Lunge

Die Lunge (Pulmo) ist ein essenzielles paariges Organ des Atmungssystems, das für den Gasaustausch zwischen der Außenwelt und dem menschlichen Blutkreislauf verantwortlich ist. Dieses komplexe Organ besteht aus einer Vielzahl von Strukturen, die zusammenarbeiten, um Sauerstoff aufzunehmen und Kohlendioxid aus dem Blut zu entfernen. Ein tiefes Verständnis der Anatomie der Lunge ist für medizinisches Personal unerlässlich, um Diagnosen zu stellen, Behandlungen durchzuführen und chirurgische Eingriffe erfolgreich zu planen.

Definition

Die Lunge ist ein lebenswichtiges Organ des Atmungssystems, das bei Wirbeltieren, einschließlich Menschen, für den Gasaustausch zuständig ist. Sie besteht aus zwei Hauptteilen, dem rechten und dem linken Lungenflügel, die in kleinere Abschnitte, die sogenannten Lappen, unterteilt sind. In den Lungen findet der Austausch von Sauerstoff und Kohlendioxid statt: Sauerstoff aus der eingeatmeten Luft gelangt ins Blut, während Kohlendioxid, ein Abfallprodukt des Stoffwechsels, ausgeatmet wird. Dies geschieht in den Alveolen, kleinen Lungenbläschen, die dicht von Blutkapillaren umgeben sind.

Funktion der Lunge

Die Hauptfunktion der Lunge ist der Gasaustausch. Sauerstoff (O₂) aus der eingeatmeten Luft diffundiert in das Blut, während Kohlendioxid (CO₂) aus dem Blut in die Alveolen diffundiert und ausgeatmet wird. Zusätzlich reguliert die Lunge den pH-Wert des Blutes durch die Abgabe von CO₂. Sie filtert auch kleine Blutgerinnsel und metabolisiert bestimmte Substanzen wie Angiotensin I zu Angiotensin.

Lage und Dimensionen

Die Lunge ist das zentrale Organ des Atmungssystems und liegt in der Brusthöhle (Thorax). Jede Lunge befindet sich in einem eigenen Pleurasack, der durch das Mediastinum getrennt ist. Das Mediastinum enthält das Herz, die großen Blutgefäße, die Luftröhre, die Speiseröhre und verschiedene Nerven und Lymphknoten. Die Größe der Lunge variiert je nach Geschlecht, Körpergröße und körperlicher Verfassung der Person. Im Durchschnitt wiegt eine gesunde Lunge bei einem Erwachsenen etwa 900 bis 1200 Gramm.

Dimensionen & Volumen

• Höhe: Die Lunge erstreckt sich vom Apex (Spitze), der etwa 2 – 3 cm über das Schlüsselbein (Clavicula) hinausragt, bis zur Basis, die auf dem Zwerchfell aufliegt. Im Ruhezustand reicht die Untergrenze der Lunge ungefähr bis zur 6. Rippe an der Vorderseite und zur 10. Rippe an der Rückseite.
• Breite: Die maximale Breite der Lunge befindet sich etwa auf Höhe des 5. bis 6. Interkostalraums.
• Tiefe: Die Tiefe der Lunge, gemessen von der vorderen zur hinteren Thoraxwand, beträgt im Durchschnitt etwa 12 – 14 cm.
• Oberfläche: Oberfläche alle Lungenbläschen zusammen: ca. 100 m²
• Totalkapazität: Das gesamte Lungenvolumen eines Erwachsenen beträgt etwa 5 – 6 Liter. Diese Kapazität variiert je nach Lungenvolumen, das durch genetische Faktoren, körperliches Training und Lungenkrankheiten beeinflusst wird.

Makroskopische Anatomie

Die makroskopische Anatomie der Lunge umfasst die äußere Gestalt, die Oberflächen und die Strukturen, die jede Lunge einzigartig machen. Die Lunge ist in zwei Lungenflügel unterteilt: den rechten und den linken Lungenflügel.

Rechter Lungenflügel

Der rechte Lungenflügel ist größer und schwerer als der linke, da er aus drei Lappen besteht:

Oberlappen (Lobus superior)

Der Oberlappen des rechten Lungenflügels ist der oberste der drei Lungenlappen. Er enthält Bronchien und Alveolen für den Gasaustausch. Er gliedert sich in:

• Apex: Der obere spitze Teil der Lunge, der bis in den Hals hineinragt.
• Basis: Die breite untere Fläche, die dem Zwerchfell aufliegt.
• Fissura horizontalis: Trennt den Oberlappen vom Mittellappen.
• Fissura obliqua: Trennt den Oberlappen vom Unterlappen und den Mittellappen vom Unterlappen.

