Anatomie der Atmungsorgane (Makroskopie und Mikroskopie)

Umfassende Lernkartei zur makroskopischen und mikroskopischen Anatomie des menschlichen Atmungssystems basierend auf der Vorlesung 'Anatomie der Atmungsorgane'.

Äussere Atmung vs. Innere Atmung

Die äussere Atmung umfasst den Gasaustausch von $O_2$ und $CO_2$ zwischen Atemluft und Blut in den Lungenalveolen. Die innere Atmung (Zellatmung) bezeichnet den Gasaustausch zwischen Kapillarblut und den peripheren Körpergeweben bzw. Zellen.

Ruheatemfrequenz und Ruheatemzugvolumen

Beim gesunden Erwachsenen in Ruhe beträgt die Atemfrequenz $16\text{--}20\,\text{Atemzüge pro Minute}$ und das normale Atemzugvolumen $400\text{--}600\,\text{ml pro Atemzug}$.

Knorpeliges Nasenskelett

Besteht im Wesentlichen aus der unpaaren Cartilago septi nasi (Nasenscheidewandknorpel), den paarigen Cartilagines alares majores und minores (Flügelknorpel) sowie der paarigen Cartilago nasalis lateralis.

Knöchernes Nasenseptum

Wird dorsal und basal durch das Pflugscharbein (Vomer) sowie kranial und anterior durch die Lamina perpendicularis des Siebbeins (Os ethmoidale) gebildet.

Conchae nasales (Nasenmuscheln)

Drei Knochenleisten an der lateralen Nasenwand: Die Concha nasalis superior und Concha nasalis media gehören zum Os ethmoidale; die Concha nasalis inferior ist ein eigenständiger Schädelknochen. Sie gliedern die Nasenhöhle in oberen, mittleren und unteren Nasengang.

Locus Kiesselbachi

Ein gefässreiches, oberflächliches submuköses Kapillargeflecht im anteroinferioren Bereich des Nasenseptums. Es bildet eine Anastomose zwischen Ästen der A. carotis interna (A. ethmoidalis anterior) und A. carotis externa (A. sphenopalatina, A. labialis superior, A. palatina major) und ist die häufigste Quelle für Nasenbluten (Epistaxis).

Organum vomeronasale (Jacobson-Organ)

Ein variabel ausgebildetes, $3\text{--}25\,\text{mm}$ langes, mit Epithel und bipolaren Sinneszellen ausgekleidetes Kanälchen am Boden der Nasenhöhle nahe dem Nasenseptum, das chemosensorische Funktionen (z. B. Pheromonwahrnehmung) vermittelt.

Sinus paranasales (Nasennebenhöhlen)

Vier paarige, luftgefüllte und mit respiratorischem Flimmerepithel ausgekleidete Hohlräume in den Schädelknochen: Sinus frontalis (Stirnhöhle), Sinus maxillaris (Kieferhöhle), Sinus sphenoidalis (Keilbeinhöhle) und Cellulae ethmoidales (Siebbeinzellen). Sie dienen der Gewichtsreduktion und Resonanz.

Mündungsstellen der Nasennebenhöhlen

Meatus nasi superior: hintere Siebbeinzellen sowie Sinus sphenoidalis (via Recessus sphenoethmoidalis). Meatus nasi medius: Stirnhöhle, Kieferhöhle (über Hiatus semilunaris) sowie vordere und mittlere Siebbeinzellen. Meatus nasi inferior: Tränennasengang (Ductus nasolacrimalis).

Respiratorisches Epithel

Ein mehrreihiges hochprismatisches Flimmerepithel mit kinozilientragenden Zellen, schleimbildenden Becherzellen und basalen Stammzellen (Basalzellen), die alle auf einer breiten Basalmembran aufsitzen.

Regio olfactoria

Etwa $2.5\,\text{cm}^2$ grosses Areal am Dach der Nasenhöhle mit primären Sinneszellen (Riechzellen mit 6–10 Zilien und kurzem Axon, Lebensdauer ca. $60\,\text{Tage}$), Stützzellen, Basalzellen und serösen Glandulae olfactoriae (Bowman-Spüldrüsen).

