Herz- und Thoraxchirurgie

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Aufbau und Funktion der Lunge und der Atemwege

Alle Körperzellen brauchen Sauerstoff um zu überleben und ihre Aufgaben zu erfüllen. Bei der Atmung sorgen Luftwege und Lunge einerseits für die Sauerstoffaufnahme und andererseits für die Abgabe von Kohlendioxid und Wasserdampf. Der Atemtrakt kann in zwei Bereiche unterteilt werden:

Die oberen Luftwege bestehen aus dem Nasenraum, Rachenraum (Pharynx), Kehlkopf (Larynx) und Lufröhre (Trachea). Die unteren Luftwege beginnen ungefähr 10 bis 15 cm unterhalb des Kehlkopfes. Hier teilt sich die Luftröhre in zwei Hauptäste auf. Diese Hauptäste nennt man den rechten und den linken Hauptbronchus. Beide verzweigen sich jeweils rechts und links in immer kleiner werdende Äste, die man Bronchien und schließlich Bronchioli nennt. Diese Bronchioli münden schließlich in die Lungenbläschen, die man auch als Alveolen bezeichnet.

Der linke Lungenflügel ist etwas kleiner als der rechte, da er sich die linke Brustraumhälfte mit dem Herzen teilen muss. Jeder Lungenflügel ist in Lappen unterteilt. Auf der rechten Seite besitzt der Mensch drei Lungenlappen (Oberlappen, Mittellappen, Unterlappen), während die linke Lunge nur aus einem Oberlappen und Unterlappen besteht. Die großen Atemwege ähneln einem umgekehrten Baum und werden daher auch als Bronchialbaum bezeichnet. Die Atemwege werden durch elastisches Bindegewebe und Knorpel offen gehalten. Am Ende jeder Bronchiole sitzen Tausende von Lungenbläschen (Alveolen). Insgesamt gibt es etwa 300 Millionen Alveolen, die eine Gesamtoberfläche von mehr 100 m2 besitzen. Die Wände der Lungenbläschen sind von einem feinen Netzwerk aus kleinsten Blutgefäßen (Kapillaren) durchzogen. An dieser Stelle tritt der Sauerstoff aus den Lungenbläschen in das Blut über und das Kohlendioxid aus den Blutgefäßen in die Alveolen.

Das Brustfell (Pleura) besteht aus zwei dünnen Membranen (Pleurablätter). Die eine Membran kleidet die Brustwand von innen aus (Rippenfell = Pleura parietalis), die andere überzieht die Lungen (Lungenfell = Pleura visceralis). Diese zwei Membranen liegen eng aneinander. Zwischen beiden Blättern befindet sich der sogenannte Pleuraspalt. Dieser ist im Normalfall weniger als 1 mm breit, da beide Membranen durch einen dünnen Flüssigkeitsfilm aneinander haften.

Die Lunge sitzt in der Brusthöhle, in der sich auch das Mittelfell (Mediastinum) befindet. Das Mediastinum enthält das Herz, die Thymusdrüse und Lymphknoten. Außerdem liegen Teile der Aorta, die Hohlvenen, die Luftröhre, die Speiseröhre und verschiedene Nerven im Mittelfell. Das Mittelfell wird vorne vom Brustbein (Sternum), hinten von der Wirbelsäule, oben von dem Eingang in der Brusthöhle und unten von dem Zwerchfell begrenzt. Das Mittelfell trennt den linken Lungenflügel von dem rechten. Die Organe in der Brust sind durch den knöchernen Brustkorb geschützt. Dieser besteht aus dem Brustbein (Sternum), zwölf Rippen und der Wirbelsäule. Die Rippen sind jeweils mit den Knochen der Wirbelsäule verbunden. An der Vorderseite des Körpers sind die oberen sieben Rippenpaare über Knorpel mit dem Sternum verbunden. Die achte, neunte und zehnte Rippe hängen über Knorpel jeweils an der nächst höheren Rippe. Die elfte und die zwölfte Rippe sind jeweils kürzer und stoßen vorne nicht zusammen.

Aus der rechten Herzkammer entspringt die Lungenschlagader (Arteria pulmonalis), die sich nach etwa 5 cm in eine rechte Lungenschlagader und in eine linke Lungenschlagader aufteilt. Im weiteren Verlauf zweigen sich die Lungenblutgefäße zu immer kleineren Gefäßen auf und umgeben schließlich als zartes Geflecht die Lungenalveolen. Die dünnen Gefäßwände haben hier direkten Kontakt mit der Außenfläche der Alveolen. Von hier aus kommend, vereinigen sich die feinen Blutgefäße zu jeweils zwei Lungenvenen, die von der rechten sowie linken Lunge kommend das sauerstoffhaltige Blut in den linken Herzvorhof transportieren. Das Gefäßsystem der Lunge bezeichnet man als kleinen Kreislauf.

Der Austausch von Sauerstoff und Kohlendioxid ist die wichtigste Aufgabe des Atemsystems. Die Aktivität jeder Körperzelle ist vom regelmäßigen Sauerstoffangebot und der ständigen Abgabe des Kohlendioxids abhängig. Wenn sich zuviel Kohlendioxid im Körpergewebe ansammelt, kann es zu erheblichen Organfunktionsstörungen kommen. Die roten Blutkörperchen sind das wichtigste Transportsystem für diese beiden Blutgase, die in gelöster Form an den roten Blutfarbstoff (Hämoglobin) gebunden sind. Um den Austausch von Sauerstoff und Kohlendioxid zu gewährleisten, werden etwa 6 bis 10 Liter Frischluft pro Minute in die Lunge eingeatmet. Damit Sauerstoff in ausreichender Form in das Blut aufgenommen werden kann sind drei Vorgänge von besonderer Bedeutung:
Ein- und Ausatmung, die Diffusion und die Perfusion. Beim Ein- und Ausatmen strömt die Luft in die Lunge hinein und wieder heraus. Unter Diffusion versteht man den Gasaustausch zwischen den Alveolen und dem Blut in den Lungenkapillaren. Der Sauerstoff kann durch diese extrem dünne Blut-Luft-Schranke rasch in das Blut der Kapillare übertreten. In gleicher Weise tritt das Kohlendioxid aus dem Blut in die Alveolen über und wird dann ausgeatmet. Unter der Perfusion versteht man die Durchblutung der Lunge. Hierzu muss das Herz die Lunge ausreichend mit Blut versorgen.