Mittellappen (Lobus medius)

Der Mittellappen des rechten Lungenflügels liegt zwischen dem Ober- und Unterlappen. Er ist kleiner als die anderen Lappen und wird durch die Fissura horizontalis getrennt.

• Fissura horizontalis: Diese Fissur trennt den Oberlappen vom Mittellappen.
• Segmentalaufbau: Der Mittellappen besteht aus dem lateralen und medialen Segment.

Unterlappen (Lobus inferior)

Der Unterlappen des rechten Lungenflügels ist der unterste der drei Lappen und verantwortlich für den Gasaustausch in den unteren Bereichen der rechten Lunge.

• Fissura obliqua: Diese Fissur trennt den Unterlappen vom Ober- und Mittellappen.
• Segmentalaufbau: Der Unterlappen besteht aus fünf Segmenten: superior, anterior-basal, lateral-basal, posterior-basal und medial-basal.

Linker Lungenflügel

Der linke Lungenflügel ist aufgrund der Lage des Herzens etwas kleiner und verfügt über zwei Lappen:

Oberlappen (Lobus superior)

Der Oberlappen des linken Lungenflügels ist der größere der beiden Lappen und beherbergt die Mehrheit der Atemwege. Er dient dem Gasaustausch über die Alveolen.

• Apex: Der obere spitze Teil der Lunge.
• Basis: Die breite untere Fläche, die dem Zwerchfell aufliegt.
• Fissura obliqua: Trennt den Oberlappen vom Unterlappen.
• Lingula: Eine zungenförmige Struktur, die dem Mittellappen des rechten Lungenflügels entspricht.

Unterlappen (Lobus inferior)

Der Unterlappen des linken Lungenflügels ist der untere Teil der linken Lunge, der ebenfalls für den Gasaustausch zuständig ist.

• Fissura obliqua: Diese Fissur trennt den Unterlappen vom Oberlappen.
• Segmentalaufbau: Der Unterlappen besteht ebenfalls aus fünf Segmenten, die den Segmenten des rechten Unterlappens entsprechen.

Allgemeine Strukturen

Bronchialbaum

Der Bronchialbaum besteht aus den verzweigten Atemwegen in der Lunge. Er beginnt mit der Luftröhre, die sich in Hauptbronchien, dann in kleinere Bronchien und Bronchiolen teilt. Er besteht aus:

• Trachea: Die Luftröhre, die sich in die beiden Hauptbronchien aufteilt.
• Hauptbronchien: Der rechte Hauptbronchus ist kürzer, weiter und verläuft steiler als der linke Hauptbronchus.
• Lappenbronchien: Jeder Hauptbronchus teilt sich in Lappenbronchien auf, die die einzelnen Lungenlappen versorgen.
• Segmentbronchien: Diese verzweigen sich weiter in die bronchopulmonalen Segmente.
• Bronchiolen: Die kleineren Verzweigungen der Bronchien, die schließlich in die Alveolargänge und Alveolen übergehen, wo der Gasaustausch stattfindet.

Pleura

Die Pleura ist eine zweischichtige Haut, die die Lunge (Lungenfell) und die Brustwand (Rippenfell) umgibt. Sie ermöglicht die reibungslose Bewegung der Lunge beim Atmen.

• Pleura visceralis (Lungenfell): Überzieht die Oberfläche der Lunge.
• Pleura parietalis (Rippenfell): Kleidet die Thoraxwand, das Zwerchfell und das Mediastinum aus.
• Pleuraspalt: Ein mit Flüssigkeit gefüllter Raum zwischen den beiden Pleurae, der die Reibung während der Atembewegungen reduziert.

Hilus pulmonalis

Der Hilus ist die Eintrittsstelle für Bronchien, Blutgefäße, Lymphgefäße und Nerven in die Lunge. Hier treten die Hauptbronchien, die Lungenarterien und -venen, die Bronchialarterien und -venen sowie die Lymphknoten in die Lunge ein.

Mikroskopische Anatomie

Die mikroskopische Anatomie der Lunge zeigt die Komplexität dieses Organs, das aus verschiedenen Zelltypen und Strukturen besteht, die zusammenarbeiten, um den Gasaustausch und andere Funktionen zu ermöglichen.

Bronchialbaum

Die Luft gelangt durch die Trachea (Luftröhre) in den Bronchialbaum, der sich in immer kleinere Verzweigungen aufteilt:

• Bronchien: Hauptbronchien (rechter und linker) zweigen sich weiter auf in kleinere Lappenbronchien.
• Bronchiolen: Noch kleinere Verzweigungen der Bronchien.
• Terminale Bronchiolen: Die letzten Luftwege ohne Alveolen.
• Respiratorische Bronchiolen: Diese Bronchiolen münden schließlich in Alveolargänge.

