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Lunge (Pulmo)

Videoempfehlung: Lungen in situ [24:12]
Ventrale Ansicht der Lungen in situ.

Die Lunge (Pulmo) ist ein paariges Organ des Kreislaufsystems, das sich im Thorax befindet und von der Pleura (Lungenfell) umgeben wird. In ihr findet der Gasaustausch statt, also die Oxygenierung des Blutes und die Abatmung von Kohlenstoffdioxid.

Dadurch ist die Lunge ebenfalls ein zentraler Bestandteil der Regulation des Säure-Base-Haushaltes. Sekundär ist die Lunge ein immunkompetentes sowie ein endokrines Organ.

In diesem Artikel werden die Anatomie, Histologie und Funktion der Lunge erläutert.

Kurzfakten zur Lunge
Aufbau Apex, Basis, Margo anterior und inferior, Lungenhilus
Am Lungenhilus befinden sich EIn- und Austrittsstellen der Pulmonal- und Bronchialgefäße (A./Vv. pulmonalis, Oberlappenbronchius, Hauptbronchius, Vasa bronchialis, Lymphgefäße, Nerven)
Embryologie Pseudoglanduläre Phase (6. - 16. Woche)
Kanalikuläre Phase (16. - 26. Woche)
Sakkuläre Phase (26. Woche bis Geburt)
Alveoläre Phase (32. Entwicklungswoche bis etwa 8. Lebensjahr)
Lappen Rechter Oberlappen (Lobus superior pulmonis dextri)
Rechter Mittellappen (Lobus medius pulmonis dextri)
Rechter Unterlappen (Lobus inferior pulmonis dextri)

Linker Oberlappen (Lobus superior pulmonis sinistri)
Linker Unterlappen (Lobus inferior pulmonis sinistri)
Arterien Vasa publica = Aa. pulmonales (Pulmonalarterien);
Vasa privata = Aorta thoracalis, A. thoracica interna und 3. oder 4. -Interkostalarterie (rechts).
Venen Vasa publica = Vv. pulmonales (Pulmonalvenen);
Vasa privata = Vv. bronchiales in die V. azygos (rechts) und V. hemiazygos (links).
Lymphabfluss Besteht aus einem peribronchialen und einem subpleuralen System.
Innervation Die Lungen werden sensibel, parasympathisch und sympathisch innerviert.

Rr. bronchiales (Nervus vagus) und Rr. pulmonales (Truncus sympathicus) bilden ventral und dorsal der Hauptbronchien den Plexus pulmonalis.
Inhalt
  1. Aufbau
  2. Projektion und Lage
    1. Projektion
    2. Lage
  3. Blutversorgung
    1. Arterien
    2. Venen
  4. Lymphabfluss
  5. Innervation
  6. Histologie
  7. Embryologie
  8. Funktion
  9. Literaturquellen
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Aufbau

Die Lungen sind paarig angelegt und von der Pleura visceralis umschlossen, welche ihnen faltenfrei aufliegt. Sie haben eine weiche, schwammartige und elastische Konsistenz. Ihr Volumen beträgt etwa 2 bis 3 Liter, kann jedoch bei maximaler Einatmung unter Zuhilfenahme der Atemmuskulatur auf etwa 6 bis 8 Liter steigen.

Die rechte Lunge (Pulmo dexter) besteht aus drei Lappen, die in einen Lobus superior, Lobus medius und Lobus inferior eingeteilt werden. Die linke Lunge (Pulmo sinister) enthält nur zwei Lappen, den Lobus superior und Lobus inferior. 

Die Lappen untergliedern sich weiter in 19 Lungensegmente (Segmenta bronchopulmonalia), 10 rechts und 9 links. Diese bestehen aus kleineren, durch bindegewebige Septen getrennten Lungenläppchen (Lobuli pulmonales) mit Azini. Das luftleitende System von der Bifurkation der Trachea bis hin zu den Alveolen wird als Bronchialsystem zusammengefasst.

An beiden Lungen werden die kuppelförmige Spitze (Apex pulmonis), der konkave Boden (Basis pulmonis) sowie die jeweiligen Seitenränder (Margo anterior und inferior) unterschieden.

