Topographische Anatomie: Thorax: Pleurahöhle

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Die Trachea ist ein luftleitender Knorpelschlauch

Die Trachea teilt sich asymmetrisch

Die Trachea (Luftröhre) ist ein 10-12 Zentimeter langer Schlauch von 2-3 Zentimetern Durchmesser, der sich aus Knorpelspangen zusammensetzt. Man unterteilt sie in zwei Abschnitte:

• Pars cervicalis: von CVI bis zur oberen Thoraxapertur,
• Pars thoracica: von der oberen Thoraxapertur bis ThIV.

Auf Höhe von ThIV befindet sich die Bifurcatio tracheae, hier teilt sich die Trachea auf in

• einen steil verlaufenden rechten Stammbronchus (Bronchus principalis dexter) und
• einen fast waagrecht verlaufenden linken Stammbronchus (Bronchus principalis sinister).

Aufgrund des steileren Verlaufs landen aspirierte Fremdkörper vorwiegend im rechten Stammbronchus. Durch die Teilung entsteht am Ende der Trachea zudem ein kleiner Knorpelvorsprung, die Carina tracheae.

Mehrere Objekte stehen in enger Beziehung zu den luftleitenden Hauptwegen.

• Nachbarn der Trachea sind die Schilddrüse und der Ösophagus.
  • Die beiden Lappen der Schilddrüse schmiegen sich an den kranialen Teil der Trachea an,
  • anschließend zieht die Trachea vor dem Ösophagus nach kaudal, wobei sich zwischen Trachea und Ösophagus der Nervus laryngeus recurrens befindet.
• Die Stammbronchien werden von entscheidenden Gefäßen überkreuzt:
  • die Vena azygos "reitet" auf dem rechten Stammbronchus,
  • der Aortenbogen auf dem linken Stammbronchus;
  • der Truncus pulmonalis liegt unmittelbar vor der Bifurkation und verläuft parallel zu den Stammbronchien.

Der Feinbau der Trachea weist eine dreischichtige Gliederung auf: Tunica mucosa, Tunica fibro-musculo-cartilaginea und Tunica adventitia.

• Die Tunica mucosa besteht aus der Lamina epithelialis und einer Lamina propria:
  • Wie es der Name andeutet, ist die Lamina epithelialis das lumennahe Epithel der Trachea. Dabei handelt es sich um Flimmerepithel, d. h. um mehrreihiges Zylinderepithel, in dem auch Becherzellen (kelchförmige schleimbildende Zellen) und Basalzellen eingelagert sind. Die Epithelzellen besitzen einen Bürstensaum, d. h. einen Kinozilienbesatz, der sich wie ein Getreidefeld im Wind bewegt (20 Schläge pro Sekunde) und dadurch den Schleim zusammen mit eingeatmeten Fremdstoffe rachenwärts befördert (Geschwindigkeit: 1 Zentimeter pro Minute). Man spricht auch vom "mukoziliären Apparat" (Schleim und Kinozilien).
  • Die Lamina propria liegt unter dem Epithel. Sie besteht aus Bindegewebe und enthält seromuköse Drüsen.
• Die Tunica fibro-musculo-cartilaginea enthält hufeisenförmigen Knorpelspangen, die miteinander durch Ligamenta anularia in Verbindung stehen und deren Enden dorsal von Musculus trachealis und elastischem Bindegewebe verbunden sind. Diese weiche Rückseite (Paries membranaceus) erlaubt es der Trachea, dem Ösophagus auszuweichen.
• Die Tunica adventitia bildet die bindegewebige Umhüllung der Trachea.

Lungen

Die Stammbronchien münden in die Lungen ein und verästeln sich dort. Wir betrachten zunächst den Grobaufbau der Lunge, dann die Verzweigung der Bronchien und schließlich die zweiblättrige Umhüllung der Lungen.

Beide Lungenflügel besitzen ein gemeinsames Volumen von etwa 2,9 Litern, wobei 1,5 Liter auf die rechte Lunge und 1,4 Liter auf die linke Lunge (Herz!) entfallen. Grob betrachtet besteht jede Lunge aus einer Basis (Basis pulmonis) und einer Spitze (Apex pulmonis), welche sich bis ins seitliche Halsdreieck vorwölben, und grenzt mit ihren Flächen an die Rippen des Brustkorbs (Facies costalis), an das Zwerchfell (Facies diphragmatica) und an das Mediastinum an (Facies mediastinalis).