Kartagener-Syndrom

Genetische Erkrankung mit fehlerhaften Dynein-Armen in den Kinozilien, was zu Ziliendysfunktion und fehlendem mukoziliarem Transport führt. Klinische Trias/Merkmale: chronische Sinusitis/Bronchitis, Situs inversus und männliche Infertilität.

Cartilagines laryngis (Kehlkopfknorpel)

Das Kehlkopfskelett besteht aus drei unpaaren Knorpeln (Cartilago thyroidea, Cartilago cricoidea, Epiglottis) und drei paarigen Knorpeln (Cartilagines arytenoideae, corniculatae und cuneiformes). Cartilago thyroidea, cricoidea und arytenoidea bestehen überwiegend aus hyalinem Knorpel; die Epiglottis und der Processus vocalis bestehen aus elastischem Knorpel.

Conus elasticus

Unterer Teil der elastischen Kehlkopfmembran, der von der Innenseite des Arcus cartilaginis cricoideae aufsteigt und an seinem freien oberen Rand beidseits das Ligamentum vocale (Stimmband) bildet.

Rima glottidis

Die Stimmritze zwischen den beiden Stimmlippen. Sie gliedert sich in die vorderen drei Viertel (Pars intermembranacea zwischen den Ligg. vocalia) und das hintere Viertel (Pars intercartilaginea zwischen den Processus vocales der Aryknorpel).

Musculus cricothyroideus

Der an der Kehlkopfaussenseite gelegene Muskel, der die Cartilago thyroidea nach ventral/kaudal kippt, dadurch die Stimmbänder spannt bzw. verlängert (Grobspannung) und als einziger Kehlkopfmuskel vom Ramus externus des N. laryngeus superior innerviert wird.

Musculus cricoarytaenoideus posterior (M. posticus)

Der einzige Öffner (Abduktor) der Stimmritze (Rima glottidis). Er entspringt an der Lamina des Ringknorpels, setzt am Processus muscularis des Aryknorpels an und dreht diesen so, dass die Processus vocales auseinanderweichen.

Kehlkopfstockwerke

Dreiteilung des Larynx-Binnenraums: (1) Supraglottischer Raum (Vestibulum laryngis) vom Aditus laryngis bis zu den Plicae vestibulares, (2) Transglottischer Raum (Ventriculus laryngis / Morgagni-Tasche) zwischen Taschen- und Stimmlippen, (3) Subglottischer Raum (Cavitas infraglottica) unterhalb der Plicae vocales bis zur Trachea.

Nervus laryngeus superior

Ast des N. vagus. Sein Ramus internus durchbricht die Membrana thyrohyoidea und vermittelt die sensible Innervation der Kehlkopfschleimhaut oberhalb der Stimmlippen; sein Ramus externus innerviert motorisch den M. cricothyroideus.

Nervus laryngeus recurrens (N. laryngeus inferior)

Ast des N. vagus, der rechts die A. subclavia und links den Aortenbogen umschlingt. Er innerviert motorisch alle inneren Kehlkopfmuskeln (ausser M. cricothyroideus) und sensibel den subglottischen Raum. Eine Schädigung führt zu Heiserkeit und Belastungsdyspnoe.

Koniotomie

Notfallmässige Eröffnung der Atemwege durch horizontale Durchtrennung des Ligamentum cricothyroideum medianum (Lig. conicum) zwischen Schildknorpel und Ringknorpel bei akuter Erstickungsgefahr.

Plica vocalis (Histologischer Aufbau)

Besteht aus mehrschichtig unverhorntem Plattenepithel, dem subepithelialen, verschieblichen Reinke-Raum (lockeres Bindegewebe), dem elastischen Ligamentum vocale und dem Musculus vocalis. Im Bereich der Stimmlippenkante fehlen Drüsen vollständig.

Waldeyer-Rachenring

Ringförmige Ansammlung von lymphoepithelialem Gewebe am Eingang der Atem- und Speisewege als immunologisches Frühwarnsystem. Besteht aus: Tonsilla pharyngea (Rachenmandel), Tonsillae tubariae, Tonsillae palatinae (Gaumenmandeln) und Tonsilla lingualis (Zungenmandel).