In der ventralen Ansicht läuft auf beiden Lungen zwischen dem Ober- und Unterlappen ein makroskopisch sichtbarer Spaltraum, die Fissura obliqua. Rechts findet sich zusätzlich zwischen Ober- und Mittellappen die Fissura horizontalis. Die Fissuren geben der Lunge während des Atemzyklus einen Verschieberaum, um sich auszudehnen.

Von medial zeigen sich die Ein- und Austrittsstellen der Pulmonalgefäße sowie der Bronchien (Lungenhilus). Diese sind nicht seitengleich und spezifisch angeordnet:

  • Rechts liegt der Lobus superior kranial der Äste der A. pulmonalis (eparteriell) und kaudal davon finden sich die Äste der Vv. pulmonales.
  • Links liegt der Hauptbronchus unterhalb der A. pulmonalis (hyparteriell).

Des Weiteren treten am Hilus die Vasa bronchiales, Lymphgefäße und Nerven ein und aus. Alle Strukturen, die durch den Lungenhilus ziehen, werden als Lungenwurzel (Radix pulmonalis) zusammengefasst.

Um den Hilus herum zeigt sich auf der Oberfläche ein Eindruck des anliegenden Herzens (Impressio cardiaca), des Ösophagus (Impressio oesophagea) und der Aorta (Impressio aortica). An der rechten Lunge liegen zusätzliche Vertiefungen für die V. azygos, V. cava superior und weitere Gefäße vor.

Projektion und Lage

Projektion

Die Projektion der Lungen auf die Körperoberfläche ist abhängig vom Abschnitt des Atemzyklus, in dem sich die Lunge gerade befindet. In Exspiration folgt der Verlauf lateral der Form des Thorax und nach kranial erstrecken sich die Lungenspitzen ca. 1,5 cm über der 1. Rippe.

Die Spitzen laufen kaudal des Manubrium sterni zusammen und liegen eng aneinander, ohne sich zu berühren. Entlang der Fläche des Corpus sterni verlaufen die beiden medialen Lungenränder parallel zueinander. Im Bereich des Processus xiphoideus sterni gehen sie auseinander und verlaufen beidseits mit der 6. Rippe.

Die linke Lunge zeigt eine dreiecksförmige Aussparung ihrer Projektion, da dort das Herz liegt. In Inspiration projizieren die beiden Lungen eine Rippenhöhe weiter nach kaudal, was dem Bewegungsspielraum im Verlauf des Atemzyklus entspricht.

Dorsal erstreckt sich die Lunge bis zum lateralen Rand des Thorax und nach medial bis an die Wirbelkörper. Nach kaudal reicht sie bis zum 9. oder 10. Brustwirbelkörper, bei Inspiration sogar zwei Wirbelkörper weiter nach kaudal.

Lage

Die Lungen liegen in den Pleurahöhlen verankert, was durch die Pleuraflüssigkeit erreicht wird, welche einerseits als Gleit- und Verschiebefilm und andererseits als Adhäsiv dient. Die Pleurahöhlen nehmen den intrathorakalen Raum vom Zwerchfell bis zur Pleurakuppel unterhalb der A. subclavia ein und umhüllen damit das Mediastinum von lateral. Ergüsse im Pleuraspalt oder Raumforderungen der Lunge können nur nach medial ausweichen und pressen deshalb auf die Strukturen des Mediastinums (z.B. Herz, Aorta und Ösophagus).

Der Hauptbronchus verläuft im oberen Mediastinum und tritt auf dieser Höhe in den Lungenhilus ein. Da das Herz zwar im unteren mittleren Mediastinum liegt, jedoch in seiner Lage etwas stärker linksbetont ist, ist die linke Lunge etwas kleiner als die rechte.

Beide Lungen liegen an der Facies diaphragmatica dem Zwerchfell auf. Die Kontraktion und Entspannung des Zwerchfells ist damit ein Teil der lebensnotwendigen Atemfunktion („Zwerchfellatmung“).

Blutversorgung

Ähnlich wie das Herz verfügt die Lunge über zwei Gefäßsysteme: ein systemisches, "öffentliches" ohne Versorgungsfunktion (Vasa publica) und ein "privates" für die Deckung des Eigenbedarfes (Vasa privata). Im Gegensatz zum großen Kreislauf enthalten die Arterien des Lungenkreislaufs desoxygeniertes Blut, die Venen dagegen oxygeniertes.

