Obere Atemwege: Funktion und Anatomie

Die oberen Atemwege bilden das Tor zur unserem Atmungssystem. Dabei ist das Weiterleiten der Luft jedoch bei weitem nicht ihre einzige Aufgabe. Welche Funktionen sie sonst noch übernehmen, wie sie anatomisch aufgebaut sind und welche Krankheitsbilder es gibt, behandelt dieser Artikel.

Obere Atemwege – Definition

Die Atemwege bestehen aus mehreren aneinander gereihten Hohlorganen, die für den Transport der Atemluft in das Alveolarsystem der Lungen verantwortlich sind. Sie werden in obere und untere Atemwege eingeteilt. Zu den oberen Atemwege zählen:

• Nasenhöhle und Nasennebenhöhlen
• Mundhöhle
• Pharynx (Rachen)

Der Kehlkopf (Larynx), die Luftröhre (Trachea), die Bronchien, die Bronchiolen und die Alveolen gehören zu den unteren Atemwegen.

Obere Atemwege – Funktion

Die oberen Atemwege übernehmen lebenswichtige Aufgaben für den menschlichen Körper. Sie leiten die einströmende Luft weiter in die Lungen und bilden somit die Voraussetzung für die Oxygenierung des Blutes. Durch das Ausatmen der Luft über die oberen Atemwege tragen sie zudem zur Beseitigung von Kohlenstoffdioxid aus dem Körper bei. Auch die Befeuchtung und Erwärmung der Luft stellt eine wichtige Aufgabe dar. Des Weiteren bilden die oberen Atemwege das erste Verteidigungssystem gegen eintretende Krankheitserreger und Fremdkörper. Im Folgenden werden die einzelnen Abschnitte der oberen Atemwege genauer beschrieben.

Obere Atemwege – Nasenhöhle

Als Nasenhöhle wird der Innenraum der Nase bezeichnet. Dieser ist durch die Nasenlöcher mit der Außenwelt und durch die sogenannten Choanen mit dem Nasenrachenraum (Nasopharynx) verbunden. Die Nasenscheidewand, die auch Septum nasi heißt, unterteilt den Nasenraum in zwei Nasenhöhlen. Bei jeder der beiden Nasenhöhlen lässt sich der weiter außen gelegene Nasenvorraum (Vestibulum nasi) von dem tiefer gelegenen, eigentlichen Nasenraum (Cavum nasi proprium) unterscheiden. Die Nasenhöhlen, die mit einer Schleimhaut aus Flimmerepithel ausgekleidet sind, werden zudem durch knöchern gestützte Nasenmuscheln (Conchae nasales) etagenartig in Nasengänge (Meatus nasi) untergliedert. Die mediale Begrenzung der Nasenmuscheln bildet die Nasenscheidewand, während lateral die Mündungen in die Nasennebenhöhlen (Sinus paranasales) zu finden sind. Man unterscheidet zwischen den folgenden drei Nasenmuscheln:

• obere Nasenmuschel (Concha nasalis superior)
• mittlere Nasenmuschel (Concha nasalis media)
• untere Nasenmuschel (Concha nasalis inferior) 

Dabei grenzen die Nasenmuscheln drei Nasengänge ab:

• oberer Nasengang (Meatus nasi superior): Er befindet sich zwischen der oberen und mittleren Nasenmuschel. Zudem ist im hinteren Teil das Geruchsorgan lokalisiert, weshalb dieser Gang auch als Riechgang bezeichnet wird.
• mittlerer Nasengang (Meatus nasi medius): Der mittlere Nasengang liegt zwischen der unteren und mittleren Nasenmuschel. Man nennt ihn auch Sinusgang, da an ihn die Nasennebenhöhlen angeschlossen sind.
• unterer Nasengang (Meatus nasi inferior): Zwischen Gaumen und unterer Nasenmuschel gelegen, führt er über die Choanenöffnung in den Nasenrachen und dient als Luftweg. Daher nennt man ihn auch Atemgang. Im vorderen Teil mündet zudem der Tränen-Nasen-Gang (Ductus nasolacrimalis) in einer Schleimhautfalte.