Alveolen (Lungenbläschen)

Die Alveolen sind die funktionellen Einheiten der Lunge, in denen der Gasaustausch stattfindet. Es gibt etwa 300 Millionen Alveolen in der menschlichen Lunge. Jede Alveole ist von einem Netzwerk von Kapillaren umgeben, die es dem Blut ermöglichen, Sauerstoff aufzunehmen und Kohlendioxid abzugeben. Die Alveolen sind mit einer extrem dünnen epithelialen Zellschicht ausgekleidet. Man unterscheidet zwei Haupttypen von Alveolarepithelzellen:

• Typ-I-Pneumozyten: Diese flachen Zellen bilden den größten Teil der Epithelfläche und ermöglichen den einfachen Durchtritt von Sauerstoff und Kohlendioxid zwischen den Alveolen und den umgebenden Blutkapillaren.
• Typ-II-Pneumozyten: Diese kleineren, kubischen Zellen produzieren Surfactant, eine Substanz, die die Oberflächenspannung der Alveolen herabsetzt, um ein Zusammenfallen der Lungenbläschen beim Ausatmen zu verhindern.

Blut-Luft-Schranke

Der Gasaustausch erfolgt an der Blut-Luft-Schranke, einer extrem dünnen Struktur, die aus den Kapillarendothelzellen, der Basalmembran und den Alveolarepithelzellen besteht. Diese Schranke ist nur etwa 0,2 Mikrometer dick, was eine schnelle Diffusion von Gasen ermöglicht.

• Kapillarendothel: Das Kapillarendothel in der Lunge ist die dünne Zellschicht, die die Blutkapillaren auskleidet. Es ermöglicht den Gasaustausch zwischen Blut und Alveolen. Sauerstoff diffundiert durch das Endothel ins Blut, während Kohlendioxid aus dem Blut in die Lungenbläschen gelangt und ausgeatmet wird.
• Basalmembran: Die Basalmembran in der Lunge ist eine dünne, aber feste Schicht aus Proteinfasern, die das Epithelgewebe der Atemwege von den darunterliegenden Strukturen trennt. Sie unterstützt die Stabilität und dient als Filter. In den Alveolen ermöglicht sie den Gasaustausch zwischen Luft und Blut.

Interstitium:

Das Interstitium der Lunge ist das Gewebe, das die Alveolen und Blutgefäße umgibt. Es enthält elastische Fasern, Kollagen und Zellen des Immunsystems wie Makrophagen, die für die Abwehr von Krankheitserregern und den Abbau von Fremdstoffen zuständig sind.

Blutversorgung und Innervation

Blutversorgung der Lunge

Die Lunge wird durch zwei Hauptsysteme versorgt:

• Pulmonale Zirkulation
  Sie transportiert sauerstoffarmes Blut vom rechten Herzen (über die Lungenarterien) zu den Alveolen, wo der Gasaustausch stattfindet. Nach der Sauerstoffaufnahme gelangt das Blut über die Lungenvenen zum linken Herzen und wird dann in den Körperkreislauf gepumpt.
• Bronchiale Zirkulation
  Diese versorgt das Lungengewebe selbst mit Sauerstoff und Nährstoffen. Die Bronchialarterien, die aus der Aorta oder den Zwischenrippenarterien entspringen, bringen sauerstoffreiches Blut zu den größeren Atemwegen, den Bronchien, und dem umgebenden Gewebe. Das verbrauchte Blut fließt über die Bronchialvenen in das venöse System zurück.

Innervation der Lunge

Die Nervenversorgung der Lunge erfolgt durch das vegetative Nervensystem:

• Sympathische Innervation
  Über die Nervenfasern des Sympathikus, die aus den thorakalen Grenzstrangganglien stammen, wird die Lunge zur Bronchodilatation angeregt. Das bedeutet, dass die Bronchien erweitert werden, um die Atemwege zu vergrößern, was bei körperlicher Aktivität den Luftstrom erhöht.
• Parasympathische Innervation
  Der Vagusnerv (Nervus vagus) ist der Hauptvertreter des Parasympathikus und führt zur Bronchokonstriktion, also zur Verengung der Bronchien. Dies geschieht typischerweise in Ruhephasen, um den Luftstrom zu reduzieren und den Energieverbrauch zu senken. Zudem reguliert der Vagusnerv die Schleimproduktion in den Atemwegen.

Zusammen koordinieren diese Systeme die Blutversorgung und die Funktion der Atemwege, um den Sauerstoffbedarf des Körpers effektiv zu erfüllen.

