Brustdiaphragma - Thoracic diaphragm

Membran
Atmungssystem
Einzelheiten
Herkunft	Septum transversum , Pleuroperitonealfalten , Körperwand
Arterie	Perikardiakophrenische Arterie , Musculophrene Arterie , untere Zwerchfellarterie
Vene	Vena phrenica superior , Vena phrenica inferior
Nerv	Zwerchfellnerven und untere Interkostalnerven
Identifikatoren
Latein	Membran
griechisch	αγμα
Gittergewebe	D003964
TA98	A04.4.02.001
TA2	2327
FMA	13295
Anatomische Begriffe des Muskels [ auf Wikidata bearbeiten ]

Struktur des Zwerchfells anhand einer Standaufnahme einer medizinischen 3D-Animation gezeigt

Das thorakale Zwerchfell oder einfach das Zwerchfell ( altgriechisch : διάφραγμα , romanisiert :  diáphragma , wörtlich  „Trennwand“) ist eine Schicht des inneren Skelettmuskels bei Menschen und anderen Säugetieren , die sich über den Boden der Brusthöhle erstreckt . Das Zwerchfell ist der wichtigste Atemmuskel und trennt die Brusthöhle, die Herz und Lunge enthält , von der Bauchhöhle : Wenn sich das Zwerchfell zusammenzieht, vergrößert sich das Volumen der Brusthöhle, wodurch dort ein Unterdruck entsteht, der Luft ansaugt die Lungen. Sein hoher Sauerstoffverbrauch wird durch die vielen vorhandenen Mitochondrien und Kapillaren bemerkt ; mehr als in jedem anderen Skelettmuskel.

Der Begriff Zwerchfell in der Anatomie, geschaffen von Gerard von Cremona , kann sich auf andere flache Strukturen wie das urogenitale Zwerchfell oder das Beckendiaphragma beziehen , aber "das Zwerchfell" bezieht sich im Allgemeinen auf das Brustdiaphragma. Beim Menschen ist das Zwerchfell leicht asymmetrisch – seine rechte Hälfte liegt höher (übergeordnet) als die linke, da die große Leber unter der rechten Hälfte des Zwerchfells ruht. Es gibt auch eine Theorie, dass das Zwerchfell aufgrund der Anwesenheit des Herzens auf der anderen Seite niedriger ist.

Andere Säugetiere haben Zwerchfelle und andere Wirbeltiere wie Amphibien und Reptilien haben Zwerchfell-ähnliche Strukturen, aber wichtige Details der Anatomie können variieren, wie zum Beispiel die Position der Lunge in der Brusthöhle.

Struktur

Definition des Zwerchfells in Blounts Glossographia Anglicana Nova von 1707

Das Zwerchfell ist eine nach oben gebogene, c-förmige Struktur aus Muskel- und Fasergewebe , die die Brusthöhle vom Bauch trennt . Die obere Fläche der Kuppel bildet den Boden der Brusthöhle und die untere Fläche das Dach der Bauchhöhle.

Als Kuppel hat das Zwerchfell periphere Befestigungen an Strukturen, die die Bauch- und Brustwände bilden. Die Muskelfasern dieser Anhänge laufen in einer zentralen Sehne zusammen , die den Kamm der Kuppel bildet. Sein peripherer Teil besteht aus Muskelfasern, die vom Umfang der unteren Thoraxapertur ausgehen und zusammenlaufen, um in eine zentrale Sehne eingeführt zu werden.

Die Muskelfasern des Zwerchfells gehen aus vielen umgebenden Strukturen hervor. An der Vorderseite inserieren Fasern in den Processus xiphoideus und entlang des Rippenrandes . Seitlich setzen Muskelfasern in die Rippen 6–12 ein. Im Rücken setzen Muskelfasern bei T12 in den Wirbel ein, und zwei Anhängsel, das rechte und das linke Crus, senken sich ab und setzen in die Lendenwirbel ein . Das rechte Crus entsteht aus L1-L3 ihrer Bandscheiben. Linke Crus von L1, L2 ihrer Bandscheiben.

Es gibt drei zugehörige bogenförmige (bogenförmige) Ligamente : ein mediales , ein laterales und ein medianes bogenförmiges Ligament .

Crura und zentrale Sehne

Die linken und rechten Crura sind Sehnen, die mit dem vorderen Längsband der Wirbelsäule verschmelzen .