Die Hauptaufgabe der respiratorischen Schleimhaut der Nasenhöhlen liegt darin, die eingeatmete Luft anzuwärmen und anzufeuchten. Dabei findet die Nasenatmung beim Menschen nicht gleichmäßig statt, was man als Nasenzyklus bezeichnet. Zudem entsteht durch die Produktion eines Sekretfilms und die Bewegung der Geißeln und Zilien des respiratorischen Epithels ein Flimmerstrom. Dieser ist gegen den Rachen gerichtet und trägt zur Selbstreinigung der Nase bei. Eine spezifische Schleimhaut mit Riechrezeptoren, die sich auf der oberen Muschel, an der Siebplatte und an den angrenzenden Teilen des Nasenseptums befindet, ist außerdem für die olfaktorische Wahrnehmung zuständig. Des Weiteren spielt die Nasenhöhle beim Sprechen eine wichtige Rolle. Dies wird dadurch bemerkbar, dass die Stimme bei einem zu geringen oder zu großen Luftstrom durch die Nasenhöhle einen abnormalen, nasalen Klang bekommt. 

Obere Atemwege – Nasennebenhöhlen

Bei den Nasennebenhöhlen handelt es sich um paarige sowie luftgefüllte Schleimhautaussackungen der Nasenhöhle. Sie sind zwischen die beiden Deckplatten einiger Schädelknochen geschoben und werden aufgrund des Anschlusses an die Nasenhöhle zu den oberen Atemwegen gezählt.

Aufbau

Beim Menschen gibt es folgende Nasennebenhöhlen:

• Sinus frontalis (Stirnhöhle)
• Sinus maxillaris (Kieferhöhle)
• Cellulae ethmoidales (Siebbeinzellen)
• Sinus sphenoidalis (Keilbeinhöhle)

Des Weiteren unterscheidet man aufgrund des Drainagewegs von Sekret zwischen einem vorderen und einem hinteren Kompartiment. Zu dem vorderen Kompartiment gehören der Sinus frontalis, Sinus maxillaris und die vorderen Ethmoidalzellen. Dabei drainieren der Sinus maxillaris und die vorderen Ethmoidalzellen in das Infundibulum ethmoidale. Dieses wird medial durch den Processus uncinatus begrenzt und mündet über den Hiatus semilunaris in die Nasenhöhle. Der Sinus frontalis mündet wiederum über seinen Ausführungsgang direkt in den mittleren Nasengang oder indirekt über das Infundibulum ethmoidale. Das vordere Kompartiment wird gemeinsam mit dessen knöcherner Begrenzung als ostiomeataler Komplex bezeichnet. Das hintere Kompartiment setzt sich aus dem Sinus sphenoidalis und den posterioren Ethmoidalzellen zusammen. Die Drainage in den oberen Nasengang findet über den Recessus sphenoethmoidalis statt.

Darüber hinaus existieren einige Normvarianten der Nasennebenhöhlen, die durch die Verengung der Ausflusstrakte Entzündungen begünstigen sowie intraoperative Komplikationen verursachen können.

Funktion

Dadurch, dass die Nasennebenhöhlen mit der Nasenhöhle in Kontakt stehen, werden die die Nasennebenhöhlen umgebenden knöchernen Strukturen mit Luft befüllt (pneumatisiert). Der evolutionäre Vorteil liegt nun vermutlich darin, dass es somit zu einer Vergrößerung des Schädels ohne eine relevante Erhöhung des Schädelgewichts kommt. Außerdem wird diskutiert, dass die Nasennebenhöhlen zusätzlich als Knautschzone fungieren könnten, indem sie bei Gewalteinwirkungen auf das Gesicht die Aufprallenergie ein Stück weit absorbieren. Dies würde eine verringerte Beschädigung von wichtigen Weichteilen wie den Augen oder dem Gehirn bedingen. Darüber hinaus sollten verschiedene Faktoren gegeben sein, damit die Nasennebenhöhlen normal funktionieren können und sich nicht entzünden:

