Atmungsorgane  61

155: Regio olfactoria (Riechschleimhaut)     Hase         HE  Der Schnitt zeigt olfaktorisches und respiratorisches Epithel.  Regio olfactoria  Die Regio olfactoria befindet sich im Dach der beiden Nasenhöhlen und nimmt lediglich die Fläche von total ca. 6 cm2. Sie besteht aus hohem, mehrreihigem Epithel und einer bindegewebigen  Lamina propria und enthält 4 Zelltypen:  Sinneszellen,  Stützzellen, Basalzellen und Mikrovillizellen. Das Epithel wird von Riechschleim bedeckt, das durch die  tubulo‐alveolären, serösen Glandulae olfactoriae  in der Lamina propria gebildet wird. Sie werden auch Bowman‐Spüldrüsen genannt, deren Sekret Odorant‐Bindungs‐Proteine beinhaltet, die hydrophobe Duftstoffe lösen und dem Riechepithel zugänglich machen.  Sinneszellen: haben dünnen, apikalen Fortsatz, der das Epithel leicht überragt und vorne zu einem Kolben mit unbeweglichen Cilien verdickt  ist, basal verjüngt sich die Zelle zum Axon, die Bindung der Odorantien an die Rezeptoren bewirken eine Depolarisation des Membranpotentials (Transformation des Reizes in ein elekrtisches Signal).  Stützzellen: hochprismatisch, tragen Mikrovilli. Basalzellen:  Stammzellen,  liefern  den  Nachschub  aller  Zellpopulationen  des  Riechepithels.  Bemerkenswert  ist,  dass  sich  die Riechzellen (Sinneszellen) lebenslang regenerieren können. Ihre Axone finden sogar ihren Weg zu den richtigen Synapsen.  In  der  Lamina  propria  befinden  sich  besondere,  olfaktorische  Gliazellen  (ensheathing  cells).  In  ihnen  werden  die  Axone  der Sinneszellen zusammengefasst und ziehen als Fila olfactoria (ca. 20 Stück) in das ZNS und weisen sowohl Merkmale der Schwann‐Zellen wie auch der Astrocyten auf.  Kerne  der  Zellen:  am weitesten  apikal:  Stützzellen,  dann  Sinneszellen,  am weitesten  basal:  Basalzellen  (schwer  abzugrenzen). Beachte: Die Drüsen haben grosse Kerne und in den Nerven sind kleine, kompakte Kerne der Gliazellen zu erkennen.  Regio respiratoria  Die  Regio  respiratoria  bedeckt  das  Nasenseptum,  die  Nasenseitenwände  und  die  Conchae  nasales.  Sie  trägt  mehrreihiges, hochprismatisches  Flimmerepithel mit,  im Gegensatz  zur Regio  olfactoria, beweglichen Kinocilien und mit Becherzellen. Diesen Epitheltyp  wird  respiratorisches  Epithel  genannt  und  kleidet  alle  Atemwege  aus.  In  der  Lamina  propria  liegen  seromuköse Glandulae nasales.  

     Regio olfactoria                          Regio respiratoria                   Bemerkung zu weiteren extrapulmonalen Atemwegen  Nasennebenhöhlen  (Sinus  paranasales):  respiratorisches  Epithel,  aber weniger  hoch  und weniger Becherzellen  als  in  der Nase, einige kleine muköse Drüsen in der dünnen Lamina propria.  Tränennasengang (Ductus nasolacrimalis): mehrreihiges, cilienfreies Zylinderepithel mit Becherzellen, Schwellkörper in der Lamina propria, die Kontakt zu denjenigen der Nasenhöhle aufnehmen.   