Arterien

Die systemische Versorgung geschieht über die Aa. pulmonales (Pulmonalarterien). Diese erhalten desoxygeniertes Blut aus dem rechten Ventrikel des Herzens, von wo es in den Truncus pulmonalis eintritt, welcher sich in die Pulmonalarterien verzweigt. Diese laufen entlang der Hauptbronchi und verzweigen sich genau wie dieser baumartig entlang des Bronchialsystems.

Gefäße für die Eigenversorgung der Lunge stammen direkt aus der Aorta thoracica, A. thoracica interna und 3. oder 4. Interkostalarterie (rechts), welche Rami bronchiales (Aa. bronchiales) zu beiden Lungen abgibt.

Venen

Das in die Lungen transportierte Blut wird in den Alveolen oxygeniert, fließt von dort über die Vv. pulmonales (Pulmonalvenen) in den linken Vorhof und wird durch das Herz in den Körperkreislauf eingebracht.

Der Abfluss des venösen Blutes der Vasa privata geschieht über Vv. bronchiales in die V. azygos (rechts) und V. hemiazygos (links). Die peripheren Bronchialvenen münden dagegen direkt in die Pulmonalvenen, wodurch das in das linke Herz zurückfließende Blut nicht vollständig oxygeniert ist.

Lymphabfluss

Das pulmonale Lymphsystem besteht aus zwei Komponenten: einem peribronchialen und einem subpleuralen System, welche erst im Hilusbereich zusammenfließen.

Das peribronchiale System beginnt mit feinen Lymphgefäßen im peribronchiolären Bindegewebe, die zentral im Lungenläppchen liegen und dem Verlauf der Aa. pulmonales folgen. Die ersten kleinen Lymphknoten befinden sich im Bereich der Aufteilung der Lappen- in die Segmentbronchien (Nll. bronchopulmonales).

Von diesen fließt die Lymphe weiter in die Nll. tracheobronchiales inferiores und superiores. Anschließend geht es über die Truncus bronchomediastinalis und den Truncus mediastinalis anterior in den Ductus thoracicus.

Das subpleurale System beginnt in der Subserosa der Pleura visceralis und folgt dem Verlauf der Vv. pulmonales. Die Lymphe drainiert in die Nll. tracheobronchiales superiores und inferiores, an denen sich beide Lymphsysteme der Lunge vereinigen.

Innervation

Die Lungen werden sensibel, parasympathisch und sympathisch innerviert. Äste des Nervus vagus (Rr. bronchiales) und des Truncus sympathicus (Rr. pulmonales) bilden ventral und dorsal der Hauptbronchien den Plexus pulmonalis.

Parasympathische Aktivität führt bei Ruheatmung zu einer Verengung der Bronchien (Bronchokonstriktion). Dadurch wird das Totraumvolumen des Bronchialsystems verringert, was den Anteil der „unproduktiven“ Atemarbeit verringert.

Sympathische Aktivität führt zur Bronchodilatation, was den Atemwegswiderstand verringert und zu einer verstärkten Ventilation (Belüftung) der Alveolen führt. 

Histologie

Die Lunge ist ein parenchymatöses, luftgefülltes Organ mit epithelialem Charakter. Die mikroskopische Struktur der Lunge basiert auf der Hierarchie des Bronchialsystems.

Der einzelne Bronchus enthält Knorpel und teilt sich in mehrere Äste auf, die ab dem knorpelfreien Teil als Bronchiolen bezeichnet werden. Sie spalten sich in kleinere Äste auf, die Bronchioli terminales, die sich wiederum in Bronchioli respiratorii aufspalten.

Bronchen besitzen ein einreihiges, respiratorisches Flimmerepithel mit Becherzellen, das einer Lamina propria mit seromukösen Drüsen (Glandulae bronchiales) aufsitzt. Die Schleimhaut wird von einer Tunica muscularis aus glatten Muskelzellen umgeben. In der unmittelbaren Umgebung findet sich hyaliner Knorpel.

Der Anschnitt eines Bronchiolus respiratorius zeigt sich als ein luftgefüllter Raum mit sternförmigem Lumen, der von einem kubischen Epithel umgeben ist. Dieses ist vom respiratorischen Epithel des Bronchus zu unterscheiden. In der Umgebung fehlen die Lamina propria bzw. die Tunica muscularis und der Knorpel.