• Eine ungehinderte Durchgängigkeit der Nasenhöhle bis in den Nasenrachenraum
• Die Durchgängigkeit der natürlichen Öffnungen zu den Nasennebenhöhlen
• Eine normale Funktion des Flimmerepithels
• Die richtige Menge und auch die richtige Qualität des Nasensekrets
• Aufrechterhaltung der Sterilität in den Nasennebenhöhlen

Diagnostik der Nasennebenhöhlen

Vor allem entzündliche, aber auch traumatische Veränderungen der Nasennebenhöhlen sind keine Seltenheit und bedürfen oft einer diagnostischen Abklärung mittels einer Bildgebung. Die Methode der Wahl stellt dabei weiterhin die Computertomographie (CT) dar. Bei unklaren Weichteilbefunden oder bei vermuteten bösartigen Veränderungen kann jedoch auch die Magnetresonanztomographie die bevorzugte Methode sein.

Entzündung der Nasennebenhöhlen (Sinusitis)

Bei einer Sinusitis handelt es sich um eine Entzündung der Nasennebenhöhlen. Sie kommt fast immer gemeinsam mit einer Entzündung der Nasenschleimhaut (Rhinitis) vor, sodass man von einer Rhinosinusitis spricht. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, die Rhinosinusitis zu unterteilen. Zum einen kann dabei der Verlauf der Erkrankung ein  Unterscheidungskriterium sein, wobei man bei weniger als zwölf Wochen anhaltenden Symptomen von einer akuten und bei mehr als zwölf Wochen von einer chronischen Erkrankung spricht. Von einer rezidivierenden akuten Rhinosinusitis spricht man wiederum, wenn die Symptome mindestens vier Mal innerhalb von 12 Monaten auftreten. Des Weiteren kann man auch anhand der betroffenen Nasennebenhöhle weiter untergliedern:

• Sinusitis maxillaris (Entzündung des Kieferhöhlen)
• Sinusitis frontalis (Entzündung des Stirnhöhlen)
• Sinusitis ethmoidalis (Entzündung der Siebbeinzellen)
• Sinusitis sphenoidalis (Entzündung der Keilbeinhöhlen)

Bei den Ursachen einer Rhinosinusitis muss zwischen der akuten und chronischen Form unterschieden werden. Dies liegt daran, dass sich die chronische Entzündung, wie fälschlicherweise lange angenommen, in den meisten Fällen vermutlich nicht aus der akuten Entzündung entwickelt, sondern verschiedene ursächliche Faktoren vorliegen. Während die akute Form meist durch Viren ausgelöst wird, liegen der chronischen Entzündung meist Bakterien, Allergien oder andere Faktoren zugrunde.

Die leitenden Symptome einer Sinusitis bestehen bei den meisten Betroffenen aus einer verstopften sowie ständig laufenden Nase (nasale Obstruktion und Rhinorrhoe). Außerdem können Beschwerden wie Kopfschmerzen, Geruchsverlust, Husten, Niesen oder Schnarchen hinzukommen. Wenn ein Druckschmerz im Bereich der Nasennebenhöhlen angegeben wird, sollte zudem die genaue Lokalisation von diesem ermittelt werden, da sie häufig Hinweise auf die betroffene Nasennebenhöhle liefern kann (zum Beispiel starke Schmerzen und Druckgefühl über der Stirn bei einer Sinusitis frontalis). Darüber hinaus kann es bei einer Sinusitis auch zu verschiedenen Komplikationen kommen. Diese sind dadurch bedingt, dass sich die Erreger auf benachbarte Strukturen wie die Augenhöhlen oder die Schädelbasis ausbreiten. Mögliche Folgen können ein intrazerebraler Abszess, Meningitis oder Enzephalitis, Orbitalphlegmone oder eine Sinusvenenthrombose sein.

