Der Kehlkopf (Larynx) und die Luftröhre (Trachea) mit den Hauptbronchien bilden die extrapulmonalen, unteren Atemwege. Nachdem die Luft in den oberen Atemwegen (Nase und Rachen) erwärmt und befeuchtet wurde, passiert sie den Kehlkopf, gewissermaßen als Wächter der Luftwege. Er trennt Trachea und Speiseröhre (Ösophagus) und ist der Entstehungsort unserer Stimme. Weiter geht der Weg der Atemluft durch die röhrenförmige Trachea, die sich an ihrem Ende in die beiden Hauptbronchien spaltet, um sich in der Lunge zum Bronchialbaum zu verzweigen. Intrapulmonal an den Endstrecken der kleinen Bronchioli ist die Luft an ihrem Bestimmungsort angekommen, in den folgenden Alveolen findet der Gasaustausch statt. In folgendem Beitrag lesen Sie einen umfassenden Überblick über die unteren Atemwege – Larynx und Trachea.

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Trachea

Bild: “The Trachea” von OpenStax College. Lizenz: CC BY 3.0


Kehlkopf (Larynx) – Lage und Funktion

Der Kehlkopf ist ein anatomisch komplexes Gebilde. Es hilft, sich die Lage im Hals noch einmal klar zu machen: Der Kehlkopf ist eine anatomisch-funktionelle Einheit aus wichtigen Knorpeln und Muskeln, die Rachen (Pharynx) und Luftröhre (Trachea) abgrenzt und dabei den Übergang zwischen oberen und unteren Atemwegen bildet. Die Epiglottis als beweglicher ‘Knorpeldeckel’ verschließt den Kehlkopf vor der Speiseröhre (Ösophagus) und verhindert so, dass Flüssigkeit oder Nahrung beim Schlucken aspiriert werden.

Kopf-Nacken-Übersicht

Bild: “Head and Neck Overview” von Arcadian. Lizenz: Public Domain

Passiert dies doch, sorgt der Hustenreflex dafür, dass das Fremdmaterial wieder aus den Atemwegen katapultiert wird. Die Stimmlippen (Plicae Vocales) bilden einen weiteren Verschlussmechanismus im inneren der ‘Kehlkopfröhre’. Sie bestehen aus zwei an Knorpel verankerten ‘Segeln’ aus Muskel- und Bindegewebe, der Spalt zwischen ihnen stellt die Stimmritze (Rima Glottis) dar. Der vollständige Verschluss der Stimmritze lässt kaum bis keine Luft mehr fließen.

Durch einen Stimmlippenverschluss kann zusammen mit Kontraktion von Zwerchfell und Bauchmuskeln intraabdominell Druck aufgebaut werden, was die funktionelle Rolle des Kehlkopfes für die Bauchpresse erklärt. Die Modulation des Luftflusses durch die Stimmritze ist wichtig für die Phonation. Eine Lähmung von Muskeln des Kehlkopfs durch Verletzungen des N. Vagus oder seinen Ästen N. laryngeus superior und  N. laryngeus recurrens kann durch fehlerhaften oder dauerhaften Schluss der Stimmritze zu Schluckbeschwerden, Heiserkeit oder, bei beidseitiger Läsion, sogar zu Atemnot führen. Die Innervation des Kehlkopfes ist deshalb ein sehr beliebtes Thema im Physikum.

Anatomischer Aufbau des Kehlkopfes

Um die Anatomie des Kehlkopfes nachvollziehen zu können, sollte man sich unbedingt zusätzlich die entsprechenden Bilder im Anatomieatlas anschauen. Der Kehlkopf liegt bei gerader Kopfhaltung etwa auf Höhe des 5. und 6. Halswirbels, bei Frauen und Kindern etwas höher. Er wird in der Längsachse in drei Ebenen unterteilt. Diese Unterteilung bietet sich sowohl aufgrund der histologischen Unterschiede (unterschiedliches Epithel des Pharynx- und Trachealbereiches) als auch der anatomischen Struktur an. Nicht nur in der Prüfung, sondern auch zur Beschreibung von z.B. der Lage eines Kehlkopfkarzinoms in der Klinik ist das Wissen um diese drei Kehlkopfetagen sinnvoll:

  • Supraglottischer Raum:  Kehlkopfeingang bis zu den Taschenfalten (Plicae vestibularis).
  • Transglottischer Raum: Taschenfalten (Plicae vestibulares) bis zu den Stimmfalten (Plicae vocales).
  • Subglottischer Raum: Stimmfalten bis zum unteren Rand des Ringknorpels.
Larynx: Anatomische Abbildung

