Zwerchfell, den Treppenmuskeln und den 2–3 oberen äußeren Zwischenrippenmuskeln auch die nach unten folgenden äußeren Zwischenrippenmuskeln sowie die vorne neben dem Brustbein liegenden Anteile der inneren Zwischenrippenmuskeln; als einziger bedeutsamer Atemhilfsmuskel bei starker Einatmung ist der „Kopfwender“ (M. sternocleidomastoideusMusculus/Musculisternocleidomastoideus) zu nennen (Abb. 5.4),

  • Starke Exspiration: seitlich und hinten liegende Anteile der inneren Zwischenrippenmuskeln; als Hilfsatemmuskeln bei starker Ausatmung gelten die Muskeln der Bauchwand, bei starkem Husten auch der überwiegend am Rücken liegende breite Rückenmuskel (Musculus latissimus dorsiMusculus/Musculilatissimus dorsi).

Fachbegriffe

M. sternocleidomastoideus cleido (griech. cleis): Schlüssel (gemeint ist clavicula, lat.: Schlüsselbein)

mastoideus geht zurück auf den lat. Begriff für den Warzenfortsatz (Processus mastoideus, Processus: Fortsatz, mastoideus: warzenförmig), den man am Schädel hinter dem Ohr tasten kann.

sterno (lat. sternum): Brustbein

Der KopfwenderKopfwender hat seine Fachbezeichnung daher, dass er mit einem Anteil vom Brustbein, einem anderen vom Schlüsselbein entspringt und insgesamt zum Warzenfortsatz zieht; er ist an verschiedenen Bewegungen des Kopfes beteiligt, kann aber auch die starke Einatmung dadurch unterstützen, dass er Brustbein und Schlüsselbein kopfwärts zieht.

Fachbegriffe

M. latissimus dorsi latissimus (lat.): sehr breit, sehr groß; dorsi, Genitiv von dorsum (lat.): Rücken

also wörtlich: der sehr breite Muskel des Rückens

Dieser Muskel zieht großflächig vom Rücken und von den am Rücken liegenden Anteilen der drei untersten Rippen durch die Achselhöhle zur Vorderseite des Oberarms; bei seiner Kontraktion presst er u.a. den Thorax zusammen und unterstützt den Hustenstoß (daher auch sein Beiname „HustenmuskelHustenmuskel“).

Die Bedeutung aller anderen in der Literatur genannten sog. Atemhilfsmuskeln ist minimal oder nicht nachweisbar. In der Tab. 4.1 sind die wichtigsten Muskeln bei der ruhigen bzw. starken Ein- und Ausatmung noch einmal für eine bessere Übersicht zusammengestellt. Die bei der starken Einatmung aufgezählten Muskeln wirken natürlich zusätzlich zu den Muskeln, die bei der ruhigen Einatmung aktiv sind.

Innervation der Atem- und Atemhilfsmuskeln

Atem(hilfs)muskelnInnervationDie Kontraktion der Atemmuskeln wird vom Atemzentrum im Gehirn gesteuert (Kap. 7.9.8). Die Nervenimpulse verlaufen über Nerven zu den Atem- und Atemhilfsmuskeln, die sich dann mehr oder weniger stark kontrahieren bzw. entspannen. Als Innervation bezeichnet man die Versorgung von Muskeln (aber auch aller anderen Körperteile, die vom Nervensystem beeinflusst werden) durch Nerven, die mit ihnen strukturell und funktionell verbunden sind.

Fachbegriffe

Innervation gebildet aus Innervationin- (lat.): ein-, hinein-; nervus (lat.): Nerv

Zwerchfell
Anlagebedingt besteht das ZwerchfellZwerchfellInnervation aus je einem rechten und einem linken Teilmuskel, die zusammengewachsen sind. Die Kontraktion des Zwerchfells wird über Nervenimpulse des Zwerchfellnervs, N. phrenicus,Nerv(-us, -i)phrenicus bewirkt, den es dementsprechend rechts und links gibt. Jeder Zwerchfellnerv bewirkt die Kontraktion einer Zwerchfellhälfte.

Fachbegriffe

N. phrenicus Die Fachbezeichnung für einen Nerv leitet sich aus Nervus (lat.): Nerv (eigentlich: Sehne) und einem oder mehreren erläuternden Zusatzbegriffen ab. Dabei wird der Begriff „Nervus“ üblicherweise als N. abgekürzt (Plural: Nervi, abgekürzt Nn.)

phrenicus (lat.): zum Zwerchfell gehörig

Der N. phrenicus stammt aus dem Halsabschnitt des Rückenmarks und ist entwicklungsbedingt wie das Zwerchfell selbst mit seinen Endigungen aus dem Halsbereich an die spätere Position abgewandert.

Klinik

Zwerchfellhochstand

ZwerchfellhochstandFällt einer der beiden Zwerchfellnerven aus, so ist das Zwerchfell auf der entsprechenden Seite nicht mehr in der Lage, sich zu kontrahieren und damit zu senken. Die gelähmte Zwerchfellhälfte verbleibt bei einem Atemzug in der erschlafften hohen Position stehen; man spricht von einem einseitigen Zwerchfellhochstand, der die Atemfunktion beeinträchtigen kann. Außer einer Nervenlähmung treten auch noch andere Ursachen für einen Zwerchfellhochstand auf. Außer dem einseitigen kann auch ein beidseitiger Zwerchfellhochstand vorkommen, der mit erheblichen Atemproblemen verbunden sein kann.

Schluckauf

SchluckaufFachbegriff: Singultussingultus (lat.: Schluchzen, Schlucken); der Schluckauf entsteht z.B. durch Reizung des Zwerchfellnervs, aber auch bei Hirnerkrankungen; durch den Schluckauf kommt es zu einer unwillkürlichen, krampfartigen Zuckung des Zwerchfells mit einem typischen Einatmungsgeräusch bei einem plötzlichen Verschluss der Stimmritze (Kap. 5.2.3).
Muskeln des Thorax
ThoraxmuskulaturInnervationDie äußeren und inneren Zwischenrippenmuskeln werden von Ästen der Interkostalnerven, Nn. intercostales,Nerv(-us, -i)intercostales versorgt. Diese treten links und rechts aus dem Rückenmark aus und gelangen dann in die jeweiligen Interkostalräume.

Fachbegriffe

Nn. Nervi (Plural von Nervus, lat.): Nerv; intercostales inter- (lat.): zwischen; costa (lat.): Rippe

plexus (lat.): Geflecht; cervicalis (lat.): zum Hals gehörig (lat. cervix: Hals, Nacken); brachialis (lat.): zum Arm gehörig (lat. brachium: der Arm); lumbalis (lat.): zur Lende gehörig (lat. lumbum: die Lende)

Mm scaleniMusculus/Musculiscaleni: Die links und rechts aus dem Rückenmark austretenden Nerven bilden mit ihren nach vorne ziehenden Ästen u.a. im unteren Hals- und oberen Brustbereich Nervengeflechte, den Plexus cervicalis Plexuscervicalisund den Plexus brachialis.Plexusbrachialis Aus diesen gehen Äste für die Innervation der Treppenmuskeln hervor.
Atemhilfsmuskeln
Der KopfwenderKopfwenderInnervation, M. sternocleidomastoideusMusculus/Musculisternocleidomastoideus, wird von einem Hirnnerv, dem N. accessorius Nerv(-us, -i)accessorius(Kap. 7.11), versorgt.
Die BauchmuskelnBauchmuskel(n)Innervation werden teilweise von den unteren Interkostalnerven, teilweise von Ästen aus einem Nervengeflecht im Lendenbereich des Rückenmarks innerviert (Plexus lumbalis).
Der breite Rückenmuskel, M. latissimus dorsiMusculus/Musculilatissimus dorsi, erhält seine Nervenversorgung über den N. thoracodorsalis,Nerv(-us, -i)thoracodorsalis einem Ast aus dem Plexus brachialis.

Fachbegriffe

N. thoracodorsalis thoraco- abgeleitet von thorax (lat.): Brustkorb; -dorsalis (lat.): rückenwärts, rückseitig

Nasenhöhle und Nebenhöhlen

NasennebenhöhlenNasenhöhleDer Gasaustausch zwischen Blut und Atemluft findet in den Lungenbläschen im Inneren der Lungen statt. Die luftleitenden Organe müssen die Atemluft bei der Einatmung aus der Umgebung der Nase („stumme AtmungAtmungstumme“) bzw. des Mundes („SprechatmungSprechatmung“) zu den Lungenbläschen führen bzw. bei der Ausatmung auch wieder zurück an die Umwelt.
Diese luftleitenden Organe unterteilt man in obere und untere Luftwege. Die oberen Luftwege Luftwegebestehen aus den paarigen Nasenhöhlen mit ihren Nebenhöhlen und dem Rachen, je nach Betrachtungsweise auch der Mundhöhle, die aber bei den Sprechorganen (Kap. 6) behandelt wird. Zu den unteren Luftwegen zählt man den Kehlkopf, die Luftröhre und den Bronchialbaum.Bronchialbaum

Fachbegriffe

Bronchialbaum Bestehend aus zahlreichen Aufzweigungen der BronchienBronchien, beginnend mit der ersten Aufzweigung der Luftröhre zu den beiden Hauptbronchien

Bronchien (auch Bronchen genannt, meist im Plural benutzt) bronchia (lat.) bzw. brogchia (griech.): Luftröhrenast (griech. brogchos: Luftröhre, Kehle)

Nase: Gesamtaufbau und Funktion

Über die äußere Nase mit den beiden Nasenlöchern gelangt die Atemluft zu den beiden hinter den Nasenlöchern liegenden Nasenhöhlen, die durch die Nasenscheidewand voneinander getrennt sind. Jede Nasenhöhle steht mit ihren zugehörigen Nebenhöhlen in Verbindung. Über die hintere Öffnung der beiden Nasenhöhlen gelangt die Atemluft in den Rachen (Kap. 4.6).
Die Nasenlöcher weisen eine Auskleidung aus äußerer Haut mit Haaren auf. Die dahinter liegenden Nasenhöhlen mit ihren Nebenhöhlen sind von Nasenschleimhaut (Kap. 4.5.2) ausgekleidet, die die über den reinen Lufttransport hinausgehenden Funktionen der Nase NaseAufbau und Funktionenvermittelt:
  • Reinigung, Anfeuchtung und Erwärmung der Atemluft

  • Niesreflex

  • Riechen (Kap. 4.5.6).

Zusätzlich weisen die Hohlräume der Nase noch Funktionen im Zusammenhang mit der Lautbildung („Nasenlaute“) auf.

Nasenschleimhaut

Die Nasenschleimhaut Nasenschleimhautbesteht aus respiratorischem Flimmerepithel Flimmerepithel, respiratorisches(Kap. 1.2.1), das einzellige Schleimdrüsen im Epithel selbst (Abb. 4.7) enthält, und einem Bindegewebe (Lamina propria)Laminapropria unterhalb des Epithels mit mehrzelligen, größeren Schleimdrüsen. Die größeren Drüsen weisen Ausführgänge auf, die den Schleim zur Epitheloberfläche leiten. Damit ist die gesamte Oberfläche des Epithels von einem Schleimfilm bedeckt.

Fachbegriffe

Epithel abgeleitet von epi- (griech.): darauf und thele (griech.): Brustwarze, thelein (griech.): üppig wachsen; Bedeutung: bedeckt die innere Oberfläche, hier der Nasenhöhle und Nebenhöhlen

Lamina (lat.): Blatt, propria weibl. Form von proprius: eigen (Lamina propria: die dem Epithel zugehörige Bindegewebsschicht)

respiratorisch abgeleitet von respiratio (lat.): Atemholen, Atmung

Reinigung der Atemluft
Die Flimmerhärchen befinden sich auf den Epithelzellen (nicht auf den Drüsenzellen, Abb. 4.7). Sie führen im gesamten Epithel koordinierte Wellenbewegungen durch. Erreger und Partikel, die mit der Atemluft eingeatmet werden, bleiben zu einem großen Anteil auf dem Schleimfilm des Epithels hängen.
Durch die Wellenbewegungen der Flimmerhärchen werden die eingefangenen Erreger und Partikel nach hinten zum Rachen hin transportiert, von wo sie durch Schluckbewegungen in den Magen gelangen (weitgehende Zerstörung durch Magensäure!). Durch Niesen, Schnäuzen, Husten oder Auswerfen kann der Schleim teilweise auch anderweitig aus dem Körper entfernt werden.

Klinik

Niesen

NiesenDer Reflex (Kap. 7.8.3) kann ausgelöst werden, wenn Partikel, zu viel Schleim, Erreger, Pollen u. Ä. auf die Nasenschleimhaut gelangen. Über Nervenfasern in der Nasenschleimhaut werden Signale zum Gehirn geleitet, von wo reflektorisch das Niesen ausgelöst wird. Dabei wird Luft aus den unteren Atemwegen bei geöffneter Stimmritze (Kap. 5.2.3) und geschlossenem Mund stoßartig durch die Nasenhöhlen geleitet.

Husten

HustenEs handelt sich um keine Erkrankung, sondern – ähnlich wie das Niesen – um einen Reflex zur Reinigung des respiratorischen Flimmerepithels überwiegend der unteren Luftwege. Durch die BauchpresseBauchpresseHusten (Kap. 4.3.4) wird bei geschlossener Stimmritze Druck im Bauchraum erzeugt. Durch plötzliche Öffnung der Stimmritze entweicht die Luft explosionsartig und reißt Schleim mit Fremdstoffen mit. Auch hier erfolgt der Hustenreiz über Schleimhaut-Nervenfasern, die die Information über die Reizung an das Gehirn leiten, worauf das Kommando für den Hustenstoß reflektorisch von dort aus über Nerven zu den Ausatmungsmuskeln geleitet wird.
Das respiratorische Flimmerepithel befindet sich auch im größten Bereich der übrigen Atemwege, sodass die Atemluft so weit gereinigt wird, dass nur noch feinste Stäube, Fasern und einige Erreger in die Lungenbläschen gelangen. Die Wellenbewegungen der Flimmerhärchen in den unteren Luftwegen führen den Schleim mit eingefangenen Verunreinigungen allerdings nach oben in Richtung zum Kehlkopf und zum Speiseröhreneingang, von wo es dann ebenfalls zum Magen geht.
Erwärmung und Anfeuchtung der Atemluft
Zum Schutz der für den Gasaustausch erforderlichen Strukturen in den Lungenbläschen muss die Atemluft nicht nur weitestgehend gereinigt, sondern auch auf Körpertemperatur angewärmt und mit Wasserdampf gesättigt werden.
Dies geschieht im Wesentlichen über die Schleimhaut der Nasenhöhle und ihrer Nebenhöhlen; nur bei sehr kalter und trockener Außenluft sind auch die Schleimhäute des Rachens und der unteren Luftwege mit beteiligt.
Zuständig für die Befeuchtung der Atemluft sind v.a. die zahlreichen kleinen und großen Drüsen der Nasenschleimhaut, nicht zuletzt aber auch die Tränendrüse, deren überschüssiges Sekret in die Nasenhöhle geleitet wird (Kap. 4.5.4).
Die Erwärmung der Atemluft erfolgt über die kräftigen venösen Gefäßgeflechte in der Schleimhaut. Da das Blut in diesen Gefäßen Körpertemperatur besitzt, wirken die Blutgefäße wie eine Heizung. Die Oberflächenvergrößerung der Nasenschleimhaut v.a. durch die Nasenmuscheln (Abb. 4.10) ist vergleichbar mit der Rippenstruktur von Heizkörpern.

Klinik

Abwehr

Die NasenschleimhautNasenschleimhautAbwehrfunktionen hat naturgemäß erhebliche Abwehrfunktionen gegen Erreger zu erfüllen, die mit der Atemluft eingedrungen sind. Diese Abwehrfunktionen laufen deutlich effektiver ab, wenn die Nasenschleimhaut warm und feucht gehalten wird.

Nasenbluten

NasenblutenTeilweise bilden die Venengeflechte der Nasenschleimhaut Schwellkörper, die bei starker Blutfüllung nicht nur die Nasenatmung verlegen können, sondern bei Verletzungen, Infektionen, Bluthochdruck und anderen Erkrankungen Ausgangspunkt von Nasenbluten sein können.

„Verstopfte Nase“

Bei Infektionen und allergischen Reaktionen (z.B. Heuschnupfen) kann die Blutfüllung der Venengeflechte in der Nasenschleimhaut so zunehmen, dass der Durchtritt der Atemluft durch die NaseverstopfteNase behindert wird.

