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Zwerchfell (Veterinärmedizin)

Synonym: Diaphragma, Phren

1 Definition

Das Zwerchfell bzw. Diaphragma ist eine kuppelartig gewölbte Muskelplatte, die sowohl als zentraler Atemmuskel, als auch als sehnig-muskuläre Scheidewand die Brust- von der Bauchhöhle trennt. Das Zwerchfell ist nur bei Säugern ausgebildet.

2 Anatomie

Das Zwerchfell weicht im Bau vom üblichen Aufbau eines Muskels deutlich ab, da es aus einem abgeplatteten und in sich geschlossenen (beim Fleischfresser) oder dorsal jederseits unterbrochenem Muskelring (bei Ungulaten) besteht. Er entspringt an der inneren Thoraxwand und strahlt mit seinen radiär orientierten Fasern in eine zentrale Sehnenplatte ein, die tierartlich verschiedene Formen und Größen aufweist. Sie sind durch besonders kräftige, von dorsal her tief in sie vorstoßende Muskelpfeiler mit der Lendenwirbelsäule verbunden.

Das Zwerchfell besteht also aus einem peripheren, muskulösen Teil und einer zentralen Sehnenplatte (Centrum tendineum, Zwerchfellspiegel). Brusthöhlenwärts ist es von der Fascia endothoracica und vom Brustfell (Pleura diaphragmatica), bauchhöhlenwärts von der Fascia transversalis und vom Bauchfell (Peritoneum) überzogen. Auf der Bauchseite steht das Zwerchfell mit der Leber in Verbindung. Auf der Brustseite besteht über Serosaduplikaturen eine enge Beziehung zum Herz und zur Lunge.

Das Zwerchfell wird ziemlich genau in der Medianebene von der Aorta durchbohrt. Etwas oberhalb des Zentrums und links der Medianebene tritt die Speisröhre durch den Muskel. Im Scheitelpunkt etwas rechts der Medianebene liegt die Durchtritttsstelle der hinteren Hohlvene. Sowohl die Aorta als auch der Ösophagus sind verschieblich in das Zwerchfell eingelassen, wohingegen die Vena cava caudalis fest mit dem sehnigen Teil des Zwerchfells in Verbindung steht.

2.1 Muskulöser Teil

Der muskulöse Anteil des Zwerchfells kann in drei Abschnitte untergliedert werden:

2.1.1 Pars lumbalis

Die Pars lumbalis des Diaphragmas wird vom Crus dextrum (rechter Zwerchfellpfeiler) und vom Crus sinistrum (linker Zwerchfellpfeiler), gebildet. Beide entspringen jeweils auf ihrer Seite mit einer Sehne an der Ventralfläche der 3 bis 4 ersten Lendenwirbelkörper und begrenzen einen nahe der Wirbelsäule sehnig umrandeten Schlitz, den Hiatus aorticus. Dieser Schlitz ist die Durchtrittsstelle der Aorta, der Vena azygos dextra et sinistra und der Cisterna chyli.

Beide Zwerchfellpfeiler sind asymmetrisch angelegt. Das Crus dextrum ist deutlich stärker ausgebildet als das Crus sinistrum. Es besteht aus dem platten, am dorsalen Zwerchfellrand fächerförmig nach rechts in den Zwerchfellspiegel einstrahlenden Seitenschenkel und zwei Ventralschenkeln. Die nach ventral verlaufenden Muskelbündel erstrecken sich als kräftige Muskelwülste in kranioventralem Verlauf und strahlen weit ins Centrum tendineum ein, wobei sie die Medianebene etwas nach links überschreiten. Beide Ventralschenkel sind zu Beginn als eine Einheit ausgebildet, trennen sich jedoch nach kurzem Verlauf voneinander und begrenzen so zu beiden Seiten den Hiatus oesophageus, den sie ventral schleifenartig umfassen. Diese Öffnung bietet Platz für den Ösophagus sowie den Truncus vagalis ventralis und dorsalis.

Der linke Zwerchfellpfeiler ist als Seitenschenkel ausgebildet, der am dorsalen Rand des Zwerchfells nach links in das Centrum tendineum einstrahlt. Während seines Verlaufs verbindet er sich ventral vom Hiatus aorticus mit dem Ventralschenkel des rechten Zwerchfellpfeilers. Beim Fleischfresser kann man zusätzlich an jedem Zwerchfellpfeiler noch einen Zwischenschenkel abgrenzen.

