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LERNUNTERLAGEN ZUM BLOCK 12: HISTOLOGIE UND EMBRYOLOGIE DES ATMUNGSTRAKTES Ao. Univ. Prof. Dr. Josef Neumüller

HISTOLOGIE UND EMBRYOLOGIE DES ATMUNGSTRAKTES-1 · Koordinierte Zusammenspiel aller drei Keimblätter. Im kranialen Bereich ist das Ektoderm maßgeblich, im unteren Bereich das Entoderm

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LERNUNTERLAGEN ZUM BLOCK 12:

HISTOLOGIE UND EMBRYOLOGIE DES ATMUNGSTRAKTES

Ao. Univ. Prof. Dr. Josef Neumüller

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Koordinierte Zusammenspiel aller drei Keimblätter. Im kranialen Bereich ist das Ektoderm maßgeblich, im unteren Bereich das Entoderm.Das Mesoderm hat in allen Bereichen induktive Funktion und bildet Bindegewebe, Knorpel und Knochen. Derivate des EktodermEpithelien und deren exokrine Anhangsdrüsen im kranialen Respirationstrakt (Mund, Nasenhöhlenbereich) RiechepithelDerivate des EntodermInnere epitheliale Auskleidung von Larynx, Trachea und Lunge, alle exokrinen Drüsen im Bereich von Larynx, Trachea und Lunge, Tonsillenanlage,Paukenhöhle und Tuba auditiva (Schlundtaschen) Schilddrüse, Nebenschilddrüse, Thymus, Leber und PankreasDerivate des MesodermAlle bindegewebigen Strukturen, Knorpel, Knochen, Muskel, Blut- und Lymphgefäße. NeuralleisteIm Kopfbereich liefert die Neuralleiste als Sonderform des Ektoderms einen wesentlichen Beitrag zu allen bindegewebigen Strukturen.

Keimblätter

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Entstehung der Pleuralhöhlen

Quelle: CD-ROM: Günter Rager (Hrsg.): Human-embryologieVerlag Hans Huber, Bern, Göttingen, Toronto, Seattle

(S steht für Schwangerschaftswoche)

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Phasen der Lungenentwicklung

Quelle: CD-ROM: Günter Rager (Hrsg.): Human-embryologieVerlag Hans Huber, Bern, Göttingen, Toronto, Seattle

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Phasen der Lungenentwicklung1. Pseudoglanduläre Phase (S15-S17): ähnelt im mikroskopischen Schnitt tubulo-serösen Drüsen). Anlage des gesamten luftleitendenSystems inkl. Bronchioli terminales und Pneumozyten II.2. Kanalikuläre Phase: von ca. 13S.–25S: Bildung von Canaliculi gasaustauschender Teil des Bronchialbaums. Entwicklung der Acini, bestehend aus Bronchiolirespiratorii und Ductus alveolares). Aus Typ II-Pneumozyten Typ I-Pneumozyten.3. Sacculäre Phase: S25-Geburt: An den distalen Enden der Bronchioli terminales große sackartige Erweiterungen (Terminalsäcke). Ausbildung eines dichten Kapillarnetzes, das sich an das respiratorische Epithel anlagert. Ab S28 Produktion des Surfactants durch Typ II-Pneumozyten.

Wichtig für das Überleben der Frühgeborenen: Terminalsäcke und Surfactant.

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Phasen der Lungenentwicklung

4. Alveolare Phase: S29-8. LebensjahrAlveolen entstehen durch

Unterteilung der Terminalsäcke durch BindegewebsseptenAuswachsen aus den am weitesten distal gelegenen

AufzweigungenZunahme der Alveolenzahl (300-400 Mio.)Entfaltung der Alveolen mit dem ersten Atemzug. Ausbreitung des Surfactants an der Innenfläche der Alveolen zu einer monomolekularen Schicht.

