Allgemeine Anatomie des menschlichen Atmungssystems

Atmungssystem: respiratorische System:

Äußere Atmung:

Gasaustausch zwischen Blut und Umgebung

Innere Atmung:

die in der Zelle ablaufende Verbrennung von Nährstoffen zur Gewinnung von Energie (ATP), hierbei wird Sauerstoff verbraucht

Die äußere Atmung ist Voraussetzung für die innere Atmung

Einteilung

Obere Luftwege: oberer Respirationstrakt:

• Nase
• Nasennebenhöhlen
• Rachenraum

untere Luftwege: unterer Respirationstrakt:

• Kehlkopf
• Luftröhre
• Bronchien
• Lunge

Nase

siehe HNO spezielle Pflege

Rachen Pharynx

• siehe HNO spezielle Pflege

Kehlkopf Larynx

• siehe HNO spezielle Pflege

Luftröhre Trachea

• Verbindung zwischen Kehlkopf und Bronchialbaum
• Länge: 10 – 12 cm
• Durchmesser: 1,3 bis 2,2 cm
• Muskulöser Schlauch, dessen Öffnung durch 16 – 20 hufeisenförmigen hyalinen Knorpelspangen offen gehalten wird› dies verhindert, dass sich die Luftröhre bei Unterdruck – welcher regelmäßig bei der Einatmung entsteht – verschließt
• Elastisches Bindegewebe (Ligamenta Anularia) zwischen den Knorpelspangen› macht Trachea elastisch› beim Schluckakt wichtig, bei der die Luftröhre in die Länge gedehnt wird
• An der Hinterwand: Pars membranacea: besteht aus Bindegewebe und Muskeln

Histologie:

• Schleimhaut mit Flimmerepithel und schleimbildenden Becherzellen› Fremdkörper werden zurückbefördert

Funktion

Dient dem Gastransport

Bifurcatio Trachea

• Aufteilung der Trachea in den rechten und den linken Hauptbronchus
• Ort: auf der Höhe des 4. – 5. Brustwirbels
• Carnia: in der Mitte der Bifurkation, in längs verlaufender Sporn

Bronchien

Hauptbronchien

• 2 Stück
• der rechte verläuft steiler, ist etwas größer und kürzer› aspirierte Fremdkörper meist hier
• Wand ist ähnlich aufgebaut wie die der Luftröhre
• Nach wenigen Zentimetern teilen sich die Hauptbronchien in die

Lappenbronchien

• Rechts in drei Lappenbronchien, links in zwei Lappenbronchien für die entsprechenden Lappen der Lunge
• Keine Knorpelspangen mehr, sondern Knorpelplättchen
• Teilen sich denn wie das Geäst eines Baumes (Bronchialbaum) weiter auf, in die.

2Segmentbronchien

• Zu den jeweils 10 Segmenten (Durchmesser von ca. 8 bis 12 mm)

Bronchioli

• Versorgen jeweils ein Lungenläppchen, sie enden als Bronchioli terminalis
• Haben keine Knorpel teile mehr in ihrer Wand, dafür sind sie reichlich mit glatten Muskelfaserzügen versehen, die den Zu und ab Strom der Atemluft aktiv regulieren

Bronchioli terminalis

• Enden als Bronchioli respiratorii in den Alveolen (Lungenbläschen)

Feinbau der Trachea und der Bronchien

• Die Wand der Atemwege besteht aus drei Schichten

Schleimhaut

• Innere Schicht
• Zweireihiges Flimmerepithel, viele Schleim produzierende Becherzellen, die Zilien des Flimmerepithel schlagen rachenwärts› Transport von Fremdkörpern aus den Bronchien

Mittlere Schicht

• Hufeisenförmige Knorpelspangen
• Ligamenta Anularia: elastisches Bindegewebe.
• Pars Membranacea: M. trachealis kann die Trachea um ¼ verengen
• Bindegewebe

Adventitia

• Äußere Schicht
• Lockeres Bindegewebe

je kleiner die Bronchien werden, desto niedriger wird das Flimmerepithel; die Knorpel werden unregelmäßiger und plättchenförmig. In den kleinen Bronchien bildet sich unter der Schleimhaut eine Ringmuskelschicht, die Wand der Bronchiolen ist Knorpel frei.