Bild: “Larynx” von PhilSchatz.com. Lizenz: CC BY 4.0

Knorpel des Kehlkopfes

Das Knorpelgerüst des Kehlkopfes ist komplex aufgebaut. In folgender Reihenfolge finden sich die Kehlkopfknorpel von oben nach unten:

  • Kehldeckel (Epiglottis): Elastischer Knorpel,  schließt sich beim Schluckakt.
  • Schildknorpel (Cartilago thyroidea): Hyaliner Knorpel, sieht aus wie ein ‚Schild‘, die vorn gelegene Prominentia laryngea ist beim Mann als ‚Adamsapfel‘ am Hals meist gut sichtbar.
  • Ringknorpel (cartilago cricoidea): Hyaliner Knorpel, seine Form erinnert an einen Siegelring.

Diese drei Knorpel sind untereinander, nach oben mit dem Zungenbein (Os hyoideum) und nach unten mit der Trachea mit elastischen Bändern verbunden

Weitere zwei kleine, jeweils paarige Knorpelstrukturen, finden sich im inneren Kehlkopfgerüstes:

  • Stellknorpel (Cartilago arytaenoidea): Hyaliner Knorpel, er verändert die Stellung der Stimmlippen.
  • Spitzenknorpel (Cartilago corniculata): Elastischer Knorpel (dieser sitzt tatsächlich auf der Spitze des jeweiligen Stellknorpels).

Muskeln des Kehlkopfes

Auch die Systematik der Kehlkopfmuskulatur ist nicht auf Anhieb einfach zu verstehen. Es lohnt sich in einen Anatomieatlas zu schauen oder Lehrvideos im Internet zu schauen – einmal richtig verstanden kann man sich viele Funktionen und Fragen zum Kehlkopf logisch ableiten und spart viel Lernaufwand.

Als komplette Struktur wird der Kehlkopf beim Schlucken durch die infra- und suprahyale Muskulatur, sowie den M. constrictor pharyngis inferior bewegt. Für die Feinbewegung der Stimmlippen sind die kleinen Kehlkopfmuskeln zuständig. Ihre einzelnen Aufgaben und Innervationen sind sehr beliebte Prüfungsthemen.

Äußerer Kehlkopfmuskel

M. cricothyroideus Stimmlippenspannung. Seine Kontraktion kippt den Ringknorpel nach hinten und spannt die Stimmbänder.   

Innere Kehlkopfmuskeln      

Die Inneren Kehlkopfmuskeln setzen am Stellknorpel an und können durch ihre Kontraktion die Stellung der Stimmbänder verändern.

M. cricoarythenoideus posterior (Postikus) Öffnung der Stimmritze (Merke: als einziger Kehlkopfmuskel!)
M. cricoarythenoideus lateralis (Lateralis) Schließt (Pars intermembranacea) und öffnet (Pars intercartilaginea) jeweils einen Teil der Stimmritze. Auch als “Phonationsmuskel” bezeichnet.
M. cricoarythenoideus transversus Stimmlippenverschluss
M. Thyroarythenoideus Stimmlippenverschluss
M. Vocalis  Stimmlippenspannung
Kehlkopf-Muskulatur

Bild: “Kehlkopf mit Muskulatur” von Henry Vandyke Carter. Lizenz: Gemeinfrei

Innervation und funktionelle Ausfälle des Kehlkopfes

Der Kehlkopf wird motorisch und sensibel von Ästen des N. vagus innerviert. Der äußere Kehlkopfmuskel wird als Einziger vom N. laryngeus superior (Ramus externus) innerviert. Sein Ramus internus versorgt zudem die Schleimhaut oberhalb der Stimmlippen sensibel.

Stimmlippenlähmungen

Bild: “Stimmlippenstellung bei Recurrensparesen” von Prejun. Lizenz: CC0 1.0

Die inneren Kehlkopfmuskeln werden motorisch vom N. laryngeus inferior (aus dem N. laryngeus recurrens des N. vagus)  versorgt. Dieser übernimmt auch die sensible Innervation der Kehlkopfschleimhaut unterhalb der Stimmlippen. Fällt der N. vagus aus – durch Läsionen im Hirnstamm oder in seinem peripheren Verlauf, kommt es zu spezifischen Ausfällen der Kehlkopfmuskulatur. Verletzungsgefahr besteht besonders bei Schilddrüsenoperationen oder lokalen Tumorgeschehen.

