Atemwegsmechanik und Atemfunktion

Neben der Stimmbildung ist der Kehlkopf ein Ventil in den Atemwegen. Durch die Erweiterung und Verengung der Stimmritze während des Atemzyklus und durch die Auslösung von Schutzreflexen wie Husten und Laryngospasmus trägt der Kehlkopf zur Regulierung des Luftstroms bei und hält die unteren Atemwege frei und geschützt.

Definition

Atemwegsmechanik am Kehlkopf bezieht sich auf die Art und Weise, wie die Stimmritze und die Kehlkopfmuskulatur den Luftstrom und den Widerstand während der Atmung regulieren und schützende Atemwegsreflexe vermitteln, neben den Rollen des Kehlkopfes bei der Phonation und dem Schlucken.

Scope

Das Thema behandelt die respiratorische Rolle des Kehlkopfes: wie sich die Stimmritze während der Inspiration und Exspiration im Kaliber verändert, wie dies den Atemwegswiderstand moduliert und wie laryngeale Reflexe die Atemwege schützen und reinigen. Es handelt sich um eine Referenzbeschreibung der normalen Atemwegsphysiologie auf Kehlkopfebene, nicht um eine Anleitung zur Atemwegsverwaltung oder zur Behandlung von Obstruktionen.

Core questions

• Wie verändert sich die Stimmritze während der Inspiration und Exspiration?
• Wie beeinflusst der Kehlkopf den Atemwegswiderstand?
• Welcher Muskel öffnet die Atemwege, und was passiert, wenn er ausfällt?
• Welche Schutzreflexe bietet der Kehlkopf für die Atemwege?

Key concepts

• Glottische Abduktion während der Inspiration
• Musculus cricoarytenoideus posterior als einziger Abduktor
• Laryngealer Beitrag zum Atemwegswiderstand
• Exspiratorische Glottisverengung (laryngeale Bremsung)
• Hustenreflex
• Laryngospasmus und der laryngeale Verschlussreflex

Mechanisms

Während der Ruheatmung weitet sich die Stimmritze bei der Inspiration leicht, da die Musculi cricoarytenoidei posteriores die Stimmfalten abduzieren, wodurch der Widerstand des Luftstroms verringert wird, und verengt sich bei der Exspiration wieder; diese phasischen Bewegungen sind an den Atemrhythmus gebunden und können als Bremse wirken, die den exspiratorischen Fluss glättet (Brancatisano et al., 1983; Bartlett, 1989). Der Kehlkopf ist daher ein variabler Widerstand in den Atemwegen: Da die Stimmritze einer der engsten Punkte der oberen Atemwege ist, haben Änderungen ihres Kalibers einen deutlichen Einfluss auf den Widerstand. Der Musculus cricoarytenoideus posterior ist der einzige Muskel, der die Stimmritze öffnet, daher ist seine Aktivität für offene Atemwege während der Atmung unerlässlich (Standring, 2020). Der Kehlkopf erzeugt auch Schutzreaktionen – den Hustenreflex zur Materialausscheidung und den Kehlkopfverschlussreflex (der, wenn er übertrieben ist, Laryngospasmus ist), um die Atemwege vor Aspiration zu schützen (Bartlett, 1989).

Clinical relevance

Die laryngeale Kontrolle des Luftstroms und die Abhängigkeit der Atemwegsoffenheit von einem einzigen Abduktormuskel erklären, warum laryngeale Pathologien oder bilaterale Nervenverletzungen die Atmung beeinträchtigen können. Dieser Eintrag beschreibt die normale Atemwegsphysiologie zu Referenz- und Bildungszwecken und ist keine Grundlage für die Behandlung von Atemwegsproblemen bei Einzelpersonen.

History

Die Atemphysiologie betrachtete die oberen Atemwege lange Zeit als passiven Kanal, doch Studien des 20. Jahrhunderts zeigten, dass der Kehlkopf den Luftstrom während des Atemzyklus aktiv moduliert und wesentlich zum Atemwegswiderstand beiträgt, eine Ansicht, die in physiologischen Übersichten der Kehlkopffunktion gefestigt wurde (Brancatisano et al., 1983; Bartlett, 1989).

Key figures

• Dudley Bartlett
• Ludwig Engel

Seminal works

• bartlett-1989
• brancatisano-1983

Frequently asked questions

Spielt der Kehlkopf während der normalen Atmung eine Rolle?

Ja. Die Stimmfalten bewegen sich während der Inspiration leicht auseinander und verengen sich während der Exspiration, sodass der Kehlkopf aktiv zur Regulierung des Luftstroms beiträgt und eine der Hauptstellen des Widerstands in den oberen Atemwegen ist.

Warum ist der Musculus cricoarytenoideus posterior so wichtig?

Er ist der einzige Muskel, der die Stimmfalten abduziert (öffnet), daher ist er unerlässlich, um die Atemwege während der Atmung offen zu halten; wenn beide Seiten gelähmt sind, können die Atemwege kritisch verengt sein.