Die Hauptaufgabe der Lunge (lateinisch Pulmo) ist die Anreicherung des Blutes mit Sauerstoff und die Elimination von Kohlendioxid. Dieser Gasaustausch spielt sich in den Alveolen (Lungenbläschen) ab. Erkrankungen der Lunge sind häufig und begegnen dem Mediziner in jeder Altersgruppe. Zu nennen sind in diesem Zusammenhang z.B. das Asthma bronchiale im Kindes– und Jugendalter, sowie die chronisch obstruktive Bronchitis (engl. COPD) im Erwachsenenalter. Aber auch infektiöse Erkrankungen der Lunge wie eine Pneumonie gehören zum Alltag in Praxis und Krankenhaus. Um die verschiedenen Krankheitsbilder besser einordnen zu können sind anatomische Kenntnisse der Lunge essentiell. Im folgenden Artikel erhalten Sie daher einen Überblick über die Lage, den Aufbau und die Funktionen der Lunge.

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Bild: “The major respiratory structures span the nasal cavity to the diaphragm.” von Phil Schatz. Lizenz: CC BY 4.0

Bild: “The major respiratory structures span the nasal cavity to the diaphragm.” von Phil Schatz. Lizenz: CC BY 4.0


Wo liegt die Lunge?

Die paarigen Lungen füllen die ebenfalls paarig angelegten Pleurahöhlen (Cavitas pleurales) beidseits komplett aus. Die beiden Pleurahöhlen befinden sich jeweils rechts und links des Mediastinums. Die Ausdehnung nach dorsal erfolgt bis hin zur thorakalen Wirbelsäule, ventral liegen die beiden Pleurahöhlen vor dem Herzbeutel. Aufgrund der asymmetrischen Lage von Herz und Herzbeutel sind die linke Pleurahöhle, und damit auch die linke Lunge, etwas kleiner als die rechte.

Durch den engen Kontakt von Lunge und Herz entsteht die sogenannte Impressio cardiaca, welche wiederum zu einem Einschnitt an der Vorderseite der linken Lunge führt (Incisura cardiaca). Am kaudalen Ende der Incisura cardiaca befindet sich die Lingula. Diese stellt eine Ausziehung des Oberlappens dar und existiert nur an der linken Lunge. Das unpaarig angelegte Mediastinum und die beiden Pleurahöhlen befinden sich wiederum in der Brusthöhle (Cavitas thoracis), welche neben Bauch- und Beckenhöhle (Cavitas abdominalis, Cavitas pelvis) zu den drei großen Körperhöhlen gehört. Die Ausdehnung der Lunge ist atemabhängig, wobei die Lungenspitze (Apex pulmonalis) immer bis in die obere Thoraxaperatur hineinreicht. Die Lungenbasis (Basis pulmonis) ist eng mit dem Zwerchfell verbunden.

Form und Aufbau der Lunge

Merke: die Kenntnisse der Fissuren werden im Physikum häufig abgefragt.
Schematische Abbildung der Lungenflügel

Bild: von Phil Schatz Lizenz: CC BY 4.0

Grundsätzlich wird zwischen rechter und linker Lunge unterschieden. Die linke Lunge besteht aus zwei Lappen (Lobi superior und inferior pulmonis sinistri), die voneinander durch die Fissura obliqua getrennt sind. Die rechte Lunge wiederum besteht aus drei Lappen (Lobi superior, medius und inferior pulmonis dextri). Die Unterteilung erfolgt durch die Fissura obliqua und die Fissura horizontalis pulmonis dextri. Die genannten Fissuren reichen bis tief in das Lungengewebe hinein und sind, wie auch die Oberfläche der Lunge, mit der Pleura visceralis ausgekleidet.

Der weitere Aufbau ist bei beiden Lungen identisch. Man unterscheidet zwischen der Lungenspitze (Apex pulmonis), der Lungenbasis (Basis pulmonis), den Lungenoberflächen und den Lungenrändern. Die Lungenoberfläche ist von einer serösen Haut, der Pleura visceralis, bedeckt und erscheint beim Gesunden blassrosa bis hin zu grau. In Abhängigkeit der Lage und der Beziehung zum Thorax unterscheidet man bei den Lungenoberflächen (Facies pulmonis) zwischen der Facies costalis, mediastinalis, diaphragmatica und der Facies interlobares.