Äußere Nase und Nasenvorhof

Die äußere Nase Naseäußerebesteht aus dem knöchernen Nasenskelett, das den hinteren Abschnitt der äußeren Nase bildet; zur Verringerung der Bruchgefahr ist das knöcherne Skelett nach vorne durch den Nasenknorpel Nasenknorpelergänzt. In den Nasenflügeln gibt es nur kleine Knorpelstückchen (Abb. 4.8). Auch die Nasenscheidewand (Nasenseptum) Nasenseptumbesitzt vorne einen Knorpelanteil, der sich zum Nasenrücken fortsetzt; nach hinten geht der Knorpel ebenfalls in Knochen über.
Das Nasenskelett besteht aus dem Nasenbein (NasenbeinOs nasale),Osnasale aus Abschnitten des Oberkiefers Oberkiefer(Maxilla) Maxillaund anderen Knochen des Gesichtsschädels.

Fachbegriffe

maxilla (lat.): Oberkiefer

Nasenseptum septum (lat.): Zwischenwand

Os nasale (lat.): Nasenbein, die Bezeichnung vieler Knochen leitet sich aus „os“ (lat.: Knochen, Bein) und einem oder mehreren ergänzenden Begriffen ab; nasale (lat.): zur Nase zugehörig (lat. nasus: die Nase)

Die Binnenräume der äußeren Nase werden vom paarigen Nasenvorhof (Vestibulum nasi) Vestibulumnasigebildet, der sich nach außen über die Nasenlöcher öffnet und nach hinten zur jeweiligen Nasenhöhle (Cavitas nasi) Cavitasnasiführt. Der Nasenvorhof ist nach außen von den Nasenflügeln und innen vom Nasenseptum begrenzt; er besitzt eine Auskleidung aus äußerer Haut mit teilweise kräftigen Haaren, die das Eindringen von Fremdkörpern und kleinen Insekten verhindern sollen (Abb. 4.10).

Fachbegriffe

cavitas (lat.): Hohlraum (eingedeutscht: Kavität)

Vestibulum nasi vestibulum (lat.): Vorhof (eigentlich: Vorhalle des altrömischen Hauses, vgl. den eingedeutschten Begriff Vestibül); nasi, Genitiv von nasus (lat.): die Nase

Der Begriff „vestibulum“ wird anatomisch mehrfach benutzt, z.B. auch für den Vorhof der Mundhöhle, den Vorhof des Kehlkopfs, oder für den knöchernen Schädelhohlraum, in dem das Gleichgewichtsorgan lokalisiert ist, deshalb „VestibularapparatVestibularapparat“.

Am hinteren Ende des Nasenvorhofs geht die Auskleidung aus äußerer Haut mit Haaren nach einer haarlosen Übergangszone dann in die eigentliche Nasenschleimhaut über.

Nasenhöhle und Septum

Begrenzungen der Nasenhöhle
Die beiden NasenhöhlenNasenhöhleBegrenzungen haben einen dreieckigen Querschnitt und laufen nach oben spitz zu. Sie werden jeweils nach innen von der Fortsetzung der Nasenscheidewand (Septum) begrenzt; die Begrenzung nach außen stellt das seitliche knöcherne Nasenskelett dar, von dem die Nasenmuscheln vorspringen (Abb. 4.9, Abb. 4.10). Der Boden der beiden Nasenhöhlen wird vom Gaumen gebildet, das Dach von der Schädelbasis.
Septum
NasenseptumDie Nasenscheidewand trennt die beiden Nasenhöhlen voneinander. Sie ist beim Neugeborenen noch einigermaßen gerade, beim Erwachsenen aber sehr oft nach einer Seite verbogen. Diese Verbiegung wird als Septumdeviation Septumdeviationbezeichnet (Abb. 4.9).

Klinik

NasenscheidewandverkrümmungAuch unter normalen Umständen ist die Nasenscheidewand bei den meisten Erwachsenen nicht perfekt gerade, sondern v.a. im unteren Bereich zur linken oder rechten Seite vorgewölbt oder verbogen („verkrümmt“). Ursächlich können Verletzungen der Nase oder unterschiedliche Wachstumsgeschwindigkeiten innerhalb des Nasenskeletts sein. Ist die Verkrümmung nicht allzu stark, bleibt sie symptomlos. Dann ist auch kein therapeutischer Eingriff erforderlich.

Bei stärkerer Verkrümmung kommt es jedoch in der dann engeren der beiden Nasenhöhlen zu Behinderungen der Nasenatmung (in Extremfällen bis zur Atemnot), zu Artikulationsstörungen (Näseln (Rhinophonie)Rhinophonie = Rhinophonie (Näseln)Näseln), zur Verringerung des Riechvermögens und in der Folge zu häufigeren Entzündungen (Mandeln, Rachen, Nebenhöhlen, Mittelohr). Unter diesen Umständen kann eine operative Korrektur erforderlich sein.

Septumdeviation abgeleitet von septum (lat.): Zwischenwand und -deviation (lat. deviatio): Abweichung

Nasenmuscheln
Die jeweils nach außen weisenden (lateralen) Wände der beiden Nasenhöhlen (Abb. 4.9, Abb. 4.10) sind durch die Nasenmuscheln (NasenmuschelnConchae nasales) Conchae nasalesstark oberflächenvergrößert. Diese Muscheln hängen wie lange, hakenförmige Leisten von der seitlichen Nasenwand nach unten. Sie bestehen im Inneren aus Knochenplatten und sind von gut durchbluteter Schleimhaut überzogen. Von ihrer Funktion her sind sie mit den Rippen eines Heizkörpers vergleichbar.

Fachbegriffe

concha (lat.): Muschel; nasalis (lat.): zur Nase gehörig

lateral (lat. lateralis): seitlich, außen

superior (lat.): die obere, media (lat.): die mittlere, inferior (lat.): die untere

In jeder Nasenhöhle finden sich drei Nasenmuscheln, die bezeichnet werden als:
  • Concha nasalis superior: obere Nasenmuschel

  • Concha nasalis media: mittlere Nasenmuschel

  • Concha nasalis inferior: untere Nasenmuschel

Die obere Nasenmuschel ist die kleinste, die untere die größte von den dreien (Abb. 4.10).
Nasengänge
Unter und hinter jeder Nasenmuschel bleiben Kanäle für den Luftstrom frei, die sog. Nasengänge. NasengängeDie Atemluft strömt überwiegend durch den mittleren und unteren Nasengang. Bedingt durch die Schnittführung sind in Abb. 4.9 teilweise nur der untere Nasengang (unter und hinter der unteren Nasenmuschel) und der mittlere Nasengang (unter und hinter der mittleren Nasenmuschel) deutlich sichtbar. Der obere Nasengang befindet sich unter und hinter der oberen Nasenmuschel (Abb. 4.10).

Fachbegriffe

Nasengänge

oberer Nasengang: Meatus nasi Meatusnasi superior/medius/inferiorsuperior
mittlerer Nasengang: Meatus nasi medius
unterer Nasengang: Meatus nasi inferior
meatus (lat.): der Gang, nasi: Genitiv von nasus (lat.): die Nase
superior (lat.): der obere, medius (lat.): der mittlere, inferior (lat.): der untere
Aus den eigentlichen Nasenhöhlen haben sich während der Entwicklung die Nebenhöhlen zur Seite hin „ausgestülpt“; sie haben ihre Verbindung zur Nasenhöhle, aus der sie entstanden sind, beibehalten. Diese Verbindungsgänge befinden sich in den Nasengängen hinter den mittleren und oberen Muscheln (Nasennebenhöhlen Kap. 4.5.5, Abb. 4.9, Abb. 4.12).
Tränennasengang
In den unteren Nasengang hinter der unteren Nasenmuschel mündet keine Nasennebenhöhle, sondern der Tränennasengang (TränennasengangDuctus nasolacrimalis, DuctusnasolacrimalisAbb. 4.12). Dieser verbindet den inneren Augenwinkel mit dem unteren Nasengang; dadurch wird die überschüssige Tränenflüssigkeit in die Nasenhöhle geleitet und dient der zusätzlichen Anfeuchtung der Atemluft. Die von den Tränendrüsen gebildete Flüssigkeitsmenge beträgt bis ca. 0,5 l pro Tag für beide Augen zusammen.

Fachbegriffe

Choanen choana (lat.): Trichter, hintere Nasenöffnung

Ductus nasolacrimalis gebildet aus ductus (lat.): Gang; nasolacrimalis: naso-: zur Nase zugehörig, lacrima (lat.): Träne

Choanen
Nach hinten gehen die Nasenhöhlen in trichterförmige, etwa 3 cm hohe und 1,2 cm breite Öffnungen (Choanen) Choanenüber, die sie mit dem oberen Teil des Rachens verbinden (Abb. 4.15). Die Atemluft gelangt über die beiden Choanen aus den Nasenhöhlen in den nächsten Abschnitt der oberen Luftwege, den Rachen.

Nasennebenhöhlen

Die Nebenhöhlen, die zu jeder der beiden Nasenhöhlen gehören, werden als Sinus paranasales Sinusparanasalesbezeichnet. Es handelt sich um luftgefüllte, sog. pneumatische Räume pneumatische Räume (des Schädels)des Schädels; sie weisen eine Auskleidung mit dem gleichen respiratorischen Flimmerepithel auf wie die Nasenhöhlen selbst.

Fachbegriffe

pneumatisch (auch pneumatisiert): pneuma (griech.): Luft

Sinus paranasales Plural von Sinus paranasalis, das „u“ der Pluralform von sinus wird lang gesprochen.

sinus (lat.): Hohlraum, para- (griech.): neben, bei

nasalis: von nasus (lat.): Nase

NasennebenhöhlenDie Nebenhöhlen entstehen überwiegend aus Schleimhautblasen, die sich an der Stelle in Richtung auf den dahinter liegenden Knochen ausstülpen, wo später der Verbindungsgang zu finden ist (Abb. 4.9, Abb. 4.11). Hauptsächlich entstehen die Nebenhöhlen in ihrer endgültigen Form erst in der Zeit zwischen dem Vorschulalter und der Pubertät, wenn sich das bleibende Gebiss entwickelt. Die Nebenhöhlen weisen zahlreiche Unterschiede bei den einzelnen Menschen, aber auch zwischen links und rechts auf.
Die Hauptfunktion der Nebenhöhlen ist darin zu sehen, dass sie der Gewichtsersparnis des Schädels dienen. Ihre Funktion als Resonanzräume und ihr Einfluss auf den Stimmklang sind minimal.

Klinik

Sinusitis

Als SinusitisSinusitis bezeichnet man die akute oder chronische Entzündung der Nasennebenhöhlenschleimhaut, kurz Nebenhöhlenentzündung. Infektionen der Nasenschleimhaut („Schnupfen“) breiten sich häufig über die offenen Verbindungswege zu den Nebenhöhlen aus.
Als Folge einer akuten Entzündung kommt es in den Nebenhöhlen zur Sekretbildung; der Abfluss des Sekrets ist vielfach durch die engen und teilweise im Dach der Höhlen (Abb. 4.9) liegenden Öffnungen, aber auch durch ungünstige räumliche Verhältnisse (Septumdeviation, Nasenpolypen Kap. 4.6.4 und übermäßig große Nasenmuscheln) stark behindert, sodass chronische Entzündungen entstehen.
Begleitet wird die Sinusitis oft von dumpfen Kopfschmerzen, die sich z.B. beim Bücken verstärken.
Die Nebenhöhlen werden nach den Knochen benannt, in die sie sich bei der Entwicklung „hineingestülpt“ haben.
Kieferhöhle
Die Kieferhöhle (Sinus maxillaris) Sinusmaxillarisist die größte von allen Nebenhöhlen. Sie ist nach dem Oberkiefer benannt, in dem sie sich befindet (Abb. 4.9, Abb. 4.11). Mit ihrem Dach grenzt sie an die Augenhöhle, während ihr Boden enge Beziehungen zum Zahnbogen des Oberkiefers (Kap. 6.2.1) aufweist. Teilweise befinden sich die aus den Wurzeln der Vormahlzähne und Mahlzähne des Oberkiefers austretenden Nerven direkt unter der Schleimhaut der Kieferhöhle.

Fachbegriffe

Sinus maxillaris sinus (lat.): Hohlraum; maxillaris (lat. maxilla): Oberkiefer

Der Verbindungsgang zwischen Kieferhöhle und Nasenhöhle befindet sich knapp unter dem Dach der Kieferhöhle (Abb. 4.9, Abb. 4.12), sodass der Sekretabfluss stark erschwert ist.

Klinik

Zahnschmerzen

ZahnschmerzenSie können auch dadurch entstehen, dass bei einer Entzündung der Kieferhöhle die entsprechenden Nerven der Oberkieferzähne gereizt werden.

Operativer Zugang zur Kieferhöhle

Kieferhöhleoperativer ZugangBei einer chronischen SinusitisSinusitisKieferhöhle der Kieferhöhle kann es erforderlich sein, operativ einen Zugang über den unteren Nasengang hinter der unteren Nasenmuschel zu legen, damit das Sekret abfließen kann.

Stirnhöhlenentzündung

Die sog. Stirnhöhlenentzündung oder StirnhöhlenentzündungStirnhöhlenvereiterung ist in vielen Fällen tatsächlich eine Sinusitis der Kieferhöhle; nur die Kopfschmerzen werden im Bereich der Stirn empfunden.
Stirnhöhle
Die Stirnhöhle (Sinus frontalis) Sinusfrontalisweist individuelle und zwischen links und rechts besonders starke Schwankungen bezüglich ihrer Ausdehnung und Gestalt auf. Sie befindet sich im Stirnbein, nach dem sie benannt ist (Abb. 4.9 bis Abb. 4.12).

Fachbegriffe

Sinus frontalis sinus (lat.): Hohlraum, frontalis nach Os frontale (lat.): Stirnbein (vgl. den Begriff frontal z.B. in Frontalzusammenstoß)

Der Abfluss von Sekret der Stirnhöhle erfolgt über den Verbindungsgang, der im mittleren Nasengang mündet. Da dieser Gang sehr eng ist, kommt es auch hier oft zu Komplikationen bei Infektionen.
Siebbeinhöhle
Die Siebbeinhöhle (SiebbeinhöhleSinus ethmoidalis) Sinusethmoidalisbesteht links und rechts jeweils aus einer ganzen Reihe kleiner, unterschiedlich gestalteter und gelegener pneumatischer Knochenhohlräume des Siebbeins, die man als Siebbeinzellen (SiebbeinzellenCellulae ethmoidales) Cellulaeethmoidalesbezeichnet. Diese Knochenhohlräume befinden sich zwischen dem oberen Abschnitt der Nasenhöhle und der Augenhöhle (Abb. 4.9, Abb. 4.11) und werden auch Siebbeinlabyrinth genannt.

Fachbegriffe

Sinus ethmoidalis

sinus (lat.): Hohlraum, ethmoidalis nach Os ethmoidale: Siebbein
ethmoidalis/-ale: zum Siebbein gehörig, nach ethmos (griech.): Sieb
ethmoidalis: Singular Maskulinum, ethmoidale: Singular Neutrum, ethmoidales: Plural
Cellulae (lat.): Verkleinerungsform von cella (lat.): Zelle, Kammer

Sinus sphenoidalis

sinus (lat.): Hohlraum, sphenoidalis nach Os sphenoidale: Keilbein
sphenoidalis/-ale: zum Keilbein gehörig, nach sphenoeides (griech.): keilförmig
Je nach Lage befinden sich die Verbindungsgänge der Siebbeinzellen zur Nasenhöhle entweder im mittleren oder im oberen Nasengang (Abb. 4.9, Abb. 4.12). Entzündungen der Siebbeinzellen kommen bei Kindern häufiger, bei Erwachsenen seltener vor.
Keilbeinhöhle
Die Keilbeinhöhle (KeilbeinhöhleSinus sphenoidalis) Sinussphenoidalisist eine Abgliederung des hinteren Teils der Nasenhöhle (Abb. 4.10); sie entsteht deshalb zeitlich gesehen vor den anderen Nebenhöhlen. Der Abfluss von Sekret der Keilbeinhöhle erfolgt in den oberen Nasengang und dessen Umgebung (Abb. 4.12). Eine Sinusitis der Keilbeinhöhle ist sehr selten.