 Atmungsorgane  62

156: Concha nasalis (Nasenmuschel)       Mensch       HE  Die Concha nasalis wird von der Regio respiratoria bedeckt: mehrreihig, hochprismatisches Flimmerepithel mit vielen Becherzellen. Die Lamina propria der Nasenmuscheln liegen weitlumige Venenplexus, die vor allem an der Concha nasalis media und inferior zu Schwellkörpern  (Corpora  cavernosa  nasi)  verdickt  sind  und  mit  Endothel  ausgekleidet  sind  (platte  Zellkerne).  Die  Dicke  der Nasenschleimhaut kann also über die vegetative Steuerung des Gefässtonus reguliert werden. Eine parasympathische Stimulation bewirkt eine Anschwellung, eine sympathische eine Abschwellung der Schwellkörper.  Im  Knochen  der  Concha  nasalis  sind  Knochenlamellen  in  den  Spongiosabälkchen  zu  finden.  Das  Knochenmark  ist    z.T.  mit Adipocyten gefüllt. In der Lamina propria sind viele seromuköse Drüsen mit Myoepithelzellen zu erkennen.   

       Übersichtsabbildung                             Epithel mit Drüsen             seromuköse Drüsen    157: Epiglottis             Mensch       Resorcin‐Fuchsin   Die Resorcin‐Fuchsin‐Färbung hebt spezifisch die elastischen Fasern hervor.  Es  handelt  sich  um  einen  Sagittalschnitt  durch  die  Epiglottis.  Die  Erwartung  wäre  anterior  (lingual)  ein  mehrschichtiges, unverhorntes  Epithel  und  posterior  (laryngeal)  ein  respiratorisches  Epithel  zu  finden. Auf  diesem  Schnitt  ist  jedoch  auf  beiden Seiten mehrschichtig unverhorntes Epithel zu sehen  (d.h. kein  respiratorisches Epithel). Die Lamina propria besitzt seromukösen Drüsen, die Glandulae epiglotticae, und lymphatisches Gewebe. Das Grundgerüst der Epiglottis bildet elastischer Knorpel mit Dellen (Drüsen). Elastischer Knorpel zeigt grosse und helle Zellen in den Chondronen.   

         Übersichtsabbildung mit allen Schichten                Knorpel & Drüsen                 Glandulae epiglotticae    

 Atmungsorgane  63

158: Frontalschnitt durch Larynx       Affe        Resorcin‐Fuchsin   Die Färbung hebt speziell die Kerne hervor. Neben dem Larynx wird an dieser Stelle auch noch der Pharynx besprochen.  Pharynx: Der Pharynx (Rachen) ist in drei Stockwerke gegliedert:   Epipharynx  (Pars  nasalis  pharyngis:  reiner  Luftweg  mit  respiratorischem  Epithel,  seromuköse  Drüsen  in  der  Schleimhaut, lymphatisches Gewebe  am Rachendach  (Tonsilla pharyngealis), nasale  Seite des Gaumensegels  ist  von  respiratorischem  Epithel bedeckt, an dessen freien Rand mit unverhorntem, mehrschichtigen Plattenepithel. Mesopharynx (Pars oralis pharyngis): gleichzeitig Speise‐ und Luftweg, daher unverhorntes, mehrschichtiges Plattenepithel. Hypopharynx  (Pars  laryngea pharyngis): gleiche Bedeckung wie  im Mesopharynx, muköse Glandulae pharyngeales  in der Lamina propria  Bemerkung: die Schleimhaut der Tuba auditiva trägt respiratorisches Epithel und verbindet den Epipharynx mit der Cavitas tympani (Mittelohr).  Larynx  Der Larynx (Kehlkopf) besitzt ein knorpliges Gerüst, das aus dem Schild‐ (Cartilago thyroidea), Ring‐ (Cartilago cricoidea) und dem Stellknorpel  (Cartilago  arytaenoidea)  besteht.  Die  Epiglottis  (Kehldeckel)  und  die  Cartilagines  corniculatae  und  cuneiformes dagegen sind aus elastischem Knorpel aufgebaut.   Im Frontalschnitt sind die drei Etagen des Kehlkopfinnenraums (Cavitas laryngis) gut zu differenzieren. Zuoberst zwischen Epiglottis und den Plicae vestibulares (Taschenfalten) befindet sich das Vestibulum laryngis, gefolgt vom transglottischen Raum, der kranial von den Plicae vestibulares und kaudal von den Plicae vocales (Stimmbänder) begrenzt wird. Die unterste Etage bildet die Cavitas infraglottica, die beidseits von der Cartilago cricoidea flankiert wird.   Die beiden Stimmfalten mit der Stimmritze (Rima glottidis) bilden die Glottis, die zugleich Verschluss‐ und Phonationsappart ist. Im Bereich der Plica vestibularis  sind  in der  Lamina propria  seromuköse Drüsenpakete  zu erkennen. Die Kehlkopfschleimhaut  trägt überall ausser an der Plica vocalis respiratorisches Epithel: Die Plica vocalis zeigt als Antwort auf die hohe mechanische Belastung unverhorntes,  mehrschichtiges  Plattenepithel.  In  der  Lamina  propria  der  Stimmfalte  liegt  das  Ligamentum  vocalis,  das  den Oberrand des Conus elasticus darstellt. Darunter befindet sich der M. vocalis, der der innerste Teil des M. thyroarytaenoideus ist. Seine Aufgabe ist die Feinstellung der Stimmfaltenschwingung bei der Phonation. Die drüsenlosen Plicae vocales werden von den Drüsensekreten der oberen Stockwerke befeuchtet. Ihr subepitheliales Bindegewebe wird als Reinke‐Raum bezeichnet und ist sehr locker aufgebaut. Bei Entzündungen treten hier bevorzugt Ödeme auf, die die Phonation beeinträchtigen können.  

