Video: Trachea

Hallo, ich bin Astrid von Kenhub und ich begrüße euch zu einem neuen Tutorial.

In diesem Tutorial bespreche ich mit euch die Trachea, das ist die Luftröhre. Wir betrachten ihren Aufbau und ihre Funktion sowie einige umliegende Strukturen, wie den Larynx und die Bronchien.

Die Trachea ist ein langer, durch Knorpelspangen verstärkter Schlauch. Sie verbindet den unteren Teil des Larynx mit den Bronchien. Ihr könnt sie am besten von außen palpieren, wenn ihr den Kopf nach hinten streckt und zwischen den Mm. sternocleidomastoideus und dem Sternum tastet.

Die Trachea ist Teil der unteren Atemwege. Damit meint man das Atmungssystem unterhalb des Pharynx, d.h. dazu gehören der Larynx, das ist der Kehlkopf, die Trachea, und das Bronchialsystem der Lunge. Diese Strukturen werden wir jeweils noch genauer besprechen. Die Trachea beginnt am unteren Rand des Larynx etwa auf Höhe des 6. Halswirbels. Später teilt sie sich in den linken und rechten Hauptbronchus auf. Diese sogenannte Bifurkation findet etwa auf Höhe des 4.-7. Brustwirbels statt.

Als erste Struktur der unteren Atemwege wollen wir uns den Larynx anschauen.

Ihr seht ihn hier grün markiert. Er setzt sich aus drei unpaarigen und drei paarigen Knorpeln zusammen. Gemeinsam mit seinen Bändern sowie inneren und äußeren Muskeln spielt er eine wichtige Rolle bei der Atmung, aber auch bei der Stimmbildung. Er wird deshalb auch als „Sprachbox“ des Menschen bezeichnet wird. Drei seiner Knorpel haben eine räumliche Beziehung zur Trachea, weshalb ich auf sie genauer eingehen möchte. Das sind der Schildknorpel, der Stellknorpel und der Ringknorpel. Sie alle haben gemeinsam, dass sie aus hyalinem Knorpel bestehen.

Der prominenteste dieser Knorpel ist der Schildknorpel, die Cartilago thyroidea. Er ist der größte der Larynxknorpel und wird von einer rechten und linken Knorpelplatte gebildet. Diese Platten sind ventral miteinander verbunden und bilden hier die Prominentia laryngea. Ihr kennt sie als sog. „Adamsapfel“, welcher besonders bei Männern von außen sichtbar ist.

Charakteristisch sind diese beiden Hörner des Schildknorpels: das Oberhorn oder Cornu superius und das Unterhorn bzw. Cornu inferius. Die Unterhörner verbinden den Schildknorpel mit dem Ringknorpel.

Der zweite Knorpel, den ich euch zeige, ist der Stellknorpel, die Cartilago arytaenoidea. Damit ihr ihn sehen könnt, habe ich die Perspektive gewechselt. Wir schauen nun von dorsal auf den Larynx und die Trachea.

Beim Stellknorpel handelt es sich um einen paarigen Knorpel, der in etwa eine Pyramidenform hat. Er weist drei Fortsätze auf: einen Apex, das ist die Spitze, nach vorn den Processus vocalis, an dem das Stimmband ansetzt, und lateral den Processus muscularis. Dort setzen die Muskeln an, die die Öffnung der Stimmritze regulieren. Das kleine Gelenk an der Basis des Stellknorpels, die Articulatio cricoarytenoidea, verbindet den Stellknorpel mit dem Ringknorpel.

Der letzte Knorpel des Larynx, über den wir in diesem Tutorial sprechen, ist der Ringknorpel, die Cartilago cricoidea. Dies ist der einzige runde Knorpel. In dieser Abbildung können wir nur seine schmale Vorderseite zu sehen, die Rückseite ist deutlich breiter. Wie wir vorhin gelernt haben, dient der Ringknorpel als Gelenkfläche für den paarigen Stell-, aber auch Schildknorpel. Über das Lig. cricotracheale ist er zudem mit der Trachea verbunden. Hier seht ihr, wie es sich zwischen dem Ringknorpel und der obersten Knorpelspange der Trachea spannt. Dieses kräftige Band ist somit von großer Bedeutung, da es die oberen und unteren Atemwege miteinander verbindet.

Ein weiteres Larynxband, welches ihr in dem Zusammenhang kennen solltest, ist das Lig. cricothyroideum medianum, das mittlere Ringknorpel-Schildknorpel-Band. Dieses flache, bindegewebige Band verbindet die ventralen Anteile des Ring- und des Schildknorpels miteinander. Kurz zur Wiederholung: den Ringknorpel seht ihr hier und den Schildknorpel hier. Dieses Band ist klinisch von großer Bedeutung, da es bei akuter Erstickungsgefahr im Rahmen einer Notfallkoniotomie durchtrennt wird. Bei diesem Luftröhrenschnitt wird so ein künstlicher Zugang zu den Atemwegen geschaffen.