Im Bereich der Facies mediastinalis erfolgt der Umschlag der Pleura visceralis in die Pleura parietalis. Durch diesen Umschlag entsteht eine Falte, die bei der präparierten Lunge als Ligamentum pulmonale sichtbar wird. Zwischen den beiden Pleurablättern befindet sich der flüssigkeitsgefüllte Pleuraspalt (Cavitas pleuralis), welcher Verschiebungen zwischen den beiden Pleurablättern gewährleistet. Zusätzlich sorgt der negative Druck (-5cm H2O) im Pleuraspalt dafür, dass die Lunge innerhalb der Pleurahöhlen fixiert und entfaltet bleibt. Bei Wegfall dieses Druckes würde die Lunge, ihrer elastischen Rückstellkraft folgend, kollabieren (siehe Pneumothorax).

In der Mitte der Facies mediastinalis befindet sich das Hilum pulmonis, vereinfacht oft auch als „Hilus“ bezeichnet. Dieser stellt die Ein- und Austrittsstelle für die Bronchien und Leitungsbahnen der Lunge dar. An den Übergängen der Lungenoberflächen finden sich die Lungenränder (Margines pulmonis). Die Margo anterior bildet die Grenze zwischen der Facies costalis und mediastinalis. Am Übergang der Facies diaphragmatica zur Facies costalis bzw. mediastinalis befindet sich die Margo inferior.

Lungensegmente (Segmenta bronchopulmonalia)

Neben der Einteilung der Lungen in Lappen kann diese noch weiter in einzelne Segmente unterteilt werden. Die Einteilung ergibt sich dabei direkt aus dem Verlauf des Bronchialbaums (Erklärung s.u.). In jedem Segment verläuft zentral der Segmentbronchus und ein Segmentast der A. pulmonalis. Sowohl die linke als auch die rechte Lunge bestehen aus zehn Segmenten. Aufgrund der nur an der linken Lunge vorhandenen Incisura cardiaca ist das Segment VII oft so klein, dass es dem Segment VIII zugerechnet wird.

Rechte Lunge Linke Lunge
Lobus superior

  • Segmentum apicale (I)
  • Segmentum posterius (II)
  • Segmentum anterius (III)
Lobus superior

  • Segmentum apicoposterius (I + II)
  • Segmentum anterius (III)
  • Segmentum lingulare superius (IV)
  • Segmentum lingulare inferius (V)
Lobus medius

  • Segmentum laterale (IV)
  • Segmentum mediale (V)
Lobus inferior

  • Segmentum superius (VI)
  • Segmentum basale mediale (VII)
  • Segmentum basale anterius (VIII)
  • Segmentum basale laterale (IX)
  • Segmentum basale posterius (X)
Lobus inferior

  • Segmentum superius (VI)
  • [Segmentum basale medium (VII)]
  • Sementum basale anterius (VIII)
  • Segmentum basale laterale (IX)
  • Segmentum basale posterius (X)

Bronchialbaum

Der Bronchialbaum beginnt bei der Aufspaltung der Trachea in die beiden Hauptbronchien (Bronchi principales) und dient der Leitung der angefeuchteten Luft bis hin zu den Alveolen. Zusammengesetzt wird der Bronchialbaum aus einem luftleitenden und einem respiratorischen Anteil.

Die Bronchi principales, lobares, segmentales, subsegmentales und die Bronchioli terminales bilden zusammen den luftleitenden Anteil, wohingegen die Bronchioli respiratorii, der Ductus alveolaris und die Sacculi alveolares zum respiratorischen Anteil gehören. Vom Aufbau her zeigt sich ein deutlicher Unterschied beim Übergang der kaliberstarken Bronchien zu den kleineren Bronchiolen.

Die Wand der Bronchien wird durch Knorpelspangen stabilisiert, welche bei den Bronchiolen fehlen. Zusätzlich wandelt sich das mehrreihige Flimmerepithel in ein einschichtiges prismatisches Flimmerepithel um. Ab den Bronchioli terminales, d.h. mit Beginn des respiratorischen Anteils, fehlen die Becherzellen. Anstatt dessen sind ab hier die Alveolen am Bronchialbaum zu finden.