Klinik

Hypophysentumoren

HypophysentumorenÜber dem Dach der Keilbeinhöhle (Abb. 4.10) befindet sich in einer Grube die Hirnanhangsdrüse (Hypophyse, Kap. 7.12.4); diese kann Tumoren bilden, die überwiegend gutartig sind, aber wegen Störungen des Hormonstoffwechsels häufig operiert werden müssen. Einen Hauptzugangsweg bildet dann die Keilbeinhöhle, die über die Nasenhöhle erreicht wird (transsphenoidale Operationstechnik).

Riechorgan

Ein kleiner Teil der die Nasenhöhle auskleidenden Nasenschleimhaut ist zu einem Sinnesorgan, dem Riechorgan, Riechorganumgewandelt. Dieses ist im Dach beider Nasenhöhlen lokalisiert; die entsprechende Schleimhaut findet sich auf der obersten Nasenmuschel und auf dem ihr gegenüberliegenden Septumabschnitt (Abb. 4.13a). Durch „Schnuppern“ wird die Atemluft durch die Nasenmuscheln verwirbelt, verbleibt länger in der Nasenhöhle und kommt mit den enthaltenen „Riechstoffen“ in Kontakt mit dem Riechorgan.
Der Schleimhautabschnitt, den das Riechorgan bildet, hat eine gelblich-bräunliche Farbe und wird auch als Regio olfactoria Regioolfactoriabezeichnet; die restliche „normale“ Schleimhaut bildet die Regio respiratoria. Regiorespiratoria

Fachbegriffe

olfactoria weibl. Form von olfactorius (lat.): riechend, das Riechsystem betreffend (eingedeutscht: olfaktorisch)

Regio (lat.): Gegend, Bereich (vgl. die Begriffe Region, regional)

respiratoria dem Atmungssystem zugehörig, respiratio (lat.): Atemholen

Im Epithel der Regio olfactoria befinden sich zahlreiche Sinneszellen (SinneszellenRiechzellenRiechzellen). RiechzellenÜber Sinneshärchen tauchen die Riechzellen in den Nasenschleim ein, der auch die Regio olfactoria bedeckt. In diesem Schleim sind Geruchsstoffe gelöst, die von den Sinneshärchen der Sinneszellen wahrgenommen und unterschieden werden.
Ungewöhnlich für diese Riechzellen, die Nervenzellen entsprechen, ist ihre Fähigkeit, sich nach einer Lebensdauer von nur ca. 2 Monaten zu teilen. Damit ist die Riechschleimhaut regenerationsfähig; allerdings nimmt ihre Funktionsfähigkeit mit zunehmendem Alter ab. Die Fortsätze der Riechzellen leiten die Sinnesempfindungen durch kleine Löcher im Dach der Nasenhöhle zum Gehirn (Abb. 4.13b, Bulbus olfactorius).
Die Riechfähigkeit des Menschen hat im Laufe der Evolution zugunsten der Sehfähigkeit stark abgenommen. Die Fähigkeit, verschiedene Gerüche zu unterscheiden, ist aber noch recht gut. Während das Geschmacksorgan nur 5–6 unterschiedliche Geschmacksempfindungen erkennen kann, ist das Riechorgan in der Lage, ca. 1 Billion verschiedene Gerüche zu unterscheiden. Der größte Teil der sinnlichen Wahrnehmung beim Essen und Trinken ist deshalb dem Riechorgan zuzuschreiben, was bei einem Schnupfen unangenehm erkennbar wird.
Beißende und ätzende Stoffe in der Atemluft werden nicht über das Riechorgan wahrgenommen, sondern sie bewirken eine Reizung sensibler Nervenfasern in der normalen Nasenschleimhaut. Diese vermitteln dann Schutzreflexe wie „Luft anhalten“ oder „den Kopf wegdrehen“. Durch diese sog. „olfaktorische Kontrolle“ der Atemluft wird vermieden, dass potenziell gefährliche Stoffe in die unteren Luftwege gelangen.
Die sensiblen Nerven der Nasenschleimhaut registrieren auch Wahrnehmungen wie Schmerz, Berührung, Wärme und Kälte; sie sind Äste des 5. Hirnnerven (im oberen Nasenbereich N. ophthalmicus, im mittleren und unteren Nasenbereich N. maxillaris; Kap. 7.11.2; dort ist auch die Herleitung der Fachausdrücke zu finden). Auch der Niesreflex wird über diese Nerven ausgelöst (Kap. 4.5.2).

Rachen

Der Rachen wird auch als Schlund Schlund Siehe Rachenbezeichnet; der Fachausdruck lautet Pharynx (nicht zu verwechseln mit Larynx: Kehlkopf). Der Rachen ist ein ca. 13 cm langer, schleimhautausgekleideter Muskelschlauch, der sich von der Schädelbasis bis zum Eingang der Speiseröhre erstreckt.

Fachbegriffe

Choanen (lat. choana): Trichter, hintere Nasenöffnung

Pharynx (griech. pharygx): Rachen, Schlund

Der Rachen hat verschiedene Verbindungen zu anderen Hohlräumen oder -organen des Kopfes und Halses; diese sind in Tab. 4.2 zusammengestellt.
Damit gehört der Rachen sowohl zu den Atmungsorganen, bei denen er einen Teil des oberen Luftwegs darstellt, als auch zu den Verdauungsorganen (Abb. 4.14, Abb. 4.15).

Gliederung des Rachens

Der Rachen lässt sich grob in drei Etagen oder Stockwerke gliedern, für die es unterschiedliche Fachbezeichnungen gibt:
  • Epipharynx – Nasopharynx – NasopharynxPars nasalis pharyngis: Parsnasalis pharyngisNasenrachenraum – NasenrachenraumNasenabschnitt

  • Mesopharynx – Oropharynx – OropharynxPars oralis pharyngis: Parsoralis pharyngisMundrachenraum – MundrachenraumMundabschnitt

  • Hypopharynx – Laryngopharynx – LaryngopharynxPars laryngea pharyngis: Parslaryngea pharyngisUnterrachenraum – Kehlkopfabschnitt

Fachbegriffe

epi- (griech.): darauf, darüber; meso- (griech.): in der Mitte, hypo- (griech.): unten, darunter

laryngo-, laryngea zum Kehlkopf gehörig (griech. larygx: Kehle)

naso-, nasalis (lat.): zur Nase gehörig

oro-, oralis (lat.): zum Mund gehörig (lat. os: Mund, nicht verwechseln mit der zweiten Bedeutung von os: Knochen, Bein

Pars (lat.): Teil, Anteil; pharyngis: Genitiv von Pharynx

PharynxPharynx (griech. pharygx): Rachen, Schlund)

Epipharynx
Der Epipharynx Epipharynxist der oberste Rachenabschnitt, er setzt sich nach unten in den Mesopharynx fort, wobei der Übergang fließend ist. Die Grenze nach vorne unten stellt das Gaumensegel (Abb. 4.15, Kap. 6.2.5) dar. Über das Gaumensegel und Teile der oberen Rachenwand kann der Epipharynx komplett gegen den Mesopharynx abgeschlossen werden. Dieser Verschluss ist notwendig für den Schluckakt und eine ungestörte Lautbildung.
Die Nasenhöhlen sind über die Choanen mit dem Epipharynx verbunden; das respiratorische Flimmerepithel der Nasenhöhle („Nasenschleimhaut“) findet sich auch im Epipharynx. Erst in der Übergangszone zum Mesopharynx setzt sich die normale Schleimhaut der Mundhöhle durch.
Die obere Begrenzung des Epipharynx bildet das Rachendach, das mit der Schädelbasis verbunden ist. Die unpaare Rachenmandel befindet sich mittig direkt unter dem Rachendach (Abb. 4.15, Abb. 4.16).
Die Öffnung der Ohrtrompete (Abb. 4.10, Abb. 4.12, Abb. 4.14) liegt etwa 10–15 mm hinter der unteren Nasenmuschel in der seitlichen Wand des Epipharynx. Sie ist durch einen stärkeren oberen und einen schwächeren unteren Schleimhautwulst begrenzt. Der obere Schleimhautwulst wird durch den Knorpel in der Wand der Ohrtrompete gebildet. Über die Ohrtrompete wird das Mittelohr mit dem Epipharynx verbunden; dadurch sind eine Belüftung des Mittelohrs und ein Druckausgleich möglich.
Mesopharynx
Der mittlere Abschnitt des Rachens ist nach vorne über die sog. Schlundenge (Kap. 6.2.5) mit der Mundhöhle verbunden. Speisen und Getränke gelangen damit aus der Mundhöhle in den Mesopharynx, Mesopharynxder die Auskleidung aus der gleichen Schleimhaut besitzt wie die Mundhöhle selbst (mehrschichtiges unverhorntes Plattenepithel mit Schleimdrüsen: Mundhöhlenschleimhaut). Die Grenze des Mesopharynx nach unten vorne ist deutlich durch den Kehldeckel und die seitlichen Schleimhautfalten erkennbar (Abb. 4.15), die man als Gaumenbögen bezeichnet (Kap. 6.2.5).
Der Mesopharynx ist Durchgangsstation für die Atemluft, die aus dem Epipharynx kommt, den Mesopharynx durchquert und dann über den oberen Bereich des Hypopharynx in den Kehlkopfeingang gelangt. Aber auch Speisen und Getränke passieren den Mesopharynx in Richtung nach unten über den Hypopharynx zum Eingang in die Speiseröhre.
Damit stellt der Mesopharynx eine Kreuzungsstation für den Atem- und Speisenweg dar (Abb. 4.14, Abb. 6.22).
Hypopharynx
Der unterste Abschnitt des Rachens befindet sich unterhalb des oberen Randes des Kehldeckels, der wie ein „Wellenbrecher“ im Speiseweg liegt, und enthält nach vorne den Eingang zum unteren Luftweg, direkt nach unten den Eingang in die Speiseröhre und zum weiteren Speisenweg (Abb. 4.15).
Der Kehlkopf wölbt sich stark nach hinten in den Hypopharynx Hypopharynxvor und begrenzt zu jeder Seite die sog. Schluckrinne (SchluckrinneRecessus piriformisRecessuspiriformis, auch Sinus piriformis Sinuspiriformisgenannt), über die Flüssigkeiten und zerkaute, eingespeichelte feste Nahrung in die Speiseröhre gelangen. Der obere Rand dieser Schleimhautbegrenzung wird als Plica aryepiglottica Plicaaryepiglotticabezeichnet (Abb. 4.15), diese Falte begrenzt den seitlichen Rand des Kehlkopfeingangs zwischen Kehldeckel und Stellknorpeln. Auch der Hypopharynx ist von Mundhöhlenschleimhaut ausgekleidet.

Fachbegriffe

Plica aryepiglottica gebildet aus plica (lat.) Falte und aryepiglottica = zum Stellknorpel und Kehldeckel gehörig, abgeleitet aus arytaina (griech.): Stellknorpel und Epiglottis (griech.): Kehldeckel

Recessus piriformis Recessus (lat.): Ausbuchtung, Nische, Sinus (lat.): Hohlraum, piriformis (lat.): birnenförmig

Schlundschnürer und -heber

Der Rachen ist nach außen von lockerem Bindegewebe umgeben, das einen Verschiebespalt bildet und damit Bewegungen dieses schlauchförmigen Hohlorgans ermöglicht.
Die Muskulatur des Rachens RachenMuskulaturbesteht aus quergestreiften Skelettmuskeln, die in zwei Systemen, den innen liegenden Schlundschnürern und den von außen einstrahlenden Schlundhebern, angeordnet sind.
Schlundschnürer
Die Schlundschnürer Schlundschnürerverlaufen etwa ringförmig und können den Rachen zusammenziehen; sie werden deshalb auch als Konstriktoren Konstriktorenbezeichnet, abgeleitet aus dem Fachbegriff Mm. constrictores pharyngis. Musculus/Musculiconstrictores pharyngisDie Ringe sind allerdings vorne an den Ursprüngen der Muskeln offen.

Fachbegriffe

Mm. constrictores pharyngis Mm.: Abkürzung von Musculi (Plural von Musculus, lat.: der Muskel)

constrictores: Plural von constrictor (lat.): zusammenziehend

pharyngis: Genitiv von pharynx (Rachen, Schlund)

Raphe (griech. hraphe): Naht

superior (lat.): der obere, medius (lat.): der mittlere, inferior (lat.): der untere

Für jeden Abschnitt des Rachens wird ein eigener Schlundschnürer beschrieben, der von unterschiedlichen Abschnitten des Kopf- und Halsskeletts seinen Ursprung nimmt:
  • M. constrictor pharyngis superior: entspringt im Wesentlichen von der Schädelbasis und vom Unterkiefer (teilweise aus der Zunge)

  • M. constrictor pharyngis medius: entspringt vom Zungenbein (Kap. 5.2.1)

  • M. constrictor pharyngis inferior: entspringt vom Kehlkopf

Die Schlundschnürer sind spiegelbildlich symmetrisch für beide Hälften des Rachens angeordnet; sie ziehen nach hinten in einen gemeinsamen schmalen Sehnenstreifen (dort verläuft die Schnittlinie des Rachens in Abb. 4.15). Dieser wird als Raphe pharyngis Raphe pharyngisbezeichnet.
Ein Teil der Fasern der Schlundschnürer verläuft nicht genau horizontal, sondern ab- oder aufsteigend, teilweise ist auch ein überlappender oder verflochtener Faserverlauf zu finden. Deshalb können die Schlundschnürer nicht nur als Konstriktoren wirken, sondern den Rachen teilweise auch etwas anheben oder senken.
Bestimmte Abschnitte des unteren Schlundschnürers werden separat als M. cricopharyngeus Musculus/Musculicricopharyngeusbezeichnet, der auch am oberen Verschluss der Speiseröhre beteiligt ist.
Die genaue Funktion der Schlundschnürer wird im Zusammenhang mit dem Schluckakt besprochen (Kap. 6.4).
Schlundheber
Die Schlundheber Schlundheberwerden als Mm. levatores pharyngisMusculus/Musculilevator(es) bezeichnet. Sie strahlen von außen in die Wand des Rachens ein.
Der wichtigste Schlundheber ist der Gaumen-Rachen-Muskel (M.Gaumen-Rachen-Muskel palatopharyngeus; Musculus/MusculipalatopharyngeusAbb. 6.20); er wird ergänzt durch dünne Fasern von zwei weiteren, weniger bedeutenden Schlundhebern, dem Griffelfortsatz-Rachen-Muskel (M.Griffelfortsatz-Rachen-Muskel stylopharyngeus) Musculus/Musculistylopharyngeusund dem Ohrtrompeten-Rachen-Muskel (M.Ohrtrompeten-Rachen-Muskel salpingopharyngeus).

Fachbegriffe

Mm. levatores pharyngis

levatores: Plural von levator (lat.): hebend
pharyngis: Genitiv von pharynx (Rachen, Schlund)
M. cricopharyngeus: Ursprung der Vorsilbe crico- (oder kriko) aus krikos, griech. Ring (gemeint ist der Ringknorpel des Kehlkopfs)
M. palatopharyngeus: palato- von palatum (lat.): Gaumen, pharyngeus (lat.): zum Rachen gehörig
M. salpingopharyngeus: salpingo- bezieht sich auf salpinx, lat.: Trompete (gemeint ist die knorpelige Wand der Ohrtrompete) Musculus/Musculisalpingopharyngeus
M. stylopharyngeus: stylo- bezieht sich auf den Ursprung des Muskels vom sog. Griffelfortsatz der Schädelbasis (Abb. 5.1b, Processus styloideus; Processus, lat.: Fortsatz; styloideus: griffelförmig, von lat. stylus: Griffel)
Auch die genaue Funktion der Schlundheber wird im Zusammenhang mit dem Schluckakt besprochen (Kap. 6.4).

Innervation

Die sensiblen Nerven der RachenInnervationRachenschleimhaut registrieren Wahrnehmungen wie Schmerz, Berührung, Wärme und Kälte; sie sind Äste des 9. und 10. Hirnnerven, die hier ein Nervengeflecht (Plexus pharyngeus) Plexuspharyngeusbilden. Im oberen Rachenbereich sind es überwiegend Äste des 9. Hirnnerven (N. glossopharyngeus), im unteren Rachenbereich Äste des 10. Hirnnerven (N. vagus). Im Bereich des Rachendachs und der Ohrtrompete enthält der Plexus zusätzlich auch Äste aus dem N. maxillaris, einem Ast des 5. Hirnnerven (N. trigeminus).