Im Bereich des bogenförmigen dorsolateralen Randes beider Seitenschenkel wird das Zwerchfell sehr dünn, da hier Bauch- und Brustfell ohne trennende Sehnenplatte durch lockeres und subseröses Bindegewebe direkt miteinander verwachsen sind. Dieser Abschnitt wird auch als Arcus lumbocostalis bezeichnet - hier können die sympathischen Nerven in die Bauchhöhle übertreten, die als Truncus sympathicus und Nervus splanchnicus major und minor bezeichnet werden. Klinische Relevanz erlangt dieser Bogen, da an dieser Stelle leicht infektiöse Prozesse von der Bauch- in die Brusthöhle und umgekehrt übertreten können.

2.1.2 Pars costalis

Die Pars costalis besitzt ihre Ursprungslinie dorsalseitig an der Innenfläche der 3 bis 4 letzten Rippen, wo sie den Rippenknorpelverbindungen entlang aufsteigt und auf Höhe der 8. Rippe längs des 8. Rippenknorpels zum Schaufelknorpel (Cartilago xiphoidea) zieht. Dort angekommen, geht sie beim Fleischfresser, Schwein und Pferd ohne makroskopisch ersichtliche Grenze in die Pars sternalis über. Die einzelnen Muskelfasern der Pars costalis strahlen radiär verlaufend ins Centrum tendineum ein.

2.1.3 Pars sternalis

Beim Wiederkäuer kann die Pars sternalis deutlich abgegrenzt werden, da sie am Schaufelknorpel entspringt und sich von unten her kommend zwischen den beiden Rippenportionen (Pars costalis) in den Zwerchfellspiegel einschiebt.

2.2 Sehniger Teil

Der zentral liegende, sehnige Teil des Zwerchfells wird auch als Zwerchfellspiegel bzw. Centrum tendineum bezeichnet. Dieser weist bei den Huftieren eine Hufsohlen- bzw. Kartenherzform, beim Fleischfresser eine Stiefelzieherform, auf.

Das Centrum tendineum besteht grundsätzlich aus drei Schichten von Sehnenfaserbündeln. Die Hauptfaserzüge sind von abdominal betrachtet großteils radiär, von thorakal gesehen zur Hauptsäche zirkulär angeordnet. Beide Schichten können in verschiedener Weise von Nebenfaserzügen durchzogen sein, die beiden Hauptfaserlager sind durch eine intermediäre Mittelschicht miteinander verbunden.

Das Centrum tendineum kann in zwei beidseitig von den Zwerchfellpfeilern ansteigende Schenkel und einen sie ventral verbindenden, unpaar ausgebildeten Körper, unterteilt werden. Letzterer beherbergt etwas rechts der Mittelebene liegend das Foramen venae cavae, das Durchtritt für die untere Hohlvene bietet. Mit Ausnahme des Fleischfressers, bei dem die Pars costalis mit der Pars lumbalis des muskulösen Teils dorsal verbunden sind, reichen die Schenkel des Sehnenspiegels bis zum dorsalen Rand des Zwerchfells, sodass sie sich trennend zwischen beide Muskelportionen einschieben. Fleischfresser weisen zudem in der dorsalen, fleischigen Verbindungsbrücke eine dreieckig geformte muskelfreie Stelle auf, das als Trigonum lumbocostale benannt wird. Es fehlt den übrigen Haussäugetieren.

2.3 Durchtrittsstellen

Das Zwerchfell bietet mehrere Durchtrittmöglichkeiten für die großen Leitungsstrukturen, die von kranial nach kaudal in die Bauchhöhle gelangen müssen:

  • Hiatus aorticus, bietet Durchtritt für:
    • Aorta
    • Vena azygos dextra
    • Vena azygos sinistra
    • Cisterna chyli
  • Hiatus oesopahgeus, bietet Durchtritt für:
    • Ösophagus
    • Truncus vagalis ventralis
    • Truncus vagalis dorsalis
  • Foramen venae cavae, bietet Durchtritt für:
    • Vena cava caudalis
  • Arcus lumbocostalis, bietet Durchtritt für:
    • Truncus sympathicus
    • Nervus splanchnicus major
    • Nervus splanchnicus minor