Nun wenden wir uns der Trachea zu, die hier in grün markiert ist.

Sie ist etwa 9-15 cm lang. Sie besteht unter anderem aus länglichen Muskeln, Bändern und einer Reihe von Knorpelspangen.

Letztere seht ihr hier grün markiert: die Luftröhrenknorpel oder Cartilagines tracheales. Sie sind hufeisenförmig gekrümmt und nach hinten offen, was man in dieser Ansicht von dorsal schön sehen kann. Die Trachea weist zwischen 15-20 dieser Knorpelspangen auf. Allesamt bestehen sie aus hyalinem Knorpel. Sie stärken die Trachea und verhindern ihr Kollabieren während der Inspiration und Expiration.

Wie genau sind diese kleinen Knorpel miteinander verbunden? Durch die hier in grün markierten Ligamenta anularia, das sind die Ringbänder der Luftröhre. Diese elastischen Bänder verlaufen horizontal zwischen den Knorpelspangen. Ihre Hauptaufgabe ist es, diese miteinander zu verbinden und zusammen mit ihnen die Wand der Trachea zu stützen.

Hier, in dieser dorsalen Ansicht der Trachea, könnt ihr schön die offenen Enden der Knorpelspangen erkennen. Sie werden durch eine bindegewebige muskulöse Schicht, der Paries membranaceus, verschlossen. Diese Wand macht etwa 1/3 des Durchmessers der Trachea aus und besteht aus longitudinalen elastischen Fasern. Sie tragen zur Flexibilität der Trachea bei und ermöglichen ihre Dehnung und Verlagerung nach kaudal während der Inspiration.

In der Submukosa der Trachea befinden sich die Trachealdrüsen oder auch Glandulae tracheales. Diese exokrinen Drüsen bilden ein seromuköses Sekret. Dieses dient dazu, mit seinem wässrigen Anteil die eingeatmete Luft zu befeuchten. Der muköse Anteil fängt Partikel aus der Luft ein, die dann durch die Zilien des Epithels zum Pharynx transportiert werden. So werden die Lungen vor Partikeln und Bakterien geschützt.

An der Basis der Trachea seht ihr hier die Carina tracheae, den Luftröhrensporn. Das ist eine knorpelige Erhöhung, die die Öffnungen des linken und des rechten Bronchus voneinander trennt. Sie entsteht durch einen Vorsprung der untersten Knorpelspange. Die Carina tracheae ist klinisch von Bedeutung, da ihre Schleimhaut, zusammen mit der Schleimhaut des Larynx, wesentlich zum Hustenreiz beiträgt.

Auf Höhe der Carina tracheae teilt sich die Trachea in die zwei Hauptbronchien auf. Man nennt dies Trachealbifurkation oder Bifurcatio tracheae. Zur Wiederholung: ihre Höhe variiert von Mensch zu Mensch zwischen dem 4. und 7. Brustwirbel.
Auch wenn man es auf dieser Darstellung nicht so gut erkennen kann, merkt euch, dass die Trachea an dieser Stelle, durch die links von ihr liegende Aorta, etwas nach rechts verschoben ist.

Nun kommen wir zu den Bronchien.

Ihr seht sie hier in grün markiert. Das sind die Äste der Trachea, über die die eingeatmete Luft in die Lunge gelangt bzw. die ausgeatmete Luft wieder austritt. Die beiden Hauptbronchien teilen sich im Verlauf in immer kleiner werdende Verzweigungen auf, was man als Bronchialsystem oder Bronchialbaum bezeichnet. Dabei können drei Abschnitte unterteilt werden. Am Anfang kommen der linke und rechte Hauptbronchus, das sind die Bronchi principales. Daran schließen sich jeweils die Lappenbronchien, die Bronchi lobares, an. Diese teilen sich dann weiter in die Segmentbronchien, die Bronchi segmentales, auf. Die Hauptbronchien verlaufen außerhalb der Lunge und liegen somit extrapulmonal. Diese treten jedoch beidseits in das Lungenhilum, sodass das darauffolgende Bronchialsystem komplett intrapulmonal verläuft.

Betrachten wir nun den rechten Hauptbronchus, den Bronchus principalis dexter, etwas genauer. Er ist etwa 2,5 cm lang und hat ein größeres Lumen als sein linkes Gegenstück. Auf Höhe des 5. Brustwirbels tritt er in die Lunge ein und teilt sich dort in drei Lappenbronchien auf: den rechten oberen Lappenbronchus, den rechten mittleren Lappenbronchus und den rechten unteren Lappenbronchus. Diese teilen sich dann weiter in die kleineren Segmentbronchien auf, die die Lungenlappen mit Luft versorgen. In dieser Darstellung sind sie aber nicht abgebildet.