Die Alveolen stellen kleine Aussackungen, mit einem Durchmesser von 150 – 500 µm, dar. Ausgekleidet werden die Alveolen von zwei Typen von Pneumozyten (Alveolarepithelzellen). Die Pneumozyten vom Typ I machen den Großteil der Epithelzellen aus. Sie sind über Zonulae occludentes eng miteinander verbunden und bilden zusammen mit der Basalmembran der Endothelzellen der umliegenden Kapillaren die Blut-Luft-Schranke.

Die größeren Pneumozyten vom Typ II kommen nur vereinzelt vor (= Nischenzellen) und bilden den Surfactant. Surfactant setzt die Oberflächenspannung der Alveolen herab und verhindert, dass diese kollabieren. Die gesamte alveoläre Gasaustauschfläche liegt zwischen 100 – 120 m2.

Gefäßversorgung der Lunge

Merke: Am rechten Hilum liegen der Bronchus und die Arterie ungefähr auf einer Höhe, die Vene kaudal davon; Am linken Hilum liegen Arterie, Bronchus und Vene untereinander.

Am Hilus der Lunge befindet sich der Ein- und Austrittspunkt der Gefäße der Lunge. In Abhängigkeit von der Funktion unterscheidet man zwischen den Vasa publica, die für den Gasaustausch verantwortlich sind, und den Vasa privata zur Eigenversorgung der Lunge. Zu den Vasa publica gehören Aa. und Vv. pulmonales.

Die Aa. pulmonales entstammen aus dem Truncus pulmonalis und leiten das sauerstoffarme Blut vom rechten Herzen zur Lunge. Das mit Sauerstoff angereicherte Blut gelangt über die Vv. pulmonales, welche sich auf Hilusebene auf jeder Seite zu zwei Lungenvenen vereinigen, in den linken Vorhof. Zu beachten ist, dass die Arterien sich immer parallel mit den Bronchien verzweigen, wohingegen die Venen unabhängig von den Bronchien intersegmental verlaufen.

Die Arterien zur Versorgung der Lunge selbst heißen Rami bronchiales und stammen aus der Aorta thoracica (seltener auch aus der Arteria thoracica interna). Ein Teil des Abflusses der Rami bronchiales erfolgt über eine Anastomisierung mit den Aa. pulmonales und damit über die Vv. pulmonales. Der restliche Teil fließt über die dazugehörigen Vv. bronchiales ab. Eine Ausnahme bilden die hilumnahen Vv. bronchiales welche rechts in die V. azygos und links in die V. hemiazygos accessoria münden.

Lymph- und Nervenbahnen der Lunge

Vergleichbar mit der Gefäßversorgung treten am Hilus der Lunge sowohl die Lymph-, als auch die Nervenbahnen, ein bzw. aus. Die vegetativen Nerven bilden hier den Plexus pulmonalis, welcher über den N. vagus parasympathische und über den Truncus sympathicus sympathische Efferenzen erhält. Der Parasympathikus bewirkt an der Lunge v.a. eine Bronchokonstriktion, wohingegen der Sympathikus für eine Bronchodilatation sorgt.

Zusätzlich enthält der Plexus pulmonalis afferente vegetative Fasern, die überwiegend aus Dehnungssensoren der Bronchialwände stammen. Bei einer starken Dehnung hemmen sie mittels des Hering-Breuer-Reflexes das Atemzentrum. Die sensible Innervation der Pleura parietalis erfolgt abhängig von ihrer Lage. Der costale Anteil (Pleura costalis) wird über die Nn. intercostales versorgt, wohingegen die mediastinale Pleura vom N. phrenicus innerviert wird. Im Gegensatz zur Pleura parietalis ist die Pleura visceralis nicht sensibel innerviert.

Der Lymphabfluss der Lunge gliedert sich in ein oberflächliches und ein tiefes System. Das oberflächliche System erhält Zuflüsse aus den subpleuralen Geflechten und drainiert direkt in die Nodi lymphoidei bronchopulmonales am Hilum. Über die Zwischenstation der Nodi lymphoidei intrapulmonales mündet in diese letztendlich auch das tiefe System. Von den Nodi lymphoidei bronchopulmonales gelangt die Lymphe weiter zu den Nodi lymphoidei tracheobronchiales superiores und inferiores und schließlich über die Nodi lymphoidei paratracheales in die Trunci bronchomediastinales.

