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Bild: “diaphragm without legend” von Henry Gray. Lizenz: Public Domain Das Diaphragma ist kuppelartig hinter den Rippen in der Leibeshöhle aufgespannt und unterteilt diese so in eine Brust- und eine Bauchhöhle. Bild: “Major Respiratory Structures” von PhilSchatz. Lizenz: CC BY 4.0 Bild: “Pancreas” von Henry Gray. Lizenz: Public Domain Durch die in diesem Bereich in die Leibeshöhle hineinragende Wirbelsäule hat das Zwerchfell von oben gesehen eine V-Form. Von vorne betrachtet erkennt man zwei Kuppeln, wobei die linke aufgrund der Lage des Herzens tiefer steht als die rechte, was unter anderem das asymmetrische Erscheinungsbild des Diaphragmas bedingt. Merke: Die rechte Zwerchfellkuppel steht 1–2 cm höher als die linke. Das Diaphragma ist der wicht Bild: “Schematische Darstellung der Respiration” von Uwe Gille. Lizenz: CC BY-SA 3.0 igste Inspirationsmuskel und nimmt während des Atemprozesses unterschiedliche Stellung und Form an: Während der Exspiration reicht es auf der rechten Seite bis zur 4. Rippe hoch, während der Inspiration senkt es sich auf der rechten Seite bis fast zur 7. Rippe ab und es kommt zudem zu einer Abflachung der Kuppeln. Im Liegen steht das Zwerchfell aufgrund des Druckes der Bauchorgane höher als im Stehen. AufbauUrsprung des DiaphragmasDie Fasern des Muskels entspringen ringförmig an der Apertura thoracis inferior und laufen im Centrum tendineum – einer Sehnenplatte – des Zwerchfells zusammen. Dadurch, dass die untere Thoraxapertur schräg verläuft, sind die dorsalen Fasern des Diaphragmas am längsten, die ventralen am kürzesten. Dies trägt ebenfalls zur Asymmetrie des Zwerchfells bei. Abschnitte des DiaphragmasWeiterhin wird der muskuläre Teil des Diaphragmas nach seinen Ursprüngen an der Apertura thoracis inferior in drei Abschnitte unterteilt: Pars costalis, Pars lumbalis mit Crus dextrum und Crus sinistrum (paarige Zwerchfellpfeiler) und Pars sternalis. Bild: “ Scheme of Diaphragm as seen from front and slightly from below.” von Icewalker cs. Lizenz: CC BY 3.0 Folgende Tabelle gibt eine Übersicht über Ursprünge und Ansatz der Zwerchfellabschnitte:
Gefäße und InnervationBlutgefäße des DiaphragmasWährend die Unterseite des Zwerchfells von der paarigen Arteria phrenica inferior als erster Ast der Aorta abdominalis versorgt wird, gibt es für die Versorgung der Oberseite folgende drei Arterienpaare:
Mit den Arterien verlaufen die Venen des Diaphragmas: Venae phrenicae inferiores mit Mündung in Vena cava inferior und Venae phrenicae superiores mit Mündung in Vena azygos und hemiazygos. Innervation des DiaphragmasBild: “Innervation des Diaphragmas” von Henry Gray. Lizenz: Public Domain Den Hauptteil der Innervation des Zwerchfells übernimmt der Nervus phrenicus mit Ursprung im Halssegment (Plexus cervicalis C3–C5). Er verläuft gemeinsam mit der Arteria pericardiophrenica im Thorax lateral des Perikards. Bei beidseitigem Ausfall des Nervus phrenicus kommt es zu einer beidseitigen Lähmung des Diaphragmas, welche meist tödlich endet. Merke: Für die Innervation des Zwerchfells: C three, four, five keep the diaphragm alive! Am Zwerchfell gibt es, unterschieden nach ihrer Lage, thorakale und abdominale Lymphknoten:
Durchziehende StrukturenÖffnungen im DiaphragmaDurch das Centrum tendineum treten wichtige Strukturen: Die Vena cava inferior, die Vena azygos, der Nervus phrenicus, der Ösophagus, die Aorta und der Ductus thoracicus. Hierfür weist das Zwerchfell drei große und mehrere kleine Öffnungen auf. Zu den größeren Öffnungen zählen der Hiatus aorticus, das Foramen venae cavae sowie der Hiatus oesophageus. Der Hiatus aorticus und oesophageus sind nur locker durch das Bindegewebe offen gehalten, was eine leichte Verschiebbarkeit bei einer starken Füllung ermöglicht. Lücken im DiaphragmaBild: “The Diaphragm” von PhilSchatz. Lizenz: CC BY 4.0 Folgende Tabelle gibt einen Überblick über die durchziehenden Strukturen und ihre Öffnungen:
Neben den drei großen Öffnungen gibt es noch weitere kleinere Lücken im Zwerchfell, durch die ebenfalls wichtige Strukturen verlaufen:
FunktionDie Rolle des Diaphragmas beim AtemprozessBei der Inspiration kontrahiert sich das Diaphragma, bei der Exspiration findet eine Entspannung statt. Die Steuerung unterliegt dabei dem autonomen Nervensystem und erfolgt unwillkürlich. Bei der Einatmung entfalten sich die Lungen, das Volumen im Thorax vergrößert sich zulasten des Bauchraumes, das Zwerchfell wird flacher, senkt sich in Richtung kaudal ab und rückt die Bauchorgane ebenfalls nach kaudal. Der abdominale Raum wölbt sich vor. Das Atemzugvolumen bei entspannter Inspiration beträgt etwa 500 ml. Die Ausatmung geht mit der Entspannung des Zwerchfells einher. Das Zwerchfell hebt sich dabei, die Luft aus den Lungen entweicht, der vorgewölbte Bauch flacht ab.