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Fehlbildungen

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Spaltbildungen

Lippen- Kiefer- und Gaumenspalten sind relativ häufig (1:800). Genetisch oder teratogen bedingt. Harmlose Fälle sind eher ein gesellschaftlich ästhetisches Problem. Schwere Fällen: Gaumenplatten schließen sich nicht, es bleibt median ein offener Spalt im Kiefer, oder es bilden Mund und Nasenraum eine große Höhle mit lateralen Epithel-Wülsten. Probleme beim Säugen. Therapie: chirurgisch. Teratogene Faktoren, die zu Gaumenspalten führen können: Medikamente wie Anti-Epileptika oder Cortison. Konsum von Nikotin oder Kaffee Chronischer Alkoholkonsum der Mutter bewirkt neben geistiger Retardierung des Kindes oft auch eine Hypoplasie des Oberkiefers.

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Fehlbildungen der SchlundbögenFistelnIm Frühstadium entwickelt der Kopf Schlundbögen. Die Schlundbögen sind außen von Schlundfurchen abgetrennt. Jeder Schlundbogen hat außen ein Ektoderm, dazwischen ein Mesoderm (Knorpel) und innen die Schlundtasche (Entoderm).

Laterale Halsfisteln entstehen als Fehlbildung im Kopf-und Halsbereich, typischerweise durch Transformation des Schlundbogenapparates. Sie sind entweder durchgängig (Verbindung v. Pharynx und Hals-Außenseite) oder enden als Blindsack. Sie münden am Hals lateral, vor dem Musculus sternocleidomastoideus.

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Fehlbildungen der TracheaÖsophagotracheale Fisteln und Atresien als FehlbildungenZwischen dem laryngotrachealen Schlauch und dem Lungendivertikeleinerseits und dem Ösophagus andererseits liegt nach der Abtrennung das bindegewebige Septum ösophagotracheale. Durch unvollständige Abtrennung, bzw. Aufteilungsfehler kommt es in diesem Bereich zu ösophagotrachealen Fisteln in unterschiedlichsten Varianten. Bei der häufigsten Form bleibt der obere Teil des Ösophagus blind endend (Ösophagusatresie). Dadurch besteht eine Verbindung der Mundhöhle zum Magen über den Umweg der Trachea. Es können auch zwei blinde Enden des Ösophagus, kranialund kaudal von der fehlerhaften Stelle ohne Kontakt zur Trachea auftreten, oder der Ösophagus mündet in die Trachea ohne durchgängige Verbindung zum Magen. Bei vollständiger Ösophagusatresie können die Feten keine Amnionflüssigkeitschlucken (die daher nicht im Dünndarm resorbiert und der Plazenta zugeführt werden kann). Bei diesen Schwangerschaften fällt auf, dass besonders viel Amnionflüssigkeit vorliegt (Hydramnion).

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Fehlbildungen der Lunge

Lungenagenesie (einseitig oder beidseitig) und Aplasie treten eher selten auf.

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Anatomische Abschnitte des Respirationstrakts

Zum oberen Respirationstrakt zählt man:

Nasenhöhle, mit Nasenmuscheln (Conchae nasalaes)

pneumatisierte Höhlen (Sinus maxillaris, Stirnbeinhöhlen, Mastoid)

Nasopharynx (auch Epipharynx) auch die Mundhöhle gehört klinisch praktisch gesehen zum Respirationstrakt

Zu den unteren Organen der Respiration gehören:

Epiglottis (Kehldeckel) Larnyx (Kehlkopf) Trachea (Luftröhre) Pulmo (Lunge)

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Funktionelle Abschnitte

Luftleitende und respiratorische Abschnitte. Das typische Epithel in den luftleitendenWegen ist ein mehrstufiges, unverhorntesPlattenepithel mit Flimmehaaren und Becherzellen. Die Flimmerhaare schlagen in Richtung Pharynx/Larynx. Der beförderte Schleim wird mit Staub verschluckt, oder ausgehustet