Atemmechanik

Im Rahmen der äußeren Atmung kommt es zu einem rhythmischen Wechsel der Thoraxgröße. Durch den negativen Druck im Pleuraspalt ist die Lunge gezwungen diesen Volumenänderungen des Thorax zu folgen. Bei der Inspiration sorgen zwei Mechanismen für eine Vergrößerung des Lungenvolumens. Zum einen die Erweiterung des Thorax, durch das Anheben der Rippen durch die Interkostalmuskulatur, und zum anderen das Absenken des Zwerchfells (Diaphragma). Der Recessus costodiaphragmaticus der Pleurahöhle dient dabei als Reserveraum zur Ausdehnung der Lunge im Rahmen der Inspiration. Er gewährleistet eine erhebliche Verschiebung der unteren Lungenränder nach kaudal. Ein weiterer Reserveraum stellt der Recessus costomediastinalis dar, welcher sich an der Grenze der vorderen Brustwand zum Mediastinum befindet. Der Recessus phrenicomediastinalis zwischen Diaphragma und Herzbeutel stellt keinen nennenswerten Reserveraum dar.

Lungenfell: Pleura visceralis

Bild: von Phil Schatz. Lizenz: CC BY 4.0

Im Gegensatz zur Inspiration stellt die Exspiration überwiegend einen passiver Vorgang dar, welcher durch die elastischen Rückstellkräfte von Lunge und Thorax bedingt wird. Lediglich bei der forcierten Ausatmung sind exspiratorisch wirksame Muskeln an der schnelleren Verkleinerung des Thoraxdurchmessers beteiligt.

Inspiratorisch wirksame Atemmuskeln Exspiratorisch wirksame Atemmuskeln
Diaphragma M. subcostalis
Mm. intercostalis externi Mm. intercostalis interni
Mm. intercartilaginei M. transversus thoracis
Mm. serrati posteriores superiores/ inferiores
Mm. scaleni

Druck in der Lunge

Bild: “Alveolar pressure changes during the different phases of the cycle. It equalizes at 760 mm Hg but does not remain at 760 mm Hg.” von Phil Schatz. Lizenz: CC BY 4.0

Untersuchung der Lunge

Die Untersuchung der Lunge ist Bestandteil des klinischen Teils des Medizinstudiums. Dennoch soll hier bereits ein Ausblick gegeben werden.

Im Anschluss an die Anamnese erfolgt zunächst die klinische Untersuchung:

Inspektion Zyanose? Einsatz der Atemhilfsmuskulatur? Bestimmung der Atemfrequenz (Normwert ca. 12-15 Atemzüge/ min)
Palpation Überprüfung der Thoraxstabilität (Druckausübung von kranial auf die Clavicula beidseits)
Perkussion Die Lunge erzeugt einen sonoren Klopfschall, wohingegen die Leber und Milz einen gedämpften Klopfschall erzeugen. So lassen sich die kaudalen Lungengrenzen bestimmen.
Auskulation Die Auskultation wird immer im direkten Seitenvergleich ausgeführt. Als Normalbefund findet sich beidseits ein vesikuläres Atemgeräusch. Eine Abschwächung des Atemgeräusches kann z.B. Hinweis auf einen Pleuraerguss, einen Pneumothorax oder eine chronisch obstruktive Bronchitis sein. Wohingegen ein verstärktes Atemgeräusch im Rahmen einer Pneumonie auftreten kann.
Auswurf Je nach Farbe und Konsistenz kommen unterschiedliche Differentialdiagnosen in Frage. Zusätzlicher ist ein direkter Keimnachweis möglich.

Im Verlauf können bildgebende Maßnahmen zur Bestätigung der Verdachtsdiagnose, z.B. einer Pneumonie, notwendig sein.

Sonographie Nachweis eines Pleuraergusses
Röntgen Darstellung der Lunge als strahlentransparent. Hinweise auf Pathologien wären Aufhellungen oder Verschattungen. Beurteilung der Lungengefäße, der Recessi und der Lage der Trachea.
CT-Thorax Im Lungenfenster differenziertere Aussage über mögliche Raumforderungen, Lymphknotenschwellungen oder eine Lungenfibrose möglich.