          Übersicht                        Plica vestibularis             Plica vocalis      Seromuköse Drüsenpakete  Bemerkung:  Da  dieser  Schnitt  in  vielen  Präparaten  lediglich  sehr  schwach  angefärbt  ist,  was  das  Erstellen  guter  Bilder  fast verunmöglicht, wurden an dieser Stelle Photographien der Universität Tübingen verwendet.  

 Atmungsorgane  64

159: Trachea             Mensch       HE  Allgemeiner Aufbau der Atemwege  Die  Tunica  mucosa  besteht  aus  respiratorischem  Epithel  mit  bindegewebiger  Lamina  propria,  welche  seromuköse  Drüsen beherbergt,  die  tubulo‐alveoläre  Endstücke  besitzen  und  mit  Myoepithelzellen  ausgestattet  sind.  Die  Drüsenzellen  sind  im Gegensatz  zu  den  Becherzellen  innerviert.  Beide  sezernieren  Mucine,  die  das  Epithel  vor  Austrocknung  schützt  und  die vorbeistreichende Atemluft anfeuchtet. Die Mucine bilden auf dem Epithel einen viskösen Schleimteppich, der auch als Staub‐ und Partikelfänger  fungiert.  Darunter  liegt  einen  vom  Epithel    produzierten  Flüssigkeitsfilm,  in  dem  der  Cilienschlag  der Flimmerepithelzellen ungehindert erfolgen kann und damit die an den Mucinen hängengebliebenen Schmutzteilchen zum Rachen befördern,  wo  sie  verschluckt  oder  ausgeworfen  werden.  Dieser  Prozess  wird  mukociliäre  Reinigung  genannt.  Diejenigen Staubteilchen, die bis in die Alveolen gelangen, werden dort von Alveolarmakrophagen beseitigt. Krankheitserreger werden durch freie Zellen der Abwehr  in der Lamina propria mucosae der Atemwege oder durch antimikrobielle  im Schleim vorhandene Stoffe wie Defensine, Lysozym oder Surfactant‐Proteine vernichtet.  Die Atemwege  sind  immer  durch Versteifungen  in  ihrer Wand  offen  gehalten, weil  sie  durch  den  exspiratorischen Unterdruck kollabieren  oder  durch  Bewegungen  des  umliegenden  Gewebes  eingeengt  werden  könnten.  Die  oberen  Luftwege  enthalten Knochen, die unteren Knorpel.  Die Trachea besitzt nach dorsal offene, hyaline Knorpelspangen, welche longitudinal mit Bandstrukturen (Ligg. anularia) verbunden sind. Die dorsale Wand der Trachea bildet die Paries membranaceus, die aus Bindegewebe und transversal verlaufender, glatten Muskulatur (M. trachealis) besteht, die am Perichondrium der Knorpelspangen  inserieren und somit die eine Kaliberveränderung herbeiführen können. Der gesamte Stützapparat wird im Querschnitt als Tunica fibro‐musculo‐cartilaginea bezeichnet. Das Epithel und die Lamina propria der Mucosa folgt dem obigen Schema (respiratorisches Epithel, seromuköse Gll. tracheales). Die Trachea ist von zahlreichen Nervenfasern durchzogen (Hustenreflex). Die Lamina propria und die Ligg. anularia sind reich an längsorientierten elastischen Fasern, was der Trachea eine gewisse Elastizität in der Längsachse verleiht. Über eine Adventitia ist die Trachea in die Umgebung eingebaut.  Auf dem Schnitt  ist neben der Trachea auch noch der Ösophagus angeschnitten. Beachte  seine Muscularis mucosae  sowie  sein mehrschichtig,  unverhorntes  Plattenepithel  für  die Differentialdiagnose. Ausserdem  ist  braunes,  plurivakuoläres  Fettgewebe  zu sehen, das nur im Embryo vorkommt.  

