Das Zwerchfell

Beim Zwerchfell handelt es sich um eine Muskel-Sehnen-Platte. Sie trennt beim Menschen die Brust- von der Bauchhöhle, hat die Form einer Kuppel und gilt als der wichtigste Atemmuskel. Durch die Kontraktion der Muskeln des Zwerchfells kommt es zur Einatmung. Etwa 60 bis 80 Prozent der zur Einatmung benötigten Muskelarbeit geht vom Zwerchfell aus.

Anatomie

Beim muskulären Teil des Zwerchfells erfolgt eine Unterteilung in

• Lendenteil
• Brustbeinteil
• Rippenteil

Im Centrum tendineum – einer Sehnenplatte – enden diese drei Teile. Diese Sehnenplatte besteht aus miteinander verflochtenen Sehnenfasern.

Der Lendenteil

Der Lendenteil (Pars lumbalis) hat seinen Ursprung in der Lendenwirbelsäule an der Bauchseite und besteht aus einem rechten und linken Schenkel. Es handelt sich bei diesen „Zwerchfellpfeilern“ um Muskelstränge, welche beim Menschen nach oben ziehen. Dabei ist der rechte Schenkel kräftiger und in zwei Unterabschnitte unterteilt. Am Lendenteil befinden sich drei sehnige Bögen. Die beiden Anteile des Lenden-Darmbeinmuskels (Aortenarkade und Aortenschlitz) werden auf der Bauchseite von Quadratus- und Psoasarkade umschlossen.

Der Rippenteil

Der Rippenteil (Pars costalis) entspringt an den Rippen beziehungsweise den Rippenknorpeln und grenzt seitlich an den Lendenteil. Die Zwerchfellansatzlinie (Verbindungslinie der Ursprünge an den Rippen) verläuft schräg dorsal (rückenseitig) von der letzten Rippe ausgehend ventral (bauchwärts) zur siebten Rippe. Die Zwerchfellansatzlinie bestimmt auch das maximale Lungenperkussionsfeld, denn bis dahin kann sich die Lunge maximal ausdehnen.

Der Brustbeinteil

Bauchseitig grenzt der kleine Brustbeinteil (Pars sternalis) an den Rippenteil. Am so genannten Schwertfortsatz, dem Ende des Brustbeins, entspringt dieser Teil des Zwerchfells.

Das Zwerchfell ist auf der Seite der Brusthöhle vom Brustfell und auf der Seite der Bauchhöhle vom Bauchfell überzogen und zudem von einer Faszie bedeckt. Durch den entstehenden Unterdruck in der Pleurahöhle (Spaltraum in der Brusthöhle) und dem Bestreben der Lunge, sich zusammenziehen zu wollen, entsteht die kuppelähnliche Form des Zwerchfells.

Das Zwerchfell verfügt über drei größere Öffnungen:

• Aortenschlitz (rückenseitig zwischen den Schenkeln des Lendenteils
• Speiseröhrenschlitz (zwischen den unteren Abschnitten des Lendenschenkels rechts)
• Hohlvenenloch (in der Sehnenplatte)

Zusätzlich gibt es noch weitere, kleinere Öffnungen (z. B. für die Vena azygos, den Nervus splanchnicus major, den Grenzstrang oder auch Morgagni-Loch und Larrey-Spalte).

Das Zwerchfell grenzt auf der Seite der Brusthöhle an die Lungen, den Herzbeutel und den Mittelfellraum (Mediastinum). Auf Seite der Bauchhöhle grenzt es voranging an die Leber.

Funktion

Für die so genannte Zwerchfellatmung gilt das Zwerchfell als „Motor“. Bei der Einatmung wird das Zwerchfell durch weitere Muskeln (so genannte Inspirationsmuskeln) unterstützt, der Brustkorb vergrößert sich dabei durch ein Anheben der Rippen aufgrund der Muskelarbeit.

Beim Einatmen kontrahiert das zum Brustraum gewölbte Zwerchfell, aus der Kuppelform wird eine Kegelform. Durch die Kontraktion kommt es außerdem zu einem leichten Anheben der unteren Rippenbänder, wodurch sich der Brustkorb erweitert. Der Brustraum vergrößert sich. In der hermetisch abgeriegelten Pleurahöhle erhöht sich der Unterdruck, und auch die Lunge erweitert sich. Bei geöffneter Stimmritze strömt nun Luft in die Lungenflügel, denn der Druck in der Lunge ist geringer als der äußere Luftdruck.