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Luftleitung

Nasenhöhlen mit Nasenmuschel Luft wird an der Schleimhaut erwärmt, befeuchtet und dadurch gereinigt, dass Staubpartikel an der feuchten Wand hängen bleiben. Nasopharynx Sitz der Pharyngealtonsillen als Teil der immunologischen Abwehr (Waldeyerscher Rachenring) Larnyx mit Epiglottis und Stimmritze Trennt Luft und Speisewege, Stimmbildung Trachea mit Bifurkation für linke und rechte Lunge Weit verzweigte Bronchien und Bronchioli bis einschließlich Bronchioli terminales

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GasaustauschDurch ein einschichtiges, flaches Epithel (ohne Flimmerhaare und schleimproduzierende Zellen). Die entsprechenden Abschnitte sind Bronchioli respiratoriinoch luftleitend mit vereinzelten Alveolen. Es ist hier schon Gasaustausch möglich. Sie münden in die Ductulialveolares und Sacculi alveolares. Diese sind ein System von Kammern (Alveolen) mit einem zentralen Gang (Ductus Alveolaris) in der Mitte.Alveolen (Lungenbläschen) liegen rund um den Duct. Alveolaris. Alveolen mit den dazwischen liegenden Kapillaren sind für den Gasaustausch zwischen Luft und Blut zuständig. Alveolen besitzen ein einschichtig plattes Epithel das die Gasdiffusion ermöglicht.

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Epithelzellen der Luftwege

FlimmerzellenBecherzellenBasalzellenNeuroendokrine Zellen

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FlimmerzellenZylindrische (hochprismatische), Kinocilien tragende Zellen, die stets bis an die

Oberfläche des Epithels reichen. Flimmerschlag der Kinocilien erfolgt koordiniert in Richtung Pharynx (größte

Lumenweite) und metachron, d.h. nacheinander, "wellenförmig" unter Verbrauch von ATP.

Steuerung innerhalb der Zelle durch Kinetosomen. Zylindrisch aufgebauten Kinocilien enthalten ein zentrales Paar sowie 9

ineinander verschränkte Dubletten von Mikrotubuli, die vom Basalkörperchen bis zur Spitze reichen.

Wand der Mikrotubuli aus Dimeren von α- und β-Tubulin aufgebaut. A-Tubuli tragen radiär verlaufende Speichen mit Motorproteinen (Dyneine), die

unter Energieverbrauch (ATP-Abbau) an den B-Tubuli entlanggleiten und den Geißelschlag ermöglichen.

Innere Scheide um die beiden zentralen Mikrotubuli, die mit den radialen Speichen in Verbindung stehen. Nexin-Ring an der Basis.

Kommunikation der Flimmerzellen, um zellübergreifend metachron schlagen zu können.

Im Schleim gebundene Staubpartikel und Antigene werden so von der Epitheloberfläche entfernt (mukociliare Clearance) und ausgehustet oder verschluckt.

klin. Hinweis: beim Kartagener Syndrom sind die Zilien unbeweglich Patient = Infekt-anfällig

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Aufbau von Zilien

und Geißeln

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Becherzellen

sind der zweithäufigste Typ, stehen auf schlankem Fuß, sind oben bauchig, und erreichen ebenfalls die Oberfläche des Epithels. Sie bilden sauren Schleim Schleimfilm an der Epitheloberfläche.

klin. Hinweis: Becherzellen sind bei Rauchern als Zeichen einer chronischen Schleimhautirritation vermehrt Schleimansammlungen

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Basalzellen

Reservezellen, sind undifferenziert, liegen basal, teilen sich und ersetzen zugrunde gegangene Epithelzellen.

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Neuroendokrine Zellen

Endokrin und/oder parakrin sezernierendeDrüsenzellen, die Granula mit verschiedenen aktiven Peptiden (z.B. Serotonin) enthalten. Beeinflussen glatte Muskulatur, Drüsensekretion, Durchblutung.