Mm. constrictores pharyngis (Schlundschnürer)

Drei dachziegelartig übereinanderliegende Muskeln (M. constrictor pharyngis superior, medius und inferior), die dorsal an der Raphe pharyngis inserieren und durch peristaltische Kontraktion den Bolus beim Schluckakt nach aboral befördern.

Mm. levatores pharyngis (Schlundheber)

Längs verlaufende Muskeln, die den Pharynx beim Schlucken anheben: M. stylopharyngeus (Leitmuskel für den N. glossopharyngeus), M. palatopharyngeus und M. salpingopharyngeus.

Killian-Dreieck und Zenker-Divertikel

Das Killian-Dreieck ist eine muskelschwache Stelle an der dorsalen Pharynxwand zwischen Pars obliqua und Pars fundiformis des M. cricopharyngeus. Hier kann es durch Drucksteigerung zu einer Pulsionsdivertikel-Bildung der Schleimhaut (Zenker-Divertikel) kommen.

Bolustod

Plötzlicher reflektorischer Herzstillstand infolge massiver Reizung von submukösen Ästen des N. vagus (Nn. laryngei) durch einen im Hypopharynx bzw. Recessus piriformis festsitzenden Fremdkörper.

Trachea (Makroskopischer und mikroskopischer Wandbau)

Ca. $10\text{--}12\,\text{cm}$ langes Rohr aus 16–20 hufeisenförmigen hyalinen Knorpelspangen (Paries cartilagineus), dorsal verbunden durch fibroelastisches Bindegewebe und glatte Muskulatur (Paries membranaceus mit M. trachealis). Die Knorpelspangen sind vertikal durch elastische Ligg. anularia verknüpft.

Hauptbronchien (Bronchi principales)

Die Trachea teilt sich an der Carina/Bifurcatio tracheae (BWK 4) in: Bronchus principalis dexter (verläuft steiler, ist weiter und mit ca. $2.5\,\text{cm}$ kürzer, überkreuzt von der V. azygos) und Bronchus principalis sinister (verläuft flacher, enger und mit ca. $5\,\text{cm}$ länger, überkreuzt vom Aortenbogen).

Bronchioli

Abschnitte des Bronchialbaums ab einem Durchmesser von unter $1\,\text{mm}$. Charakteristika: Vollständiges Fehlen von Knorpelspangen/-platten und seromukösen Drüsen, Becherzellen verschwinden, kräftig ausgebildete zirkuläre Tunica muscularis.

Keulenzellen (Clara-Zellen)

Kuppelförmige, zilienlose sekretorische Epithelzellen in den Bronchioli terminales und respiratorii. Sie produzieren spezifische Proteine (u. a. surfactantähnliche Stoffe, CC16), entgiften Schadstoffe und dienen als Stammzellen.

Lungenlappen und Fissuren

Die rechte Lunge besitzt 3 Lappen (Lobus superior, medius, inferior), getrennt durch die Fissura obliqua und Fissura horizontalis. Die linke Lunge besitzt 2 Lappen (Lobus superior und inferior), getrennt durch die Fissura obliqua, sowie die Incisura cardiaca mit der Lingula pulmonis sinistri.

Lungenhilum (Hilum pulmonis - Topographie)

Eintrittsstelle an der Mediastinalfläche der Lungen. Anordnung von kranial nach kaudal: Rechts = Bronchus (eparteriell) – Arterie – Vene (B-A-V); Links = Arterie – Bronchus – Vene (A-B-V). Kaudal des Hilus setzt sich die Pleura als Ligamentum pulmonale fort.

Blut-Luft-Schranke

Diffusionsbarriere für den Gasaustausch zwischen Alveolarluft und Kapillarblut. Besteht aus: (1) Surfactantfilm, (2) flachem Pneumozyten Typ I, (3) verschmolzener Basallamina von Epithel und Endothel, (4) kapillärem Endothel.

Pneumozyten Typ I und Typ II

Typ-I-Pneumozyten sind extrem flache Zellen, die rund 90–95 % der Alveolaroberfläche bedecken und dem Gasaustausch dienen. Typ-II-Pneumozyten sind kubische Zellen mit Lamellenkörperchen (Zytosomen), die Surfactant synthetisieren und als Stammzellen für Typ-I-Zellen fungieren.

