Anatomie Seminar: Atemmechanik

Dr. Rolf Kötter. Zentrum für Anatomie und Hirnforschung, Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf

Letzte Änderung: 22.5.98

Eine Zusammenstellung von Lehrbuchangaben über die Rolle verschiedener Muskeln bei der Atmung zeigt, daß erheblich differente Ansichten zur Mechanik und Bedeutung der Atembewegungen bestehen. Diese Differenzen führen im Unterricht immer wieder zu Verwirrung und Fragen. Nach Durchsicht der neueren Forschungsliteratur (siehe unten) können einige der Gründe aufgedeckt werden (z.B. Speziesunterschiede, Methodenabhängigkeit, Verhaltenssituation).

Muskel(-gruppe)

Funktion

Mechanik

Lehrbuch
Diaphragma Inspiration (bei Ruheatmung fast ausschließlich, Lippert, Moll)  Senken der Zwerchfellkuppel, (besonders ventral: Lippert), Entfalten der Recessus costodiaphragmatici; Heben der Rippen: (Centrum tendineum als punctum fixum: Rauber/Kopsch)  Moll, Rauber/Kopsch
Mm. scaleni (ant., med., post.) Inspiration (Ruheatmung: Faller, Frick, Platzer, Rauber/Kopsch; Einleitung der Atmung: Lippert, Schiebler; Wichtigster Muskel der Rippenatmung: Lippert; Atemhilfsmuskel: Moll, Whitaker)  Heben der 1.+ 2. Rippe
Mm intercostales externi, intercartilaginei  Inspiration (Ruheatmung: Frick; gering bei Ruheatmung: Rauber/Kopsch; vertiefte Atmung: Lippert, Moll, Platzer, Whitaker); nach Frick sind bei Ruheatmung die kranialen Muskeln beteiligt, erst bei tiefer Inspiration auch die kaudalen Muskeln; nach Lippert werden Mm. intercostales ext. und int. nicht gleichzeitig tätig.  Heben der Rippen, Erweitern der Interkostalräume; Verspannung der Interkostalräume (Whitaker) 
Mm. intercostales interni Exspiration (Ruheatmung: Rauber/Kopsch; nach tiefer Inspiration; Atemhilfsmuskel: Moll  Senken der Rippen (nach Lippert bilden die vorderen Abschnitte eine Ausnahme und Heben die Rippen gegen das Sternum), Verspannung der Interkostalräume  Platzer, Rauber/Kopsch, Schiebler, Sobotta, Schmidt/Thews, Frick, Leonhardt, Lippert, Whitaker 
Mm. subcostales Exspiration  ähnlich der Mm. intercostales interni an den dorsalen Rippen, aber über mehrere Segmente erstreckend  Platzer, Schiebler
M. transversus thoracis Exspiration; Ruheatmung: Rauber/Kopsch; Atemhilfsmuskel: Moll  Senken der Rippen Platzer, Rauber/Kopsch, Schiebler, Lippert, Sobotta, Frick 
M. sternocleidomastoideus Inspiration, Hilfsmuskel  Zieht Sternum und Clavikula kopfwärts  Lippert, Moll
M. erector spinae Inspiration  Steckung der Wirbelsäule Frick, Schiebler 
Mm. pectorales major et minor Hilfsmuskel bei Inspiration  Heben der Rippen, Feststellung des Schultergürtels  Lippert, Rauber/Kopsch, Schiebler
Mm. serrati ant Hilfsmuskel bei Inspiration  Heben der Rippen Rauber/Kopsch 
Mm. serrati post. sup. Hilfsmuskel bei Inspiration  hebt 2.-5. Rippe Moll, Rauber/Kopsch 
Mm. serrati post. inf. Hilfsmuskel bei Inspiration  fixiert die unteren (4) Rippen und wirkt dem Zug des Diaphragmas entgegen; erweitert den unteren Thoraxabschnitt (Schiebler)  Moll, Rauber/Kopsch
M. latissimus dorsi "Hustenmuskel"  Zusammenpressen des Brustkorb; nach Moll bei festgestellten Armen  Lippert, Schiebler
M quadratus lumborum Hilfsmuskel bei Inspiration  Hält die 12. Rippe gegen Zug des Zwerchfells fest  Lippert, Rauber/Kopsch
M. iliocostalis lumborum Hilfsmuskel bei Exspiration  Moll
Mm. rectus + obliqui abdominis Hilfsmusken bei Exspiration  Schiebler
M. transversus abdominis Exspiration  Drängt Diaphragma nach cranial Rauber/Kopsch 
Eigenelastizität des Thorax und der Lunge  Exspiration aus tiefer Inspiration Rückführung der Verformung  Frick, Schiebler
Zwerchfell-(Bauch-)atmung und Rippen-(Brust-)atmung sind miteinander kombiniert (gemischte Atmung). Aber: beim Kleinkind überwiegend abdominale Atmung, während der Schwangerschaft stärkere Brustatmung (Frick, Lippert, Moll, Rauber/Kopsch).