    Trachea mit Gll. Tracheales, Knorpel & M. trachealis                       Wandaufbau der Trachea   

    Respiratorisches Epithel der Trachea           Insertionsstelle des M. trachealis am Knorpel 

 Atmungsorgane  65

160: intrapulmonale Bronchien (Mensch) HE  Bronchialbaum  Konduktive Abschnitte  ‐ Bronchi principales (Hauptbronchien) ‐ Bronchi lobares (Lappenbronchien) ‐ Bronchi segmentales (Segmentbronchien) ‐ Bronchi intrasegmentales (Kaliber > 1mm) ‐ Bronchioli (Kaliber < 1mm) ‐ Bronchioli terminales  Respiratorische Abschnitte  ‐ Bronchioli respiratorii ‐ Ductus alveolares ‐ Sacculi alveolares  Der  Bronchialbaum  enthält  bis  zu  23  Verzweigungen,  deren  15  zum  konduktiven  und  die  restlichen  8  zum  respiratorischen Abschnitt gehören.   Wandbau eines Bronchus  Mucosa mit respiratorischem Epithel & Lamina propria (längsorientierte elastische Fasern & freie Zellen der Abwehr aufweisend) Muscularis: kontinuierlicher Muskelmantel, Muskelfasern sind scherengitterartig angeordnet und deshalb  im Schnitt nicht  immer als geschlossene Schicht erscheinend. Stützgerüst: unregelmässige Knorpelplatten, die mit Bindegewebe zu einer Knorpel‐Faser‐Schicht verwoben sind peribronchiales Bindegewebe:  lockeres BG, das die Aufzweigungen des Bronchialbaumes bis zu den Bronchioli begleitet und die Vasa privata für den Bronchialbaum, Nerven und Lymphgefässe enthält.  Beachte die seromukösen Gll. bronchiales, die meist zwischen der Muskel‐ und der Knorpel‐Faser‐Schicht vorkommen (siehe Bild). Das sternförmige Lumen der Bronchi und Bronchioli kommt postmortal aufgrunde der Kontraktion der Muscularis zustande.  

Übersichtsaufnahme                      Bronchiolus (kein Knorpel, keine Drüsen) Detailaufnahme      