Fachbegriffe

Plexus pharyngeus

Innervation Nervenversorgung, in- (lat.): ein-, hinein-; nervus (lat.): Nerv
Plexus (lat.): Geflecht, pharyngeus (lat.): zum Pharynx gehörig
Die genaue Beschreibung der Hirnnerven und die Herleitung der Fachausdrücke sind in Kap. 7.11 zu finden.
Auch die Nervenäste für die Versorgung der Schlundschnürer und Schlundheber entstammen aus dem Plexus pharyngeus; allerdings sind hier nur Äste des 9. Hirnnerven (für den oberen Rachenbereich) und Äste des 10. Hirnnerven (für den unteren Rachenbereich) beteiligt.

Lymphatischer Rachenring

lymphatischer RachenringZusammen mit der Atemluft und der Nahrung gelangen in größerer Zahl auch Erreger in den Luft- bzw. Speiseweg und damit in das Innere des menschlichen Körpers. Die Bekämpfung dieser Erreger erfolgt über das Abwehrsystem, dessen Zellen an verschiedenen Stellen in und unter der Schleimhaut der Luft- und Speisewege unterschiedlich große Ansammlungen bilden.
An einigen Stellen sind die Ansammlungen der Abwehrzellen so stark und auch durch besondere Schleimhauteinfaltungen strukturiert, dass sie mit bloßem Auge erkennbar sind. Sie werden als Mandeln Mandeln Siehe Tonsillenoder Tonsillen Tonsillenbezeichnet.
Diese Tonsillen befinden sich sowohl in der Übergangszone der Nasenhöhle zum Rachen als auch in der Übergangszone der Mundhöhle zum Rachen. Dabei unterscheidet man vier Tonsillen, von denen zwei unpaar sind (Rachen- und Zungenmandel) und zwei paarig vorkommen (Gaumen- und Tubenmandeln). Sie bilden in ihrer Gesamtheit den lymphatischen oder Waldeyer-Rachenring (Waldeyer-RachenringAbb. 4.16). Die Fachausdrücke für die Mandeln lauten:
  • Rachenmandel: Tonsilla pharyngealis

  • Tubenmandel: Tonsilla tubaria

  • Gaumenmandel: Tonsilla palatina

  • Zungenmandel: Tonsilla lingualis.

Fachbegriffe

lymphatisch (lat. lymphaticus) bezogen auf Lymphe, Lymphdrüsen oder Abwehrorgane

pharyngealis (lat.): zum Rachen gehörig, tubaria (lat.): zur Ohrtrompete (tuba) gehörig, palatina (lat.): zum Gaumen (palatum) gehörig, lingualis (lat.): zur Zunge (lingua) gehörig

Tonsillen (lat. Plural tonsillae): die Mandeln

Waldeyer Eigenname (deutscher Anatom)

Rachenmandel
Die Rachenmandel Rachenmandelliegt in der Schleimhaut des Rachendachs (Abb. 4.15, Abb. 4.16), die hier einige Falten bildet. Bei Kindern ist die Rachenmandel gut entwickelt und kann auch eine erhebliche Vergrößerung erfahren („Wucherungen“), wohingegen sie sich bei älteren Menschen zurückbildet und in der Schleimhaut des Rachendachs mit bloßem Auge kaum noch erkennbar ist.
Tubenmandeln
Die Tubenmandeln Tubenmandelwerden auch als Ohrtrompetenmandeln bezeichnet. Das Abwehrgewebe findet sich in der Schleimhaut am Eingang der Ohrtrompete. Von dort aus kann es sich individuell unterschiedlich in der seitlichen Rachenschleimhaut nach unten fortsetzen (lymphatischer Seitenstrang, Abb. 4.16).

Klinik

Wucherungen

Während der Kindheit (Schwerpunkt im Alter von ca. 2–5 Jahren) wird eine Reihe von Infektionen durchgemacht, durch die man als Erwachsener dann gegen die entsprechenden Erreger mehr oder weniger immun ist. In diesem Zusammenhang vergrößern sich alle Mandeln während der Kindheit unterschiedlich stark. Bei der Rachenmandel können diese Vergrößerungen in Form von Wucherungen, PolypenPolypen oder adenoiden adenoide VegetationenVegetationen die Choanen verlegen und die Nasenatmung in erheblicher Form beeinträchtigen. Die betroffenen Kinder atmen durch den offen stehenden Mund, sprechen „näselnd“ (RhinophonieRhinophonie (Näseln)Wucherungen), schlafen schlecht (Schnarchen) und werden anfälliger gegen Infektionen, da die Reinigungsfunktion der Nasenschleimhaut reduziert ist. Vielfach entwickeln die Kinder einen charakteristischen Gesichtsausdruck (Facies Facies adenoideaadenoidea) mit offen stehendem Mund und vorgeschobenem Oberkiefer. Durch die Behinderung der Belüftung des Mittelohrs über die Ohrtrompete kann die Hörfunktion beeinträchtigt werden, was sich wiederum auf die Sprachentwicklung auswirken kann. In schweren Fällen kommt es zu Störungen des Wachstums von Teilen des Gesichtsschädels (Gaumen, Oberkiefer).
Überschüssiges Gewebe der Rachenmandel wird dann in einem kurzen operativen Eingriff (AdenotomieAdenotomie) entfernt, wobei das Grundgewebe der Rachenmandel erhalten bleibt (nicht zu verwechseln mit der „Mandeloperation“ oder „Mandelentfernung“, bei der die Gaumenmandeln operativ meist komplett entfernt werden).

Fachbegriffe

adenoid drüsenähnlich, (griech. aden): Drüse

Adenotomie operative Entfernung der Wucherungen der Rachenmandeln, -tomie (griech. tome): Schneiden, Schnitt

Choanen (lat. choana): Trichter, hintere Nasenöffnung

Facies adenoidea wörtlich: drüsiges Gesicht, abgeleitet von facies (lat.) Gesicht und adenoidea (drüsenähnlich, s.o.)

immun (lat. immunis): frei von, geschützt vor, gefeit gegen

Polypen gestielte Wucherungen von Schleimhäuten

Vegetationen (lat. vegetatio): Wucherung, Wachstumskraft

Entzündungen der Tubenmandeln und der umliegenden Schleimhaut können die Belüftung der Paukenhöhle und damit das Hörvermögen beeinträchtigen („Druck auf dem Ohr“; Kap. 8.6.6).

Klinik

Seitenstrangangina

Besonders nach einer operativen Entfernung der Gaumenmandeln vermehrt sich das Abwehrgewebe des lymphatischen Seitenstrangs. Eine Entzündung und schmerzhafte Anschwellung des lymphatischen Seitenstrangs, ausgelöst durch eine bakterielle Infektion, wird als SeitenstranganginaSeitenstrangangina bezeichnet (AnginaAngina: lat. angere: beengen; bedeutet: Krankheit mit Beengungsgefühl).
Gaumenmandeln
Die Gaumenmandeln Gaumenmandelhaben etwa die Größe und Form einer Mandel (daher die Bezeichnung für alle Mandeln). Sie liegen in der sog. Mandelgrube Mandelgrubezwischen den Schleimhautfalten der Gaumenbögen am Übergang der Mundhöhle zum mittleren Rachenabschnitt (Abb. 4.15, Abb. 4.16, Abb. 6.20). Die Gaumenmandeln sind in der Tiefe von einer bindegewebigen Kapsel umgeben und haben eine stark zerklüftete Oberfläche mit tiefen Einsenkungen. Auch sie können speziell bei Kindern stark vergrößert sein. Bei Entzündungen („Mandelentzündung“) Mandelentzündungkann es zu schmerzhaften Behinderungen des Schluckvorgangs kommen.
Zungenmandel
Die Zungenmandel ist Zungenmandeleine Ansammlung von Abwehrgewebe, das sich in der Schleimhaut des Zungengrunds befindet (Abb. 4.15, Abb. 4.16), die hier ein höckeriges Aussehen hat. Entzündungen der Zungenmandel sind eher selten und nicht so problematisch wie die der übrigen Mandeln.

Klinik

Mandelentzündung

Auch als TonsillitisTonsillitis bezeichnet (-itis, griech. Entzündung); damit ist i.d.R. die akute oder chronische Entzündung der Gaumenmandel gemeint. Meist sind Streptokokken die Auslöser einer Mandelentzündung. Bei der akuten Tonsillitis sind Schmerzen, Fieber und Schluckbeschwerden charakteristische Symptome; die Therapie erfolgt durch Antibiotika.
Früher wurden vereiterte Mandeln relativ häufig operativ entfernt (TonsillektomieTonsillektomie: -ektomie, griech.: Herausschneiden), sodass ältere Menschen oft ihre Mandeln nicht mehr besitzen.
Da in den Mandeln Erreger nicht nur bekämpft, sondern nach neueren Erkenntnissen auch identifiziert werden, um das Abwehrsystem des gesamten Organismus zu informieren, ist man heute wesentlich zurückhaltender mit der Entfernung der Mandeln geworden und macht dies nur bei bestimmten Formen chronischer, häufiger auftretender bakterieller Tonsillitis.
Durch die Operation kann sich der Stimmklang verändern (Vorsicht bei Patienten mit Sprechberufen!).

Untere Luftwege (ohne Kehlkopf)

Der Übergang von den oberen in die unteren Luftwege ist Luftwegeunteream Kehlkopfeingang lokalisiert (Abb. 4.15). Hier strömt die Atemluft aus dem Rachen in den Kehlkopf, der als Stimmorgan im nächsten Kap. 5 separat besprochen wird.
Die unteren Luftwege umfassen den Kehlkopf, die sich nach unten anschließende Luftröhre und die Aufzweigungen des Bronchialbaums bis letztlich zu den Lungenbläschen (Abb. 4.20, Abb. 4.25).
Das Verständnis für den Aufbau und die Struktur des Bronchialbaums wird erleichtert, wenn man sich eine Vorstellung über die Entwicklung der unteren Luftwege macht. Diese Entwicklung soll im nächsten Abschnitt kurz dargestellt werden.

Entwicklung

LuftwegeuntereSchon beim Embryo von ca. 4 Wochen ist ein primitives Darmrohr zu Darmrohr, primitiveserkennen, dessen Anfangsabschnitt von der Mundöffnung über einen Vorläufer des späteren Rachens und der Speiseröhre in Abb. 4.17 dargestellt ist. Aus diesem Darmrohr schnürt sich als erste Struktur der gesamten unteren Luftwege ein sog. „Lungenbläschen“ (Lungenbläschennicht zu verwechseln mit den Alveolen der fertigen Lunge) nach vorne ab.
Die Eingangszone in das Lungenbläschen entspricht dem späteren Kehlkopfeingang. Das „Lungenbläschen“ vergrößert sich und wächst vor der Speiseröhre weiter nach unten. Kurze Zeit später teilt sich das untere Ende des „Lungenbläschens“ in zwei Äste nach links und rechts. Aus dem unverzweigt gebliebenen Rest des „Lungenbläschens“ entstehen Kehlkopf und Luftröhre, die Aufzweigung entspricht der Stelle, an der sich die Luftröhre in die beiden Hauptbronchien teilt (Abb. 4.18, Abb. 4.20).
In der weiteren Entwicklung erfolgen zahlreiche Teilungen der Hauptbronchien zu kleineren und kleinsten Bronchien und weiteren Verästelungen bis zu den eigentlichen Lungenbläschen (Alveolen, Abb. 4.25, Abb. 4.26). Die Aufzweigungen der Bronchien kommen in Kontakt mit den serösen PleurahöhlenPleurahöhleseröse, überziehen sich mit viszeraler Pleura und differenzieren sich zu den Lungen (Abb. 4.19; Kap. 3.2.4, Kap. 4.7.4 und Kap. 4.8).

Fachbegriffe

Bronchien (meist im Plural benutzt): bronchia (lat.) bzw. brogchia (griech.): Luftröhrenast (brogchos, griech.: Luftröhre, Kehle)

Pleura (griech.): innere Auskleidung des Brustkorbs, Rippenfell (parietale Pleura) und Lungenfell (viszerale Pleura)

serös Flüssigkeit, die dem Blutserum entspricht

viszeral organbedeckend, viscera (lat.): die Eingeweide

Luftröhre

Der untere Teil des Kehlkopfs geht unmittelbar in die Luftröhre (Trachea) überTrachea (Abb. 4.20), die vor der Speiseröhre nach unten läuft. Damit setzt sich unterhalb des Kehlkopfs das System fort, das die in zunehmendem Maße gereinigte, erwärmte und angefeuchtete Atemluft bis zu den Lungenbläschen transportiert.

Fachbegriffe

Paries membranaceus paries (lat.): Wand; membranaceus (lat.): membranartig, häutig

Trachea trachea (lat.): Luftröhre, abgeleitet aus tracheia (griech.): weibl. Form von trachys: rau, uneben (wegen der unregelmäßigen äußeren und inneren Oberfläche)

Die Trachea muss elastische Eigenschaften aufweisen, um größeren Bewegungen des oberen Rumpfes zu folgen, aber sie muss auch eine Wandversteifung besitzen, um die Transportstrecke zwischen Kehlkopf und Bronchien auch bei geringerem Druck (Einatmung) offen zu halten. Entsprechende Eigenschaften und deshalb einen ähnlichen Aufbau wie die Trachea selbst weisen auch die größeren Bronchien auf.
Die geforderten mechanischen Eigenschaften der Luftröhre werden folgendermaßen realisiert:
  • Sie besteht bei einer Länge von etwa 10–12 cm aus 16–20 C-förmigen Knorpelspangen, die nach hinten offen sind; die Knorpelspangen sind untereinander verbunden durch Bindegewebe aus v.a. elastischen Fasern (Kap. 1.2.2), die Dehnungen in Längsrichtung zulassen.

  • Die hinteren Enden der Knorpelspangen sind durch glatte Muskulatur und Bindegewebe mit elastischen Fasern verbunden; dieser Teil der Luftröhrenwand wird als Paries membranaceus (Pariesmembranaceus (PaukenhöhleAbb. 4.21) bezeichnet und erlaubt in gewissem Umfang eine Änderung des Luftröhrendurchmessers (im Mittel 16–18 mm).

Bei Druckerhöhung in den Atemwegen – z.B. durch Betätigung der Bauchpresse (Kap. 4.3.4) – verhindern die elastischen Fasern des Paries membranaceus eine Überdehnung der Trachea. Die glatte Muskulatur, die als M. trachealis bezeichnet wird, kann andererseits den inneren Luftröhrendurchmesser durch Kontraktion verringern und unterstützt damit die Vorgänge zur Schleimhautreinigung beim HustenreflexHusten. Dabei wird der Schleim mit eingefangenen Partikeln und Erregern aus den unteren Luftwegen heraus in Richtung Rachen oder Mundhöhle transportiert.
Die Luftröhre ist nach außen über Bindegewebe in der Umgebung befestigt; innen wird sie von einer Schleimhaut mit einem respiratorischen Flimmerepithel und Drüsen ausgekleidet. Die Luftröhrenschleimhaut ähnelt in Struktur und Funktion stark der Nasenschleimhaut.
Bei tiefen Außentemperaturen mit kalter und vor allem trockener Atemluft muss auch die Luftröhrenschleimhaut zur Anfeuchtung und Erwärmung der Atemluft beitragen, weil die Oberfläche der Nasen- und Rachenschleimhaut dazu nicht ausreicht.

Klinik

Tracheostoma

Als solches bezeichnet man eine künstlich (operativ) herbeigeführte Öffnung der Trachea (griech. -stoma: Mund, Öffnung) nach außen. Der operative Vorgang zur Erzeugung eines TracheostomaTracheostomas wird TracheotomieTracheotomie genannt (griech. tome: durchschneiden). Diese Öffnung kann vorübergehend angelegt sein, in Einzelfällen aber auch dauerhaft verbleiben. Es wird dann i.d.R. eine sog. TrachealkanüleTrachealkanüle (lat. cannula: Röhrchen) zur Luftzufuhr eingesetzt. Um in einer solchen Situation sprechen zu können, verwendet man spezielle Sprechkanülen.
Nach einer Verlaufsstrecke von ca. 10–12 cm endet die Luftröhre an einer Aufgabelung, die Bifurcatio tracheae Bifurcatio tracheaegenannt wird (Abb. 4.20). An dieser Stelle teilt sich die Trachea in die beiden Hauptbronchien (HauptbronchienBronchus principalis sinister bzw. Bronchus principalis sinister/dexterdexter). Die Hauptbronchien entsprechen im Bau noch weitgehend der Trachea, wobei der rechte Hauptbronchus weiter und kürzer und in seinem Verlauf steiler ist als der linke.