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Quelle: CD-ROM: P Groscurth, Virtuelles Mikroskop, Verlag Hans Huber, Bern, Göttingen, Toronto, Seattle

Trachea – Respiratorisches Epithel

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Nase und NasenhöhlenNasenvorhof (Vestibulum nasi): Übergang vom mehrschichtig verhornten Plattenepithel der Epidermis der Haut, in ein mehrschichtig unverhorntes Plattenepithel, und schließlich in das mehrreihige, hochprismatische Flimmerepithel der Nasenhöhle. Nasenhöhle mit kurzen derben Borstenhaare (Vibrissae) Freie, holokrine TalgdrüsenNasenhöhle (Cavum nasi) vom Septum nasi in zwei annähernd gleich große Bereiche getrennt. Von lateral ragen beidseits 3 Nasenmuscheln in die Nasenhöhle hinein (Conchae nasales – sup./med./inf.), zarte, knöcherne laterale Vorsprünge, von Schleimhaut überzogen. Ausgeprägter Kapillar- und Venenplexus in der Submucosa(Erwärmung der Atemluft). Choanen: Ausgang der Nasenöhle durch die hinteren Nasenlöcher. Mündung der Tuba auditiva (Verbindungsgang zum Mittelohr (Cavum tympani)).

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Nase und Nasenhöhlen

Quelle: A. Stevens and James Lowe: Human Histology, 2nd Ed., Mosby 1994

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Nase und NasenhöhlenNasenhöhle von einem einschichtig, mehrreihigem, hochprismatischen

Flimmerepithel überzogen. klin. Hinweis: bei Kleinkindern können die Choanen durch die im

Epipharynx liegende, vergößerte Rachenmandel verlegt werden.klin. Hinweis: Am Nasenseptum (Septum nasi) befindet sich mit dem

Locus Kiesselbachi (auch hier ausgeprägter Kapillar- und Venenplexus) der häufigste Ausgangspunkt der Epistaxis, des Nasenblutens.

Regio olfactoria: am Dach der Nasenhöhle mit zwischen Stützzellen eingebetteten olfaktorische Sinneszellen (zu Sinneszellen transformierte Nervenzellen) Mit ihren Zilien tragenden Riechkolben können sie Duftstoffe binden und über ein Axon und den Nervus Olfactorius (1. Hirnnerv) Signale ans ZNS senden.

Regio olfactoria: keine Becherzellen. Nur rein seröse Drüsenabschnitte, deren dünnflüssiges Sekret zur

Bindung der Riechstoffe, sowie zur Spülung der Sinnesfortsätze dient (Bowman'sche Spüldrüsen).

Boden der Nasenhöhle: Abgrenzung zur Mundhöhle: vorne knöcherner, harten Gaumen (Palatum durum), hinten muskulärer weiche Gaumen (Palatum molle) und dem Gaumenzäpfchen (Uvula).

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Riechepithel

Quelle: A. Stevens and James Lowe: Human Histology, 2nd Ed., Mosby 1994

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Nasennebenhöhlen(Sinus paranasales)

Die Nasennebenhöhlen liegen in der Nähe von Zahnwurzeln des Oberkiefers, sie sind manchmal nur durch eine dünne Knochenlamelle vom Hirnschädel getrennt. Sie werden so wie die Nasenhöhle von einem mehrreihig, hochprismatischem Flimmerepithelausgekleidet. Die Mukosa ist hier nur sehr dünn. Es gibt Öffnungen, welche die Sinus mit dem Cavum nasiverbinden. klin. Hinweis: Entzündungen der Nasennebenhöhlen (Sinusitiden) sind sehr häufig

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Nasenschleimhaut

Quelle: L. C. Junqueira, J. Carneiro und R. O. Kelley, Histologie, M. Gratzl Hsg.,Springer 2002

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Nasenschleimhaut, Drüsen und venöser Plexus

Photo: J. Neumüller

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Quelle: CD-ROM: P Groscurth, Virtuelles Mikroskop, Verlag Hans Huber, Bern, Göttingen, Toronto, Seattle