Histologie des Kehlkopfes

Da der Kehlkopf den Übergang zwischen Rachen (mehrschichtig, unverhorntes Plattenepithel) und Trachea (respiratorisches Flimmerepithel) darstellt, finden wir dort zwei verschiedene Arten von histologischem Aufbau. Der Innenraum des Kehlkopfs wird durch zwei Paare von Falten unterteilt: Taschenfalten (Plicae vestibulares) und die bereits beschriebenen Stimmfalten (Plicae vocales).

Histologische Querschnitte zeigen meist den Übergang der beiden Anteile, d.h. einen Ausschnitt aus Plica verstibularis (cranial, mehrschichtig unverhorntes Plattenepithel, seromuköse Drüsen) und Plica vocalis (distal, sowohl mehrschichtig unverhorntes Plattenepithel als auch respiratorisches Flimmerepithel, keine Drüsen!). Die einzelne  Stimmlippe (Plica Vocalis) wird vom Stimmband (Ligamentum vocale) und dem M.vocalis (innerster Anteil des M. Thyroarytenoideus) gebildet. Zwischen Lig. vocale und dem Epithel findet sich eine Schicht aus lockerem Bindegewebe, der ‘Reinke-Raum’.

Beim ‘Reinke-Ödem’ findet sich hier vermehrt Flüssigkeit im Gewebe, es entsteht eine Schwellung, die die Phonation beeinträchtigt und Betroffene heiser klingen lässt. So ein Ödem kann auch durch den chronischen Reiz von Zigarettenrauch ausgelöst werden, was zur bekannten ‘Raucherstimme’ führt.

Aufbau von Trachea und Bronchialbaum

Die Luftröhre (Trachea) ist ein etwa 10 – 12 cm langes, luftleitendes, flexibles Rohr. Sie beginnt direkt unterhalb des Kehlkopfes und verläuft im knöchernen Thorax im mittleren Mediastinum dorsal der herznahen Gefäße. Auf Höhe des 3./4. Brustwirbels teilt sich die Trachea in linken und rechten Hauptbronchus. Gemäß ihres Verlaufs spricht man bei der Trachea auch von zwei Abschnitten: Pars cervicalis und Pars thoracica. Wichtige, in Prüfungen gern gefragte Lagebeziehungen der Trachea im Thorax sind:

Lage Struktur
kranial Larynx
ventral / kranial Schilddrüse
dorsal Ösophagus
ventral Aortenbogen (links!) Truncus brachiocephalicus (rechts!)

Bronchialsystem

Da sich die Bronchien immer weiter verzweigen, um die Atemluft vollständig im linken und rechten Lungenlappen zu verteilen, spricht man auch vom ‘Bronchialbaum’ bzw. ‘Bronchialsystem’. An der Bifurcatio tracheate (Höhe Th3/Th4)  teilt sich die Trachea in linken und rechten Hauptbronchus. Der rechte Hauptbronchus verläuft steiler als der Linke. Aspirierte Fremdkörper sind sowohl in Prüfungsfragen, als auch in der Realität deshalb häufig im rechten Hauptbronchus zu finden. Durch die Lage des Herzens und die dadurch bedingte leicht asymmetrische Lage des Herzens ist der linke Hauptbronchus etwas länger als der rechte.

Die Hauptbronchien teilen sich nach Eintritt in die Lunge bis zu 23 Mal, zunächst in Lappenbronchien (links zwei, rechts drei) und diese in Segmentbrochien. Die kleinsten Einheiten sind die Bronchioli (Bronchioli, Bronchioli terminales, Bronchioli respiratorii), welche im letzten Schritt die Atemluft in die Alveolen, den Ort des Gasaustausches in der Lunge leiten.

Histologie von Trachrea und Bronchien

Die Trachea besteht aus einem Stützgerüst von 16 – 20 halbrunden Knorpelspangen (hyaliner Knorpel), die durch kollagenes Bindegewebe verbunden sind. Die Rückwand der Luftröhre ist knorpelfrei. Hier bildet die Paries Membranacea eine Platte aus glatter Muskulatur (M. Trachealis) und Bindegewebe, die Grenze zum dorsal verlaufenden Ösophagus. Dieser Stützapparat wird histologisch als Tunica fibro-musculo-cartilaginea bezeichnet. Eine Tunica Adventitia aus lockerem Bindegewebe umgibt die Trachea.

Histologie von Trachrea und Bronchien

Bild: “The Trachea” von OpenStax College. Lizenz: CC BY 3.0

Die Schleimhaut (Tunica mukosa) von Trachea und Bronchien trägt respiratorisches Flimmerpithel. Die Lamina propia enthält seromuköse Drüsen, die Gll. Tracheales. Eingestreut ins Epithel sind zusätzlich Schleim produzierende Becherzellen, ohne Kinozilien, zu finden.