Invasive Maßnahmen wie eine Bronchiallavage mit Biopsieentnahme können, z.B. bei Verdacht auf ein Bronchialkarzinom, indiziert sein. Die Untersuchung der Lungenfunktionsparameter erfolgt im Rahmen einer Spiroergometrie.

Darüber hinaus liefern einige Laborparameter wichtige Hinweise auf die Funktion der Lunge. Besonders hervorzuheben ist dabei die Blutgasanalyse mit welcher die Sauerstoffsättigung des Blutes sowohl aus arteriellem als auch aus venösem Blut bestimmt werden kann.

Lungenkrankheiten

Pneumothorax

Pneomothroax

By BruceBlaus. When using this image in external sources it can be cited as:Blausen.com staff. „Blausen gallery 2014“. Wikiversity Journal of Medicine. DOI:10.15347/wjm/2014.010. ISSN 20018762. (Own work) [CC BY 3.0], via Wikimedia Commons

Per Definition liegt bei einem Pneumothorax eine Luftansammlung zwischen Pleura visceralis und parietalis vor. Als Folge dessen geht der negative Unterdruck im Pleuraspalt verloren, wodurch die Lunge auf der betroffenen Seite kollabiert. Man unterscheidet zwischen einem geschlossenen Pneumothorax ohne Verbindung zur Außenluft und einem offenem Pneumothorax.

In Abhängigkeit von der Ätiologie wird weiter differenziert in einen spontanen, einen traumatischen und einen iatrogenen Pneumothorax. Der Spontanpneumothorax tritt bevorzugt bei jungen asthenischen Männern auf und ist häufig durch das Platzen einer subpleural gelegen Emphysemblase verursacht. Klinisch äußert sich der Pneumothorax durch Dyspnoe, stechende Schmerzen auf der betroffenen Thoraxhälfte und einer asymmetrischen Thoraxbewegung (Nachziehen der betroffenen Seite). Eine mögliche Komplikation ist der Spannungspneumothorax, bei dem es zu einer Mediastinalverschiebung zur gesunden Seite kommt. Dadurch bedingt kommt es sowohl zu einer Kompression der gesunden Lunge, als auch zu einer Behinderung des venösen Rückstroms.

Pneumonie (Lungenentzündung)

Eine Pneumonie stellt eine akute oder chronische Entzündung des Alveolarraumes und/ oder des interstitiellen Lungengewebes dar. Sie gehört zu den häufigsten tödlich verlaufenden Infektionskrankheiten in den Industrieländern. Es gibt mehrere Möglichkeiten anhand derer Pneumonien eingeteilt werden können:

  • Pathologisch-anatomisch: Lokalisation und Ausdehnung
  • Ätiologie: infektiös, physikalische/chemische Noxen, Kreislaufstörungen
  • Klinik: primäre/ sekundäre Pneumonien, akute/ chronische Pneumonie
  • Entstehungsort: ambulant (zu Hause erworben), nosokomial (frühestens 48 – 72 h nach Hospitalisierung)

Asthma bronchiale

Das Asthma bronchiale gehört zum Formenkreis der obstruktiven Lungenerkrankungen und stellt eine chronischentzündliche Erkrankung der Atemwege dar. Durch die Entzündung kommt es zu einer anfallsweise auftretenden Dyspnoe infolge einer bronchialen Obstruktion. Diese bronchiale Obstruktion kann mittels eines MethacholinTestes provoziert werden und ist beim Asthma bronchiale klassischerweise reversibel.

COPD (chronic obstructive pulmonary disease)

Die COPD gehört ähnlich wie das Asthma bronchiale zum Formenkreis der obstruktiven Lungenerkrankungen. Die Obstruktion ist allerdings im Gegensatz zum Asthma bronchiale (s.o.) nicht reversibel. Die Atemflussbehinderung verläuft über die Jahre meist progredient und ist assoziiert mit einer pathologischen Entzündungsreaktion der Lunge z.B. auf chemische Noxen wie Nikotin (in 90% die Ursache einer COPD).

