Das Zwerchfell - Zentraler Motor der menschlichen Atmung

Blaue 3-D-Grafik einer Frau mit rot hervorgehobenem Zwerchfell

Das Diaphragma zählt zu den wichtigsten Atemmuskeln des Menschen und trennt den Bauchraum vom Brustraum

Als Zwerchfell bezeichnet man den zentralen Atemmuskel. Er trennt den Brustraum vom Bauchraum.

Das Zwerchfell (Diaphragma) ist der wichtigste Atemmuskel des Menschen. Dabei handelt es sich um eine Muskel-Sehnen-Platte, durch die der Brustraum (Thorax) vom Bauchraum (Abdomen) getrennt wird.

Das Zwerchfall spannt sich kuppelförmig zwischen Brustbein, den unteren sechs Rippen und der Lendenwirbelsäule. Die muskulösen Anteile des Zwerchfells enden alle an einer Sehnenplatte.

Aufbau

Das Zwerchfell hat die Form einer Kuppel und ist rund drei bis fünf Millimeter dick. Umhüllt wird die Platte von einer Bindegewebsschicht. Im Bauchraum ist das Zwerchefell vom Bauchfell, im Brustraum von Brustfell bedeckt. Ansätze der Muskelplatte befinden sich an:

  • der Lendenwirbelsäule (LWS)
  • dem Brustbein (Sternum)
  • den Rippen (Costae)

In der Mitte des Zwerchfells liegt das sehnige Zentrum der Platte. Dieses wird von zwei Seiten von den muskulären Zwerchfellkuppeln umgeben.

Grafik des menschlichen Zwerchfells
Grafik des menschlichen Zwerchfells

Den muskulösen Teil des Zwerchfells unterteilt man in drei Teile. Dabei handelt es sich um:

  1. den Lendenteil (Pars lumbalis)
  2. den Rippenteil (Pars costalis)
  3. den Brustbeinteil (Pars sternalis)

Seinen Ursprung hat der Lendenteil an der Bauchseite der Lendenwirbelsäule. Zusammengesetzt wird er aus einem rechten und einem linken Schenkel.

Diese Zwerchfellpfeiler, bei denen es sich um Muskelstränge handelt, bezeichnet man als Crus dextrum und Crus sinistrum. Der rechte Schenkel ist kräftiger als der linke und wird in zwei Unterabschnitte, Crus mediale sowie Crus laterale, unterteilt.

Am Lendenteil befinden sich zudem drei Sehnenbögen. Dies sind:

  1. die Psoasarkade (Ligamentum arcuatum mediale), die den Musculus iliopsoas umgreift
  2. die Quadratusarkade (Ligamentum arcuatum laterale), die ebenfalls den Musculus iliopsoas umschließt
  3. die Aortenarkade (Ligamentum arcuatum medianum), die den Aortenschlitz umfasst

An der Seite grenzt der Lendenteil an den Rippenteil, der seinen Ursprung an den Rippen und den Rippenknorpeln hat. An den einzelnen Ursprüngen verläuft eine schräge Linie, die man als Zwerchfellansatzlinie bezeichnet. Bauchseitig grenzt der Rippenteil an den Brustbeinteil, der dem Ende des Brustbeins am Schwertfortsatz (Processus xiphoideus) entspringt.

Im Zwerchfell befinden sich drei größere Öffnungen. Dabei handelt es sich um:

  1. den Aortenschlitz (Hiatus aorticus)
  2. den Speiseröhrenschlitz (Hiatus oesophageus)
  3. das Hohlvenenloch (Foramen venae cavae), das in der Sehnenplatte liegt

Während durch den Aortenschlitz die Aorta (Hauptschlagader) und der Ductus thoracicus, ein Lymphsammelstamm, ziehen, verlaufen durch den Speiseröhrenschlitz die Speiseröhre (Ösophagus) und die Hauptstämme des Nervus vagus.

Das Hohlvenenloch wird von der unteren Hohlvene (Vena cava inferior) durchzogen. Des Weiteren befinden sich noch einige kleinere Öffnungen im Zwerchfell.

Beide Lungenflügel ruhen auf dem Muskel. Das Herz ist über den Herzbeutel fest mit dem Zwerchfell verbunden.

Grafik der menschlichen Lungenpleura (Brustfell) mit Zwerchfell
Grafik der menschlichen Lungenpleura (Brustfell) mit Zwerchfell

Das Innervieren des Zwerchfells erfolgt durch den Nervus phrenicus. Für die arterielle Versorgung sind

  • die Arteria phrenica inferior
  • die Arteria phrenica superior
  • die Arteria musculophrenica und
  • die Arteria pericardiacophrenica

zuständig.

Aufgaben

Das Zwerchfell ist überaus wichtig für die Atmung des Menschen. So gilt es als Motor der Zwerchfellatmung, die man auch als Bauchatmung bezeichnet. Beim Einatmen (Inspiration) kommt es zum Zusammenziehen der Zwerchfellfasern. Dadurch wird das Volumen im Bauchraum verringert, das sich gleichzeitig im Brustraum vergrößert.

Die Zwerchfellkuppeln senken sich und ziehen die Lungenflügel nach unten. Dieser brustkorberweiternde Vorgang wird durch den zusätzlichen Einsatz der äußeren Zwischenrippenmuskeln unterstützt.