2.4 Topographie

Die Zwerchfellkuppel (Cupula diaphragmatica) ragt in jeder Position weit in den Brustraum vor und hat beim Pferd aufgrund des langgezogenen Brustkorbes eine eindeutige schräge, bei den übrigen Haussäugetieren, insbesondere bei den Wiederkäuern, eine erheblich steiler gestellte Stellung. Der Scheitelpunkt wird vom Foramen venae cavae gebildet, das am Rand fest mit der Vena cava caudalis verbunden ist. Aufgrund der Verwachsung mit der Hohlvene ist die Lage der Durchtrittsstelle und damit auch der Scheitel der Zwerchfellkuppel während der Atembewegungen großteils fixiert.

Während der Inspiration verschiebt sich der Zwerchfellscheitel nach kaudoventral, wohingegen er sich bei der Exspiration etwas nach kraniodorsal verlagert. Die Schwankungsbreite während der unterschiedlichen Atemphasen beträgt jedoch kaum mehr als einen Interkostalraum, sodass die Lage des Foramen venae cavae weitgehend stabil ist. Die Durchtrittsstelle der Hohlvene kann zwischen dem dorsalen und mittleren Drittel des Brusthöhlen-Vertikaldurchmessers im Bereich des 7. (Schwein und Wiederkäuer) bzw. 7. bis 8. (Fleischfresser und Pferd) Interkostalraums angegeben werden. Von diesem Punkt aus fällt die Zwerchfellkuppel steil in Richtung des Brustbeins ab, und findet in flacher dorsaler und lateraler Wölbung an der Wirbelsäule und seitlich an der Brustwand ihren Ansatz.

Der Krümmungsradius des Zwerchfells ist von der Intensität und der Phase der Atembewegung abhängig. Bei tiefer Exspiration kann die Zwerchfellkuppel unterhalb des Hohlvenenschlitzes noch über diese hinaus kopfwärts gewölbt sein.

Im Zuge der Inspirationsphase wird der Zwerchfellspiegel durch die Kontraktion des ihn umschließenden muskulösen Anteils angespannt und die Wölbung der gesamten Zwerchfellkuppel im ganzen seitlich abgeflacht. Der Scheitel ändert seine Lage infolge der Fixation durch die Hohlvene nicht wesentlich. Das Zwerchfell nimmt deshalb die Form eines in die Brusthöhle vorragenden Kegels ein. Außerdem werden durch seine Abflachung auf der einen Seite die Bauchorgane nach kaudal gedrängt, sodass der Druck in der Bauchhöhle steigt und die Bauchwand vorgewölbt wird. Auf der anderen Seite wird die Brusthöhle beidseitig nach hinten erweitert und somit die Lunge passiv gedehnt. Bei der anschließenden Exspirationsphase erschlaffen sowohl Zwerchfell als auch die übrigen Inspirationsmuskeln, sodass die Baucheingeweide - unter Mitwirkung der Bauchmuskeln - das Zwerchfell kuppelförmig nach kranial drängen. Dadurch wird die Brusthöhle verkleinert und die Lunge unter Druck gesetzt. Im Zuge dieser Phase verlagert sich die hintere Lungengrenze nach kranial, wobei sich die Pars costalis der Brustwand von innen her direkt anschmiegt. Mit der In- und Exspirationsbewegung entsteht zwischen hinterer Lungengrenze und Zwerchfellursprungslinie einerseits, sowie Zwerchfelloberfläche und Brustwand andererseits, ein Spaltraum, der Recessus costodiaphragmaticus.

Aufgrund seiner Lage und Funktion ist das Zwerchfell der wichtigste Atemmuskel, kann aber auch bei fixierter Inspirationsstellung die Wirkung der Bauchpresse unterstützen.

2.5 Innervation

Das Zwerchfell wird von den Ventralästen des 5. bis 7. Halsnerven, die nach deren Vereinigung als Nervus phrenicus bezeichnet werden, innerviert.

3 Histologie

4 Literatur

  • Nickel, Richard, August Schummer, and Eugen Seiferle. Band II: Eingeweide. Lehrbuch der Anatomie der Haustiere. Parey, 2004.
  • König, Horst Erich, and Hans-Georg Liebich. Anatomie der Haussäugetiere: Lehrbuch und Farbatlas für Studium und Praxis. Schattauer Verlag, 2014.

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