Nasenmuschel (Flimmerepithel mit zahlreichen Becherzellen, darunter seröse Drüsen

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Rachen (Schlund, Pharynx)

Hinter dem Cavum nasi liegen die Choanen und der Nasopharynx. Der Rachen gliedert sich in einen oberen (Epi-, Nasopharynx) und unteren (Hypo-, Oropharynx) Abschnitt. Der Nasopharynx ist von mehrreihig, hochprismatischem Flimmerepithelausgekleidet, der Oropharynx von mehrschichtig unverhorntem Plattenepithel. Im Nasopharynx befindet sich die unpaare Rachenmandel (Tonsilla pharyngea). Im Oropharynx kreuzen sich Luft und Speiseweg.

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Kehldeckel (Epiglottis)Mit Schleimhaut überzogene Platte aus elastischem Knorpel

oberhalb des KehlkopfsRagt mit einem kurzen Stiel (Petiolus) in den Schildknorpelbug.Auf beiden Seiten, (lingual oder laryngeal, Überzug mit

mehrschichtigem unverhornten PlattenepithelÜbergang laryngeal in das mehrreihige, hochprismatische

Flimmerepithel des Kehlkopfs.Beiderseits der zentralen Knorpelplatte befinden sich seromuköse

Drüsen, die mit ihren Ausführungsgängen zur laryngeale Seite ziehen und dort münden.

Der Kehldeckel verschließt den Kehlkopf beim Schluckakt, und verhindert so ein Eindringen von Flüssigkeit oder Nahrung in dieTrachea.

Babies im Säuglingsalter können den Kehldeckel so einstellen, dass trinken und atmen gleichzeitig möglich ist.

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Epiglottis (Längsschnitt)

Elastischer Knorpel

Mehrschichtiges, unverhorntesPlattenepithel

Photo: J. Neumüller

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Epiglottis (Längsschnitt)

Elastischer Knorpel

Mehrschichtiges, unverhorntesPlattenepithel

Übergang zum Flimmerepithel

Glandulaeepiglotticae

Photo: J. Neumüller

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Kehlkopf (Larynx)Grundgerüst: komplex gebaute Knorpeln, die im Zentrum

verkalken können. Dazwischen Bänder und umgebende quergestreifte

Muskeln, vom N. vagus innerviert.Innere Auskleidung (mit Ausnahme der Stimmfalten):

mehrreihiges, hochprismatisches Flimmerepithel. Zahlreiche seromuköse Drüsen (Gl. Laryngeales) in der

Submukosa.Primäre Funktion: Stimmerzeugung Stimmfalten sind als Folge der mechanischen

Beanspruchung mit einem mehrschichtig unverhorntenPlattenepithel überzogen.

Schutzfunktion: eingedrungene Flüssigkeit, Nahrung oder Festkörper lösen sofort Hustenreiz aus.

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Kehlkopf (Larynx)

Quelle: A. Stevens and James Lowe: Human Histology, 2nd Ed., Mosby 1994

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Kehlkopf (Larynx) Frontalschnitt

Quelle: Sobotta/Hammerson:Farbatlas der Mikroskopischen Anatomie,3. Aufl., Verlag Urban und Schwarzenberg

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Kehlkopf (Larynx)

Falsche Stimmbänder mitMehrschichtigem, unverhornten Plattenepithel

Echte Stimmbänder mitFlimmerepithel

Photo: J. Neumüller

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Kehlkopf: Stimmerzeugender ApparatKnorpelgerüst:

Schildknorpel (Cartilago thyroidea, "Adamsapfel") hyaliner KnorpelRingknorpel (Cartilago cricoidea) hyaliner KnorpelStellknorpel (Cartilago arytenoidea), paarig hyaliner, tw. elastischer