Die fixierten Lungen weisen an ihrer mediastinalen Fläche Eindrücke von den sie umgebenden Organen auf.

• Die rechte Lunge hat deutliche Impressionen von Herz, V. cava und Oesophagus,
• die linke Lunge von Herz, Aorta, Oesophagus sowie Ductus thoracicus

hinzu kommen auf beiden Lungen kleinere Abdrücke von Nervi phrenicus (vor dem Hilum verlaufend) und vagus. Die Spitzen beider Lungen tragen Abdrücke von den Arteriea subclaviae der jeweiligen Seite.

Thoraxwand und Lungen sind von Pleura bedeckt

Die Pleura visceralis ist mit der Lunge verwachsen, die Pleura parietalis mit der Thoraxwand

Die Außenseite der Lunge und die Innenseite des Thorax sind jeweils von serösen Hüllen umgeben, den Pleurablätter. Es handelt sich dabei eigentlich um eine Hülle, die am Lungenhilum von der Lunge auf den Thorax und das Zwerchfell umschlägt. Dennoch unterscheidet man

• die dicke Pleura visceralis (auf der Lunge),
• die dünne Pleura parietalis (an der Thorax-Innenwand und der Zwerchfell-Oberseite)

Beide Pleurae sind voneinander getrennt durch einen kapillären Spalt (Pleuraspalt, Cavitas pleuralis, Volumen 20 ml), der mit Flüssigkeit gefüllt ist (produziert von beiden Pleurablättern, resorbiert nur von der parietalen Pleura). Beide Pleurablätter lassen sich deshalb gegeneinander verschieben, haften aufgrund der Adhäsionskräfte der Pleuraflüssigkeit aneinander, so dass die Lunge den Bewegungen von Thorax und Zwerchfell passiv folgt. Die Lunge ist dabei immer etwas gedehnt, so dass im Pleuraspalt stets ein Unterdruck herrscht (-0,5 kPa); wenn Luft in den Pleuraspalt gelangt, fällt sie in sich zusammen und nimmt ihr Minimalvolumen ein ("Pneumothorax"). Beim Spannungspneumothorax kann zusätzlich die eingesaugte Luft nicht mehr entweichen, weil der Spalt, durch den die Luft in den Thoraxraum dringt, wie ein Ventil wirkt.

Histologisch bestehen beide Blätter aus

• Tunica serosa, die sich gliedert in
  • Pleuramesothel (einfaches Plattenepithel) und
  • Lamina propria (dünne Bindegewebsschicht)
• Tela subserosa, einer Bindegewebsschicht aus elastischen und kollagenen Fasern; sie ist bei der Pleura visceralis besonders ausgeprägt besitzt hier an der Grenze zum lockeren Bindegewebe der Lunge eine ausgeprägte zusätzliche Kollagenfaserschicht.

Die Pleura parietalis hat vier Flächen und bildet lungenfreie Recessus aus

Das Pleura parietalis gliedert man in vier Abschnitte:

• oberer Abschnitt: Pleurakuppel
• unterer Abschnitt: Pars diaphragmatica, bedeckt das Zwerchfell
• lateraler Abschnitt: Pars costalis, liegt auf der Fascia endothoracica und lässt sich auf dieser verschieben
• medialer Abschnitt: Pars mediastinalis, an der Grenze zum Mediastinu

Die Cavitas pleuralis ist an einigen Stellen vergrößert, weil das Zwerchfell eine kuppelartige Form hat und die Lunge mit ihrer Pleura visceralis daher die seitlichen Bereiche zwischen Thoraxwand und Zwerchfellkuppel nicht ausfüllen kann (Recessus costodiaphragmaticus). Wenn sich das Zwerchfell bei Inspiration absenkt, kann die Lunge sich in diese Freiräume ausbreiten und ihr Volumen entsprechend vergrößern. Analog hierzu verhält es sich im Bereich zwischen Thoraxwand und linker Vorderseite des Herzbeutels (unpaariger Recessus costomediastinalis).

Rechts liegen Pleurae parietalis und visceralis bezüglich der Parasternallinie auf Höhe der sechsten Rippe. Links gibt es aufgrund der Raumforderung des Herzens einen Unterschied: die Pleura parietalis, Pars diaphragmatica, liegt auf Höhe der fünften Rippe, die zugehörige Pleura visceralis auf Höhe der vierten Rippe.