Chronische Bronchitis

Laut WHO liegt eine chronische Bronchitis vor, wenn bei einem Patienten in zwei aufeinanderfolgenden Jahren, während mindestens drei aufeinander folgenden Monaten pro Jahr Husten + Auswurf (=produktiver Husten) bestanden.

Lungenfibrose

Die Lungenfibrose gehört zu den interstitiellen Lungenerkrankungen, die durch eine Zunahme des Bindegewebes der Lunge verursacht wird. Mögliche Ursachen die zu einer solchen Bindegewebsvermehrung führen können sind z.B. inhalative Noxen wie anorganische oder organische Stäube aber auch Systemerkrankungen wie die Sarkoidose oder Kollagenosen.

Bronchialkarzinom

Das Bronchialkarzinom ist die häufigste Krebstodesursache bei Männern und die dritthäufigste Ursache bei Frauen (nach Brust- und Darmkrebs). Der Hauptrisikofaktor stellt der Nikotinkonsum dar (85 % der Lungenkarzinome), wobei Dauer und Ausmaß des Zigarettenkonsums das Lungenkrebsrisiko bestimmen. Ein Maß für dieses Risiko sind die sogenannten Packungsjahre (engl. pack years), die sich aus der Anzahl der täglich gerauchten Packungen und der Raucherjahre zusammensetzt.

Einen weiteren Risikofaktor stellen berufliche Karzinogene dar, wobei Asbest mit > 90% den Hauptanteil ausmacht. Neben den Karzinogenen gibt es auch eine genetische Disposition oder andere Risikofaktoren wie z.B. Lungennarben. Histologisch wird zwischen dem kleinzelligen Lungenkarzinom (SCLC = “small cell lung cancer“) und dem nichtkleinzelligen Lungenkarzinom (NSCLC = “non-small cell lung cancer“) unterschieden. Das nicht-kleinzellige Lungenkarzinom ist mit 85 % das häufigere von beiden und kann noch weiter unterteilt werden in Plattenepithelkarzinom, Adenokarzinom, großzelliges Lungenkarzinom, adenosquamöses Karzinom, sarkomatoides Karzinom, Karzinoidtumor und Speicheldrüsentumor.

Das Adenokarzinom ist meist peripher lokalisiert und stellt die häufigste Lungengenkrebsform bei Nichtrauchern dar. Das Plattenepithelkarzinom und das kleinzellige Lungenkarzinom sind vorwiegend zentral lokalisiert.

Lungenmetastasen

Mögliche Karzinome die Metastasen in der Lunge bilden können sind v.a. Tumore die hämatogen über die Vena cava streuen wie z.B. Nierenzellkarzinome, Knochentumore, Leberkarzinome oder Karzinome im Kopf- und Halsbereich. Das Lungenkarzinom selbst metastasiert bevorzugt in Gehirn, Leber, Nebennieren und Knochen.

Beliebte Prüfungsfragen zur Lunge

Die Lösungen befinden sich unterhalb der Quellenangaben.

1. Welche Aussage zum Aufbau der Lunge trifft zu?

  1. Die Fissura horizontalis pulmonis befindet sich links
  2. Die linke Lunge besteht aus drei Lappen
  3. Die linke Lunge setzt sich aus 9 Segmenten zusammen
  4. Das Hilum pulmonis befindet sich an der Facies diaphragmatica
  5. Die Incisura cardiaca befindet sich rechts

2. Wie viele Segmente hat der Mittellappen der rechten Lunge?

  1. es gibt keinen Mittellappen an der rechten Lunge
  2. 1
  3. 2
  4. 3
  5. 4

3. Welcher der folgenden Muskeln ist kein inspiratorisch wirksamer Atemmuskel?

  1. Mm. scaleni
  2. Diaphragma
  3. Mm. intercostalis externi
  4. Mm. intercartilaginei
  5. M. subcostalis

Quellen

Taschenlehrbuch Anatomie, Kirsch, J. und MA. – Thieme Verlag

Herold, G. und MA. Innere Medizin (2015) – Gerd Herold Verlag

Prometheus, Innere Organe, 2. Auflage – Thieme Verlag

Welsch: Lehrbuch Histologie, 3. Auflage – Urban & Fischer

MEDI-LEARN Skriptenreihe Anatomie, 3. Auflage – MEDI-LEARN

Lösungen zu den Fragen: 1C, 2C, 3E

 

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