Fachbegriffe

Bifurcatio, eingedeutscht Bifurkation (lat.) bi-: zweimal und furcatio (lat.): Gabelung (lat. furca: Gabel, vgl. das deutsche Wort „Forke“)

Bronchus: bronchia (lat.) bzw. brogchia (griech.): Luftröhrenast (griech. brogchos: Luftröhre, Kehle)

principalis (lat.): Haupt-

sinister (lat.): links, dexter (lat.): rechts tracheae Genitiv von trachea: Luftröhre

Klinik

Aspirationspneumonie

Weil der rechte Hauptbronchus im Querschnitt weiter ist und steiler verläuft als der linke, befallen Aspirations(broncho)pneumonieAspirationspneumonien bevorzugt die rechte Lunge.
Als Aspiration (lat. aspiratio: wörtlich Anhauchen) bezeichnet man das unbeabsichtigte Einatmen von Fremdkörpern, Schleim, Blut Erbrochenem und anderen Substanzen in die Bronchien und damit in die Lunge, z.B. bei Lähmung der Schluckmuskeln, bei Bewusstlosen, Kleinkindern oder Betrunkenen.
Dadurch kann es zu einer Entzündung der Bronchien und/oder der Lunge kommen; man spricht dann von Aspirationspneumonie oder Aspirationsbronchopneumonie.
PneumoniePneumonie (griech. pneumonia): Lungenentzündung.
Die beiden Hauptbronchien verzweigen sich nach unterschiedlich langem Verlauf (Abb. 4.20) rechts und links weiter in die sog. LappenbronchienLappenbronchien (Kap. 4.7.5). Diese treten dabei in die jeweilige Lunge ein und verzweigen sich dort weiter (Abb. 4.23). Die Lage der Trachea, der Hauptbronchien mit den ersten Verzweigungen und der beiden Lungen in Bezug auf die vordere Leibeswand ist in Abb. 4.22 dargestellt. Bevor der Bronchialbaum besprochen wird, sollen zunächst die beiden Lungen, in deren Innerem die Aufzweigung des Bronchialbaums stattfindet, in der Übersicht behandelt werden.

Übersicht über Aufbau und Gefäße der Lungen

Die Lunge ist ein paariges Organ; so gibt es eine durch die Bifurkation der Trachea und die Hauptbronchien voneinander getrennt liegende rechte und linke Lunge (pulmo), auch pulmowenn laienhaft oft von „Lungenflügeln“ gesprochen wird (Abb. 4.22, Abb. 4.23).

Fachbegriffe

pulmo (lat.): Lunge, Plural: pulmones

Infolge ihrer schwammartigen Struktur füllen die Lungen den Raum zwischen Brustkorb, Zwerchfell und Mediastinum (Mittelfellraum) aus; in ihre Oberfläche prägen sich die Nachbarorgane, v.a. die Rippen und das Zwerchfell, ein (Abb. 4.24). Wegen des Platzbedarfs des Herzens ist die linke Lunge etwas kleiner als die rechte.
Das Volumen einer Lunge ist stark abhängig von dem jeweiligen Luftfüllungszustand bei der Ein- und Ausatmung; es schwankt zwischen gut einem Liter bei stärkster Ausatmung und 2,5–4 Litern bei stärkster Einatmung.
Bei der Einatmung wird der Thorax gehoben und erweitert, die Zwerchfellkuppel senkt sich und das Lungenvolumen wird vergrößert; entsprechende Veränderungen in umgekehrter Richtung erfolgen bei der Ausatmung.
Die Veränderung des Lungenvolumens wird begleitet von einer atemabhängigen Lungenbewegung. Dies wird v.a. daran deutlich, dass sich die unteren Lungengrenzen (sichtbar in Abb. 4.22) bei einem gesunden, jungen Erwachsenen zwischen stärkster Einatmung und stärkster Ausatmung vorne um ca. 5 cm, seitlich und hinten sogar um ca. 10 cm verschieben.
Äußere Lungengestalt
Man unterscheidet an jeder Lunge eine Lungenbasis oder LungenbasisZwerchfellseite, weil sie dem Zwerchfell aufliegt, eine Lungenspitze, die Lungenspitzenach oben durch die obere Brustkorböffnung ragt, eine laterale und eine mediale Seite (Abb. 4.23, Abb. 4.24).

Fachbegriffe

Hilum oder Hilus (lat.): eigentlich „Stelle, an der der Samen bei einer Pflanze angewachsen war“, bedeutet in der medizinischen Fachsprache den Bezirk an der Oberfläche eines Organs, wo Blutgefäße, Nerven oder Gänge wie hier die Bronchien in das Organ ein- bzw. aus ihm austreten.

lateralis (lat.): seitlich gelegen; medialis (lat.): zur Mitte hin gelegen

Lobi: Plural von lobus (lat.): Lappen

Mediastinum (lat.): Mittelfellraum zwischen den beiden Pleurahöhlen

pulmonale (lat.): zur Lunge (pulmo) gehörig

Im Zentrum der medialen Seite, dem Mediastinum zugewandt, liegt das Lungenhilum (Hilum Lungenhilumpulmonale), die Hilum pulmonaleEintrittsstelle der Hauptbronchien und aller Gefäße. Links drückt das Herz die sog. Herzbucht einHerzbucht.
Lappen und Segmente
Der rechte Hauptbronchus verzweigt sich zu drei Lappenbronchien, diese dann weiter zu zehn Segmentbronchien. SegmentbronchienEntsprechend ist die rechte Lunge in drei LungenlappenLappen (Lobi) und die Lobus/Lobiwiederum insgesamt in zehn Segmente untergliedert. Im Zentrum dieser Baueinheiten der Lunge verlaufen die entsprechenden Bronchien. Bei der etwas kleineren linken Lunge unterscheidet man zwei Lappen und insgesamt neun Segmente; die Aufzweigungen des linken Hauptbronchus sind entsprechend. Die Lappen sind durch tiefe Einschnitte voneinander getrennt, die bis fast zum Lungenhilum verlaufen (Abb. 4.23, Abb. 4.24).

Klinik

Lobärpneumonie

Die Einteilung der Lunge in große und kleine Baueinheiten (Lappen, Segmente) hat auch klinische Bedeutung, da sich bestimmte Lungenerkrankungen u.U. nur auf einzelne Segmente oder Lappen beschränken. So ist eine LobärpneumonieLobärpneumonie eine LungenentzündungLungenentzündung, die auf einen Lappen beschränkt geblieben ist.
Auch bestimmte operative Eingriffe können durch diese Gliederung der Lungen auf einzelne Lungenabschnitte reduziert werden.
Blutgefäße der Lungen
In den kleinsten Baueinheiten der Lungen, den Lungenbläschen (Kap. 4.7.6), findet der sog. Gasaustausch zwischen Blut und Atemluft statt, d.h., Sauerstoff tritt aus der Atemluft in das Blut über, während Kohlendioxid aus dem Blut in die Ausatemluft abgegeben wird.
Die Lungenarterien stammen Lungenarterienaus der Verzweigung des gemeinsamen Lungenstamms, der aus der rechten Herzkammer abgeht (Kap. 3.1.3). Diese Lungenarterien führen sauerstoffarmes („venöses“) Blut, das aus dem Rücklauf des Körperkreislaufs zum rechten Herzen stammt. Dieses sauerstoffarme Blut soll in der Lunge „aufgefrischt“, d.h. neu mit Sauerstoff versorgt, werden. Zu diesem Zweck begleiten die Aufzweigungen der rechten und linken Lungenarterie die jeweiligen Bronchien bis zu den Lungenbläschen. Dort nimmt die Luft in den Lungenbläschen auch das überschüssige Kohlendioxid aus dem Blut auf.
Nach erfolgtem Gasaustausch ist das Blut wieder sauerstoffreich und fließt aus dem Kapillargebiet der Lunge über Venolen und Venen zu den großen Lungenvenen zusammen,Lungenvenen die in eigenen Bindegewebszügen zwischen den Lungensegmenten verlaufen und am Lungenhilum austreten. In den Lungenvenen fließt nun sauerstoffreiches („arterielles“) Blut, das zum linken Vorhof gelangt.
Die Lungenarterien und -venen stellen beim Herzen neben Aorta und Hohlvenen die sog. funktionellen Gefäße dar im Gegensatz zu den nutritiven („ernährenden“) Herzkranzarterien, die das Herz selbst versorgen (Kap. 3.2.2). Zum besseren Verständnis sind die wichtigsten Fakten noch einmal in Tab. 4.3 zusammengestellt.
Auch bei der Lunge unterscheidet man funktionelle Gefäße (dieselben Lungenarterien und -venen wie beim Herzen) von kleinen sog. Bronchialgefäßen, die das Lungengewebe selbst mit Blut versorgen.

Pleura

Zum PleuraVerständnis der SerosaLungenSerosaverhältnisse an den Lungen sollte das entsprechende Kapitel beim Herzen (Kap. 3.2.4) und beim Thorax (Kap. 4.1.3) noch einmal durchgearbeitet werden.

Fachbegriffe

parietal wandständig, abgeleitet von paries (lat.): die Wand

pleura (griech.): innere Auskleidung des Brustkorbs („Fell“, dünne Haut), Brustfell

Serosa Kurzform von Tunica serosa, tunica (lat.): Hülle, serosa (lat.): Serum absondernd, serum (lat.): nicht mehr gerinnbarer Teil des Blutplasmas (ursprünglich: „Molke“)

viszeral (lat. viscera): die Eingeweide

Die viszerale Pleura (Lungenfell) bedeckt die gesamte Lunge mit Ausnahme des Lungenhilums (Abb. 4.24); sie dringt auch tief in die Spalten zwischen den Lungenlappen ein. Der äußere Rand des Lungenhilums wird von der Umschlagfalte der viszeralen Pleura in die parietale Pleura (Rippenfell) gebildet. Die Pleura ist in der Abb. 4.24 genau an der Umschlagkante abgeschnitten.
Die parietale Pleura wird zwar als Rippenfell bezeichnet, bedeckt aber von innen nicht nur die Rippen und die Zwischenrippenmuskeln, sondern nach unten auch das Zwerchfell und zur Mitte hin den Mittelfellraum (Mediastinum).
Auch wenn im Deutschen für die Pleura parietalis hauptsächlich der Begriff „Rippenfell“ üblich ist (manchmal findet man auch für die Pleura ganz allgemein die Bezeichnung „Brustfell“), Brustfell Siehe Pleuraunterscheidet man in der Fachsprache zwischen den verschiedenen Abschnitten:
  • Pleura costalis (bedeckt die Rippen und Zwischenrippenmuskeln, lat. costalis: zur Rippe gehörig)

  • Pleura mediastinalis (Abgrenzung zum Mediastinum, lat. mediastinalis: zum Mittelfellraum gehörig)

  • Pleura diaphragmatica (Abgrenzung zum Zwerchfell, lat. diaphragmatica: zum Zwerchfell gehörig)

Zwischen Rippenfell und Lungenfell befindet sich die Pleurahöhle, die Pleurahöhlegeringe Mengen seröser Flüssigkeit enthält. Diese Höhle bildet einen Spalt, der die Gleitbewegungen der Lunge gegenüber der Höhlenwand erlaubt. Die parietale Pleura produziert ständig neue seröse Flüssigkeit, die von der viszeralen, aber auch von der parietalen Pleura und von Lymphgefäßen wieder resorbiert (aufgenommen) wird.

Klinik

Pleuritis

Eine PleuritisPleuritis (RippenfellentzündungRippenfellentzündung, BrustfellentzündungBrustfellentzündung) ist eine Entzündung der Pleura, wie sie z.B. bei schweren Infekten der Atemwege oder anderen entzündlichen Erkrankungen auftreten kann. Sie ist durch Fieber, atemabhängige Schmerzen und Atembeschwerden charakterisiert.
Durch übermäßige Sekretion von seröser Flüssigkeit kann es dabei zu einem Erguss („nasse Rippenfellentzündung“) kommen, bei der sich die normalerweise sehr geringe Menge seröser Flüssigkeit im Pleuraspalt krankhaft vermehrt. Dadurch kann es zu so schwerer Atemnot durch Zusammendrücken der Lungen kommen, dass die Flüssigkeit im Pleuraspalt über eine Punktion (Einstich mit Hohlnadel) entfernt werden muss. Die atemabhängigen Schmerzen verschwinden dann allerdings durch den Erguss.
An den Übergängen der drei Abschnitte der parietalen Pleura befinden sich Reserveräume (Nischen). Diese sind bei der Ausatmung verschlossen, während sie sich bei der Einatmung mehr oder weniger entfalten und Platz für die an Volumen zunehmenden Lungen bieten. Diese Reserveräume werden als Recessus Recessusbezeichnet; sie finden sich am Übergang zwischen der Pleura costalis und Pleura mediastinalis, am Übergang zwischen Pleura costalis und Pleura diaphragmatica sowie am Übergang zwischen Pleura mediastinalis und Pleura diaphragmatica.

Fachbegriffe

recessus (lat.): Höhle, Nische; die Schreibweise des Plurals von recessus ist identisch mit der des Singulars, nur das „u“ wird lang gesprochen.

Bronchialbaum

Luftleitendes System
Die beiden Hauptbronchien der rechten und linken Lunge treten über das Lungenhilum in die Lungen ein und verzweigen sich weiter zu den Lappen- und Segmentbronchien, diese dann weiter zu immer kleineren, nicht weiter benannten Bronchien.
Die Knorpelspangen, die noch in den Hauptbronchien enthalten sind, zerfallen mit weiterer Aufzweigung zu immer kleineren, unregelmäßig angeordneten Knorpelfragmenten (Abb. 4.20).
Die glatten Muskeln, die bei der Trachea und den Hauptbronchien nur im Paries membranaceus (Abb. 4.21) vorkommen, bilden bei den kleineren Bronchien eine mit zunehmenden Verzweigungen langsam kräftiger werdende ringförmige Muskelschicht.
Wenn überhaupt keine Knorpelplättchen mehr in der Wand zu finden sind, spricht man nicht mehr von kleinen Bronchien, sondern von Bronchiolen. Diese Bronchiolen/Bronchiolibesitzen in ihrer Wand schon eine relativ kräftige Schicht aus glatter Muskulatur, die den Durchmesser dieser luftleitenden Röhren erheblich beeinflussen kann (Abb. 4.25).

Fachbegriffe

Bronchiolen Verkleinerungsform von Bronchus (lat. bronchiolus, pl. bronchioli)

terminales Plural von terminalis (lat.): zum Ende gehörend

Klinik

Asthma bronchiale

Asthma bronchialeWird auch als BronchialasthmaBronchialasthma bezeichnet;
asthma (griech.): wörtlich: schweres, kurzes Atemholen (Atemnot, Beklemmung)
Tritt anfallsartig bei Menschen mit übermäßig empfindlichem Bronchialsystem auf, zeigt eine chronische Entzündung der Atemwege an und kann durch äußere und innere Reize ausgelöst werden. Neben einer anschwellenden Schleimhaut und einer übermäßigen Schleimproduktion trägt v.a. die starke Kontraktion der glatten Ringmuskulatur der kleinen Bronchien und der Bronchiolen zum Auftreten der Atemnot mit pfeifendem Atemgeräusch speziell bei der Ausatmung bei. Die Anfälle können besonders bei Kindern von Husten und Angstzuständen begleitet sein.
Die Schleimhaut, die die Bronchien und Bronchiolen auskleidet, entspricht weitgehend der der Luftröhrenschleimhaut, besitzt also Schleim produzierende Drüsen und Flimmerhärchen. Erst bei den kleinen Bronchiolen verschwindet langsam die Fähigkeit zur Schleimproduktion.
Bis zu den kleinen Bronchiolen dient der Bronchialbaum alleine dem Transport der Atemluft; ein Gasaustausch ist nicht möglich. Die kleinsten Bronchiolen, die noch ausschließlich die Atemluft leiten, bezeichnet man als EndbronchiolenEndbronchiolen (Bronchioli terminalesBronchiolen/Bronchioliterminales, Abb. 4.25).
Gasaustauschsystem
Die Bezeichnung Endbronchiolen bedeutet nicht, dass diese das Ende der Aufzweigungen der Bronchiolen darstellen, sondern dass hier das rein luftleitende System endet. Die darauf folgenden Bronchiolen werden als respiratorische Bronchiolen (Bronchiolen/BronchiolirespiratoriiBronchioli respiratorii) bezeichnet, weil in ihrer Wand zum ersten Mal Lücken auftreten, in denen sich Lungenbläschen (Alveolen) befindenAlveolen (Lunge), die zum Gasaustausch befähigt sind (Abb. 4.25). Ab hier spricht man vom Gasaustauschsystem.

