Matthias Birnstiel

Medizinisch wissenschaftlicher Lehrgang

Atmung undAtmungsorgane

Modul

Wissenschaftliche Lehrmittel, Medien, Aus- und WeiterbildungCHRISANA

Inhaltsverzeichnis des Moduls Atmung und Atmungsorgane

• Anatomie der Atmungsorgane • Obere Luftwege

• Nase und Nasennebenhöhlen • Rachen • Kehlkopf

• Untere Luftwege• Luftröhre • Bronchien, Bronchiolen • Alveolen• Die Lunge • Kreislauf- und Lymphsystem der Lunge

• Hilfsstrukturen • Pleura (Lungenfell und Brustfell)• Zwerchfell • Zwischenrippenmuskulatur (Interkostalmuskeln) • Atemhilfsmuskulatur

• Physiologie der Atmung • Zusammensetzung der Ein- und Ausatmungsluft • Physikalische Grundgesetze • Gasaustausch• Alveoläre Ventilation • Atemmechanik• Lungenvolumina und Ventilationsgrössen• Sauerstoff- und Kohlendioxidtransport im Blut • Störungen bei der Arterialisierung • Alveoläre Hyperventilation • Alveoläre Hypoventilation • Störungen des Säure-Basen-Gleichgewichts • Regulation der Atmung • Höhenanpassung • Atemrhythmus

Auszug aus dem Modul Atmung und Atmungsorgane

Untere Luftwege

Luftröhre

Die Luftröhre (Trachea) ist ca. 10 - 12 cm lang und ca. 2 cm im Durch-messer. Der elastische Schlauch wird verstärkt durch 16 - 20 hufeisen-förmige Knorpelspangen (Cartilago trachealis1). In der Hinterwand werden die Knorpel bindegewebig und muskulär zum Ring geschlossen (Abb. 93 und 101 ). Somit kann die Luftröhre nicht in sich zusammenfal-len (kollabieren), wenn bei der Einatmung ein Unterdruck entsteht. Die elastische Hinterseite erleichtert das Heruntergleiten von Speiseteilen in der Speiseröhre, die sich nach vorn vorübergehend ausbuchten kann.

Im Inneren ist die Trachea mit Schleimhaut ausgekleidet, die aus einem zweireihigen Flimmerepithel mit Becherzellen gebildet wird (Abb. 102 und 113 ). Durch die Flimmerfortsätze können inhalierte Partikelchen in den Rachen befördert werden.

In der Höhe des fünften Brustwirbels an der Teilungsstelle der Luftröhre (Bifurcatio trachea; Abb. 94 ) teilt sich die Luftröhre in die zwei Haupt- bzw. Stammbronchien (Abb. 96).

Die Stammbronchien treten in den Hili (Mehrzahl von Hilus = Ein-trittsstelle) in die Lungenflügel ein. Der rechte Stammbronchus ist weiter, kürzer und steiler im Verlauf als der linke, so dass Fremdkörper leichter in den rechten Bronchus aspiriert (angesaugt) werden können.1 Die Trachea enthält in ihrer Wand 15-20 hufeisenförmige Knorpelspangen (Cartilago trachealis) aus

hyalinem Knorpel, die durch Bänder miteinander verbunden sind. Sie verstärken die Wand und verhin-dern das Kollabieren der Luftröhre während der In- und Exspiration.

Abb. 9: Vorderansicht von Kehl-kopf, Luftröhre, Stamm-bronchien, Lappen-bronchien und Segment-bronchien; rechts:Luft-röhre von hinten.Kleines Bild: Ansicht eines Teils der Luftröhre von hintenrot: Kehlkopf grün: Bifurcatioblau: Anteile der Bronchien, die sich inner-halb der Lunge befinden.Bildquelle: Eigenes Bild

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1 hufeisenförmige →hyaline Knorpelspangen 2 Bandstrukturen 3 In der Hinterwand werden die Knorpel binde-

gewebig und muskulär zum Ring geschlossen 4 Aufteilung (→Bifurcatio trachea) 5 linker Hauptbronchus 6 rechter Hauptbronchus7; 8; 9 Lappenbronchien10 Segmentbronchien

AnmerkungWerden die Luftwege durch Insektenstiche oder Fremdkörper verengt, besteht akute Erstickungsgefahr. Um die Atmung aufrecht zu erhalten, wird ein Luftröhrenschnitt gemacht (Tracheotomie) und es wird eine Kanüle eingeführt. Diese Tracheotomie sollte nur in der Klinik durchgeführt werden. Im Notfall - ausserhalb der Klinik - wird lediglich eine sehr dicke Injektions- kanüle von aussen in die Luftröhre eingestochen.