Der linke Hauptbronchus, der Bronchus principalis sinister, hat einen kleineren Durchmesser als der rechte. Dagegen ist er mit ca. 5 cm Länge deutlich länger, wie ihr hier schön sehen könnt. Er verläuft flacher als sein rechtes Gegenstück und tritt erst auf Höhe des 6. Brustwirbels in die Lunge ein. Da die linke Lunge im Gegensatz zur rechten nur aus aus 2 Lappen besteht, teilt er sich auch nur in zwei Lappenbronchien auf: den linken oberen und den linken unteren Lappenbronchus.

Nun schauen wir uns die Segmentbronchien, die Bronchi segmentales, genauer an. Wie eben schon gesagt, bilden sie den 3. Abschnitt der Bronchien. Jeder Segmentbronchus versorgt ein bronchopulmonales Segment, das vom restlichen Lungenparenchym durch Bindegewebe abgegrenzt wird. Es gibt 10 Lungensegmente und somit auch 10 Segmentbronchien in der rechten Lunge und 8 Lungensegmente mit 8 Segmentbronchien in der linken. Sie teilen sich weiter in Bronchioli und letztendlich in die Alveoli auf. In diesem Bild sind diese Abschnitte jedoch nicht dargestellt und werden in einem anderen Tutorial genauer besprochen.

Auch auf die Bronchialwand möchte ich kurz eingehen. In dieser Abbildung könnt ihr gut erkennen, dass die Trachealschleimhaut in die der Bronchien übergeht. Die Bronchien bestehen zum Teil, wie die Trachea, aus Schichten glatter Muskulatur. Allerdings nimmt die Anzahl der Knorpelspangen mit Zunahme der Bronchialaufteilungen ab. Die Wand der Bronchien ist wie bei der Trachea auch mit Flimmerepithel bzw. respiratorischem Epithel ausgekleidet. Charakteristisch sind ihre Flimmerhärchen oder Kinozilien, die darauf spezialisiert sind, das Lumen der Atemwege zu reinigen.

Zum Ende dieses Tutorials nun noch ein paar klinische Anmerkungen zur Trachea für euch. Im Gegensatz zur Notfallkoniotomie, bei der das Lig. cricothyroideum medianum durchtrennt wird, kann elektiv auch eine Tracheotomie durchgeführt werden. Hier wird ein operativer Zugang auf Höhe des 2. oder 3. Trachealknorpels gelegt. Mithilfe eines eingeführten Plastikschlauchs kann der Patient darüber beatmet werden.
So eine Operation wird in der Regel dann durchgeführt, wenn eine schwere Obstruktion des Larynx oder eine starke Schwellung im Rahmen eines Traumas vorliegt. Auch bei Patienten, die voraussichtlich mehrere Wochen künstlich beatmet werden müssen, wird dies häufig durchgeführt. Eine normale endotracheale Intubation, d.h. die Einführung eines Beatmungsschlauches über den Pharynx in die Trachea ist dann nicht möglich.

Bei der Tracheotomie wird ein kleiner, horizontaler Schnitt im unteren Drittel des ventralen Halses vorgenommen. Nachdem die Trachea dargestellt wurde, wird auch sie eingeschnitten und ein passender Plastikschlauch, eine Kanüle in das dann sogenannte Tracheostoma, eingelegt. Wenn dieser nicht mehr benötigt wird, kann er einfach entfernt werden. Das Loch schließt sich normalerweise von allein.

Bezüglich der Bronchien ist es klinisch wichtig zu wissen, dass der rechte Hauptbronchus kürzer ist und steiler verläuft als der linke. Das könnt ihr hier in der Abbildung schön sehen. Inhalierte Fremdkörper gelangen daher meistens in den rechten Hauptbronchus und von dort je nach Größe in einen seiner weiteren Äste. Diese anatomische Besonderheit wird gerne in Prüfungen abgefragt und das solltet ihr euch daher gut merken.

Wenn ein Kind sich nun doch einmal beim Essen oder Spielen verschluckt haben sollte, wird in der Klinik eine Lungenspiegelung durchgeführt. Fachsprachlich wird dies als Bronchoskopie bezeichnet, das Instrument dazu heißt „Bronchoskop“. Dieses wird über die Nase oder den Mund in die Trachea eingeführt. Es besitzt sowohl eine Kamera als auch Zugangswege für Instrumente, mit denen der Arzt direkt handeln kann.
Die Bronchoskopie eignet sich somit nicht nur zur Entfernung von Fremdkörpern, auch können die Schleimhaut beurteilt und Biopsien entnommen werden, z.B. beim Verdacht auf ein Bronchialkarzinom. Therapeutisch wird sie außerdem zur Erweiterung von verengten Atemwegen und zur Platzierung von Markern im Rahmen einer Strahlentherapie angewandt. Zusammenfassend ist die Bronchoskopie also ein wichtiges diagnostisches und therapeutisches Verfahren des Klinikers.

Das war das Tutorial zu der Trachea. Ich hoffe wir hören uns bald wieder.