Die Versorgung erfolgt über Gefäße und Nerven, die in der Nähe der jeweiligen Pleurafläche liegen

Pleura parietalis und Pleura visceralis werden von je verschiedenen Nerven und Gefäßen versorgt.

• Pleura parietalis:
  • die Innervation der Pleura parietalis erfolgt durch benachbarte Nerven:
    • Pars costalis: Nervi intercostales
    • Pars mediastinalis: Nervus vagus und Nervus phrenicus (verlaufen hinter bzw. vor dem Lungenhilum)
  • die Blutversorgung erfolgt über Arteriae und venae intercostales anteriores (stehen mit den Arteriae /Venae thoracica interna und musculophrenica in Verbindung) und posteriores
  • die Lymphe fließt über Lymphknoten der Thoraxwand ab (Noduli parasternales und intercostales)
• Pleura visceralis:
  • die Innervation leistet der Plexus nervosum pulmonalis,
  • die Blutversorgung erfolgt über die Vasa privata der Lunge,
  • die Lymphe fließt in das subpleurale Netz ab, das sich schließlich mit dem peribronchialen Netz vereinigt.

Die Lungen sind Orte des Gasaustausches

Die Lungen werden durch Fissuren in Lappen gegliedert

Beide Lungen werden dank der bindegewebigen Fissura obliqua (läuft von ventral medial kaudal nach dorsal medial kranial) geteilt in einen oberen und einen unteren Bereich (Merkhilfe: Hand auf den Kopf legen – die Margo medialis der Skapula entspricht dann dem Verlauf der Fissura obliqua). Rechts exisitiert zudem die Fissura horizontalis, die den oberen Bereich weiter unterteilt. Somit gliedern sich die Lungenflügel folgendermaßen:

• Rechte Lunge:
  • Lobus superior
  • Lobus medius
  • Lobus inferior
• Linke Lunge
  • Lobus superior
  • Lobus inferior.

Am Lungenhilum treten ein Bronchus und eine Arterie ein und Venen aus

Am Lungenhilum passiert zweierlei:

1. Wichtige Gefäße treten in die Lunge ein:
   • Arteria und Vena pulmonalis
   • Lymphgefäße
   • Nerven des vegetativen Nervensystems
   • winzige Vasa privata der Lunge: Arteriae und Venae bronchioli
   • Bronchi principales

   Die Vena pulmonalis tritt auf beiden Seiten kaudal ein, die Arteria pulmonalis tritt rechts unter dem Bronchus principalis ein, links über ihm (Merke: rechts von oben nach unten BAV, links ABV). Der Bronchus principalis liegt dabei meist dorsal der Arteria und Vena pulmonalis.

2. Die Pleura visceralis schlägt in die Pleura parietalis um; die Umschlagfalte ist dabei etwas nach kaudal gezogen (Ligamentum pulmonale).

Die Bronchien verästeln sich und werden kleiner

Nach distal hin verästeln sich die Bronchien (meist dichotom) in insgesamt etwa 22 Teilungsgenerationen und verringern dabei ihren Durchmesser. Bis zu den Bronchioli terminales erfolgt der Lufttransport konduktiv, ab dann respiratorisch.

• Hauptbronchus (Bronchus principalis)
  • Lappenbronchus (Bronchi lobares; rechts 3, links 2)
    • Segmentbronchus (Bronchus segmentalis; rechts 10, links 9): enthalten nur mehr Knorpelinseln und keine Knorpelspangen
      • Subsegmentbronchus
        • Bronchiolus (ab jetzt knorpelfrei, drüsenfrei, wenige Muskelzellen; Durchmesser 1 mm)
          • Bronchiolus terminalis (letzter konduktiver Abschnitt, Durchmesser 0,5-1 mm)
            • Bronchiolus respiratorius mit vereinzelten Alveolen in seiner Wand
              • Ductus alveolaris, dicht mit Alveolen besetzt, die voneinander durch Septa interalveolaria getrennt sind
                • Sacculus alveolaris, sackartiges Alveolen-Grüppchen.

