Anatomie und Physiologie II
Lernziele
Am Ende dieses Abschnitts werden Sie in der Lage sein:
- Beschreiben Sie die allgemeine Funktion der Lunge
- Zusammenfassen Sie die Blutflussmuster der Lunge
- Beschreiben Sie die Anatomie der Blutversorgung der Lunge
- Beschreiben Sie das Rippenfell der Lunge und seine Funktion
Ein wichtiges Organ des Atmungssystems, Jede Lunge beherbergt Strukturen sowohl der leitenden als auch der atmenden Zone. Die Hauptfunktion der Lunge besteht darin, den Austausch von Sauerstoff und Kohlendioxid mit der Luft aus der Atmosphäre durchzuführen. Zu diesem Zweck tauschen die Lungen Atemgase über eine sehr große Epitheloberfläche – etwa 70 Quadratmeter – aus, die für Gase sehr durchlässig ist.
Grobe Anatomie der Lungen
Die Lungen sind pyramidenförmige, paarige Organe, die durch die rechten und linken Bronchien mit der Luftröhre verbunden sind; an der Unterseite werden die Lungen durch das Zwerchfell begrenzt. Das Zwerchfell ist ein flacher, kuppelförmiger Muskel, der sich an der Basis der Lunge und der Thoraxhöhle befindet. Die Lungen werden von den Rippenfellen umschlossen, die mit dem Mittelfell verbunden sind. Die rechte Lunge ist kürzer und breiter als die linke Lunge, und die linke Lunge nimmt ein kleineres Volumen ein als die rechte. Die Herzkerbe ist eine Einbuchtung auf der Oberfläche der linken Lunge, die Platz für das Herz bietet (Abbildung 1). Der Apex der Lunge ist die obere Region, während die Basis die gegenüberliegende Region in der Nähe des Zwerchfells ist. Die Rippenfläche der Lunge grenzt an die Rippen. Die mediastinale Oberfläche ist der Mittellinie zugewandt.
Abbildung 1. Grobe Anatomie der Lunge
Jede Lunge besteht aus kleineren Einheiten, die Lappen genannt werden. Fissuren trennen diese Lappen voneinander. Die rechte Lunge besteht aus drei Lappen: dem oberen, dem mittleren und dem unteren Lappen. Die linke Lunge besteht aus zwei Lappen: dem oberen und dem unteren Lappen. Ein bronchopulmonales Segment ist eine Unterteilung eines Lappens, und jeder Lappen enthält mehrere bronchopulmonale Segmente. Jedes Segment erhält Luft aus einem eigenen tertiären Bronchus und wird von einer eigenen Arterie mit Blut versorgt. Einige Lungenerkrankungen betreffen typischerweise ein oder mehrere bronchopulmonale Segmente, und in einigen Fällen können die erkrankten Segmente chirurgisch entfernt werden, ohne die benachbarten Segmente zu beeinträchtigen. Ein Lungenläppchen ist eine Unterteilung, die durch die Verzweigung der Bronchien in Bronchiolen entsteht. Jedes Läppchen erhält seine eigene große Bronchiole, die sich mehrfach verzweigt. Das Septum interlobulare ist eine aus Bindegewebe bestehende Wand, die die Läppchen voneinander trennt.
Blutversorgung und nervale Innervation der Lunge
Die Blutversorgung der Lunge spielt eine wichtige Rolle beim Gasaustausch und dient als Transportsystem für Gase im gesamten Körper. Darüber hinaus bietet die Innervation durch das parasympathische und sympathische Nervensystem eine wichtige Kontrolle über die Erweiterung und Verengung der Atemwege.
Blutversorgung
Die Hauptfunktion der Lunge ist der Gasaustausch, für den Blut aus dem Lungenkreislauf benötigt wird. Dieses Blut enthält sauerstoffarmes Blut und gelangt in die Lunge, wo die Erythrozyten, die auch als rote Blutkörperchen bezeichnet werden, Sauerstoff aufnehmen, um ihn zu den Geweben im ganzen Körper zu transportieren. Die Lungenarterie ist eine Arterie, die aus dem Lungentrunk entspringt und sauerstoffarmes, arterielles Blut zu den Alveolen transportiert. Die Lungenarterie verzweigt sich auf ihrem Weg durch die Bronchien mehrfach, wobei der Durchmesser der Verzweigungen immer kleiner wird. Eine Arteriole und eine zugehörige Vene versorgen und entwässern einen Lungenlappen. In der Nähe der Alveolen gehen die Lungenarterien in das Pulmonalkapillarnetz über. Das pulmonale Kapillarnetz besteht aus winzigen Gefäßen mit sehr dünnen Wänden, die keine glatten Muskelfasern aufweisen. Die Kapillaren verzweigen sich und folgen den Bronchiolen und der Struktur der Alveolen. An diesem Punkt trifft die Kapillarwand auf die Alveolenwand und bildet die Atemwegsmembran. Sobald das Blut mit Sauerstoff angereichert ist, fließt es aus den Alveolen über mehrere Lungenvenen ab, die die Lunge durch das Hilum verlassen.