      Bronchus mit Knorpel, Wandaufbau            Alveolen 

 Atmungsorgane  66

161: intrapulmonale Bronchien        Mensch       HE  Die Pleura pulmonalis oder visceralis überzieht das Lungengewebe als Serosa mit einem einschichtigen, platten Mesothel. Darunter liegt eine bindegewebige, elastische Subserosa, aus der  Interlobulärsepten  ins Lungenparenchym  ziehen und dieses  in  Lobi und desweiteren in Lobuli unterteilt. Die Pleura visceralis schlägt am Lungenhilum in die Pleura parietalis um, die den gleichen Aufbau wie  die  Pleura  pulmonalis  zeigt.  Zwischen  den  beiden  Pleurablättern  liegt  ein  kapillärer  Spalt  (Pleuraspalt),  der  einen  an Hyaluronsäure reichen Flüssigkeitsfilm enthält, der zugleich ihre Haftung und Verschieblichkeit garantiert.  Aufbau der terminalen Atemwege  Bronchioli  In der Wandung der Bronchioli fehlen die Knorpelspangen und Drüsen. Die Bronchioli haben eine relativ starke Muscularis und ein einreihiges,  zylindrisches  Flimmerepithel mit wenigen Becherzellen, welche,  je weiter  sich  der  Bronchialbaum  verzweigt,  desto mehr von den Clara‐Zellen ersetzt werden. Die Clara‐Zellen wölben sich deutlich in Lumen vor und sezernieren Surfactant‐Proteine (SP‐A, SP‐D), die übermässige Entzündungsreaktionen dämpfen sollen und auch antimikrobielle und opsonierende Wirkung haben. Ihr peribronchioläres Bindegewebe  ist allseits mit den umliegenden Alveolenwänden verwachsen und dadurch auch  indirekt mit der  Lungenoberfläche.  Dies  übt  einen  radiären  Zug  auf  die  Bronchioli  aus,  durch  den  sie  offen  gehalten  werden.  Bei  den pulmonalen Blutgefässen verhält es sich gleich.   Das  Lungenparenchym  ist  voll  von  Alveolen,  wo  der  eigentliche  Gasaustausch  stattfindet  und  durch  die  Interalveolarsepten voneinander getrennt werden. Ein solches Septum hat ein sehr dichtmaschiges Kapillarnetz und wird beidseits von Alveolarepithel bedeckt, welches hauptsächlich von den Alveolarepithelzellen Typ  I  (Pneumocyt Typ  I) gebildet wird. Sie besitzen einen dünnen, grossflächigen  Zellleib,  mit  dem  sie  die  Kapillaren  überziehen  und  die  Alveolen  auskleiden.  Die  Alveolarepithelzellen  Typ  II (Pneumocyten Typ II) sind kubisch, stellen Stammzellen für die Pneumocyten Typ I dar und bilden den lebenswichtigen Surfactant, den sie in lamellären Zellorganellen speichert. Sie wölbt sich durch ihre Form in die Lufträume der Alveolen vor und kommt eher an Nischen  vor,  deswegen  heisst  sie  auch  Nischenzelle.  Die  Alveolarsepten  bestehen  auch  aus  einem  sehr  spärlichen,  dünnen Bindegewebe mit  selten vorkommenden Fibrocyten mit Myofibroblasten‐Eigenschaften. Es  füllt gewissermassen die  Lücken des Kapillarnetzes  und  gewährleistet  eine  gewisse  Stabilität  und  enthält  sehr  viele  elastische  Fasern,  die  ein  Kontinuum  von  den grossen Bronchien  bis  hin  zur  Lungenoberfläche  bilden. Die  Interalveolarsepten weisen  auch  Poren  (Kohn'sche  Poren)  auf,  die Alveolen miteinander kurzschliessen.  Bronchioli terminales und respiratorii  Im  Gegensatz  zu  den  Bronchioli  terminales  besitzen  die  Bronchioli  respiratorii  bereits  Öffnungen  zu  einzelnen  Alveolen  und gehören deshalb nicht mehr dem konduktiven Luftwegen an. Als Epithelauskleidung besitzen beide ein einfaches, zylindrisch bis kubisches Epithel mit cilienfreien Zellen (Clara‐Zellen), Becherzellen fehlen.   Ductus alveolares und Sacculi alveolares (blind endend)  Sie bilden die Vorräume der Alveolen und bestehen gewissermassen nur noch aus den "Türrahmen" der Alveoleneingänge. Diese sind mit glatten Muskelzellen und kollagenen und elastischen Fasern verstärkt.  Im Lungenparenchym sind neben den Aufzweigungen des Bronchialbaumes die Äste der A. pulmonalis zu finden. Die grosse Äste gehören zum elastischen, die kleinen Äste zum muskulären Arterientyp.  