Die Bronchialwand besteht ebenfalls aus drei Schichten: Schleimhaut (Tunica mucosa) mit mehrreihigem respiratorischem Flimmerepithel, Drüsen Gll. Bronchiales und  Becherzellen, einer Muskelschicht, einem Stützgerüst aus hylalinem Knorpel und peribronchialem Bindegewebe. Alle Zweige des Bronchialbaumes, die Knorpelgewebe und seromuköse Drüsen enthalten, sind Bronchien. Bronchioli enthalten weder Knorpel noch Drüsen!

Durch Tabakrauchen kann die Sekretproduktion der Tracheal- und Bronchialdrüsen gemindert werden, was den Abtransport von Schleim durch den Zilienschlag des Flimmerepithels und damit die Selbstreinigungsfunktion der Atemwege beeinträchtigt.

Anatomie von Larynx und Trachea in der Klinik

Beatmung mit Larynxmasken

Die Larynxmaske, eine Beatmungsmaske, kommt in der Anästhesie zum Einsatz. Sie liegt auf der Epiglottis und umschließt die Luftwege sicher. Durch den angebrachten Schlauch wird beatmet. Dies hat gegenüber anderer Verfahren den Vorteil, dass kein Beatmungsschlauch durch die Stimmritzen bis in die Trachea geschoben werden muss (Heiserkeit und Verletzungsgefahr) und die Atemwege dennoch besser abgedichtet sind als mit einer Gesichtsmaske.

Larynxmaske

Bild: “eine Larynxmaske mit aufgeblasenem Wulst, hier eine Version mit Kanal für eine Magensonde” von ignis. Lizenz: CC BY-SA 3.0

Die Kontiotomie

Die Koniotomie (oft fehlerhaft als ‘Luftröhrenschnitt’ bezeichnet. Der wirkliche Luftröhrenschnitt ist jedoch die weiter unten beschriebene Tracheotomie), ist das Eröffnen der Atemwege in Höhe des Kehlkopfes – in der Praxis kommt sie als lebensrettende ärtzliche Notfallmaßnahme nur äußerst selten und als letztes Mittel zum Einsatz.

Bei der Koniotomie wird die Membran zwischen den gut am Hals tastbaren Ring- und Schildknorpel des Kehlkopfes durch einen Schnitt oder Punktion eröffnet und ein Tubus oder Beatmungsschlauch eingeführt, um die Sauerstoffversorgung des Patienten zu sichern. Mit diesem Fakt kann man zwar in Prüfungen glänzen, nützen wird er später nur, wenn man eine Notarztkarriere anstrebt.

Tracheotomie und Tracheostoma

In der Intensivmedizin findet die Methode der Tracheotomie, d.h. die operative Anlegung eines Zugangs zur Luftröhre bei langzeit-beatmungspflichtigen Patienten, Anwendung. Über ein Tracheostoma (die Trachealkanüle, die eine Verbindung der Trachea nach außen schafft) kann ein Patient selbst spontan atmen, bei Bedarf aber auch jederzeit wieder an ein Beatmungsgerät angeschlossen werden.

Tracheotomie

Bild: “(1) Schildknorpel (2) Ligamentum cricothyroideum (3) Ringknorpel (4) Luftröhre (A) Lokalisation der Koniotomie (B) Lokalisation der Tracheotomie” von PhilippN. Lizenz: CC BY-SA 3.0

Indikationen für eine Tracheotomie sind neben der Langzeitbeatmung Verletzungen des Kehlkopfes, länger fehlende Schluckreflexe, Kehlkopf- oder Trachealläsionen aufgrund von Langzeitbeatmung, bestimme Kiefer- oder HNO Chirurgischen Eingriffe oder Krankheiten bzw. Tumore der oberen Luftwege, welche eine Intubation verhindern.

Ein dauerhaftes Tracheostoma (plastisches Tracheostoma) ist bei einer Laryngektomie (Larynxkarzinom) indiziert, hierbei befindet sich die angebrachte Öffnung unterhalb der Schilddrüse im Jugulum.

Krankheiten des Kehlkopfes

Kehlkopfentzündung (Laryngitis)

Zu einer Kehlkopfentzündung kann es bei einer Infektion des Nasen-Rachen-Raumes mit Viren oder Bakterien kommen. Auch eine Überlastung der Stimme bei einer trockenen Raumluft kann zur Symptomatik einer Laryngitis führen: gerötete Rachenschleimhaut, brennende Halsschmerzen, Heiserkeit bis hin zum Stimmverlust.