Durch diese starke Aufteilung entsteht eine große Austauschfläche (100 m², halber Tennisplatz)

Die Untergliederung der Lunge folgt der Untergliederung des Bronchialbaums bis zu den Segmentbronchien. Die rechte Lunge besteht aus 10 keilförmigen Segmenten, die linke Lunge aus 9 (Segment 7 fehlt, weil das Herz den Platz beansprucht). Da das Blut der Arteria pulmonalis mit Sauerstoff beladen werden soll , verlaufen die Äste der Arteria pulmonalis zusammen mit dem Bronchialbaum und bilden somit die Achsen der Lungensegmente; die Äste der Venae pulmonales ziehen dagegen entlang der Segmentgrenzen zum Lungenhilum zurück.

Da sich Lungenkrankheiten oftmals auf einzelne Lungensegmente beschränken, ist die anatomische Segmentgliederung auch klinisch durchaus relevant.

In den Bronchien liegen auch endokrine Zellen und Lymphfollikel, den Bronchiolen fehlt der Knorpel

Zellen und Matrix des Bronchialbaums bilden das Parenchym der Lunge, während das Stroma aus dem dazwischenliegenden Bindegewebe besteht, das sehr viele elastische Fasern enthält (Dehnungsfähigkeit der Lunge!). Im Folgenden interessiert uns nur das Parenchym.

Bronchialbaum

Histologisch sind die Bronchien wie die Trachea aufgebaut:

• Die eingefaltete Mukosa besteht aus
  • Lamina epithelialis: Respirationsepithel, das hier besonders aktiv ist, denn die Epithelzellen besitzen mehr Kinozilien (ca. 200 pro Zelle) als die Zellen der Trachea und schlagen häufiger (25/s); nach distal hin werden das Epithel flacher und der Zilienbesatz geringer.
  • Lamina propria, die bis zu den Bronchioli Bronchialdrüsen enthält
• Tunica fibro-musculo-cartilaginea mit
  • schraubenförmig verlaufenden Muskelbündeln, die sich ab den Bronchioli zunehmend ausdünnen,
  • unregelmäßig geformten Knorpelstücken aus proximal hyalinem und distal elastischen Knorpelstücken, die in elastisches Bindegewebe eingebettet sind; die Bronchioli besitzen keinen Knorpel mehr;
  • Bindegewebe mit Gefäßen und Nerven;
• Adventitia.

Entlang des Bronchialbaums findet man zahlreiche Besonderheiten:

• Neuroepitheliale Körper im Epithel an Verzweigungsstellen des Bronchialbaums: Gruppen neuroendokriner Zellen, welche abhängig vom Sauerstoffgehalt sowohl die Lumenweite der Bronchiolen als auch den Blutdruck regulieren; sie werden zudem innerviert (Afferenzen des Parasympathikus).
• Bronchus-assoziiertes lymphatisches Gewebe: einzelne oder in Gruppen angeordnete Lymphfollikel (v. a. T-Lymphocyten und Plasmazellen), dazwischen vereinzelte Lymphocyten.
• Bronchialdrüsen: gemischte Drüsen aus serösen Azini (distal) und mukösen Tubuli (proximal), die Schleim und z. T. Enzyme sezernieren
• Clarazellen am Übergang von Bronchien zu Bronchiolen: Precursorzellen für das Bronchialepithel, produzieren möglicherweise Surfactant.

Alveolen

Die Wand der Alveolen setzt sich zusammen aus Epithel und Bindegewebe, außerdem halten sich hier Makrophagen auf.