Nervöse Innervation
Die Erweiterung und Verengung der Atemwege wird durch die nervliche Steuerung durch das parasympathische und sympathische Nervensystem erreicht. Der Parasympathikus bewirkt eine Bronchokonstriktion, während der Sympathikus die Bronchodilatation stimuliert. Reflexe wie Husten und die Fähigkeit der Lunge, den Sauerstoff- und Kohlendioxidgehalt zu regulieren, sind ebenfalls das Ergebnis dieser Kontrolle durch das autonome Nervensystem. Die sensorischen Nervenfasern entspringen dem Vagusnerv und den zweiten bis fünften Thoraxganglien. Der Plexus pulmonalis ist eine Region an der Lungenwurzel, die durch den Eintritt der Nerven am Hilum gebildet wird. Die Nerven folgen dann den Bronchien in der Lunge und verzweigen sich, um Muskelfasern, Drüsen und Blutgefäße zu innervieren.
Pleura der Lunge
Jede Lunge ist in einem Hohlraum eingeschlossen, der von der Pleura umgeben ist. Das Rippenfell (Plural = Pleurae) ist eine seröse Membran, die die Lunge umgibt. Das rechte und das linke Rippenfell, die jeweils die rechte und die linke Lunge umschließen, sind durch das Mediastinum getrennt. Die Pleuras bestehen aus zwei Schichten. Das viszerale Rippenfell ist die Schicht, die oberflächlich zur Lunge liegt und sich bis in die Lungenspalten erstreckt und diese auskleidet (Abbildung 2). Im Gegensatz dazu ist die parietale Pleura die äußere Schicht, die mit der Thoraxwand, dem Mediastinum und dem Zwerchfell verbunden ist. Das viszerale und das parietale Rippenfell sind am Hilum miteinander verbunden. Die Pleurahöhle ist der Raum zwischen der viszeralen und parietalen Schicht.
Abbildung 2. Parietale und viszerale Pleurae der Lunge
Die Pleurae erfüllen zwei Hauptfunktionen: Sie produzieren Pleuraflüssigkeit und bilden Hohlräume, die die Hauptorgane voneinander trennen. Die Pleuraflüssigkeit wird von Mesothelzellen aus beiden Pleuraschichten abgesondert und dient der Schmierung ihrer Oberflächen. Diese Schmierung verringert die Reibung zwischen den beiden Schichten, um Traumata beim Atmen zu vermeiden, und erzeugt eine Oberflächenspannung, die dazu beiträgt, die Position der Lunge an der Thoraxwand zu halten. Diese adhäsive Eigenschaft der Pleuraflüssigkeit bewirkt, dass sich die Lungen vergrößern, wenn sich die Thoraxwand während der Beatmung ausdehnt, so dass sich die Lungen mit Luft füllen können. Das Rippenfell bildet auch eine Trennung zwischen den wichtigsten Organen, die Störungen durch die Bewegung der Organe verhindert und gleichzeitig die Ausbreitung von Infektionen verhindert.
Alltägliche Verbindungen: Die Auswirkungen von Tabakrauch aus zweiter Hand
Bei der Verbrennung einer Tabakzigarette entstehen mehrere chemische Verbindungen, die durch den Hauptstromrauch, der vom Raucher eingeatmet wird, und durch den Nebenstromrauch, d. h. den Rauch, der von der brennenden Zigarette abgegeben wird, freigesetzt werden. Der Passivrauch, eine Kombination aus Nebenstromrauch und dem vom Raucher ausgeatmeten Hauptstromrauch, hat in zahlreichen wissenschaftlichen Studien nachgewiesen, dass er Krankheiten verursacht. Es wurden mindestens 40 Chemikalien im Nebenstromrauch identifiziert, die sich negativ auf die menschliche Gesundheit auswirken und zur Entstehung von Krebs oder anderen Erkrankungen wie Störungen des Immunsystems, Lebertoxizität, Herzrhythmusstörungen, Lungenödemen und neurologischen Störungen führen. Darüber hinaus wurde festgestellt, dass Passivrauchen mindestens 250 Verbindungen enthält, die als giftig, krebserregend oder beides bekannt sind. Einige der wichtigsten Klassen von Karzinogenen im Passivrauchen sind polyaromatische Kohlenwasserstoffe (PAK), N-Nitrosamine, aromatische Amine, Formaldehyd und Acetaldehyd.