Knorpel:Cartilago corniculata und cuneiformis, paarig elastischer Knorpel

Muskulatur:M. vocalis spannt das Lig. vocaleM. cricoarytenoideus posterior ("Postikus") einziger Stimmritzenerweiterer!alle anderen Muskeln verengen den Kehlkopf bzw. die Stimmritze

Bänder:innere (z.B. Conus elasticus mit Ligg. vocalia) und äußere KehlkopfbänderTaschenfalten (Plicae vestibulares): überdecken Ventriculus laryngis und

Sacculi laryngis:Plicae vestibulares sind mit Flimmerepithel überzogenPlicae vocales sind mit mehrschichtigem, unverhorntem Plattenepithel

überzogen und enthalten das elastische Lig. vocale und darunter den M. vocalisStimmritze (Rima glottidis): sagittaler Spalt zwischen den Pl. vocales (Glottis) :

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Luftröhre (Trachea)Elastisches Rohr (10 - 12cm lang und 1-2 cm dick). Verläuft ventral zum Ösophagus, vom Ringknorpel bis zur Bifurcatiotracheae. Wandbau: Tunica mukosa: mehrreihig, hochprismatisches Flimmerepithel mit Lamina propria Submuköser Bereich mit seromukösen Drüsen (Gl. tracheales)Tunica fibro-musculo-cartilagineaLigg. anularia: längs verlaufende, straffe kollagen- / elastische Bänder zwischen den KnorpelspangenM. trachealis (Pars membranacea): quer verlaufende glatte Muskulatur dorsaler, muskulärer Teil zwischen den Knorpelspangen der Trachea, verengt die Luftröhre beim Aushusten um etwa 25% und unterstützt so das Aushusten von Schleim) Pars cartilaginea: ca. 20 hufeisenförmige, hyaline Knorpelspangen; halten die Trachea offen.Tunica adventitia: lockeres Bindegewebe, Verschiebezone zu den umliegenden Organen

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Quelle: CD-ROM: P Groscurth, Virtuelles Mikroskop, Verlag Hans Huber, Bern, Göttingen, Toronto, Seattle

Trachea – Paries cartilagineus

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Lunge - BronchienDie Trachea teilt sich an der Bifurcatio tracheae in 2 Hauptbronchien (Bronchi principales) die jeweils am

Hilus in die Lunge eintreten. Am Hilus treten Arterien, Venen, Lymphgefäße und

vegetative Nerven in die Lunge ein, bzw. aus der Lunge aus. Zahlreiche Lymphknoten im Lymphabfluß der Lunge.

Jede Lunge ist in Lappen gegliedert (rechts 3, links 2.Daher teilen sich die Hauptbronchien rechts in 3, links in 2

Lappenbronchien (Bronchi lobares), und danach in Segmentbronchien,

Subsegmentbronchien (= kleine Bronchien), welche die Lungenläppchen (Lobuli) versorgen.

Dichotome Bronchusverzweigungen.

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Lunge - BronchienWandbau ähnlich der Trachea. Hufeisenförmige Knorpelspangen nur in den

Hauptbronchien. Gehen in unregelmäßig geformte Knorpelstücke

über, die in den distalen Abschnitten zunehmendelastische Knorpelanteile enthalten.

Unter dem mehrreihig, hochprismatischen Flimmerepithel der Bronchien befinden sich glatte Muskulatur, und elastische Fasern.

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Quelle: CD-ROM: P Groscurth, Virtuelles Mikroskop, Verlag Hans Huber, Bern, Göttingen, Toronto, Seattle

Bronchus

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Quelle: CD-ROM: P Groscurth, Virtuelles Mikroskop, Verlag Hans Huber, Bern, Göttingen, Toronto, Seattle

Bronchus

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BronchioliDurchmesser weniger als 1 mm.Wand besitzt weder Knorpel noch Drüsen. Bindegewebe mit glatter Muskulatur und elastischen Fasern. Das mehrreihig, hochprismatische Flimmerepithel wird durch ein

isoprismatisches ersetzt, das keine Pseudostratifizierung mehr aufweist und in distaler Richtung immer mehr an Höhe abnimmt.