Die Organe des Oberbauchs werden durch die Kontraktion vom Zwerchfell verdrängt. Sie haben dennoch Platz, denn die Bauchmuskulatur erschlafft und die Bauchdecke wölbt sich nach vorn. Bei normaler Atmung kommt es somit nicht zu einem Druckanstieg innerhalb der Bauchhöhle.

Eine Entspannung erfährt das Zwerchfell bei der Ausatmung. Die Lunge zieht sich aufgrund ihrer elastischen Fasern und der Oberflächenkräfte der Lungenbläschen zusammen, das Zwerchfell nimmt wieder die Form einer Kuppel an. Die Ausatmung erfolgt dabei in Ruhe ohne die aktive Beteiligung der Muskeln.

Zusammen mit den Bauchmuskeln sorgt das Zwerchfell auch für den Aufbau von Druck in der Bauchhöhle. Sowohl Zwerchfell als auch Bauchmuskeln kontrahieren in diesem Fall gleichzeitig und unterbinden so die Vorwölbung des Bauches. Dies erfolgt beispielsweise bei Presswehen oder beim Stuhlgang.

Als „äußerer Schließmuskel“ unterstützt der Lendenteil des Zwerchfells den unteren Schließmuskel der Speiseröhre. Außerdem wirken sich die durch das Zwerchfell hervorgerufenen Veränderungen des Drucks in der Brusthöhle auf den Transport des Blutes in den Venen aus.

Versorgung

Durch den Nervus phrenicus (Zwerchfellnerv) erfolgt die Nervenversorgung des Zwerchfells. Beim Menschen entspringt dieser Nerv dem 3. bis 5. Halssegment des Rückenmarks. Auch zusätzliche Nerven aus den Segmenten 5 bis 7 tragen zur Versorgung des Zwerchfells bei.

Über das Atemzentrum im Medulla oblongata (verlängertes Mark) und der Brücke erfolgt die Steuerung des Zwerchfells zentral. Es erfolgt von hier aus eine willensunabhängige, rhythmische Anregung der motorischen Wurzelzellen des Zwerchfellnervs im Halsmark. Somit unterliegt das Zwerchfell zum Teil einer autonomen Steuerung, kann aber – wie auch die übrige Skelettmuskulatur – willkürlich beeinflusst werden. Möglich ist das über die Nervenbahnen der Großhirnrinde.

Die Versorgung des Zwerchfells mit Blut erfolgt über viele kleinere Arterien.

Erkrankungen und Funktionsstörungen

Kommt es zu einer Verkrampfung des Zwerchfells, entsteht der in der Regel harmlose Schluckauf. Man spricht dabei von einem so genannten klonischen Krampf. Auch die als harmlos einzustufenden Seitenstiche sind – bedingt durch eine Unterversorgung mit Sauerstoff – Folge einer Verkrampfung des Zwerchfells. Beim Wundstarrkrampf können andauernde Zwerchfellkrämpfe auftreten, die dann auch lebensgefährlich sind.

Entsteht in einer der beiden Körperhöhlen ein erhöhter Druck, kann das Zwerchfell seine Lage verändern. Erhöhter Druck in der Bauchhöhle führt zu einem Hochstand des Zwerchfells (beispielsweise bei vergrößerter Leber, vergrößerter Milz, Schwangerschaft, Tumor). Durch eine obstruktive Lungenerkrankung kann ein Tiefstand des Zwerchfells hervorgerufen werden. Die Atmung ist aufgrund der der Lageveränderung in beiden Fällen eingeschränkt.

Durch Unfälle kann es zu einer Perforation oder Ruptur des Zwerchfells kommen. Die Folgen sind lebensbedrohlich, wenn im Brustraum dadurch kein Unterdruck mehr erzeugt wird.

Treten die Organe der Bauchhöhle durch das Zwerchfell in den Brustraum hindurch, spricht der Mediziner von einer so genannten Zwerchfellhernie (Schwachstelle oder Lücke im Zwerchfell). Diese kann angeboren oder traumatisch bedingt (etwa durch Unfall, Schwangerschaft, Übergewicht, Sport) sein.

Weiterhin sind Entzündungen des Zwerchfells möglich. Es handelt sich dabei in der Regel um eine lokalisierte Muskelentzündung, die einen Hochstand des Zwerchfells, Schmerzen und Bewegungseinschränkungen zur Folge hat.

Durch eine Schädigung des Zwerchfellnervs oder auch Querschnittslähmung oberhalb des Zwerchfellnervs kann es zu einer Lähmung des Zwerchfells kommen. Lähmungen des Zwerchfells können – je nach Ausprägung – die Atemmuskulatur so stark beeinträchtigen, dass es zum Atemstillstand kommen kann.