Tabak und Passivrauchen gelten als krebserregend. Die Exposition gegenüber Passivrauchen kann Lungenkrebs bei Personen verursachen, die selbst keine Tabakkonsumenten sind. Es wird geschätzt, dass das Risiko, an Lungenkrebs zu erkranken, bei Nichtrauchern, die mit einer Person zusammenleben, die in der Wohnung raucht, um bis zu 30 Prozent höher ist als bei Nichtrauchern, die nicht regelmäßig dem Passivrauchen ausgesetzt sind. Kinder sind vom Passivrauchen besonders betroffen. Kinder, die mit einer in der Wohnung rauchenden Person zusammenleben, haben häufiger Infektionen der unteren Atemwege, die mit Krankenhausaufenthalten verbunden sind, und ein höheres Risiko für das plötzliche Kindstodsyndrom (SIDS). Passivrauchen in der Wohnung wurde auch mit einer größeren Anzahl von Ohrinfektionen bei Kindern sowie einer Verschlimmerung der Asthmasymptome in Verbindung gebracht.
Kapitelübersicht
Die Lungen sind die Hauptorgane des Atmungssystems und für den Gasaustausch verantwortlich. Die Lungen sind paarig und in Lappen unterteilt; die linke Lunge besteht aus zwei Lappen, die rechte aus drei Lappen. Der Blutkreislauf ist sehr wichtig, da das Blut für den Sauerstofftransport von der Lunge zu anderen Geweben im ganzen Körper benötigt wird. Die Funktion des Lungenkreislaufs besteht darin, den Gasaustausch zu unterstützen. Die Lungenarterie versorgt die Kapillaren, die mit den Lungenbläschen Atemmembranen bilden, mit sauerstoffarmem Blut, und die Lungenvenen führen das mit Sauerstoff angereicherte Blut zum Herzen zurück, damit es weiter durch den Körper transportiert werden kann. Die Lunge wird durch das parasympathische und das sympathische Nervensystem innerviert, die die Bronchodilatation und Bronchokonstriktion der Atemwege koordinieren. Die Lunge wird von der Pleura umschlossen, einer Membran, die aus viszeralen und parietalen Pleuraschichten besteht. Der Raum zwischen diesen beiden Schichten wird als Pleurahöhle bezeichnet. Die Mesothelzellen der Pleuramembran bilden eine Pleuraflüssigkeit, die sowohl als Schmiermittel (zur Verringerung der Reibung beim Atmen) als auch als Klebstoff zum Verkleben der Lunge mit der Thoraxwand (zur Erleichterung der Bewegung der Lunge bei der Beatmung) dient.
Selbsttest
Beantworten Sie die folgende(n) Frage(n), um zu sehen, wie gut Sie die im vorherigen Abschnitt behandelten Themen verstehen.
Fragen zum kritischen Denken
- Vergleiche und stelle die rechte und die linke Lunge einander gegenüber.
- Warum wird das Rippenfell bei normaler Atmung nicht beschädigt?
Glossar
Bronchokonstriktion: Verkleinerung der Bronchiole durch Kontraktion der Muskelwand
Bronchodilatation: Vergrößerung der Bronchiole durch Kontraktion der Muskelwand
Herzkerbe: Vertiefung auf der Oberfläche der linken Lunge, die Platz für das Herz bietet
Heil: konkave Struktur auf der mediastinalen Oberfläche der Lunge, wo Blut- und Lymphgefäße, Nerven und ein Bronchus in die Lunge eintreten
Lunge: Organ des Atmungssystems, das den Gasaustausch durchführt
Parietalfell: äußerste Schicht des Rippenfells, die mit der Thoraxwand, dem Mediastinum und dem Zwerchfell verbunden ist
Pleurahöhle: Raum zwischen dem viszeralen und parietalen Rippenfell
Pleuralflüssigkeit: Substanz, die als Schmiermittel für die viszeralen und parietalen Schichten des Rippenfells während der Atembewegung dient
Pulmonalarterie: Arterie, die aus dem Lungenstamm entspringt und desoxygeniertes, arterielles Blut zu den Alveolen transportiert
Pulmonalplexus: Netzwerk von Fasern des autonomen Nervensystems, das sich in der Nähe des Hilums der Lunge befindet
Viszerales Rippenfell: innerste Schicht des Rippenfells, die oberflächlich zu den Lungen liegt und sich bis in die Lungenspalten erstreckt