Gelegentlich in Gruppen auftretende Becherzellen und neuroepitheliale Zellen (neuroepitheliale Körperchen).

Clara-Zellen im Epithel, am häufigsten in den terminalen Bronchioli die keine Cilien tragen und keinen Schleim produzieren. Sie sind sekretorisch aktiv und produzieren spezifische Antiproteasen und Oxidasen.

Funktion ist bisher noch nicht völlig geklärt: Wahrscheinlich Schurz vor inhalierten schädlichen Substanzen (z.B. Karzinogene) durch Oxidasen.

Antiproteinase-Synthese könnte einen Schutz vor Emphysembildung bieten (pathologischer Prozess mit Zerstörung der Wände des terminalenRespirationstraktes).

Schleimregulierende Funktion durch Elimination des Surfactants.Bronchioli terminales: einschichtiges, hochprismatisches Epithel, mit

Kinocilien, jedoch ohne Becherzellen. Bronchioli respiratorii: einschichtiges, kubisches bis plattes Epithel (keine

Kinocilien!, (Beginn des Gasaustausches).

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Aufzweigung eines Bronchiolus respiratoriusin Ductulus und Sacculi alveolaris

Quelle: L. C. Junqueira, J. Carneiro und R. O. Kelley, Histologie, M. Gratzl Hsg.,Springer 2002

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Quelle: CD-ROM: P Groscurth, Virtuelles Mikroskop, Verlag Hans Huber, Bern, Göttingen, Toronto, Seattle

Lunge – Bronchiolus

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Lunge – Bronchiolus

Photo: J. Neumüller

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Quelle: CD-ROM: P Groscurth, Virtuelles Mikroskop, Verlag Hans Huber, Bern, Göttingen, Toronto, Seattle

Lunge – Bronchiolus respiratorius

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Quelle: CD-ROM: P Groscurth, Virtuelles Mikroskop, Verlag Hans Huber, Bern, Göttingen, Toronto, Seattle

Lunge – Bronchiolus respiratorius

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Spezifische Zelltypen im Alveolarepithel

Für das Funktionieren des Gasaustausches sind drei Zelltypen der Lunge wesentlich, Alveolarepthelzellen Typ-1, Typ-II, und die Alveolarmakrophagen. Alveolarepithelzellen (Pneumocyten) Typ I Sie bilden das dünne einschichtige Plattenepithel der Ductus und Sacculialveolares, bzw. der Alveolen. Es sind flache, endothelartige Zellen. Sie sind terminal differenziert (können sich nicht mehr teilen oder verändern).Alveolarepithelzellen (Pneumocyten) Typ II Sie bilden den Surfactant, ein oberflächenaktives Phospholipidgemischzur Herabsetzung der alveolaren Oberflächenspannung. Ohne Surfactantist die Atmung nicht möglich. Die herabgesetzte Oberflächenspannung verhindert das Kollabieren der Alveolen bei der Expiration. Surfactant hat eine Halbwertszeit von ca. 12-24 Stunden und muss ständig neu gebildet werden. Pneumocyten-II sind auch Reservezellen für Pneumocyten-I (für natürlichen Zellersatz und Reparaturvorgänge).

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Pneumozyten vom Typ II

Quelle: L. C. Junqueira, J. Carneiro und R. O. Kelley, Histologie, M. Gratzl Hsg.,Springer 2002

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Spezifische Zelltypen im Alveolarepithel

Alveolarmakrophagen

Stammen von Blutmonozyten ab (daher Phagozyten und antigenpräsentierende Zellen).

Entfernen eingeatmete Staubpartikel, Bakterien und Surfactantreste von der Epitheloberfläche, schützen so die Lunge vor Infektionen und gewährleisten die ungehinderte Gasdiffusion zwischen Alveolarraum und Blutkapillaren.