Surfactant (Surface Active Agent)

Von Typ-II-Pneumozyten ab etwa der 24. Schwangerschaftswoche sezerniertes Phospholipid-Protein-Gemisch. Es setzt die Oberflächenspannung in den Alveolen um ca. $80\,\%$ herab und verhindert so das Kollabieren der Alveolen bei der Exspiration.

Lungenemphysem

Irreversible Erweiterung und Zerstörung der Alveolen und Alveolarsepten distal der Bronchioli terminales mit Verlust der elastischen Rückstellkräfte, Reduktion der Gasaustauschfläche und Überblähung der Lunge.

Vasa publica vs. Vasa privata der Lunge

Vasa publica bilden das funktionelle Niederdrucksystem ($\approx 13\,\text{mm\,Hg}$) für den Gasaustausch (Aa. und Vv. pulmonales). Vasa privata bilden das arterielle Hochdrucksystem ($\approx 100\,\text{mm\,Hg}$) zur Eigenversorgung des Lungengewebes (Rr. bronchiales aus Aorta/Aa. intercostales; Vv. bronchiales in V. azygos/hemiazygos).

Atemmechanik der Rippen

Die kranialen Rippen erweitern bei der Inspiration vor allem den sagittalen Thoraxdurchmesser (Pumpenschwengelbewegung um die transversale Achse); die kaudalen Rippen erweitern vor allem den transversalen Thoraxdurchmesser (Eimerhenkelbewegung um die sagittal-schräge Achse).

Musculi intercostales externi

Verlaufen in den Zwischenrippenräumen von hinten-oben nach vorne-unten. Sie heben die Rippen an, erweitern den Thorax bei der Inspiration und stabilisieren die Thoraxwand; Innervation über Nn. intercostales I–XI.

Musculi intercostales interni et intimi

Verlaufen von hinten-unten nach vorne-oben. Sie senken die Rippen, verengen den Thorax bei forcierter Exspiration und stabilisieren die Zwischenrippenräume; Innervation über Nn. intercostales I–XI.

Zwerchfellöffnungen (Durchtrittsstellen)

Foramen venae cavae (Th8, im Centrum tendineum): V. cava inferior, R. phrenicoabdominalis dexter. Hiatus oesophageus (Th10, in Pars medialis des Crus dextrum): Ösophagus, Trunci vagales. Hiatus aorticus (Th12/L1, zwischen den Crura): Aorta descendens, Ductus thoracicus.

Interkostale Leitungsbahnen (Sulcus costae)

Verlaufen geschützt am Unterrand der Rippe im Sulcus costae zwischen M. intercostalis internus und intimus von oben nach unten in der Reihenfolge: Vena, Arteria, Nervus intercostalis (Merkwort: V-A-N). Pleurapunktionen erfolgen daher stets am Rippenoberrand.

Pleuraspalt (Cavitas pleuralis)

Kapillärer Spaltraum zwischen Pleura parietalis (Rippenfell) und Pleura visceralis (Lungenfell), gefüllt mit ca. $5\,\text{ml}$ seröser Flüssigkeit. Der darin herrschende physiologische Unterdruck ($-3\,\text{mm\,Hg}$ bis $-5\,\text{mm\,Hg}$) hält die Lunge adhärent an der Thoraxwand.

Recessus costodiaphragmaticus

Der tiefste Reserveraum der Pleurahöhle zwischen Pars costalis und Pars diaphragmatica der Pleura parietalis. Er verstreicht auch bei maximaler Inspiration nicht vollständig und ist der häufigste Prädilektionsort für Pleuraergüsse.

Spannungspneumothorax

Lebensbedrohlicher Ventilpneumothorax, bei dem Luft bei Inspiration in die Pleurahöhle einströmt, bei Exspiration aber nicht entweichen kann. Führt zu progredientem Überdruck, Lungenkollaps, Mediastinalverlagerung zur Gegenseite und Abknicken der Hohlvenen mit Behinderung des venösen Rückstroms.