Die zentrale Sehne des Zwerchfells ist eine dünne, aber starke Aponeurose in der Nähe der Mitte des vom Muskel gebildeten Gewölbes, näher an der Vorderseite als an der Rückseite des Brustkorbs , so dass die hinteren Muskelfasern länger sind.

Öffnungen

Es gibt eine Reihe von Öffnungen im Zwerchfell, durch die Strukturen zwischen Brustkorb und Bauch verlaufen. Es gibt drei große Öffnungen – eine für die Aorta , eine für die Speiseröhre und eine für die untere Hohlvene (die Hohlvene ) sowie eine Reihe kleinerer Öffnungen .

Menschliches Zwerchfell, Queransicht von unten, mit Öffnungen

Die V. cava inferior verläuft durch die Cavalöffnung, eine vierseitige Öffnung an der Verbindung der rechten und mittleren Blättchen der zentralen Sehne , so dass ihre Ränder sehnig sind. Umgeben von Sehnen wird die Öffnung bei jeder Inspiration gestreckt. Es wurde jedoch argumentiert, dass sich die Cavalöffnung während der Inspiration tatsächlich verengt. Da der Brustkorbdruck beim Einatmen abnimmt und das Kavalblut nach oben in Richtung des rechten Vorhofs zieht, ermöglicht eine Vergrößerung der Öffnung, dass mehr Blut zum Herzen zurückkehrt, wodurch die Wirksamkeit des gesenkten Brustkorbdrucks maximiert wird, das Blut zum Herzen zurückführt. Die Aorta durchdringt das Zwerchfell nicht, sondern verläuft zwischen dem linken und rechten Crus dahinter.

Die Brustwirbelsäulenebenen, auf denen die drei Hauptstrukturen das Zwerchfell passieren, können durch die Anzahl der in jeder Struktur enthaltenen Buchstaben erinnert werden:

• Vena Cava (8 Buchstaben) – Durchläuft das Zwerchfell bei T8.
• Ösophagus (10 Buchstaben) – Passiert bei T10 durch das Zwerchfell.
• Aortenhiatus (12 Buchstaben) – Die absteigende Aorta verläuft bei T12 durch das Zwerchfell.

Nervenversorgung

Das Zwerchfell wird hauptsächlich vom N. phrenicus innerviert, der aus den Halsnerven C3, C4 und C5 gebildet wird. Während der zentrale Teil des Zwerchfells sensorische Afferenzen über den N. phrenicus sendet, senden die peripheren Teile des Zwerchfells sensorische Afferenzen über die Interkostalnerven (T5–T11) und Subkostalnerven (T12).

Blutversorgung

Arterien und Venen oberhalb und unterhalb des Zwerchfells versorgen und leiten das Blut ab.

Von oben erhält das Zwerchfell Blut aus Ästen der inneren Brustarterien , nämlich der Perikardiakophrenischen Arterie und der Musculophrenen Arterie ; von den oberen phrenischen Arterien , die direkt von der Brustaorta entspringen ; und von den unteren internen Interkostalarterien . Von unten versorgen die A. phrenica inferior das Zwerchfell.

Die Membran entwässert Blut in die brachiocephalic Venen , Azygos Adern und Venen , dass Drain in die untere Hohlvene und Nebenniere Vene links .

Variation

Manchmal fehlt der sternale Anteil des Muskels und seltener treten Defekte im lateralen Teil der zentralen Sehne oder angrenzender Muskelfasern auf.

Entwicklung

Das thorakale Zwerchfell entwickelt sich während der Embryogenese , beginnend in der dritten Woche nach der Befruchtung mit zwei Prozessen, die als Querfaltung und Längsfaltung bekannt sind. Das Septum transversum , die primitive zentrale Sehne des Zwerchfells, entspringt am rostralen Pol des Embryos und wird während der Längsfaltung in den ventralen Thoraxbereich verlagert. Die Querfaltung bringt die Körperwand nach vorne, um den Darm und die Körperhöhlen zu umschließen. Die pleuroperitoneal Membran und Körperwand Myoblasten, aus somatischer Seitenplatte Mesoderm , trifft das Septum transversum die pericardio-peritoneal Kanäle auf jeder Seite des vermutlichen Speiseröhre zu verschließen, bildete eine Barriere, die den Bauch und pleuropericardial Hohlräume trennt. Darüber hinaus bildet das dorsale Mesenchym, das den mutmaßlichen Ösophagus umgibt, die muskulären Schenkel des Zwerchfells.