Klinische Relevanz

Lungenerkrankungen sind vielfältig und umfassen beispielsweise:

• Infektionen
  Pneumonie (entzündliche Erkrankung des Lungengewebes), Tuberkulose (Mycobacterium tuberculosis)
• Chronische Erkrankungen
  Asthma (chronische entzündliche Erkrankung der Atemwege), COPD (chronisch obstruktive Lungenerkrankung)
• Maligne Erkrankungen
  Lungenkrebs (häufigste und tödlichste Krebsarten weltweit)
• Akute Lungenerkrankungen
  Lungenembolie (plötzliche Verstopfung einer oder mehrerer Lungenarterien durch ein Blutgerinnsel), Lungenödeme (Ansammlung von Flüssigkeit im Lungengewebe und den Alveolen)

Symptome wie Husten, Dyspnoe (Atemnot) und Thoraxschmerzen sind häufig und erfordern eine differenzierte diagnostische Abklärung. Asthma und COPD sind durch reversible bzw. irreversible Atemwegsobstruktionen charakterisiert. Lungenkrebs ist eine der häufigsten Todesursachen weltweit und wird oft erst in fortgeschrittenen Stadien diagnostiziert.

Diagnostik

Die Diagnostik von Lungenerkrankungen umfasst, neben der Anamnese, Verfahren wie Lungenfunktionstests (Spirometrie), Röntgen, CT, Bronchoskopie und Blutgasanalyse, um Erkrankungen wie Asthma, COPD und Lungenkrebs zu erkennen.

• Anamnese und körperliche Untersuchung
  Wichtige Hinweise liefern Raucheranamnese, Expositionsgeschichte und typische Symptome.
• Bildgebende Verfahren
  Röntgen-Thorax und CT-Scans sind essenziell für die Visualisierung von Pathologien.
• Lungenfunktionstests
  Lungenfunktionstests messen die Leistungsfähigkeit der Atemwege und der Lungen. Sie umfassen Tests wie die Spirometrie, die den Luftfluss und das Lungenvolumen erfasst, und die Peak-Flow-Messung, die den maximalen Luftstrom bei einer forcierten Ausatmung bestimmt. Diese Tests helfen, Atemwegserkrankungen wie Asthma oder COPD zu diagnostizieren und zu überwachen.
• Invasive Verfahren
  Bronchoskopie ermöglicht die direkte Visualisierung der Atemwege und die Entnahme von Gewebeproben. Biopsien und BAL (bronchoalveoläre Lavage) sind ebenfalls wichtige diagnostische Werkzeuge.
• Blutgasanalyse
  Die Blutgasanalyse misst Sauerstoff, Kohlendioxid und pH im Blut, um die Lungenfunktion und den Säure-Basen-Haushalt zu bewerten und Störungen zu erkennen.

Therapie

Die Therapie von Lungenerkrankungen richtet sich nach der zugrunde liegenden Ursache:

• Infektionen
  Antibiotika bei bakteriellen Infektionen, antivirale oder antimykotische Therapien bei entsprechenden Erregern.
• Asthma
  Inhalative Kortikosteroide und Bronchodilatatoren (z.B. Beta-2-Agonisten) zur Kontrolle der Entzündung und Bronchokonstriktion.
• COPD
  Kombination aus Bronchodilatatoren, Steroiden und manchmal Sauerstofftherapie. Rehabilitationsprogramme und Raucherentwöhnung sind ebenfalls entscheidend.
• Lungenkrebs
  Therapieoptionen umfassen chirurgische Resektion, Strahlentherapie, Chemotherapie und neuere zielgerichtete Therapien. Die Wahl der Behandlung hängt vom Stadium der Krankheit und den molekularen Eigenschaften des Tumors ab.

Unterstützende Maßnahmen wie Sauerstofftherapie, Physiotherapie und bei Bedarf invasive Ventilation spielen ebenfalls eine wichtige Rolle bei der Behandlung schwerer Lungenerkrankungen.

Wortherkunft

Das Wort “Lunge” leitet sich vom althochdeutschen “lunga” ab, was leicht bedeutet. Dies bezieht sich auf die Beschaffenheit des Organs, das aufgrund seiner Luftfüllung und des geringen Gewichts schwimmt.

Zusammenfassung

Die Lunge ist ein lebenswichtiges Organ im menschlichen Körper, verantwortlich für den Gasaustausch. Sie besteht aus zwei Lungenflügeln, die in der Brusthöhle liegen und durch das Zwerchfell vom Bauchraum getrennt sind. Die Hauptaufgabe der Lunge ist die Aufnahme von Sauerstoff aus der eingeatmeten Luft und die Abgabe von Kohlendioxid, einem Abfallprodukt des Stoffwechsels, das ausgeatmet wird. Dies geschieht in den Alveolen, kleinen luftgefüllten Bläschen, wo der Austausch über die Kapillaren erfolgt. Die Lunge spielt eine entscheidende Rolle im Atmungssystem und unterstü