Die Trachea verbindet den Kehlkopf mit dem Bronchi-albaum und hat einen Wandaufbau aus hufeisen-förmigen hyalinen Knorpelspangen, kollagenem Bindegewebe, glatter Muskulatur und Schleimhaut mit Flimmerepithel.

Bronchien, Bronchiolen

Vergleichbar mit einem Baum, dessen Stamm die Luftröhre bildet, teilt sich diese an der Bifurcatio (Abb. 94 ) in die beiden Stammbronchien (Abb. 95,6 ). An der Lungenwurzel (→Hilus2) treten die beiden Stammbronchien in die Lungen ein.

Jeder Stamm - oder Hauptbronchus teilt sich in Lappenbronchien (Abb. 97,8,9 ). Rechts in drei, links in zwei, genau nach Anzahl der vorhandenen Lungenlappen. Aus den Lappenbronchien gehen dann die Segment-bronchien hervor, die wiederum nach Zahl und Benennung der Anordnung und Einteilung der Lungensegmente (Abb. 13) folgen.

Die Bronchien verzweigen sich immer weiter bis zu den Alveolen3 (Lungenbläschen; Abb. 12) und werden schlussendlich in 24 Generationen (Abzweigungen) eingeteilt.

Aus den kleinen Bronchien gehen zunächst Bronchioli hervor, aus die-sen je 4 bis 5 Bronchioli terminalis (Abb. 121). Aus diesen gehen wieder

2 Am Hilus eines Organs treten Blutgefässe und Nerven in das Organ ein beziehungsweise aus ihm aus. Ein Hilus ist Kennzeichen parenchymatöser Organe. Es finden sich unter anderem an der Niere, an der Leber, an der Milz oder an der Lunge jeweils ein Hilus.

3 Die Alveolen sind die strukturellen Elemente der Lunge, in denen bei der Atmung der Gasaustausch zwischen Blut und Alveolarluft erfolgt.

1 Membranöse Rückwand der Luft röhre2 Schleimhaut3 Knorpelspange4 äussere Verschiebeschicht (Tunica adventitia)

Abb. 10: Querschnitt durch die Luftröhre.Quelle: Eigenes Bild

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Speiseröhre

die Bronchioli respiratorii4 (Abb. 22 ) hervor, an deren Wand bereits einige Aleveolen vorkommen und die in den Alveolargängen (Ductili alveo-lares5; Abb. 123 ) enden, die mit Alveolen dicht besetzt sind. Sie bilden den Übergang zur kleinsten Einheit der Lunge, den Alveolen (siehe unter 2.3.3), dem Ort des eigentlichen Gasaustausches.

Jeder Hauptbronchus gibt mehrere Äste ab. Von diesen grossen Bronchien zweigen dann kleinere Äste, die sich unter Abnahme ihrer Öffnung weiter aufteilen. Die kleinen Bronchien gehen in die Bronchiolen und diese in die Terminalbronchiolen über. Daran schliessen sich dann Bronchiolo respiratorii an.

KontrollfragenWelche physiologische Bedeutung haben die Knor-pelspangen an der Luftröhre?

Wo liegt die erste Teilungsstelle der Luftröhre?

Wo treten die Lappenbronchien in die Lungen ein?

Wie heissen die kleinsten funktionellen Einheiten der Lunge?

4 Die Bronchioli respiratorii sind feine Äste der Endbronchiolen und ein Teil der unteren Atemwege. Sie gehören bereits zum gasaustauschenden Abschnitt der Atemwege. Die Bronchioli respiratorii weisen in ihrer Wand schon vereinzelt Alveolen auf. Sie enden über die Alveolargänge in den Alveolarsäckchen (Saccus alveolaris).

5 Die Ductus alveolares oder Aveolargänge sind Teil des terminalen Gangsystems eines Lungenazinus. Sie gehen aus den Bronchioli respiratorii hervor und enden jeweils blind in einem Alveolarsack (Sacculus alveolaris).