Als Behandlung werden bei einer Rhinosinusitis in der Regel abschwellende Nasentropfen (zum Beispiel Xylometazolin) und topische nasale Steroide (zum Beispiel Mometason) verschrieben. Diese Medikamente helfen, den Sekretabfluss über die Nase zu erleichtern. Schleimlösende Substanzen können ebenfalls eingesetzt werden, sind in ihrer Wirksamkeit allerdings umstritten. Weitere Möglichkeiten bieten Inhalationstherapie, Nasenspülungen oder bei einer allergischen Ursache auch die Gabe von systemischen Antihistaminika. Antibiotika sollten bei einer akuten Rhinosinusitis allerdings nur gegeben werden, wenn starke Beschwerden und Fieber vorliegen oder Komplikationen drohen.

Obere Atemwege – Mundhöhle

Auch wenn bei der Mundhöhle eher andere Aufgaben wie die Verkleinerung und Vorverdauung der Nahrung sowie die Lautbildung im Vordergrund stehen, zählt auch sie zu den oberen Atemwegen. Dies liegt daran, da sie bei der Atmung durch den Mund ebenfalls zum Transport von Luft über den Rachen in die unteren Atemweg beiträgt. Die Mundhöhle lässt sich weiter unterteilen in:

• Mundvorhof (Vestibulum oris)
• Haupthöhle (Cavum oris proprium)
• Schlundenge (Isthmus faucium)

Als Mundvorhof wird dabei der Raum zwischen den Zähnen und den Lippen beziehungsweise zwischen den Zähnen und den Wangen bezeichnet. Die Haupthöhle wird durch wiederum nach vorne und seitlich durch die Alveolarfortsätze begrenzt. In diesen sind die Zähne verwurzelt. Des Weiteren bildet das Dach der Haupthöhle den harten und den weichen Gaumen. Die Schlundenge, die von den Gaumenbögen begrenzt wird, bildet den Übergang von der Mundhöhle in den Rachen. In diesem Bereich liegt auf beiden Seiten jeweils die Fossa tonsillaris mit der Gaumenmandel.

Unter der Zunge, die einen großen Teil der Mundhöhle einnimmt, befinden sich die zwei Speicheldrüsen, die Glandula sublingualis und die Glandula submandibularis. Die Zahnreihen des Ober- und Unterkiefers ragen in die Mundhöhle hinein und umgeben die Zunge hufeisenförmig. Aufgrund der Tatsache, dass die Mundhöhle mit der Außenwelt in Verbindung steht, ist sie außerdem nicht steril, sondern mit zahlreichen Mikroorganismen besiedelt. So wurden über 600 verschiedene Arten an Prokaryoten, worunter Bakterien und Archaeen zählen, in der Mundhöhle nachgewiesen. Diese leben allerdings in einem ökologischen Gleichgewicht miteinander, sodass es lediglich bei äußeren Störeinflüssen wie zum Beispiel bei einer Antibiotika-Gabe oder bei mangelnder Mundhygiene zu gesundheitlichen Problemen für den Menschen kommt.

Obere Atemwege – Rachen

Der Rachen ist ein zwölf bis 15 Zentimeter langer fibromuskulärer Schlauch, der dorsal von Mund- und Nasenhöhle liegt. Er stellt den gemeinsamen Atem- sowie Speiseweg dar und erstreckt sich von der  Schädelbasis bis zur Speiseröhre (Ösophagus) und zur Luftröhre (Trachea). Genauer betrachtet beginnt er kaudal des Keilbeins (Os sphenoidale) und zieht ungefähr bis zur Höhe des Ringknorpels.