Lunge Pulmo

liegt in der Brusthöhle umgeben seitlich vom Mediastinum (Mittelfellraum)

Begrenzungen

• Außen: Rippen
• Unten: Zwerchfell
• Zwischen dem linken und rechten Lungenflügel liegt das Herz
• Oben: ragen Spitzen geringfügig über das Schlüsselbein hinaus

Lungenbasis: Teil der Lunge, der dem Zwerchfell aufliegt
Lungenspitze: Apex: oberer Teil der Lunge, überragt die 1. Rippe
Besteht aus zwei Lungenflügeln (rechte und linke Lunge)
Die Lungenflügel bestehen aus mehreren Lungenlappen.

• Rechts: drei: Ober-, Mittel- und Unterlappen
• Links zwei: Ober- und Unterlappen

Die Volumina der Lungenflügel verhalten sich wie 4 (rechts) zu 3 (links) durch Position des Herzens bedingt

Lungenlappen bestehen aus einzelnen Segmenten : 10 Segmente (rechts), 9 Segmente (links) im Gegensatz zu den Lappen grenzen sind die Segmentgrenzen äußerlich nicht sichtbar. Sie sind als sogenannte broncho arterielle Einheiten angelegt, d. h. jedes Segment wird jeweils von einem Segmentbronchus und einem Ast der Lungenarterie versorgt.

Lungensegmente bestehen aus einzelnen Lobuli, den sogenannten Lungenläppchen
In den einzelnen Läppchen liegen die Alveolen (Lungenbläschen), der eigentliche Ort des Gasaustausches

Lungenhilus

Lungenwurzel/Lungenpforte: Hauptbronchien und die Lungengefäße treten über die an der medialen Seite gelegene Lungenwurzel in die Lungen ein

Gefäße, die eintreten

• A. Pulmonalis
• Vv. Pulmonalis
• Hauptbronchien
• Lymphgefäße
• Bronchiales und Vv. Bronchiales (Vasa privata)

Feinbau der Lunge

• an jedem Bronchiolus terminalis hängen ca. 200 Alveolen
• Gesamtzahl der Alveolen 300 Millionen
• Gesamtoberfläche für den Gasaustausch: 100 m 2

Feinbau der Alveolen

• Äste der A. Pulmonalis spalten sich mit den Bronchien auf› Alveolen von Kapillarnetz umgeben
• Alveolar wand, besteht aus einem Epithel mit 2 verschiedenen Arten von Zellen

• Pneumozyten Typ I: niedrige Deckzellen
• Pneumozyten Typ II: produzieren Surfactant (chemische Substanz, kleiden die Lungen aus), verhindert, dass bei den Druckschwankungen, die durch die Atmung entstehen, die Alveolen nicht zusammenfallen oder platzen (Phospholipide als Antiatelektasefaktor)

Zusätzlich gibt es noch Alveolarmakrophagenzellen: Fresszellen aus dem Blut, die die Fremdkörper aufnehmen und nach außen transportieren

Reservealveolen: bei körperlicher Ruhe wird ein erheblicher Teil der Alveolen nicht belüftet. Durch einen Reflexmechanismus (Euler-Eiltestrand-Reflex) werden diese in Reserve stehenden Alveolar Gruppen auch weniger durchblutet. Erst bei körperlicher Anstrengung oder bei hohem Fieber öffnen sich die Zugänge zu den Reservealveolen und die Gasaustauschkapazität wird größer.

Blut-Luft-Schranke

Trennung von Blut und Luft durch Blut-Luft-Schranke

Übertritt von O₂ respektive CO₂ durch

• Kapillarendothel
• Basallamina
• Alveolarepithel

Dicke: 0,3 – 0,7 Mikrometer

Pleura

• Serosa des Brustkorbes: hauchdünne, mit Gefäßen versorgte Hülle
• Umhüllt als doppelwandiger Sack die Lungen› ermöglicht Verschiebbarkeit bei den Atembewegungen und die Kopplung an die Brustinnenwand sowie an das Zwerchfell

Besteht aus

• Pleura viszerales: Lungenfell: überzieht die gesamte Oberfläche der Lunge, liegt locker auf der Lunge auf, besteht aus einem einschichtigen Epithel mit Bindegewebe
• Pleura parietalis: Rippenfell: überzieht die innere Wand des Brustkorbes, haftet fest am Brustkorb
• Die viszerale Pleura schlägt an den Lungenhilus in die partielle Pleura um

