Entwicklung des Atmungssystems

Die epitheliale Auskleidung der Lunge entwickelt sich aus dem Endoderm, Knorpel, Muskulatur (z.B. der Musculus trachealis) und Bindegewebe aus dem Mesoderm.

Die Lungenentwicklung beginnt mit der Formung des Sulcus laryngotrachealis, einer Rinne, die in der 3. bis 4. Entwicklungswoche aus der ventralen Zone des embryonalen Vorderdarms hervorgeht, während sich aus dem dorsalen Teil die Anlage für den Ösophagus entwickelt.

Die Laryngotrachealrinne wächst und formt ein Divertikel, das Diverticulum laryngotracheale. Durch Wachstum des Divertikels entsteht der Laryngotrachealschlauch, aus dem sich kaudal zwei Lungenknospen bilden. Aus dem kranialen Teil bildet sich die spätere Luftröhre. Die noch offene Verbindung zwischen Vorderdarm und Lungendivertikel wird durch das Septum oesophagotracheale eingeengt. Allein der oberste Abschnitt des Laryngotrachealschlauches bleibt – im Bereich des späteren Kehlkopfes – in offener Verbindung zum Vorderdarm. Hier bildet sich der Kehlkopfeingang.

Aus den beiden Lungenknospen entstehen zunächst die fünf Lungenlappen, 3 Lappen auf der rechten, zwei Lappen auf der linken Seite. Die unterschiedliche Anzahl der Lungenlappen entsteht durch assynchrone Teilungen – eine Anlage kann schon wieder mit einer Teilung begonnen haben, auch wenn die andere noch ruht. Am Ende der Embryonalperiode erscheinen dann die ersten Segmente in den Lungenlappen.

Aus den Lungenknospen entwickeln sich ebenfalls die Anlagen der Hauptbronchien. Eine der beiden entstandenen Anlagen der rechten Seite teilt sich ein weiteres Mal, sodass – analog zu den Lungenlappen – rechts insgesamt drei und links nur zwei Hauptbronchien entwickelt werden. Diese verzweigen sich in der anschließenden Phase weiter zum Bronchialbaum.

Die sich entwickelnde Lunge ähnelt bis zum vierten Entwicklungsmonat einer Drüse. In der pseudoglandulären Phase wird der gesamte Bronchialbaum bis zu den Bronchioli terminales gebildet – es gibt aber noch keine Bronchioli respiratorii oder Alveolen. Der Bronchialbaum wird zunächst von einem hochprismatischen Epithel ausgekleidet, welches der Vorläufer des späteren Flimmerepithels mit seinen sekretorischen Becherzellen ist.

Der Zeitraum, in dem sich das Lumen der Bronchien und Bronchiolen erweitert und aus den Bronchioli terminales die Canaliculi aussprossen, wird als kanalikuläre Phase bezeichnet. Während dieses Zeitraums entstehen Bronchioli respiratorii und die ersten Alveolargänge. Die wichtigsten Merkmale dieser Phase sind die Veränderung des Epithels und des angrenzenden Mesenchyms. Entlang des Azinus findet im Mesenchym eine Einsprossung von Kapillaren statt, welche die Grundlage für den Gasaustausch bilden.

In der sakkulären bzw. terminalen Phase im letzten Schwangerschafts-Trimester bilden sich an den terminalen Endigungen des Lungenbaums glattwandige Alveolarsäckchen (Sacculi) aus den Alveolargängen, die mit Typ I- und Typ II-Pneumozyten ausgekleidet sind.

In der alveolären Phase in den letzten Wochen vor der Geburt entstehen die ersten Alveolen. Zum Zeitpunkt der Geburt sind ca. 15 bis 20 % der rund 300 Mio. Alveolen ausgebildet. Das von den Alveolarepithelien produzierte Surfactant ist entscheidend für das Überleben von Frühgeborenen. Die während dieser Zeit in der Lunge angesammelte Flüssigkeit ist spätestens nach zwei Tagen vollständig resorbiert. Die alveoläre Phase ist gekennzeichnet durch eine starke Zunahme der Alveolenanzahl, deren Differenzierung zu reifen Alveolen und der Ausbildung einer Blut-Luft-Schranke. Diese Phase der "alveolären Differenzierung" erstreckt sich bis nach der Geburt. Das Ende der alveolären Phase wird in der Literatur sehr unterschiedlich angegeben und variiert zwischen dem 18. Lebensmonat^[1] und dem 10. Lebensjahr.^[2]

• Schünke M, Schulte E, Schumacher U: Prometheus Innere Organe; LernAtlas Anatomie. 4. Auflage, 2015. Thieme Verlag