Aufbau

Der Rachen lässt sich in drei Abschnitt untergliedern, dessen Grenzen allerdings nicht fest definiert sind:

• Nasopharynx (Nasenrachen)
• Oropharynx (Mundrachen)
• Laryngopharynx (Kehlkopfrachen)

Der Nasopharynx, der den obersten Teil des Rachens darstellt, beinhaltet zum einen die zum Waldeyer’schen-Rachenring gehörende Tonsilla pharyngealis und den in den seitlichen Wänden liegenden Seitenstrang. Zum anderen mündet im Ostium pharyngeum tubae auditivae die Tuba auditiva. Diese führt zum Mittelohr und ist essentiell für den Druckausgleich zwischen Rachen und Mittelohr.

Im oberen Bereich des Oropharynx beginnt die zur Kontraktion fähige Pharynxmuskulatur, die an ihrer Dorsalseite eine bindegewebige Naht (Raphe) aufweist. Dieser Bereich des Rachens steht mit der Mundhöhle in Verbindung, in dessen Grenzbereich zudem die Uvula und die Ränder des weichen Gaumens liegen.

Der Laryngopharynx ist der unterste Teil des Rachens und zieht von oberhalb des Kehlkopfs bis zum Ringknorpel, wo er in die Speiseröhre übergeht. In dem Bereich unterhalb der Epiglottis, in dem der Rachen und der Kehlkopf ineinander übergehen, trennt sich auch der Speise- vom Atemweg.

Funktion

Als Verbindung zwischen Nasenhöhle und Luftröhre sowie zwischen Mundhöhle und Speiseröhre bildet der Rachen den Bereich, in dem sich Atem- und Speiseweg überkreuzen. Da also das Risiko besteht, dass Nahrungsbestandteile in die unteren Atemwege gelangen (Aspiration) und dies zu einer bestimmten Form der Lungenentzündung, der sogenannten Aspirationspneumonie, führet, besteht die Aufgabe des Rachens darin, dies zu verhindern. Das gelingt ihm durch das Zusammenziehen der Rachenmuskulatur beim Schluckakt. Dadurch wandern die zerkauten Nahrungsbestandteile nach kaudal und die Epiglottis wird über den Eingang des Kehlkopfs gezogen, was ihn gegen den Pharynx abdichtet.

Rachenentzündung (Pharyngitis)

Bei einer Rachenentzündung, die man auch Pharyngitis nennt, kommt es zu einer schmerzhaften Entzündung des Rachenraums. Es handelt sich dabei um eine der häufigsten harmlosen Erkrankungen der Atemwege, die häufig gemeinsam mit einer Entzündung der Nasenschleimhaut (Rhinitis) einher geht.

Obwohl sie theoretisch von verschiedenen Erregern wie Viren, Bakterien oder Pilzen ausgelöst werden kann, sind in den meisten Fällen Viren die Ursache der Erkrankung. Die häufigsten auslösenden Viren sind Coxsackie-Viren, Herpesviren und Grippeviren. Auch die Rachenentzündung kann nach der Länge der Symptomdauer in eine akute sowie chronische Form unterteilt werden und geht mit Hals- und Schluckbeschwerden, Kopf- und Gliederschmerzen und manchmal auch mit Fieber einher. Als Komplikationen der Erkrankung können zum Beispiel eine Mittelohrentzündung oder Abszesse (Peritonsillar– oder Retropharyngealabszess) entstehen.

Dadurch, dass eine Rachenentzündung häufig durch Viren verursacht wird, erfolgt die Behandlung meist symptomatisch. Dabei stehen die Bekämpfung von Halsschmerzen, das Senken von bestehendem Fieber und die Verminderung von Schwellungen im Vordergrund. Eis, was früher oft bei Rachen- oder Mandelentzündungen angewendet wird, ist inzwischen nicht mehr empfohlen, da es zu einer Vasokonstriktion der Gefäße führt und somit das lokale Immunsystem schwächt. Darüber hinaus kann bei einer bakteriellen Rachenentzündung wie beispielsweise bei einer Streptokokken-Infektion ein Antibiotikum (Penicillin V) indiziert sein, da sonst das rheumatische Fieber als Komplikation droht.