Die Organe des oberen Bauchraums werden nach unten bzw. hinten verdrängt. Mit der Vergrößerung des Brustkorbs erweitert sich auch die Lunge. Da nun der äußere Druck größer ist, als der Luftdruck innerhalb der Lunge, strömt Luft ein.

Die menschliche Atmung grafisch dargestellt
Die menschliche Atmung grafisch dargestellt

Beim Ausatmen (Expiration) erschlafft das Zwerchfell. Die Bauchmuskeln schieben die Muskelplatte über den erhöhten Bauchinnendruck nach oben. Dadurch kommt es zum Entleeren der Luft aus den zusammengepressten Lungen.

Bei verstärkter Atmung, zum Beispiel bei Atemnot, kann die so genannte Atemhilfsmuskulatur, bestehend aus dem großen und kleinen Brustmuskel, den Treppenmuskeln an der Brustwand und dem Kopfwendermuskel den Atemprozess unterstützen.

Das Zwerchfell ist atemverschieblich, das heißt, es verändert seine Lage je nach Atmung. In Ruhe steht die rechte Zwerchfellkuppel aufgrund der darunter liegenden Leber höher als die linke Zwerchfellkuppel.

  • Bei maximaler Einatmung senkt sich die rechte Zwerchfellkuppel bis zur Höhe der siebten Rippe,
  • bei maximaler Ausatmung hebt sie sich bis zur Höhe der vierten Rippe.
Grafische Darstellung des Niesens/Niesreizes
Grafische Darstellung des Niesens/Niesreizes

Beschwerden und Erkrankungen des Zwerchfells

Das Zwerchfell kann durch verschiedene Beschwerden und Erkrankungen in Mitleidenschaft gezogen werden.

Schluckauf und Seitenstechen

Seitenstechen entsteht durch Sauerstoffunterversorgung
Seitenstechen entsteht durch Sauerstoffunterversorgung

Das Zwerchfell kann von unterschiedlichen Erkrankungen beeinträchtigt werden. Zu den zumeist harmlosen Beschwerden gehört der so genannte Schluckauf (Singultus), bei dem es sich um einen klonischen Krampf handelt.

Es kommt zu einer reflektorischen Einatmungsbewegung des Zwerchfells. Jeder Inspiration wird dabei durch einen plötzlich auftretenden Verschluss der Stimmlippen unterbrochen.

Ebenfalls harmlos ist das Seitenstechen, das zumeist beim Rennen auftritt und durch Sauerstoffunterversorgung entsteht.

Zwerchfellhochstand

Kommt es zu einem Vorwölben des Zwerchfells in den Brustkorb, spricht man von einem Zwerchfellhochstand, der zu einer erschwerten Atmung (Dyspnoe) führt. Mögliche Ursachen können sein:

Zwerchfelltiefstand

Bei einem Zwerchfelltiefstand hingegen kommt es zu einem Abflachen der Zwerchfellkuppen. Der Winkel zwischen Zwerchfell und Rippen beträgt beinahe 90 Grad; auch eine Auswölbung nach unten ist möglich.

Zwerchfellbruch

Eine weitere Beeinträchtigung des Zwerchfells ist der Zwerchfellbruch (Zwerchfellhernie). Dabei kommt es zu einer teilweisen Verlagerung der Bauchorgane in den Brustraum.

Zwerchfellhernien können sowohl angeboren sein als auch im Laufe der Zeit erworben werden. Durch die Hernie entstehen Beschwerden wie:

Als Behandlung ist zumeist eine Operation erforderlich.

Zwerchfellentzündung

Eine Erkrankung des Zwerchfells ist die Diaphragmitis (Zwerchfellentzündung). Dabei handelt es sich um eine lokale Muskelentzündung, bei der es zu Beschwerden wie Schmerzen, Zwerchfellhochstand und Bewegungsbeeinträchtigungen des Zwerchfells kommt. Diese Krankheit tritt jedoch heutzutage nur sehr selten auf.

Zwerchfellruptur

Lebensgefährlich kann eine Verletzung des Zwerchfells wie eine Zwerchfellruptur sein. Dabei handelt es sich um einen Riss des Zwerchfells.

Zu dieser Verletzung kommt es vor allem durch Verkehrsunfälle. Aufgrund des hohen Sterberisikos muss umgehend eine zeitnahe Notoperation erfolgen.

Grundinformationen zum Zwerchfell

  • Das Zwerchfell - Zentraler Motor der menschlichen Atmung

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Quellenangaben

  • Bildnachweis: Human Diaphragm Anatomy © nerthuz - www.fotolia.de
  • Bildnachweis: Diaphragm © 7activestudio - www.fotolia.de
  • Bildnachweis: lungenpleura, pleura der lunge vektor illustration © bilderzwerg - www.fotolia.de
  • Bildnachweis: Niesen.Die Schaltzentrale sitzt im Hirnstamm © Henrie - www.fotolia.de
  • Bildnachweis: Young woman sitting on the bed with pain © vadymvdrobot - www.fotolia.de
  • Bildnachweis: Atmung des Menschen © bilderzwerg - www.fotolia.de

Autor:

Paradisi-Redaktion - Artikel vom (zuletzt überarbeitet am )

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