Lehrbücher

Frick: Frick H., Leonhardt H., Starck D. 1987 Allgemeine Anatomie, Spezielle Anatomie I, Thieme, Stuttgart, S. 528-9
Lippert: Lippert H. 1996 Lehrbuch Anatomie, Urban & Schwarzenberg, München, S. 144ff.
Moll: Moll K.J., Moll M. 1995 Anatomie 14. Aufl., Jungjohann, Neckarsulm, S. 404-5
Platzer: Platzer W. 1986 Taschenatlas der Anatomie, Band1 Bewegungsapparat, Thieme, Stuttgart, S. 78-83
Rauber/Kopsch: Tillmann B. & Töndury G. 1987 Anatomie des Menschen, Band 1 Bewegungsapparat, Thieme, Stuttgart, S. 282 und 306-7
Schiebler: Schiebler T.H., Schmidt W., Zilles K. 1995 Anatomie, Springer, Berlin, S. 503-505
Whitaker: Whitaker R.H., Borley N.R. 1997 Anatomiekompaß, Thieme, Stuttgart, S. 165

Weiterführende Literatur:

ATS Symposium Summary 1986 Respiratory muscles: structure and function. Am. Rev. Respir. Dis. 134: 1078-93
Banner M.J. 1995 Respiratory muscle loading and the work of breathing. J. Cardiothorac. Vasc. Anesth. 9: 192-204
Chen R. et al. 1996 Needle EMG of the human diaphragm: Power spectral analysis in normal subjects. Muscle Nerve 19: 324-30
Criner G.J. et al. 1994 Respiratory action of the canine deep pectoral muscles. Respir. Physiol. 98: 43-51
De-Troyer A. et al. 1994 Do canine scalene and sternomastoid muscles play a role in breathing? J. Appl. Physiol. 76: 242-52
De Troyer A. 1989 The mechanism of the inspiratory expansion of the rib cage. J. Lab. Clin. Med. 114: 97-104
De Troyer A., Estenne M. 1988 Functional anatomy of the respiratory muscles. Clin Chest Med. 9: 175-93
DiMarco A.F. et al. 1990 Action of intercostal muscles on the rib cage. Respir. Physiol. 82: 295-306
Jiang T.X. et al. 1988 Mechanical coupling of upper and lower canine rib cages and its functional significance. J. Appl. Physiol. 64: 620-6
Loring S.H. 1992 Action of human respiratory mucles inferred from finite element analysis of rib cage. J. Appl. Physiol. 72: 1461-5
Nava S. et al. 1993 Recruitment of some respiratory muscles during three maximal inspiratory manoeuvres. Thorax 48: 702-7
Ng G.Y., Stokes M.J. 1992 Relationship between inspiratory mouth pressure and respiratory muscle activity in normal subjects. Respir. Med. 86: 305-9
Tolep K., Kelsen S.G. 1993 Effect of aging on respiratory skeletal muscle. Clin. Chest Med. 14: 363-78

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