Werden entweder ausgehustet, oder wandern ins interstitielle Bindegewebe der Lunge ein und lagern dort unverdauliche Partikel als "anthrakotisches Pigment" ab.

In Übermaß in der Raucherlunge vorhanden.

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Blut-Luft-SchrankeDie sogenannte Blut-Luft Schranke muss einerseits durchlässig für Gase sein, andererseits besonders dicht sein für flüssige Blut-Bestandteile. Sie besteht aus vier Zonen durch welche in Flüssigkeit gelöstes Sauerstoffmoleküle (und in die andere Richtung CO2 Moleküle diffundieren..

Surfactant, als flüssiger Film über den Pneumocyten

Pneumocyt Typ I Basallaminae (von Endothel- und Epithelzellen,

sind miteinander verschmolzen) Kapillarendothel

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Ductus alveolaris

Quelle: L. C. Junqueira, J. Carneiro und R. O. Kelley, Histologie, M. Gratzl Hsg.,Springer 2002

Gasaustausch

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Blutversorgung der Lunge

Zwei Blutgefäßsysteme:

Vasa publica (funktioneller Kreislauf)Vasa privata (ernährender Kreislauf)

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Vasa publica (funktioneller Kreislauf)

Äste der Aa. pulmonales bringen sauerstoffarmes Blut aus dem rechten Herzen in die Lunge.

Verzweigen sich entlang der Bronchien und Bronchioli bis zu den Kapillaren zwischen den Alveolen.

Arterien im proximalen (hilusnahen) Bereich:elastischer TypDistale Arterien: muskulärer Typ Blutdruck in der Lunge liegt weit unter dem systemischen

Blutdruck, daher wenig Wandmuskulatur Die Kapillaren münden in Venen, die in bindegewebigen

Septen zwischen den Lungenläppchen zum Lungenhilus und zum linken Herzen verlaufen.

In den linken Vorhof des Herzens münden vier Vv.pulmonales

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Vasa privata (ernährender Kreislauf):

Aa. bronchiales entspringen aus der Aorta und den oberen Interkostalarterien und enthalten sauerstoffreiches Blut

Verlaufen direkt in der Wand der Bronchien und sind im Vergleich zu den Aa. pulmonales sehr klein

Zwischen den terminalen Ästen der Pulmonal- und Bronchialarterien gibt es zahlreiche Anastomosen

Blut der Bronchialarterien wird über die Pulmonalvenen abgeleitet

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Blutversorgung der Lunge

Quelle: L. C. Junqueira, J. Carneiro und R. O. Kelley, Histologie, M. Gratzl Hsg.,Springer 2002

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PleuraDie Pleura überzieht mit ihrem visceralen Blatt die Lungenoberfläche (

„Lungenfell“), und mit dem parietalen Blatt die Thoraxhöhle (Rippen, Zwerchfell, Mediastinum, etc. ( „Rippenfell“)).

Die Pleura besteht aus der:Lamina epithelialis pleurae (einschichtig plattes Epithel)Lamina propria pleurae (gefäßführende Bindegewebsschicht)Sezerniert eine seröse Gleitflüssigkeit, die eine gute Verschieblichkeit

zwischen visceraler und parietaler Pleura während der Atmung gewährleistet.

Elastische Fasern ziehen die Lunge in Richtung Hilus. Somit besteht zwischen dem parietalen und visceralen Blatt ein Unterdruck. Die Lunge folgt passiv den Exkursionen von Zwerchfell und Thoraxhöhle, dehnt und vergößert sich - Luft strömt ein. Beim Ausatmen verkleinert sich die Thoraxhöhle und die Lunge verkleinert sich automatisch aufgrund der zahlreichen elastischen Fasern – Luft strömt aus. klin. Hinweis: Pneumothorax = Luft zwischen Pleura visceralis und parietalisdie Lunge kollabiert durch den Zug der elastischen Fasern in Richtung Hilus,

keine Atemexkursion – keine Belüftung der kollabierten Lunge!