Bild: “Inspiration and Expiration” von PhilSchatz. Lizenz: CC BY 4.0 Das Zwerchfell erledigt nicht nur den Großteil der Atemleistung, sondern erfüllt im Zusammenspiel mit der Bauchmuskulatur auch die Funktion der „Bauchpresse“, welche beim Geburtsvorgang oder dem Stuhlgang Anwendung findet. KrankheitsbilderSeitenstichDie meistens zu Beginn einer sportlichen Leistung auftretenden Seitenstiche resultieren aus einer Überbelastung bei gleichzeitigem Sauerstoffmangel. Zwerchfellbruch/-hernieBild: “Hiatushernie im seitlichen Röntgenbild des Thorax. Pfeil auf Luft-Flüssigkeits-Spiegel.” von Hellerhoff. Lizenz: CC BY-SA 3.0 Eine Zwerchfellhernie kann angeboren oder erworben sein und äußert sich in der Verlagerung der abdominalen Organe durch die Schwachstellen des Diaphragmas (s.o. Zwerchfellöffnungen) in den Brustraum. Symptome wie Völlegefühl, Atemnot und Übelkeit können auf diese Erkrankung zurückgehen, die meistens operativ behandelt werden kann. In 90 % der Fälle handelt es sich hierbei um eine Hiatushernie, mit dem Hiatus oesophaegus als Eintrittspforte. Genauere Informationen zu diesem Krankheitsbild erfahren Sie in unserem Artikel zur axialen und paraösophagealen Hiatushernie. ZwerchfellhochstandEine erschwerte Inspiration in Kombination mit einer Vorwölbung des Zwerchfells in den Thorax deutet oft auf einen Zwerchfellhochstand hin. Dieser wird oft durch abnorme Veränderungen im Abdominalraum (z.B. Tumore) oder durch Lungenerkrankungen ausgelöst. Auch eine Zwerchfelllähmung kann eine Ursache sein. Schluckauf als SonderfallSchluckauf (Singultus) tritt meistens ganz plötzlich und unerwartet auf. Er beruht auf einer unwillkürlich krampfenden Kontraktion des Zwerchfells aufgrund einer Reizung des N. phrenicus. Die Einatmung wird abrupt durch einen Stimmlippenverschluss unterbrochen, welcher das charakteristische Einatemgeräusch („Hicks“) verursacht. Sinn und Zweck dieser kräftigen reflektorischen Inspirationsbewegung sind bisher noch ungeklärt. Oft ist ein Schluckauf die Folge von hastigem Essen, Rauchen, Nervosität, heißen oder kalten Getränken. Neben diesen harmlosen Auslösern existieren auch krankhafte Ursachen, die einen chronischen Schluckauf verursachen und ein Ausdruck anderer Erkrankungen sein können, etwa Störungen im ZNS (Subarachnoidalblutung, Tumore, Enzephalitis), Störungen im Verlauf des N. phrenicus (Herzinfarkt) und/oder Störungen am Zwerchfell (Magengeschwür, Pleuritis, gastroösophageale Refluxerkrankung, Pankreatitis). Die Behandlung erfolgt symptombezogen. Beliebte Prüfungsfragen zum DiaphragmaDie Lösungen befinden sich unterhalb der Quellenangaben. 1. Das Zwerchfell ist der wichtigste inspiratorische Atemmuskel des Menschen. Welche Aussage zu ihm trifft nicht zu?
2. Das Diaphragma besitzt einige physiologische Öffnungen, welche allerdings auch Schwachstellen darstellen. Welche Zuordnung von Zwerchfellöffnung und durchziehenden Strukturen bzw. Lokalisation trifft zu?
3. In Ihre Hausarztpraxis kommt eine Patientin, die über einen seit circa 48 Stunden andauernden Schluckauf klagt. Wie gehen Sie am ehesten vor?
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Wo sitzt das zwerchfell beim menschen
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