Da sich in der Halsregion das früheste Element des embryologischen Zwerchfells, das Septum transversum, bildet, entspringt der Nervus phrenicus , der das Zwerchfell innerviert, aus dem zervikalen Rückenmark (C3,4 und 5). Wenn das Septum transversum nach unten absteigt, folgt der N. phrenicus, der seinen Umweg von den oberen Halswirbeln um das Perikard erklärt , um schließlich das Zwerchfell zu innervieren.

Funktion

Medien abspielen

Echtzeit- Magnetresonanztomographie zeigt die Auswirkungen der Zwerchfellbewegung während der Atmung

Das Zwerchfell ist der wichtigste Atemmuskel und hat eine Funktion beim Atmen . Während der Inhalation zieht sich das Zwerchfell zusammen und bewegt sich nach unten, wodurch das Volumen der Brusthöhle vergrößert und der intrathorakale Druck verringert wird ( an dieser Vergrößerung sind auch die äußeren Interkostalmuskeln beteiligt), wodurch die Lunge gezwungen wird, sich auszudehnen. Mit anderen Worten, die Abwärtsbewegung des Zwerchfells erzeugt einen Unterdruck in der Brusthöhle, der die Lunge zwingt, sich auszudehnen, um den Hohlraum zu füllen und dabei Luft anzieht.

Die Hohlraumausdehnung geschieht in zwei Extremen, zusammen mit Zwischenformen. Wenn die unteren Rippen stabilisiert sind und die zentrale Sehne des Zwerchfells beweglich ist, bringt eine Kontraktion den Ansatz (zentrale Sehne) zum Ursprung und drückt die untere Höhle in Richtung Becken, wodurch sich die Brusthöhle nach unten ausdehnt. Dies wird oft als Bauchatmung bezeichnet . Wenn die Zentralsehne stabilisiert ist und die unteren Rippen beweglich sind, hebt eine Kontraktion die Ursprünge (Rippen) nach oben in Richtung des Ansatzes (Zentralsehne), was in Verbindung mit anderen Muskeln dazu beiträgt, dass die Rippen gleiten und sich die Brusthöhle seitlich ausdehnen kann und nach oben.

Wenn sich das Zwerchfell entspannt (bewegt sich nach oben), wird die Luft durch den elastischen Rückstoßprozess der Lunge und des Gewebes, das die Brusthöhle auskleidet, ausgeatmet. Die Unterstützung dieser Funktion durch Muskelanstrengung (erzwungene Ausatmung genannt ) umfasst die inneren Interkostalmuskeln, die in Verbindung mit den Bauchmuskeln verwendet werden , die als Antagonist fungieren, gepaart mit der Kontraktion des Zwerchfells.

Das Zwerchfell ist auch an nicht-respiratorischen Funktionen beteiligt. Es hilft, Erbrochenes , Kot und Urin aus dem Körper auszuscheiden , indem es den intraabdominalen Druck erhöht, hilft bei der Geburt und verhindert sauren Reflux, indem es Druck auf die Speiseröhre ausübt, wenn sie durch den Ösophagus-Hiatus passiert .

Bei einigen nichtmenschlichen Tieren ist das Zwerchfell für die Atmung nicht entscheidend; eine Kuh zum Beispiel kann mit Zwerchfelllähmung relativ asymptomatisch überleben, solange ihr keine massiven aeroben Stoffwechselanforderungen gestellt werden.

Klinische Bedeutung

Lähmung

Wenn entweder der N. phrenicus , die Halswirbelsäule oder der Hirnstamm beschädigt sind, wird die Nervenversorgung des Zwerchfells unterbrochen. Die häufigste Schädigung des N. phrenicus entsteht durch Bronchialkrebs , der meist nur eine Seite des Zwerchfells betrifft. Andere Ursachen sind das Guillain-Barré-Syndrom und systemischer Lupus erythematodes .