Neben der Behandlung der Ursache (bei eitrigen Entzündungen Antibiotika) sind die Patienten angehalten nicht bzw. wenig zu Sprechen. Nikotinverzicht, Wärmebehandlung (heiße Halswickel und warme Getränke) und die Inhalation mit Kammillenextrakt gehören ebenfalls zur symptomatischen Behandlung.

Weitere, in der Klinik wichtige Entzündungen der unteren Atemwege, insbesondere des Kehlkopfs sind die akute Epiglottitis und die Laryngitis subglottica (Pseudokrupp), welche im klinischen Studium in der HNO Medizin behandelt werden.

Kehlkopfkrebs (Larynxkarzinom)

Das Larynxkarzinom ist ein Plattenepithelkarzinom und der häufigste maligne Tumor der HNO Heilkunde. Larynxkarzinome sind zu zwei Dritteln glottisch lokalisiert, zu einem Drittel supraglottisch, sehr selten subglottisch. Ein Frühsymptom ist anhaltende Heiserkeit. Schluckstörungen und ein Fremdkörpergefühl (Globusgefühl) können im Verlauf ebenfalls auftreten.

Kehlkopfkrebs

Bild: “Larynx cancer” von Paweł Kuźniar. Lizenz: CC BY-SA 3.0

Bei länger als drei Monate anhaltender Heiserkeit muss immer ein Larynxkarzinom ausgeschlossen werden! Die Entstehung von Kehlkopfkarzinomen ist eng mit Schadstoffen wie Tabakrauch, aber auch Alkohol assoziiert. Therapeutisch ist eine teilweise (nur bei frühen Tumorstadien), meist jedoch eine vollständige Kehlkopfentfernung (Laryngektomie) mit Entfernung der Halslymphknoten (Neck Dissection) und Bestrahlung notwendig.

Die Entfernung des Kehlkopfes macht die Anlage eines Tracheostomas notwendig (s.u.). Hierbei wird von der vom Kehlkopf abgetrennten Trachea dauerhaft ein Zugang zur Halshaut geschaffen. Menschen nach dieser OP haben zudem keine Stimmbänder mehr und können während der Kehlkopfoperation mit einer “Stimmprothese” zwischen Trachea und Ösophagus versorgt werden. Das Sprechen mit dieser muss erst wieder erlernt werden.

Beliebte Prüfungsfragen zu den unteren Atemwegen

Die Lösungen befinden sich unterhalb der Quellenangaben.

1. Welche Zuordnung bezüglich der Larynxmuskulatur  trifft nicht zu?

  1. Stimmlippenverschluss – M. arytaenoideus transversus
  2. Stimmlippenöffnung und -verschluss – M. cricoarytenideus lateralis
  3. Stimmlippenspannung – M. cricothyroideus, M. vocalis
  4. Stimmlippenverschluss – M.Posticus

2. Welche der folgenden Strukturen des Larynx wird im Rahmen einer Koniotomie punktiert?

  1. Der mediale Anteil des Cartilago thyroide.
  2. Das Lig. Cricothyroideum zwischen Cartilago cricoidea und Cartilago thyroidea.
  3. Die Membran Thyrohyoidea zwischen Os hyoideum und Cartilago thyroidea.
  4. Die Punktion erfolgt durch die Schilddrüse.
  5. Eine Punktion des Kehlkopfes ist nicht möglich.

3. Auf welcher Höhe befindet sich die Bifurcatio Tracheate?

  1. Auf Höhe der Apertura thoracicus
  2.  C5/C6
  3. Th 10
  4. Th1/C7
  5. Th3/Th4

4. Ein kleiner Junge wird wegen akuter Atemnot in die Notaufnahme gebracht. Wo wird ein aspirierter Fremdkörper in der Bildgebung am wahrscheinlichsten zu finden sein?

  1. Ösophagus
  2. Bifurcatio Tracheate
  3.  Trachea
  4. Rechter Hauptbronchus
  5. Linker Hauptbronchus

Quellen

Prometheus Lernatlas der Anatomie – Hals und  Innere Organe. Schünke, M, Schulte, E., Schumacher, U., Voll, M, Wesker, K. Thieme (2006).

Taschenlehrbuch Histologie. Lüllmann-Rauch, R., Thieme.

Anästhesie, Intensivmedizin, Notfallmedizin für Studium und Ausbildung.. Striebel, H.W. 8. Auflage (2013). Schattauer.

Hals-Nasen-Ohren-Heilkunde. Boenninghaus, H.G. & Lernarz, T.. Springer, 13. Auflage 2007

Larynxmaske via Wikipedia

Tracheotomie via Wikipedia

Lösungen zu den Fragen: 1D, 2B, 3E, 4D

 

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