Fachbegriffe

Alveolen (lat. Alveolus): wörtl. „kleine Vertiefung“, hier: Lungenbläschen

Bronchioli respiratorii respiratorische Bronchiolen (respiratorii: Plural von respiratorius (lat.): mit der Atmung verbunden)

Die LungeGasaustauschWand der respiratorischen Bronchiolen enthält nach weiteren Aufzweigungen immer mehr Lungenbläschen, bis sie vollständig verschwunden ist. Danach finden sich nur noch gang-, sack- und traubenartige Aneinanderreihungen von Lungenbläschen (Abb. 4.25). Als Folge der großen Zahl von Aufzweigungen des Bronchialbaums enthalten beide Lungen eines Erwachsenen zusammen ca. 300–400 Millionen Lungenbläschen.

Lungenbläschen

Die Lungenbläschen stellen die typische Baueinheit des gasaustauschenden Systems dar. Sie haben eine vieleckige bis kugelige Gestalt; ihre Größe ändert sich zwischen Ein- und Ausatmung stark. Nach Einatmung haben sie einen mittleren Durchmesser von 0,25–0,5 mm, der nach Ausatmung auf Werte von 0,05–0,2 mm zurückgeht. Die Lungenbläschen enthalten in ihrem Inneren, dem sog. Alveolarraum, Luft von Körpertemperatur und maximaler Wasserdampfsättigung; sie werden durch die Atembewegungen ventiliert.

Fachbegriffe

-septen eingedeutschter Plural von septum (lat.): Zwischenwand

ventilieren, VentilationVentilation abgeleitet von ventilatio (lat.): Lüften; damit ist hier die Erneuerung der Atemluft in den Lungenbläschen durch die Atembewegungen gemeint.

Der Alveolarraum wird von Alveolarsepten (auch AlveolarseptenAlveolarscheidewände genannt) Interalveolarseptenbegrenzt (Abb. 4.26), deren Oberfläche von äußerst flachen Alveolarepithelzellen gebildet wird. Die Gesamtoberfläche aller Alveolarsepten zusammen liegt bei einem Erwachsenen zwischen 70 und 140 m2.
Man unterscheidet zwei Arten von Alveolarepithelzellen: Typ I Alveolarepithelzellenund Typ II. Die Typ-I-Zellen bilden den größten Anteil der inneren Oberfläche der Alveolen; sie sind verantwortlich für den Gasaustausch (Kap. 4.10). Die Typ-II-Zellen produzieren einen „SurfactantSurfactantgenannten Stoff, der wie ein Film die innere Oberfläche der Alveolen bedeckt. Dieser Stoff setzt die Oberflächenspannung der wasserdampfgesättigten Alveolen so weit herab, dass diese z.B. beim starken Ausatmen nicht kollabieren oder zumindest sich danach wieder voll entfalten können.

Fachbegriffe

Atelektase abgeleitet aus ateles (griech.): unvollständig und ektasis (griech.): Ausdehnung kollabieren abgeleitet von collabi (lat.): in sich zusammenfallen; dieser Vorgang wird bei den Lungenbläschen auch AtelektaseAtelektase genannt, sodass man das/den Surfactant auch als Anti-Atelektase-Anti-Atelektase-FaktorFaktor bezeichnet.

Surfactant (der oder das): aus den englischen Begriffen „surface active agent“ (oberflächenaktiver Stoff) gebildet

Die Alveolarepithelzellen vom Typ I sind ausgesprochen flach. Dies ist notwendig, damit der Sauerstoff im Inneren der Alveolen eine möglichst kurze Strecke bis zu den Blutkapillaren zurückzulegen hat, die sich in großer Zahl im Inneren der Alveolarsepten befinden (Abb. 4.26, Abb. 4.27). Gleiches gilt auch für Kohlendioxid, das aus dem Blut in die Alveolen abgegeben wird.
Die Blutkapillaren sind umgeben von einem sehr zarten Bindegewebsgerüst mit kollagenen und v.a. elastischen Fasern. Pro Tag fließt durch die Blutkapillaren in den Wänden der Alveolen eine Gesamtmenge von 7000–8000 Litern Blut.
Trotz aller Reinigungs- und Abwehreinrichtungen der oberen und unteren Luftwege gelangen immer noch Verunreinigungen der Atemluft, also auch Erreger, bis in die Lungenbläschen. Deshalb befinden sich in den Alveolarsepten zusätzlich zu den bisher beschriebenen Zellen und Strukturen noch zahlreiche Abwehrzellen, vor allem die sog. Alveolarmakrophagen, die in Alveolarmakrophagendie Alveolen gelangte Erreger und Partikel aufnehmen und unschädlich machen.

Fachbegriffe

MakrophagenMakrophage abgeleitet von makros (griech.): groß und -phage (griech.): „Fresser“, wörtlich also „Großfresser“ oder „große Fresszelle“; es handelt sich um wandernde weiße Blutzellen, die als Abwehrzellen tätig sind.

Klinik

Lungenreife

Ein entscheidender Faktor für die Überlebensfähigkeit von Frühgeborenen ist die LungenreifeLungenreife; dazu ist sowohl eine genügende Produktion von Surfactant erforderlich als auch ein ausreichendes Abflachen der Typ-I-Alveolarepithelzellen, um die Wegstrecke für die Atemgase möglichst gering zu halten. Vor der 24.–25. Entwicklungswoche sind beide Punkte kaum realisiert, sodass ein Überleben von vor diesem Zeitpunkt Geborenen nur relativ selten möglich ist. Auch bei einem Geburtsgewicht von unter 500 g sind die Überlebenschancen relativ gering. Bei extremen Frühgeburten versucht man u.a., durch Gabe von Cortison die körpereigene Produktion von Surfactant anzuregen. Außerdem kommt künstlich hergestelltes Surfactant zum Einsatz.
Die Strecke, die ein Sauerstoffmolekül aus der Alveole heraus über das Alveolarseptum hinweg bis in die Blutkapillare hinein überwinden muss, wird als „Blut-Luft-Schranke“ Blut-Luft-Schrankebezeichnet (für ein Kohlendioxidmolekül analog, nur in umgekehrter Richtung). Die durch Diffusion zurückzulegende Strecke beträgt im Mittel ca. 1/500 mm, teilweise noch deutlich weniger. Dabei sind folgende Strukturen, vom Lungenbläschen ausgehend, zu überwinden (Abb. 4.27):
  • 1.

    Surfactant

  • 2.

    Alveolarepithelzelle Typ I

  • 3.

    Basalmembran

  • 4.

    Endothelzelle der Blutkapillare

  • 5.

    Strecke innerhalb des Blutplasmas bis zur nächsten roten Blutzelle (Erythrozyt)

Jedes Epithel oder Endothel besitzt eine Basalmembran (Kap. 1.2.1); hier „teilen“ sich Alveolarepithelzelle und Endothelzelle der Blutkapillare eine gemeinsame Basalmembran.

Fachbegriffe

Diffusion (lat. diffusio): Auseinanderfließen, Hinüberfließen

Atemmechanische Grundvorgänge

Das Zusammenwirken aller Atemmuskeln, aller Strukturen des Bänderthorax und aller sonstigen bei der Atmung beteiligten physikalischen Faktoren, vor allem der sog. Atmungswiderstände, Atmungswiderständebezeichnet man als Atemmechanik.
Bei der Atemmechaniksog. Ruheatmung wird mit Ruheatmungeiner Frequenz von ca. 12–15 Atemzügen pro Minute jeweils ein Atemvolumen von ca. 0,4–0,6 Liter ein- bzw. ausgeatmet; daraus ergibt sich in Ruhe ein Atemminutenvolumen (oder allgemein Atemzeitvolumen) von ca. Atemzeitvolumen6–8 (evtl. bis 10) Litern. Bei sportlicher Höchstbelastung kann jedoch das Atemzeitvolumen Werte von 150 Litern/min erreichen oder gar noch übersteigen (dies ist dann natürlich keine Ruheatmung mehr).

Atemruhestellung

Am Ende der Ausatmungsphase bei Ruheatmung befindet sich der Atemapparat in der Atemruhestellung. Die AtemruhestellungStimmritze im Kehlkopf ist geöffnet, auf den äußeren Thorax wirkt der gleiche äußere Luftdruck wie im Inneren der Alveolen. Bei diesem Zustand stehen folgende Kräfte miteinander im Gleichgewicht:
  • Die in dieser Stellung gedehnten elastischen Fasern innerhalb des Alveolarseptums; sie versuchen, die Lungen in Richtung auf das Hilum zusammenzuziehen (Abb. 4.26).

  • Die trotz Surfactant noch immer recht große Oberflächenspannung der feuchten Oberflächen der Alveolarsepten und dadurch das Bestreben, diese Oberflächen zu verringern

  • Der Thorax ist in der Atemruhestellung leicht zusammengezogen und hat das Bestreben, sich wieder etwas auszudehnen.

  • Die Kapillaradhäsionskräfte zwischen Kapillaradhäsionskräfteviszeraler und parietaler Pleura

Während die elastischen Fasern der Lunge und die Kräfte der Oberflächenspannung „versuchen“, das Volumen der Lunge zu verkleinern, ist das Bestreben des Thorax in der Atemruhestellung, sich nach außen zu erweitern. Diese entweder nach außen oder nach innen gerichteten Kräfte wirken an den beiden Pleurablättern, die durch den Pleuraspalt voneinander getrennt sind, aber sich durch die Kapillaradhäsionskräfte unter normalen Bedingungen nicht voneinander lösen können. Damit sind die Lungen zwangsweise in einer bestimmten Stellung „aufgespannt“.

Fachbegriffe

Kapillaradhäsionskräfte

abgeleitet von Kapillar- (lat. capillaris): haarfein; damit ist der äußerst schmale Spalt zwischen den beiden Pleurablättern gemeint (Kap. 4.7.4), und Adhäsion (lat. adhaesio): Anheften
Kapillaradhäsionskräfte wirken u.a. zwischen zwei glatten, durch minimale Flüssigkeitsmengen benetzten Oberflächen; sie sind z.B. zu beobachten, wenn man zwei Glasscheiben, zwischen denen sich eine geringe Menge Wasser befindet, aufeinanderlegt und dann voneinander zu lösen versucht

Pleuraspalt; intrapleuraler Druck; Atmungswiderstände

Bei der Atemruhestellung sind im Pleuraspalt sowohl PleuraspaltKräfte wirksam, die versuchen, die parietale Pleura nach außen zu ziehen, als auch Kräfte, die versuchen, die viszerale Pleura nach innen zu ziehen. Die nach außen ziehende Kraft ist das Bestreben des Thorax, sich wieder auszudehnen. Die nach innen ziehenden Kräfte sind die der gedehnten elastischen Fasern und das Bestreben der Oberflächenspannung der Alveolen, sich zu verkleinern. Die Kapillaradhäsionskraft verhindert jedoch, dass sich die Pleurablätter voneinander lösen.
Aus den genannten Gründen ist verständlich, dass in der Atemruhestellung im Pleuraspalt ein leichter Unterdruck (verglichen mit dem Druck der Außenwelt) herrscht. Dieser Druckunterschied beträgt ca. –3 bis –4 mmHg. Man bezeichnet diesen Druckunterschied vereinfacht und nicht ganz korrekt als „intrapleuralen Druck“.

Fachbegriffe

intrapleural (lat. intra): innerhalb, pleural: meint hier zwischen den Pleurablättern

mmHg Millimeter Quecksilbersäule (Hg: chemisches Symbol für Quecksilber, Hydrargyrum)

Aus intrapleuraler DruckDruckintrapleuralerdieser Atemruhestellung heraus beginnt durch die Kontraktion der Muskeln der Brust- und Bauchatmung, evtl. mit Unterstützung der Hilfsmuskeln, eine neue Einatmungsphase, bei der die elastischen Atmungswiderstände überwunden werden müssen, die sich durch die gedehnten elastischen Fasern der Lunge, aber auch durch die Oberflächenspannung ergeben.
Bei der Einatmung wird der Thorax erweitert, d.h. sein Volumen vergrößert. Dies bedeutet letztlich eine zwangsweise Ventilation der Lungenbläschen, deren Volumen sich ebenfalls vergrößert. Dadurch wird die vorhandene Luft in den Lungenbläschen durch frische Atemluft ergänzt.
Bei starker Einatmung ist der Thorax jetzt erweitert, die elastischen Fasern der Lungen sind extrem gedehnt und die Oberflächenspannung der Lungenbläschen ist noch weiter erhöht. Der intrapleurale Druck erreicht seinen größten „negativen“ Wert mit –20 bis –30 mmHg.
Für die Ausatmung bis zur Atemruhestellung sind keine Muskelkräfte erforderlich; hierbei wirken die passiven Kräfte der Muskelentspannung und der Rückstellung des Thorax. Elastische Atmungswiderstände sind bei der Ausatmung nicht zu überwinden.
Bei einer forcierten Ausatmung über die Atemruhelage hinaus müssen die Ausatmungsmuskeln tätig werden. Der Thorax wird dabei zwar relativ stark zusammengezogen, aber die Dehnung der elastischen Fasern der Lungen geht stark zurück, ebenso die Oberflächenspannung der Alveolen. Der intrapleurale Druck kann dann gegen null gehen oder sogar leicht positiv werden. Das Lungenvolumen erreicht den Minimalwert.

Klinik

Pneumothorax

In der Regel herrscht im Pleuraspalt ein Unterdruck. Zum Beispiel bei einer Stichverletzung (traumatischer PneumothoraxtraumatischerPneumothorax) oder durch einen Riss im Lungengewebe (spontaner PneumothoraxspontanerPneumothorax) kann Luft von außen bzw. von innen in den Pleuraspalt eindringen. Dadurch kommt es zu einem Druckausgleich zwischen dem atmosphärischen Außendruck und dem Unterdruck im Pleuraspalt. Die Kapillaradhäsionskraft zwischen den beiden Pleurablättern ist dadurch ganz oder teilweise aufgehoben.
In der Folge lösen sich die beiden Pleurablätter voneinander, der Thorax nimmt seine Normalstellung ein, während die betroffene Lunge durch die nun ungehindert wirkenden Kräfte der sich zusammenziehenden elastischen Fasern und die Reduktion der Oberflächenspannung teilweise oder gar vollständig kollabiert. Man spricht von Pneumothorax (wörtlich: „GasbrustGasbrust“, in der Klinik auch kurz als „Pneu“ bezeichnet). Das wichtigste Symptom ist die mehr oder weniger ausgeprägte Atemnot.
Aus diagnostischen oder therapeutischen Gründen kann es u.U. erforderlich sein, dass durch den Arzt vorübergehend ein Pneumothorax einer Lunge erzeugt werden muss.
Ein kleiner Pneumothorax bedarf i.d.R. keiner weiteren Behandlung, weil die eingedrungene Luft von den Pleurablättern rasch resorbiert wird. Ein großer Pneumothorax bedeutet erhebliche Atemnot für den Patienten; falls nötig bzw. möglich, wird der entstandene Spalt oder Riss verschlossen und die eingedrungene Luft z.B. durch eine Saugdrainage (ThoraxdrainageThoraxdrainage) vorsichtig entfernt.
drainage (franz.): Ableitung
Außer den elastischen Atmungswiderständen, die nur bei der Einatmung durch Muskelkraft zu überwinden sind, gibt es auch sog. nichtelastische, visköse AtmungswiderständeAtmungswiderständevisköse, die sowohl bei der Ein- als auch bei der Ausatmung eine Rolle spielen. Dabei handelt es sich v.a. um die Strömungswiderstände, die auftreten, wenn die Atemgase durch die Luftwege geleitet werden, wobei die größten Strömungswiderstände in der Luftröhre und den kleinen Bronchien auftreten.