Herniation

Eine Hiatushernie ist eine Hernie, die bei Erwachsenen häufig vorkommt, bei der Teile der unteren Speiseröhre oder des Magens, die sich normalerweise im Abdomen befinden, abnormal durch das Zwerchfell gehen/ausbeulen und im Thorax vorhanden sind. Hernien werden als Rollen beschrieben , bei denen die Hernie neben der Speiseröhre liegt, oder als Gleiten , bei denen die Hernie direkt die Speiseröhre betrifft. Diese Hernien sind an der Entstehung von Reflux beteiligt, da der unterschiedliche Druck zwischen Brustkorb und Abdomen normalerweise dazu dient, den Druck auf den Hiatus der Speiseröhre aufrechtzuerhalten . Bei einer Herniation ist dieser Druck nicht mehr vorhanden und der Winkel zwischen der Kardia des Magens und der Speiseröhre verschwindet. Nicht alle Hiatushernien verursachen jedoch Symptome, obwohl fast alle Menschen mit Barrett-Ösophagus oder Ösophagitis eine Hiatushernie haben.

Hernien können auch als Folge einer angeborenen Fehlbildung, einer angeborenen Zwerchfellhernie, auftreten . Wenn die pleuroperitonealen Membranen nicht verschmelzen, fungiert das Zwerchfell nicht als wirksame Barriere zwischen Bauch und Thorax. Herniation ist normalerweise von links und gewöhnlich durch das hintere lumbokostale Dreieck , wenn auch selten durch das vordere Foramen von Morgagni . Der Inhalt des Abdomens, einschließlich des Darms , kann sich im Thorax befinden, was die Entwicklung der wachsenden Lunge beeinträchtigen und zu Hypoplasie führen kann . Dieser Zustand ist bei 0,8 - 5/10.000 Geburten vorhanden. Eine große Herniation hat eine hohe Sterblichkeitsrate und erfordert eine sofortige chirurgische Reparatur.

Bildgebung

Röntgenaufnahme des Brustkorbs, die die Oberseite des Zwerchfells zeigt.

Aufgrund seiner Position, die den Brustkorb und das Abdomen trennt , kann sich abnormal im Brustkorb vorhandene Flüssigkeit oder im Abdomen ungewöhnlich vorhandene Luft auf einer Seite des Zwerchfells ansammeln. Eine Röntgenaufnahme kann dies aufdecken. Ein Pleuraerguss , bei dem eine abnormale Flüssigkeit zwischen den beiden Pleurae der Lunge vorhanden ist , wird durch eine Röntgenaufnahme des Brustkorbs festgestellt , die eine Flüssigkeitsansammlung im Winkel zwischen den Rippen und dem Zwerchfell zeigt . Eine Röntgenaufnahme kann auch verwendet werden, um ein Pneumoperitoneum aufzudecken , bei dem sich Gas im Bauch befindet.

Eine Röntgenaufnahme kann auch verwendet werden, um eine Herniation zu überprüfen.

Bedeutung im Krafttraining

Die Annahme eines tieferen Atemmusters erfolgt typischerweise während körperlicher Anstrengung, um eine größere Sauerstoffaufnahme zu ermöglichen. Während dieses Prozesses nimmt das Zwerchfell konsequenter eine tiefere Position innerhalb des Körperkerns ein. Neben seiner primären Rolle bei der Atmung spielt das Zwerchfell auch eine sekundäre Rolle bei der Stärkung der Rumpfhaltung. Dies zeigt sich besonders bei tiefer Atmung, bei der die generell tiefere Position den intraabdominalen Druck erhöht, was der Stärkung der Lendenwirbelsäule dient.

Der Schlüssel zu einer echten Kernstabilisierung besteht darin, den erhöhten IAP aufrechtzuerhalten, während Sie normale Atemzyklen durchlaufen. […] Das Zwerchfell führt dann seine Atemfunktion in einer niedrigeren Position aus, um einen höheren IAP zu ermöglichen.

Wenn daher die Zwerchfellposition einer Person durch tiefe Atmung im Allgemeinen niedriger ist, unterstützt dies die Stärkung ihres Kerns während dieser Zeit. Dies kann beim Krafttraining und anderen sportlichen Aktivitäten hilfreich sein. Aus diesem Grund wird beim Heben schwerer Gewichte normalerweise empfohlen, tief einzuatmen oder ein tieferes Atemmuster anzunehmen.