       Übersicht mit Alveolen & mehreren Bronchiolen           Bronchiolus, Detailaufnahme (Epithel & Muskelzüge)  

 Atmungsorgane  67

       Alveolen             Mesothel der Pleura visceralis         Ductus alveolaris     162: Lunge (elastisches Stroma)       Mensch       Resorcin‐Fuchsin  Alle  Alveolen,  die  von  einem  Bronchiolus  terminalis  belüftet werden,  sind  zu  einem  Acinus  zusammengefasst.  Er  besteht  aus Bronchioli  respiratorii,  Ductus  alveolares  und mehreren  tausend  Alveolen. Mehrere  Acini  bilden wiederum  einen  Lobulus,  der unvollständig  von  Bindegewebssepten  (Interlobulärsepten)  begrenzt  wird.  Dieser  wird  von  einem  präterminalen  Bronchiolus versorgt.  Auf  diesem  Schnitt  fällt  das  ausgeprägte  elastische  Stroma  auf,  das  sowohl  Kollagenfasern  (kürzer)  als  auch  elastische  Fasern besitzt.  Farblegende  grün: Makrophagen schwarz: Kohleneinlagerungen in Makrophagen violett: elastische Fasern  

    Bronchus / Bronchiolus / Vene ?                 Blutgefässe & Kohleeinlagerung  

    elastisches Stroma der Alveolenwände                     Alveole: Detailaufnahme 

 Atmungsorgane  68

163: Lunge (Retikulinfasern)        Mensch       Gomori  Gomori ist eine Kollagen‐spezifische Färbung ( Retikulin = Kollagen Typ III)  Retikuläre Fasern sind dünne Bündel aus dünnen Kollagenfibrillen (vorwiegend Typ III), die zu Netzen angeordnet sind und dienen als Stützgerüst für die Alveolarsepten.  

    Bronchiolus                     Alveole    164: Lunge             Mensch       PAS   Bei der PAS‐Färbung wird der Schleim angefärbt (Mukus‐Film gut sichtbar).  Repetition der genannten Strukturen. Zu erkennen sind die Alveolarsepten, Bronchi mit gut sichtbarem Knorpel und seromukösen Drüsen und Bronchioli.  

    Flimmerepithel mit Becherzellen                   muköse Drüsen  

    Bronchus (beachte die Knorpelspange)         Knorpel & muköse Drüsen eines Bronchus 

 Atmungsorgane  69

165: Lunge             Ratte        Toluidin‐Blau  Die  gut  sichtbaren  Clara‐Zellen  kommen  in  der  terminalen  Bronchioli  vor,  wo  es  keine  Becherzellen  mehr  hat.  Bei  genauer Betrachtung sind im Schnitt auch noch Typ I‐Pneumocyten oder Typ II‐Pneumocyten zu finden.  

    verschiedene Zellen des Epithels eines Bronchiolus. Die Clara Zellen  sind  stärker angefärbt, erscheinen  leicht dunkler und  ragen apikal aus dem Epithel heraus.   166: Lunge             Maus         Tusche‐Kernechtrot  Das Lungenparenchym mit Bronchien & Bronchioli (keine Drüsen, kein Knorpel) und Gefässen  ist auf diesem Schnitt noch einmal ideal zum repetieren.  

    Bronchiolus               Alveolen & Bindegewebe          

 Atmungsorgane  70

167: Embryonale Lunge (Kanälchenstadium)    Mensch       Goldner  8‐ung: Auf den ersten Blick hat man das Gefühl, es handle sich um eine Drüse! Die Lunge entwickelt sich ähnlich wie eine exokrine Drüse  aus  der  Ventralanlage  des  Schlunddarms.  Die  entodermalen  Anteile  der  Lunge  wachsen  wie  ein  Drüsenbaum:  der entstehende Bronchialbaum teilt sich dichotom. Die dichotome Aufteilung (immer aus 1 ‐> 2) ist ein eindeutiges Indiz dafür, dass es sich um eine Lunge während der Entwicklung handeln muss.  Das Stroma besteht aus sehr lockerem, mesenchymalem Bindegewebe mit vielen Zellen. Ansatzweise ist Knorpel um die grösseren Bronchien bereits sichtbar.  

    K

 norpelspangen, mesenchymales BG (grün) und Gefäss  

    Dichotome Teilung