Fachbegriffe

viskös (lat. viscosus): „klebrig“, zähflüssig

Atemgrößen

In diesem AtemgrößenKapitel sollen die wichtigsten Zahlenwerte besprochen werden, die Auskunft über die Leistungsfähigkeit des Respirationstrakts geben (in Tab. 4.4 noch einmal zur besseren Übersicht zusammengestellt). Diese sog. Atemvolumina sind Atemvoluminaabhängig von Körpergröße, Trainingszustand, Geschlecht und Alter, deshalb finden sich in Abb. 4.28 Mittelwerte, von denen es nach oben und unten deutliche Abweichungen geben kann. Die Zahlenangaben beziehen sich immer auf beide Lungen zusammen.
Bei maximaler Ausatmung bleibt in der Lunge noch ein Restvolumen zurück, das nicht ausgeatmet werden kann. Es wird als Residualvolumen Residualvolumenbezeichnet und beträgt im Mittel 1,2 Liter (Schwankungen im Bereich von ca. 0,9–1,6 Litern).

Fachbegriffe

Residual- (lat. residuus): als Rest zurückbleibend

Bei ruhiger Atmung werden aus der Atemruhestellung heraus ca. 0,5 (im Mittel zwischen 0,4 und 0,6) Liter Luft ein- und wieder ausgeatmet; dieser Wert entspricht dem Atemzugvolumen (Abb. 4.28). Bei der forcierten Einatmung wird zusätzlich zum Atemzugvolumen ein Luftvolumen eingeatmet, das man als Reservevolumeninspiratorisches Reservevolumen bezeichnet und das im Mittel 2,5 Liter (Schwankungsbreite etwa 1,5–3 Liter) beträgt.
Nach einer ruhigen Ausatmung kann aus der Atemruhestellung heraus zusätzlich noch ein Luftvolumen ausgeatmet werden, das man analog als exspiratorisches Reservevolumen bezeichnet und das etwa 1,5 Liter (oft auch etwas weniger, bis herunter zu ca. 1 l) beträgt.
Das maximal ein- bzw. ausatembare Volumen wird als Vitalkapazität Vitalkapazitätbezeichnet und setzt sich zusammen aus
  • Atemzugvolumen,

  • InspirationReservevolumeninspiratorischem Reservevolumen,

  • ExspirationReservevolumenexspiratorischem Reservevolumen.

Diese Vitalkapazität ist eine entscheidende Größe zur Beurteilung der Lungenleistung (Abb. 4.29); sie beträgt im Mittel 4,5 Liter (bei wenig Trainierten teilweise nur 3 l, bei Ausdauersportlern auch bis zu 7 l und mehr).

Fachbegriffe

Exspiration (lat. exspiratio): Ausdünstung, Ausatmen

Inspiration (lat. inspiratio): Einhauchung, Einatmen

Vital- (lat. vitalis): zum Leben gehörend, -kapazität (lat. capacitas): Fassungsvermögen

Als funktionelle Residualkapazität Residualkapazität, funktionellebezeichnet man das Volumen, das bei der Atemruhestellung noch in beiden Lungen zusammen enthalten ist. Es setzt sich zusammen aus dem Residualvolumen und dem exspiratorischen Reservevolumen und beträgt im Mittel 2,7 Liter.
Die Bedeutung der funktionellen Residualkapazität ist darin zu sehen, dass das normale Atemzugvolumen mit frischer Atemluft (0,5 Liter) bei der ruhigen Atmung mit dem mehrfach größeren Volumen der funktionellen Residualkapazität (2,7 Liter) gemischt wird. Damit werden Konzentrationsspitzen von Sauerstoff und Kohlendioxid ausgeglichen. Der Gasaustausch mit dem Blut kann unabhängig von der Atemphase unter annähernd gleich bleibenden Bedingungen ohne Unterbrechung ablaufen.
Im Laufe des Lebens nimmt das Residualvolumen, also das nicht mehr ausatembare Volumen der Lungen, kontinuierlich zu. Dies ist im Wesentlichen auf eine zunehmende Wassereinlagerung zurückzuführen. Weil gleichzeitig die elastischen Eigenschaften der Lunge und die Beweglichkeit des Thorax mit dem Alter abnehmen, geht die Vitalkapazität mit zunehmendem Alter deutlich zurück (Abb. 4.29).
Aus Vitalkapazität und Residualvolumen ergibt sich nach Addition die Totalkapazität; sie Totalkapazitätentspricht dem Maximalvolumen beider Lungen und beträgt im Mittel 5,7 Liter.

Klinik

Messung der Atemvolumina

Die Atemvolumina können mithilfe eines sog. SpirometerSpirometers bestimmt werden; nur für die Bestimmung der funktionellen Residualkapazität ist dieses Gerät nicht geeignet, für diesen Fall wird meist mit der KörperplethysmografieKörperplethysmografie gearbeitet (für weitere Informationen wird auf Lehrbücher der Physiologie verwiesen).
Spirometer abgeleitet aus spirare (lat.): atmen und -meter (griech. metron): Maß, Messgerät
PlethysmografiePlethysmografie abgeleitet aus plethysmos (griech.): Vergrößerung und -graphia (griech.): schreiben, aufzeichnen

Gasaustausch und Gastransport

An der Grenzzone zwischen Alveolen und Blutkapillaren, die in den Alveolarsepten verlaufen, findet der Gasaustausch statt.
Sauerstoff diffundiert über die Blut-Luft-Schranke von den Alveolen zu den roten Blutzellen (Erythrozyten), ErythrozytenKohlendioxid in umgekehrter Richtung aus dem Blut zu den Alveolen, wo es sich mit der Atemluft vermischt (Abb. 4.30).

Fachbegriffe

Erythrozyten abgeleitet aus erythros (griech.): rot und kytos (griech.): Zelle

Gasgesetze

Nach den Gasgesetzen üben GasgesetzeGase in einem gegebenen Volumen einen Druck aus, der proportional zur Anzahl der vorhandenen Gasmoleküle ist. In einem Gasgemisch übt dabei jedes Gas einen Partialdruck aus, der Partialdruckseinem Volumenanteil entspricht.

Fachbegriffe

Partial- (lat. pars): Teil

Auch unsere Atemluft stellt ein Gasgemisch dar. Ihr Sauerstoffvolumenanteil macht 20,9% aus. Der Rest besteht vorwiegend aus Stickstoff mit Spuren von Edelgasen, Wasserdampf und einer minimalen Menge an Kohlendioxid.
Auf Meeresniveau (Luftdruck 760 mmHgLuftdruck) hat die Einatmungsluft, die in den Luftwegen auf 37 °C aufgewärmt und mit Wasserdampf gesättigt wird (Partialdruck von Wasserdampf: 47 mmHg) dann einen Sauerstoffpartialdruck von
P ( Sauerstoff Inspirationsluft ) = ( 760 47 ) × 0,209 = 150 mmHg
Soll der Sauerstoffpartialdruck in den SauerstoffpartialdruckAlveolen berechnet werden, muss berücksichtigt werden, dass in dem alveolären Gasgemisch ein deutlich höherer Anteil an Kohlendioxid enthalten ist als in der Einatmungsluft. Außerdem gibt es für den Sauerstoffpartialdruck immer wieder zeitliche Schwankungen, abhängig von den Atemzügen und den unterschiedlichen Verhältnissen in einzelnen Lungenbereichen. Als Mittelwert ergibt sich:
P ( Sauerstoff Alveolarluft ) = 100 mmHg

Ventilation und Perfusion

Als Folge des Wechselspiels von Einatmung (Inspiration) und Ausatmung (Exspiration) werden die Lungen, genauer gesagt die Alveolen, ventiliert.
Bei der Ruheatmung erfolgt diese Ventilation mit einer Frequenz von ca. 12–15 Atemzügen pro Minute; dabei wird – wie schon einmal berechnet (Kap. 4.8) – jeweils ein Atemvolumen von ca. 0,4–0,6 Liter ein- bzw. ausgeatmet; daraus ergibt sich ein Atemminutenvolumen von ca. 6–8 Litern. Durch Steigerung der Atemfrequenz, v.a. aber durch Ausnutzung des inspiratorischen Reservevolumens kann das Atemminutenvolumen z.B. bei sportlichen Höchstleistungen bis auf 150 Liter/min und mehr gesteigert werden.

Fachbegriffe

ventilieren, Ventilation abgeleitet von ventilatio (lat.): Lüften; damit ist die Erneuerung der Atemluft in den Lungenbläschen durch die Atembewegungen gemeint.

Eine optimale Ventilation der Alveolen, angepasst an die jeweiligen Erfordernisse, ist damit Voraussetzung für einen guten Gasaustausch. Dabei sind allerdings einige nachfolgend beschriebene Besonderheiten zu berücksichtigen.
Anatomischer Totraum
Von jedem Atemzugvolumen (durchschnittlich 0,4–0,6 Liter bei Ruheatmung) gelangt nur ein Teil in den Alveolarraum und nimmt am Gasaustausch teil. Ein Rest von beim Erwachsenen durchschnittlich 0,15 Litern (30 % des Atemzugvolumens) bleibt im sog. anatomischen Totraum (Nase, Totraum, anatomischeranatomischer TotraumMund, Rachen, Kehlkopf, Luftröhre, Bronchien, Bronchiolen bis zu einschließlich den terminalen Bronchiolen), weil in diesen rein luftleitenden Wegen aufgrund der fehlenden Alveolen überhaupt kein Gasaustausch stattfinden kann, die Luft aber dennoch durch diese Wege hindurchtransportiert werden muss, bis sie im Inneren der Lunge zu den Alveolen gelangt.
Hypoventilation durch Hecheln
Da die Größe des anatomischen Totraums mit rund 30 % des Atemzugvolumens vorgegeben ist, steigt die Effektivität der alveolären Ventilation mit der Tiefe des einzelnen Atemzugs, also mit der Ausnutzung des inspiratorischen Reservevolumens.
Würde man nur die Atemfrequenz steigern (Hecheln), käme Hechelndies überwiegend dem anatomischen Totraum zugute. Eine zu hohe Atemfrequenz kann deshalb zu einer sog. Hypoventilation führen, Hypoventilationda nur in den oberen Luftwegen relativ viel Luft (Totraumluft) bewegt wird, die Alveolen aber nicht ausreichend ventiliert werden. Man spricht in diesem Fall von einer Totraumventilation.
Es gibt Totraumventilationallerdings auch noch andere Ursachen für eine Hypoventilation, z.B. chronische Lungenerkrankungen, Lähmungen der Atemmuskulatur u.a.

Fachbegriffe

Hypo-, Hyperventilation

hyper- (griech.): über, zu viel
hypo- (griech.): unter, zu gering
Ventilation (s.o.): Belüftung; eine zu geringe Belüftung der Alveolen führt letztlich zu Sauerstoffmangel des Körpers
Hyperventilation
Bei sportlicher Betätigung oder bei sonstiger schwerer körperlicher Arbeit muss das Atemminutenvolumen mehr oder weniger deutlich über den Wert von ca. 6–8 Litern pro Minute gesteigert werden. Dies geschieht, wie schon oben erwähnt, v.a. durch Ausnutzung des inspiratorischen Reservevolumens und eine gewisse Erhöhung der Atemfrequenz. Damit ergibt sich die dann notwendige gesteigerte Ventilation der Alveolen.
Wird die alveoläre Ventilation jedoch z.B. nur durch Erregung, Angst oder bei Stresssituationen gesteigert ohne gleichzeitige Erhöhung der körperlichen Tätigkeit, dann spricht man von Hyperventilation.
Da dabeiHyperventilation kaum ein erhöhter Sauerstoffbedarf des Körpers besteht, ist die bessere Versorgung der Alveolen mit Sauerstoff zwar nicht schädlich, hat aber auch keinen positiven Effekt.
Negativ schlägt allerdings zu Buche, dass bei dieser über den Bedarf hinaus gesteigerten alveolären Ventilation zu viel Kohlendioxid abgeatmet wird. Kohlendioxid ist nichtKohlendioxid nur ein „Abgas“ der Zellen, das möglichst schnell aus dem Körper entfernt werden müsste, sondern gleichzeitig auch eine lebensnotwendige Komponente, um in gelöster Form als Bikarbonat den pH-Wert des Blutes im Normbereich zu halten.
Das in Wasser gelöste Kohlendioxid hat – vereinfacht gesagt – Säurecharakter („Kohlensäure“); deshalb wird das Blut bei zu starker Abgabe von Kohlendioxid, also zu stark sinkendem Kohlendioxidpartialdruck, alkalischer. Man nennt dies „respiratorische Alkalose“. DieserAlkalose, respiratorischerespiratorische Alkalose Zustand führt zu Muskelkrämpfen und zu einer Gefäßverkrampfung der das Gehirn versorgenden Arterien und damit letztlich zu einer Bewusstlosigkeit infolge Sauerstoffmangels im Gehirn.
Die durch Angst ausgelöste Hyperventilation des Patienten kann evtl. durch Beruhigung reduziert werden. Hilfreich ist außerdem das Aufsetzen einer Plastik- oder Papiertüte (oder einer Hyperventilationsmaske mit Rückatembeutel), um das abgeatmete Kohlendioxid erneut und wiederholt einzuatmen.
Perfusion
Damit der Sauerstoff aus den Alveolen nach Diffusion über die Blut-Luft-Schranke auch optimal und bedarfsangepasst in das Blut gelangt, muss der Transport des sauerstoffarmen Blutes aus der rechten Herzkammer über die Lungenarterien an die Ventilation der Lungen angepasst werden. Dieser Transport des gesamten Blutes aus dem rechten Herzen durch die beiden Lungen wird als Perfusion Perfusionbezeichnet. Die pro Tag durch die beiden Lungen transportierte Blutmenge liegt bei etwa 7000–8000 Litern.

Fachbegriffe

Perfusion (lat. perfusio): das Durchströmen

Wird z.B. bei körperlicher Arbeit die Ventilation der Alveolen erhöht, steigt auch die Perfusion der Lungen entsprechend an.
In Ruhe sind nicht alle Lungenabschnitte gleich gut durchblutet und nur durch etwa die Hälfte der Lungenkapillaren fließt überhaupt Blut. Die Steigerung der Perfusion erfolgt deshalb im Wesentlichen dadurch, dass als Folge der bei körperlicher Arbeit gesteigerten Herzleistung nun auch die in Ruhe nicht durchbluteten Lungenkapillaren bzw. Lungenabschnitte in den Gasaustausch mit einbezogen werden.
Da im Mittel nicht alle Lungenabschnitte gleichmäßig gut ventiliert und perfundiert werden, findet sich in den Lungenvenen ein Mischblut mit einem Sauerstoffpartialdruck von 97 mm Hg, der aber nur leicht unter dem theoretischen Höchstwert von 100 mmHg liegt, wie er im Gasgemisch der Alveolen gefunden wird (Kap. 4.10.1). Zusätzlich mischt sich teilweise auch sauerstoffarmes Blut aus dem nutritiven Kreislauf der Lunge und des Herzens (Bronchialgefäße, Koronargefäße) mit dem sauerstoffreichen Blut, das aus der Lunge kommt, sodass der Sauerstoffpartialdruck in der Aorta letztlich nur bei ca. 92–95 mmHg liegt (dieser Wert gilt für junge, gesunde Erwachsene; mit zunehmendem Alter geht er bis auf ca. 75 mmHg zurück).

Hämoglobin

Der über die Blut-Luft-Schranke aus den Alveolen in das Blutplasma hinweg diffundierte Sauerstoff muss im Blut gebunden und in eine transportfähige Form gebracht werden, damit er auf dem Weg zu den Zellen und Geweben nicht vorzeitig wegdiffundiert.
Die Zellen, die den Sauerstoff im Blut binden, sind die Erythrozyten (rote Blutzellen, rote Blutkörperchen). Sie entstehen lebenslang in großer Zahl im Knochenmark und werden von dort aus an die Blutbahn abgegeben. Bei ihrer Differenzierung im Knochenmark stoßen die Erythrozyten ihren Zellkern aus, um möglichst viel des Sauerstoff bindenden und transportierenden Proteins Hämoglobin (Hämoglobinabgekürzt Hb) einlagern zu können.
Kohlendioxid wird überwiegend als Bikarbonat im Blutplasma gebunden und transportiert, zu einem geringeren Anteil aber auch über die Erythrozyten.

