Atmungsorgane

Das Konzept des Atmungssystems umfasst:

• obere Atemwege (Nasenhöhle, Nasopharynx, Oropharynx, Kehlkopf);
• untere Atemwege (Luftröhre und Bronchien); Lungenparenchym, Pleura und ihre Höhle;
• Apparat, der die Atembewegungen gewährleistet (Rippen mit angrenzenden Knochenformationen, Atemmuskulatur).

Die Luftröhre beginnt am unteren Rand des Kehlkopfes auf Höhe der Halswirbel VI-VII und endet auf Höhe der Brustwirbel IV-V. Sie teilt sich in den rechten und linken Hauptbronchus. Es ist zu beachten, dass der rechte Hauptbronchus in einem Winkel von 15–40° von der Luftröhre abgeht und nicht länger als 3 cm ist. Der linke Hauptbronchus geht in einem Winkel von 50–70° von der Luftröhre ab und ist 4–5 cm lang.

Der Bronchialbaum (Arbor bronchialis) umfasst die Hauptbronchien, Lappenbronchien, Segmentbronchien, zahlreiche Äste der Segmentbronchien, Lappenbronchien und Endbronchiolen. Der Bronchialbaum, der den Hauptteil der Atemwege bildet, weist durchschnittlich 16 dichotome Bronchialteilungen auf, von denen der Großteil auf die Äste der Segmentbronchien entfällt. Die Lappenbronchien enthalten noch ein Knorpelgerüst, die Wände der Endbronchiolen weisen jedoch keinen Knorpel auf.

Jede terminale Bronchiole ist dichotom in respiratorische Bronchiolen (17.–19. Bronchiengeneration) unterteilt, an deren Wänden sich die Lungenbläschen befinden. Von jeder respiratorischen Bronchiole zweigen 2–3 Alveolargänge (20.–22. Generation) ab, die jeweils in 3–6 Alveolarsäckchen (23. Atemwegsgeneration) enden. Die Stufen dieser Säckchen bestehen aus Alveolen.

Jeder Acinus enthält etwa 2000 Alveolen, die eng beieinander liegen. Die Alveolen sind durch interalveoläre Septen getrennt, die eine Vielzahl von Öffnungen enthalten – die Kohn-Poren, durch die ein aktiver kollateraler Gasaustausch zwischen den Alveolen erfolgt. Zusätzlich sind die Alveolen über kurze Kanäle (Lambert-Kanäle) mit den Bronchiolen verbunden, was einen weiteren kollateralen Weg für den Lufteintritt in die Alveolen darstellt.

Die innere Oberfläche der Alveolen ist mit einer Schicht Tensid ausgekleidet, die die Oberflächenspannung der Alveolen verringert. Darunter befindet sich eine Schicht Alveolarepithel, die aus zwei Arten von Alveolozyten besteht. Typ-I-Zellen nehmen mehr als 90 % der inneren Oberfläche der Alveolen ein. Sie übernehmen hauptsächlich die Funktion des Gasaustauschs zwischen der Alveolarluft und dem Blut. Etwa 10 % der inneren Oberfläche der Alveolen sind mit Typ-II-Alveolozyten ausgekleidet, die hauptsächlich für die Tensidsekretion sorgen. Darüber hinaus sind Typ-II-Alveolozyten an der Regeneration des Alveolarepithels beteiligt: Bei Bedarf können sie sich in Typ-I-Alveolozyten differenzieren.

Direkt an die Alveolen grenzt das Kapillarnetz, dessen Gesamtfläche 70 m² erreicht ^. Die Kapillaren sind mit Endothelzellen ausgekleidet.

Das Interstitium, bestehend aus Kollagen (ca. 70 %), Elastin (ca. 30 %), Glykosaminoglykanen und Fibronektin, bestimmt maßgeblich die Elastizität des Lungengewebes. Im Interstitium befinden sich Lymphgefäße und Fibroblasten, Alveolarmakrophagen, Mastzellen und weitere Zelltypen.

Die Schleimhaut der Luftröhre und der Bronchien besteht aus einem bedeckenden hochprismatischen Flimmerepithel, einer Basalmembran sowie Muskel- und Submukosaschichten.

Das Epithel wird hauptsächlich durch vier Zelltypen repräsentiert. Der Großteil davon sind Flimmerzellen. Sie haben eine unregelmäßige prismatische Form. Auf der dem Bronchuslumen zugewandten freien Oberfläche der Zelle befinden sich kurze Mikrovilli und eine große Anzahl (ca. 200) Flimmerhärchen. Die Flimmerhärchen schwingen rhythmisch in Richtung Nasopharynx, transportieren eine schützende Schleimschicht aus der Lunge dorthin und erleichtern so die „Reinigung“ der Atemwege.

Die Anzahl der Becherzellen (Sekretionszellen) des Epithels ist 4-5 mal geringer als die der Flimmerzellen. Die Hauptfunktion der Becherzellen ist die Sekretion von Schleimsekret. Sekretionäre Zellen des Epithels der terminalen und respiratorischen Bronchiolen (Clara-Zellen) zeichnen sich durch eine besonders hohe Stoffwechselaktivität aus.

Schließlich liegen die Basal- und Intermediärzellen tief im Epithel und erreichen nicht die Oberfläche. Diese schlecht differenzierten Zellen sind für die physiologische Regeneration des Epithels verantwortlich. Darüber hinaus enthält das Bronchialepithel neuroendokrine und Chemorezeptorzellen („Bürstenzellen“).

Unter dem Deckepithel befinden sich die Basalmembran, die Lamina propria sowie die Muskel- und Submukosa. Letztere enthält eine Vielzahl von Bronchialdrüsen, die Schleim- oder seröse Sekrete in das Lumen der Trachea und der Bronchien absondern. Einige der Bronchialdrüsen befinden sich zwischen den Knorpeln der Faserknorpelmembran und in der äußeren Membran.