• Das Epithel besteht aus zwei Typen von Zellen:
  • Pneumozyten I (Alveolarepithelzellen I): längliche flache Zellen, machen 90 % des Alveolarepithels aus und sind wesentliche Bestandteile der Blut-Luft-Schranke
  • Pneumozyten II (Alveolarepithelzellen II, "Nieschenzellen"): kubisch Zellen mit vielen Lamellenkörpern ("osmiophile Granula"); sie erfüllen verschiedene Funktionen:
    • Sie sind Vorläufer der Pneumozyten I und proliferieren bei Alveolenschädigung
    • Sie setzen per Exocytose Surfactant aus ihren Lamellenkörper frei, ein Gemisch aus Proteinen und vor allem Lipiden, das sich auf der Hypophase (Flüssigkeitsfilm auf dem Epithel) ausbreitet und die Oberflächenspannung herabsetzt, so dass die Tendenz kleiner Alveolen sich zusammenzuziehen verringert wird.
• Im Bindegewebe liegen
  • Blutkapillaren (liegen oftmals sehr oberflächlich, so dass ihre Basalmembran mit derjenigen der Epithelzellen verschmilzt)
  • Fibrozyten (interstitielle Zellen) mit langen Fortsätzen; sie können sich kontrahieren und somit den Blutfluss verändern
• Alveolarmakrophagen (lange Fortsätze, viele Lysosomen) bewegen sich auf dem Epithel und phagocytieren eingedrungene Fremdstoffe (z. B. Rußpartikel) oder aus den Kapillaren ausgepresste Bestandteile ("Herzfehlerzellen": Makrophagen, die aufgrund Linksherzinsuffizienz ausgetretenes Hämatin phagocytiert haben und im Sputum des Patienten zu finden sind); abgestorbene Makrophagen werden mittels Schleimfilm in Richtung Rachen transportiert und abgehustet oder ins Bindegewebe eingelagert.

An den Alveolen nimmt das vorbeiströmende Blut Sauerstoff auf und gibt zugleich Kohlenstoffdioxid ab. Die Gase müssen dabei die 200-600 nm breite Blut-Luft-Schranke durchdringen, die sich zusammensetzt aus

• Pneumocyten I,
• kontinuierliches Kapillarendothel,
• gemeinsamer Basalmembran.

Die Lunge hat Vasa publica für das Arbeitsblut und Vasa privata für die Eigenversorgung

Der Tonus der Bronchialbaum-Muskulatur wird neben den neuroepithelialen Körpern vor allem durch Wirkung des vegetativen Nervensystem verändert:

• Sympathikus (Noradrenalin, Adrenalin aus dem Nebennierenmark): Dilatation
• Parasympathikus (Acetylcholin; Nervus vagus): Konstriktion

  Fasern beider Anteile vermischen sich im Plexus pulmonalis. Der Nervus vagus enthält zudem die Afferenzen aus den neuroepithelialen Körpern.

Die Lunge erhält "Arbeitsblut" und Blut für den Eigenbedarf:

• "Arbeitsblut" kommt über die Vasa publica in die Lungen. Diese entstammen dem rechten Ventrikel (Truncus pulmonalis) und verlaufen mit dem Bronchialbaum.
• Blut für den Eigenbedarf führen die Vasa privata: Rami bronchiales aus
  • Aorta,
  • Arteria thoracica interna
  • verschiedenen Arteriae intercostales

    es handelt sich dabei um funktionelle Endarterien.

  Durch Anastomosen von Vasa publica und privata entstehen intrapulmonale Shunts, d. h. Kurzschlüsse, die zu einer Minderversorgung der Lungen durch die Vasa publica führen können (Linke lunge Rr. Bronchialis Rechte lunge A. intercostalis 1und 2)

Das Blut der Venae bronchiales fließt über Vena azygos, hemiazygos oder hemiazygos accessoria in die Vena cava superior, kann aber auch in die Venae pulmonales gelangen.

Die Lungenlymphe fließt über zwei Lymph-Netze ab

Der Lymphabfluss der Lunge erfolgt über zwei Netze, und zwar über das peribronchiale und das subpleurale Netz.

• Das subpleurale Netz (Nodi parasternales, Lymphknoten der Rumpfwand) nimmt die Lymphe der viszeralen Pleura und peripherer Lungengebiete auf; folgende Lymphknoten zählen zu diesem Netz:
  • Nodi parasternales
  • Lymphknoten der Rumpfwand
  • Nodi intercostales
• das peribronchiale Netz nimmt die Lymphe des Bronchialbaums auf; folgende Lymphknoten zählen zu diesem Netz:
  • Nodi intrapulmonales (im Inneren)
  • Nodi bronchopulmonales (am Hilus)

  Am Lungenhilum vereinigen sich die beiden Netze. Die Lymphe fließt dann weiter über zwei Wege:

  • Kranialer Abflussweg: Nodi tracheabronchiales (an der Bifurkation gelegen) → Nodi paratracheales (an der Trachea gelegen; erhalten zudem Lymphe aus der Trachea) → Truncus bronchomediastinalis
  • Kaudaler Abflussweg: Nodi phrenici inferiores → Nodi coeliaci → Truncus intestinalis