Fachbegriffe

Hämoglobin Hämo- (griech. haima-): Blut; -globin (lat. globus): Kugel, hier: kugelförmiges Proteinmolekül

Häm
Das Hämoglobin besteht aus einem Proteinanteil, der sich im Begriff „globin“ wiederfindet, und aus vier identischen Farbstoffmolekülen, die man als Häm Hämbezeichnet und die dem Hämoglobin und damit dem Blut seine rote Farbe verleihen.
Im Inneren eines jeden Häms ist ein zweiwertiges Eisen enthalten, von dem jeweils ein Sauerstoffmolekül gebunden werden kann. Bei voller Sättigung kann jedes Gramm Hämoglobin ein Volumen von 1,34 Millilitern Sauerstoff binden. Dieser Wert wird als Hüfner-Zahl Hüfner-Zahlbezeichnet.
Mit der Hüfner-Zahl lässt sich die maximale Sauerstoffbindungsfähigkeit des Blutes berechnen. Bei einem Mann beträgt die Hämoglobin-Konzentration im Blut im Mittel 160 Gramm/l (bei der Frau im Mittel 140 Gramm/l). Damit ergibt sich im Mittel bei einem Mann eine maximale Bindungsfähigkeit für Sauerstoff von 214 Millilitern pro Liter Blut (160 × 1,34), bei der Frau von 188 Millilitern pro Liter Blut (140 × 1,34).
Die Anlagerung von Sauerstoff an Hämoglobin bezeichnet man als Oxygenation; sie ist Oxygenationabhängig vom Sauerstoffpartialdruck. Der Sauerstoffpartialdruck von ca. 100 mm Hg, wie er in den Alveolen zu finden ist, reicht aus, um Hämoglobin nahezu vollständig zu oxygenieren.

Fachbegriffe

Hüfner Eigenname (deutscher Chemiker)

Oxygenation, oxygenieren abgeleitet von oxygenium (lat.): Sauerstoff und -ation (lat.): hier am besten mit Anlagerung oder Bindung zu übersetzen, oxygenieren: mit Sauerstoff beladen

Sauerstoff-Bindungs-Kurve
Da Sauerstoff-Bindungs-KurveSauerstoff für unseren Körper lebensnotwendig ist, muss gewährleistet sein, dass das Hämoglobin auch bei absinkendem Sauerstoffpartialdruck in der Umgebung (z.B. im Hochgebirge) noch möglichst lange ausreichend oxygeniert wird und den Sauerstoff auch verlässlich fest bindet.
Betrachtet man jedoch die Situation in den Kapillargebieten der Organe und Gewebe, dann ist hier der Sauerstoffpartialdruck in der Umgebung praktisch gleich null. Wenn auch unter diesen äußeren Umständen die Bindung des Sauerstoffs an Hämoglobin noch genauso fest wäre wie bei einem hohen Sauerstoffpartialdruck, könnten die Zellen der Organe und Gewebe nicht mit Sauerstoff versorgt werden. Deshalb sinkt die Bindungsfähigkeit des Hämoglobins für Sauerstoff bei einem Sauerstoffpartialdruck der Umgebung von etwa null ebenfalls praktisch auf null, d.h., das Hämoglobin gibt in den Kapillargebieten der Organe und Gewebe den Sauerstoff ab, der nun zu den Zellen diffundiert (Abb. 4.31, Abb. 4.32).
Diese lebensnotwendige Fähigkeit des Hämoglobins, bei ausreichendem Sauerstoffpartialdruck Sauerstoff zu binden und bei sehr geringem Sauerstoffpartialdruck Sauerstoff abzugeben, ist im S-förmigen Kurvenverlauf der sog. Sauerstoff-Bindungs-Kurve nachzuvollziehen (Abb. 4.32).
Arterielles Blut, in dem Blut, arterielles/venösesdas Hämoglobin weitestgehend mit Sauerstoff gesättigt ist, hat eine kräftig hellrote Farbe.
Venöses Blut, bei dem das Hämoglobin nur eine sehr geringe Sauerstoffsättigung aufweist, hat eine dunkel bläulichrote Farbe (besonders gut an den Venen des Handrückens zu sehen).

Klinik

Oxymetrie/Zyanose

OxymetrieDer Unterschied in der Farbe des arteriellen und venösen Blutes wird ausgenutzt, um den Sättigungsgrad des Hämoglobins zu bestimmen. Dies geschieht oft über eine Durchleuchtungstechnik am Ohrläppchen oder am Finger, die als PulsoxymetriePulsoxymetrie bezeichnet wird (z.B. bei Patienten auf einer Intensivstation).
Oxy-, oxygen (griech.): Sauerstoff, -metrie (griech. metron): Maß, Messgerät.
Bei zu geringer Sauerstoffsättigung des Kapillarblutes in der Haut oder Schleimhaut nehmen diese eine bläuliche Farbe an; man spricht von ZyanoseZyanose (wörtlich: Blausucht, lat. cyaneus: blau, und -osis, griech.: Zustand). Die Zyanose ist z.B. deutlich an den Lippen zu sehen („blaue Lippen“).

Klinik

Hypoxie/Anoxie/Ischämie

Der Körper besitzt praktisch keine Sauerstoffspeicher und ist auf die ständige Zufuhr von Sauerstoff angewiesen.
Bei Unterbrechung der Sauerstoffzufuhr z.B. durch Herzstillstand kommt es zur Anoxie oder Ischämie und damit sehr schnell zu irreversiblen Schädigungen in Organen und Geweben, v.a. aber im Gehirn: Nach 5 Sekunden Unterbrechung sind erste Störungen im Gehirn festzustellen, nach 15 Sekunden tritt Bewusstlosigkeit auf, nach 4–5 min irreversible Schäden, nach 8–10 min der Hirntod.
HypoxieHypoxie: unzureichende Sauerstoffkonzentration in Geweben oder Organen, hypo- (griech.): zu wenig; AnoxieAno xie: vollständiger Sauerstoffmangel in Geweben oder
Organen, An- oder A- (griech.): nicht-; -oxie (lat.): oxygenium: Sauerstoff.
IschämieIschämie: ausgesprochen Is-chämie (ch wie in Bronchien), griech. ischein: zurückhalten und -ämie (griech. haima): Blut, Bedeutung: zu geringe oder vollständig fehlende Durchblutung eines Gewebes oder Organs.

Klinik

Kohlenmonoxidvergiftung

KohlenmonoxidvergiftungKohlenmonoxid (chemisch: CO) bindet ungefähr 200-mal besser an Hämoglobin als Sauerstoff. Es entsteht durch unzureichende Verbrennung (unzureichende Sauerstoffzufuhr beim Verbrennungsprozess). Schon bei geringen Konzentrationen an Kohlenmonoxid in der Atemluft, z.B. durch Autoabgase in geschlossenen Garagen oder bei schlecht ziehenden Öfen und geschlossenen Fenstern, besteht Erstickungsgefahr.

Regulationsprinzipien der Atemfunktion

Um den Atemfunktion, RegulationZellen des Körpers möglichst immer optimale Bedingungen für ihre Tätigkeit zu gewährleisten, muss die Atmung permanent an die wechselnden Bedürfnisse des Stoffwechsels, der körperlichen Aktivität und des Verhaltens angepasst werden. Die Steuerung der AtmungAtmungSteuerung ist deshalb ein sehr komplizierter Vorgang, an dem das Nervensystem maßgeblich beteiligt ist.
Das Atemzentrum liegt in Atemzentrumder sog. Netzsubstanz (Formatio Netzsubstanzreticularis) des Formatio reticularisHirnstamms, einem Teil des Gehirns (Kap. 7.9.8). Hier wird ein Grundrhythmus erzeugt, der über Nervenverbindungen zu den Atemmuskeln geleitet wird, die sich dann entsprechend kontrahieren. Dieser Grundrhythmus entsteht dadurch, dass es Nervenzellen gibt, die entweder die Einatmung oder die Ausatmung aktivieren und die unter gegenseitiger Beeinflussung im Wechsel aktiv sind.

Fachbegriffe

Formatio reticularis Formatio (lat.): Gebilde; reticularis (lat.): netzartig

Die Netzsubstanz bekommt Informationen zum einen aus der Körperperipherie, zum anderen aus höher organisierten Hirnstrukturen. Damit kann der Grundrhythmus allen Veränderungen des Stoffwechsels, der körperlichen Aktivität und des Verhaltens angepasst werden. Die wichtigsten Regel- und Steuerungsmechanismen sind nachfolgend kurz beschrieben:
  • Hering-Breuer-Reflex: Bei Hering-Breuer-Reflexdiesem Schutzreflex wird die Lunge vor zu starker Überdehnung geschützt, indem die Einatmung reflektorisch begrenzt wird (Hering, Breuer: Eigennamen).

  • Nervenverbindungen von bestimmten Messfühlern in der gerade arbeitenden Körpermuskulatur führen zur Netzsubstanz und informieren diese über die körperliche Aktivität.

  • Eine Erhöhung der Atemfrequenz kann durch Temperaturreize (Wechselbäder, Fieber), aber auch durch Schmerzen bewirkt werden.

  • Auch bestimmte Hormone, die den Stoffwechsel stimulieren (z.B. Stresshormone, Schilddrüsenhormone, Schwangerschaftshormone), können den Atemantrieb stimulieren.

  • Höhere Hirnzentren informieren die Netzsubstanz über Verhaltensänderungen, die die Atmung antreiben können (Stress, Angst, Erregung u.a.).

  • Zusätzlich existiert ein chemisches Kontrollsystem der Atmung, das im Blut speziell die von der Atmung abhängigen Größen des pH-Werts und des Kohlendioxidpartialdrucks misst und Informationen an die Netzsubstanz weiterleitet.

Zusammenfassung

Der Thorax besteht neben den Muskeln aus dem Brustbein, der Brustwirbelsäule, den 12 Rippenpaaren und den zugehörigen Bindegewebsstrukturen (Bänderthorax). Die echten Rippen (1–7) haben vorne eine gelenkige Verbindung mit dem Brustbein, alle Rippen (1–12) besitzen hinten Gelenke mit den entsprechenden Brustwirbeln. Atembewegungen erfolgen in allen genannten Gelenken, aber auch durch Verbiegungen der Knorpelanteile der Rippen. Zwischen den Rippen befinden sich die äußeren und inneren Interkostalmuskeln.

Der Thorax enthält die linke und rechte Pleurahöhle mit den beiden Lungen; dazwischen befindet sich das Mediastinum mit Herz, Luft- und Speiseröhre sowie Nerven und Gefäßen. Der Thorax ist nach unten durch das Zwerchfell verschlossen.

Die Bauchwand besteht aus großflächigen Muskeln und ausgedehnten Aponeurosen. Bei den Muskeln unterscheidet man den vorne liegenden geraden Bauchmuskel von den seitlichen Muskeln (äußerer schräger, innerer schräger und querer Muskel).

Bei der äußeren Atmung unterscheidet man Brust- und Bauchatmung. Bei der inspiratorischen Ruheatmung sind beteiligt: Zwerchfell, Treppenmuskeln, obere äußere Interkostalmuskeln. Die exspiratorische Ruheatmung verläuft ohne Einsatz von Muskelkraft. Bei der forcierten Einatmung sind zusätzlich die restlichen äußeren Interkostalmuskeln, die vorderen inneren Interkostalmuskeln und als Atemhilfsmuskel der M. sternocleidomastoideus beteiligt. Bei der forcierten Ausatmung wirken die restlichen Anteile der inneren Interkostalmuskeln, die Bauchmuskeln und der M. latissimus dorsi.

Die luftleitenden Organe unterteilt man in obere Luftwege (Nasenhöhlen, Nebenhöhlen und Rachen) und untere Luftwege (Kehlkopf, Luftröhre, Bronchialbaum).

Die Nase besteht aus dem paarigen Vorhof und den paarigen Nasenhöhlen, die durch die Nasenscheidewand (Septum) getrennt sind. Der Boden der Nasenhöhle ist der Gaumen, das Dach wird von der Schädelbasis gebildet. Die Nasenhöhlen öffnen sich über die Choanen in den Nasenrachen. Die Nasenhöhle ist von Nasenschleimhaut (respiratorisches Flimmerepithel) ausgekleidet, die die Reinigung und Erwärmung der Atemluft sowie den Niesreflex vermittelt. Im Dach der Nasenhöhlen ist das Riechorgan lokalisiert.

In der lateralen Wand der Nasenhöhlen befinden sich drei Nasenmuscheln (Conchae nasales) mit zugehörigen Nasengängen. Der untere Nasengang enthält die Mündung des Tränennasengangs, in die anderen Nasengänge münden die Nasennebenhöhlen. Bei diesen unterscheidet man Stirnhöhle, Kieferhöhle, Keilbeinhöhle und Siebbeinzellen.

Der Rachen (Pharynx) ist ein schleimhautausgekleideter Muskelschlauch, der in drei Etagen (Epi-, Meso- und Hypopharynx) gegliedert wird. Der Epipharynx hat Verbindungen zur Nasenhöhle und über die Ohrtrompete zum Mittelohr, der Mesopharynx hat die Verbindung zur Mundhöhle, der Hypopharynx zum Kehlkopfeingang und zur Speiseröhre.

Die Rachenmuskulatur besteht aus Schlundhebern und Schlundschnürern (Konstriktoren), die beim Schluckakt beteiligt sind. Der stärkste Schlundheber ist der M. palatopharyngeus, der sich im vorderen Gaumenbogen befindet. Die Rachenmuskeln werden vom N. glossopharyngeus und N. vagus innerviert.

Als lymphatischer oder Waldeyer-Rachenring wird die Ansammlung von lymphatischem Abwehrgewebe am Übergang des Rachens zur Nasen- bzw. Mundhöhle bezeichnet. Dabei handelt es sich um die unpaare Rachenmandel, die paarigen Tuben- und Gaumenmandeln sowie die unpaare Zungenmandel.

Die Luftröhre (Trachea) ist aufgebaut aus Knorpelspangen, die hinten durch den Paries membranaceus verbunden sind, der glatte Muskeln und elastische Fasern enthält. Die Trachea endet an der Bifurkation, wo sie sich in den rechten und linken Hauptbronchus aufteilt. Das rein luftleitende System (anatomischer Totraum) setzt sich fort über Lappen- und Segmentbronchien, kleinere Bronchien, Bronchiolen bis zu den terminalen Bronchiolen. Diese gehen über in die respiratorischen Bronchiolen, die bereits Lungenbläschen (Alveolen) in der Wand besitzen und den Beginn des gasaustauschenden Systems der Lunge darstellen.

Die Lungen sind paarig, weisen eine mediale und laterale Seite, eine Spitze und eine Basis auf. An der medialen Seite befindet sich der Lungenhilus, wo die Bronchien, Gefäße und Nerven eintreten. Die Lungen gliedern sich in Lappen und Segmente. Die Lungenarterien folgen den Bronchien im Zentrum der Lappen und Segmente, die Lungenvenen verlaufen zwischen den Segmenten und Lappen. Die Lungen sind von viszeraler Pleura (Lungenfell) bedeckt, die am Lungenhilus in die parietale Pleura (Rippenfell) übergeht.

In den Lungenbläschen (Alveolen) findet der Gasaustausch statt. Sie sind ausgekleidet von Alveolarepithelzellen, die von Surfactant bedeckt sind. In den Alveolarsepten befinden sich Blutkapillaren, Bindegewebe mit elastischen Fasern und Alveolarmakrophagen. Als Blut-Luft-Schranke bezeichnet man die Barriere, die ein Sauerstoffmolekül ausgehend von der Alveole bis zum Erreichen der Erythrozyten überqueren muss.

Die Lungen sind durch die im Pleuraspalt wirkenden Kräfte künstlich aufgespannt und verändern ihr Volumen während der Ventilation. Die Ventilation stellt sich dar durch das Atemzugvolumen und die Zahl der Atemzüge pro Minute.

Als Atemgrößen bezeichnet man folgende Werte: Atemzugvolumen, exspiratorisches und inspiratorisches Reservevolumen, Residualvolumen, funktionelle Residualkapazität, Vitalkapazität, Totalkapazität.

Sauerstoff wird durch das eisenhaltige Pigment Häm des Hämoglobins gebunden und zu den Zellen transportiert, wo er abgegeben werden kann. Kohlendioxid wird als Bikarbonat im Blutplasma bzw. ebenfalls über das Hämoglobin transportiert.

Die Durchspülung der Lungen mit Blut (Perfusion) wird so mit der Ventilation verbunden, dass eine ausreichende Sauerstoffversorgung des Körpers bei unterschiedlichen Aktivitäten gewährleistet wird. Die Steuerung der Atmung erfolgt über das Atemzentrum in der Formatio reticularis des Hirnstamms. Hier werden die aus dem Körper stammenden Signale für den Sauerstoffbedarf ausgewertet und in entsprechende Impulse für die Atemmuskulatur umgesetzt.

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