› Bildung des Pleura Spalt/Pleura höhle

• schmaler Spalt, der allseits geschlossen ist, hier findet sich wenige ml Flüssigkeit
• leichter Unterdruck› Lungenoberfläche haftet an der Innenwand des Brustkorbes an› Brustkorbbewegungen werden auf die Lunge übertragen› Einatmung/Ausatmung› Verkleinerung/Vergrößerung des Lungengewebes durch Brustkorbbewegungen

Pleura und Lungengrenzen

die Pleura grenzen sind Atem unterschiedlich
die Lungenuntergrenzen sind atemverschieblich
obere Grenzen: Pleura kuppel: ca. 3 cm über der 1. Rippe

untere Grenze

• medioklavikular 7. Rippe
• vordere Axillarlinie: 8. Rippe
• mittlere Axillarlinie: 9. Rippe
• hintere Axillarlinie: 10. Rippe
• Skapularlinie: 11. Rippe
• Paravertebrallinie: 12. Rippe

Atemgastransport

Lungenatmung:

Gastransport durch die Atemwege in die Alveolen durch die normale Ventilation
Diffusion des Gases aus den Alveolen in die Lungen kapillare

Gastransport ins Blut

Gewebsatmung: Diffusion zu den Zellen des Gewebes

Gasaustausch

• Eigentlicher Gasaustausch findet in den Alveolen statt, die mit einem feinen Kapillarnetz umgeben sind
• Der Körper benötigt zur Aufrechterhaltung des Stoffwechsels O₂
• 99 % des Gasaustausches findet in der Lunge statt, ca. 1 % über die Haut (dickere und geringere Oberfläche)
• Gasaustausch geschieht durch Diffusion durch die Blut-Luft-Schranke
• Die diffundierte Menge ist abhängig vom Konzentrationsgefälle, der Größe der Austauschfläche und der Diffusionsstrecke (=Gewebsdicke)

Atemgaszusammensetzung

Inspirationsluft Exspirationsluft

20 % O₂ (20,93 % O₂) 16 % O₂
0,03 % CO₂ 4 % CO₂
80 % Stickstoff (79,04 %) 80 % Stickstoff

› es ergibt sich somit eine Abnahme der O₂-Konzentration von nur 4 %

Atembewegung

Einatmung (Inspiration):

• Vergrößerung des Thorax mit Ausdehnung der Lunge
• Zwerchfell: durch Kontraktion kommt es zum Abflachen des Zwerchfells› dehnt Lungenflügel, indem es diese nach unten zieht
• Mm Intercostalis externi: ziehen sich zusammen› erweitern den Brustkorb› Anheben des Thorax
• › Es entsteht ein Unterdruck. Es strömt so lange Luft in die Lungen, bis ein Druckausgleich stattgefunden hat.

Ausatmung (Exspiration):

• In Ruheatmung ist sie passiv durch den elastischen Zug der Lunge: Mm Intercostalis internus
• Erschlaffung der äußeren Rippenmuskeln› Brustkorb wird abgesenkt
• › es entsteht ein Überdruck in der Lunge› Luftausstrom aus der Lunge bis zum Druckausgleich
• Verstärkte Atmung durch die sogenannte Atemhilfsmuskulatur, z. B. bei verstärkter körperlicher Arbeit oder bei krankhafter Behinderung der Atmung (Asthma bronchiale, Einengung durch Tumore)
• diese Muskeln haben normalerweise eine andere Funktion und liefern nur im Bedarfsfall zusätzliche Muskelkraft
• Verstärkte Inspiration:
• Großer und kleiner Brustmuskel (M. pectoralis major und minor)
• Hinterer, obere und unterer Sägezahnmuskel (Mm serrati posterior, superior und inferior
• Treppenmuskeln an der Brustwand (Mm. Scaleni)
• Der Kopfwender (M. sternocleidomastoideus)
• › durch bestimmt Körperhaltungen (Bsp. Kutschersitz) kann die Atemhilfsmuskulatur besonders gut wirken.
• Verstärkte Exspiration: durch die Bauchpresse

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Weitere Quellen zum Atmungssystems

Atmungsorgane
Atmung – so funktioniert der lebenswichtige Prozess
Atemtrakt