Andere Tiere

Zwerchfell- und Pleurahöhlen bei Amphibie (links), Vogel (Mitte), Säugetier (rechts). a, Unterkiefer ; b, Genio-hyoid ; c, Zungenbein ; d, Sterno-hyoid ; e, Brustbein ; f, Herzbeutel ; g, Septum transversum ; h, gerader Bauchmuskel ; Ich, Bauchhöhle ; j, Schambein ; k, Speiseröhre ; l, Luftröhre ; m, zervikale Begrenzungsmembran der Bauchhöhle; n, Rückenwand des Körpers; o, Lunge ; o', Luftsack .

Die Existenz einer Membran, die den Pharynx vom Magen trennt, ist bei den Chordaten weit verbreitet . So besitzt der Modellorganismus , die marine Chordatier- Lanzette , eine Atriopore, durch die Wasser aus dem Pharynx austritt, von der behauptet (und bestritten) wurde, dass sie homolog zu Strukturen in Ascidians und Hagfish ist . Das Epikard des Manteltiers trennt die Verdauungsorgane vom Rachen und dem Herzen, aber der Anus kehrt in das obere Kompartiment zurück, um Abfälle durch einen abgehenden Siphon abzuleiten.

So entsteht das Zwerchfell im Rahmen eines Körperbauplans, der ein oberes Nahrungsfach von einem unteren Verdauungstrakt trennt, dessen Entstehung jedoch eine Definitionssache ist. Strukturen in Fischen, Amphibien, Reptilien und Vögeln wurden Diaphragmen genannt, aber es wurde argumentiert, dass diese Strukturen nicht homolog sind . Zum Beispiel fügt sich der Alligator-Zwerchfell-Muskel nicht in die Speiseröhre ein und beeinflusst den Druck des unteren Ösophagussphinkters nicht. Die Lunge befindet sich im Bauchraum von Amphibien und Reptilien, so dass die Kontraktion des Zwerchfells Luft aus der Lunge ausstößt, anstatt sie in sie zu ziehen. Bei Vögeln und Säugetieren befindet sich die Lunge oberhalb des Zwerchfells. Das Vorhandensein eines außergewöhnlich gut erhaltenen Fossils von Sinosauropteryx mit Lungen unter dem Zwerchfell wie bei Krokodilen wurde verwendet, um zu argumentieren, dass Dinosaurier keine aktive warmblütige Physiologie aufrechterhalten haben könnten oder dass Vögel sich nicht aus Dinosauriern entwickelt haben könnten. Eine Erklärung dafür (vorgebracht 1905) ist, dass die Lunge unterhalb des Zwerchfells entstand, aber als die Atmungsanforderungen bei warmblütigen Vögeln und Säugetieren anstiegen, begünstigte die natürliche Selektion die parallele Entwicklung der Herniation der Lunge aus dem Bauchhöhle in beiden Linien.

Vögel haben jedoch keine Zwerchfelle. Sie atmen nicht wie Säugetiere und sind nicht darauf angewiesen, einen Unterdruck in der Brusthöhle zu erzeugen, zumindest nicht im gleichen Maße. Sie beruhen auf einer Schaukelbewegung des Kiels des Brustbeins, um lokale Bereiche mit reduziertem Druck zu erzeugen, um dünne, membranöse Luftsäcke kranial und kaudal zu den nicht-expandierenden Lungen mit festem Volumen zu versorgen. Ein kompliziertes System von Ventilen und Luftsäcken zirkuliert ständig Luft über die Absorptionsflächen der Lunge, um eine maximale Effizienz des Gasaustausches zu ermöglichen. Somit haben Vögel nicht den wechselseitigen Atemstrom von Säugetieren. Bei sorgfältiger Sektion sind etwa acht Luftsäcke deutlich zu erkennen. Sie reichen ziemlich weit nach kaudal in den Bauch hinein.

Siehe auch

• Zwerchfellatmung

Verweise

Dieser Artikel enthält gemeinfreien Text von Seite 404 der 20. Ausgabe von Gray's Anatomy (1918).

 Dieser Artikel enthält Text aus einer Veröffentlichung, die jetzt gemeinfrei ist :  Chambers, Ephraim , ed. (1728). Cyclopædia oder ein Universal Dictionary of Arts and Sciences (1. Aufl.). James und John Knapton et al. Fehlt oder leer |title=( Hilfe )

Externe Links

• Medien zum Thema Thoraxdiaphragma bei Wikimedia Commons