Die Endäste (Ductus alveolares) münden zuletzt in die Sacculus alveolaris, die Kompartimente mit Alveolen enthalten. Die septenartigen Strukturen enthalten langgestreckte Zellkerne der Alveolen mit den Pneumozyten Typ I und Typ II sowie Interalveolarsepten und einzelne Alveolarmakrophagen.

Ein Bronchiolus respiratorius mit Ductus und Sacculus alveolaris bildet einen Azinus und mehrere Azini bilden einen Lobulus.

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Embryologie

Die primitive Anlage des Atemtraktes entsteht in der ventralen Vorderdarmwand. In der 4. Woche schnürt sich die Trachea vom Vorderdarm durch das Septum oesophagotracheale ab. Aus dem vorderen Abschnitt bildet sich eine linke und rechte Lungenknospe. Die rechte teilt sich in drei Äste, die linke in zwei, welche die Anlagen für die späteren Hauptbronchien darstellen.

Die Reifung der Lunge geschieht durch ein dichotomes Wachstum dieser Hauptbronchien: Ein Ast wird in zwei geteilt, dieser abermals in zwei usw. Dieser Prozess dauert von der 6. Entwicklungswoche bis etwa zum 8. Lebensjahr des geborenen Kindes und wird in vier Phasen unterteilt:

  • Pseudoglanduläre Phase (6. - 16. Woche): Die Zweige des Bronchialbaumes teilen sich und ab der 13. Woche bilden sich erste Flimmerepithelzellen. In dieser Phase erscheint die Lunge wie eine tubuloazinöse Drüse.
  • Kanalikuläre Phase (16. - 26. Woche): Aus den Bronchioli terminalis gehen Bronchioli respiratorii hervor und aus diesen die Ductuli alveolares, während sich im umliegenden Gewebe ein Gefäßnetz bildet.
  • Sakkuläre Phase (26. Woche bis Geburt): Primitive, sackartige Alveolen werden ausgebildet und nehmen Kontakt zu den umliegenden, ausdifferenzierten und gereiften Kapillaren auf.
  • Alveoläre Phase (32. Entwicklungswoche bis etwa 8. Lebensjahr): Die Alveolen differenzieren sich, reifen und bilden eine funktionsfähige Blut-Luft-Schranke aus. Die sakkuläre und die alveoläre Phase überschneiden sich und laufen parallel ab.

Ab der 20. Entwicklungswoche wird das Surfactant gebildet, ein Lipoproteingemisch, welches die Oberflächenspannung der Alveolen herabsetzt und überhaupt erst die Entfaltung der Lunge ermöglicht. Ein Mangel an Surfactant beim Neugeborenen führt unbehandelt in der Regel zum Tode.

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Funktion

Die Hauptfunktion der Lungen ist der Gasaustausch, durch welchen einerseits molekularer Sauerstoff ins Blut aufgenommen und gebunden und andererseits im Blut gebundenes und gelöstes Kohlenstoffdioxid abgegeben wird. Die vergleichsweise dünnen Wände der Alveolen tragen die reichen Kapillarnetze des Lungenkreislaufs, durch welche das Blut kontinuierlich angeliefert und dem Gausaustausch zugeführt wird. Dies geschieht über Diffusion zwischen Alveolarluft und kapillärem Blut.

Das Gleichgewicht zwischen Abgabe von Kohlenstoffdioxid und Aufnahme von Sauerstoffes ist ein primäres Merkmal der Regulation des Säure-Base-Haushaltes.

Neben der Funktion als Atemorgan hat die Lunge auch eine immunologische Funktion. Die Gesamtheit aus Lungenkapillaren und Bronchialsystem ist reich an bewegungsarmen Makrophagen, Granulozyten und Lymphozyten. Diese fangen zum einen Erreger ab, die mit der Einatemluft aufgenommen werden, zum anderen eliminieren sie körpereigene, verschleppte Zellen.

Des Weiteren hat die Lunge endokrine Funktionen. Über das Parenchym finden sich neuroendokrine Zellen verteilt, welche, zusammen mit dem Darm, große Mengen an Serotonin und anderen Stoffen produzieren. Diese wirken als lokale Hormone zur Modulation und Vermittlung von Funktionen zwischen inneren Organen.

Mit den folgenden Lerneinheiten kannst du dein Wissen über die Lunge vertiefen:

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Kim Bengochea, Regis University, Denver
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