Flimmerepithel: Aufbau, Funktion und Vorkommen

Das Flimmerepithel ist ein Verband aus Epithelzellen, die sich durch besondere Eigenschaften auszeichnen und daher auch an ganz bestimmten Stellen des Körpers vorkommen. Dieser Artikel thematisiert den Aufbau, die Funktion und das Vorkommen des Flimmerepithels im menschlichen Körper.

Flimmerepithel – Definition

Beim Flimmerepithel, welches auch als respiratorisches Epithel bezeichnet wird, handelt es sich um spezialisierte Epithelzellen, die mit Flimmerhärchen (Kinozilien) auf der in Richtung Lumen zeigenden Oberfläche ausgestattet sind. Es kleidet den Großteil des Atemtraktes aus und dient der Reinigung der Atemwege. Am Gasaustausch ist es allerdings nicht beteiligt.

Flimmerepithel – Vorkommen

Respiratorisches Flimmerepithel kommt im oberen und unteren Atemtrakt vor. Im oberen findet man es in folgenden Organen:

• Nasennebenhöhle, zum Beispiel Stirnhöhle oder Kieferhöhle
• Nasenschleimhaut (Regio respiratoria nasi)
• Kehldeckel (Epiglottis) auf der Kehlkopfseite
• Gaumensegel (Palatum molle) auf der Nasenseite
• Nasenrachenraum (Epipharynx)
• Kehlkopf (Larynx)
• Eustachi-Röhre (Tuba auditiva)

In den unteren Atemwegen findet man es in der Luftröhre (Trachea), in den Bronchien und in den Bronchiolen. Außerdem ist Flimmerepithel mit Kinozilien auch an anderen Stellen lokalisiert, wie beispielsweise im Eileiter (Tuba uterina) oder in den Ependymzellen des Zentralen Nervensystems.

Flimmerepithel – Aufbau und Funktion

Das respiratorische Flimmerepithel ist ein mehrreihiges hochprismatisches Epithel, dessen Zellen alle in Kontakt mit der Basalmembran stehen. Bei diesen handelt es sich sowohl um Epithelzellen, die mit Kinozilien ausgestattet sind, als auch um Becherzellen, die mit einem Anteil zwischen 15 und 20 Prozent allerdings in der Minderheit sind. Die Dicke des Flimmerepithels nimmt im Verlauf des Atemtraktes immer mehr ab, sodass das Epithel von  den kurz vor den Alveolen liegenden Bronchioli terminales nur noch einschichtig ist.

Epithelzellen mit Kinozilien

Sie stellen den größten Anteil der Zellen eines Flimmerepithels da und sind mit beweglichen Ausstülpungen ausgestattet. Diese werden als Kinozilien bezeichnet, befinden sich am apikalen Zellpol (zum Lumen hin) und sind mit einem Durchmesser von 0,3 Mikrometer etwa sieben bis zehn Mikrometer lang. Kinozilien sind beweglich, was sich durch ihren speziellen Aufbau aus Mikrotubuli erklärt. Dabei handelt es sich um röhrenförmige Proteinkomplexe, die durch ihre Anordnung in Mikrotubuli-Bündeln den Zilien ihre Form geben. Die Beweglichkeit der Kinozilien wird durch bestimmte Motorproteine, die man Dyneine nennt, ermöglicht. Sie bündeln und bewegen die Mikrotubuli gegeinander, sodass diese sich gerichtet bewegen können. Der zugehörige Mechanismus wird auch als sliding-filament-Mechanismus bezeichnet.

Die Kinozilien spielen eine wichtige Rolle in der Reinigung der Atemwege, da sie wie ein Rasen angeordnet sind und durch ihre Bewegung über Mund und Nase eingedrungene Fremdstoffe und Mikroorganismen sowie Bronchialschleim aus dem Atemtrakt befördern. Dies ist nur deshalb möglich, weil die Bewegungen der Zilien genau koordiniert und in Richtung des Rachens gerichtet sind. Durch ihre Bewegungen lösen sie zudem häufig einen Hustenreiz aus, der ebenfalls zur Beseitigung der unerwünschten Fremdstoffe beiträgt. Des Weiteren haben neuere Forschungen gezeigt, dass das Flimmepithel neben der Reinigung der Atemwege auch noch eine sensorische Funktion hat. Diese besteht darin, dass im Inneren der Kinozilien tragenden Zellen bei Kontakt mit Bitterstoffen wie Nikotin oder Chinin mehr Kalzium ausgeschüttet wird und die Zellen somit aktiviert werden. Dadurch kann der Reinigungsprozess gestartet und dafür gesorgt werden, dass die für die Lunge schädlichen Stoffe gar nicht erst dort hingelangen und vorher beseitigt werden.

Becherzellen

Becherzellen sind einzellige, becherförmige Drüsen, die sich neben den Epithelzellen befinden und Schleim produzieren. Dieser Schleim besteht genauer betrachtet aus sogenannten Mucinen, die als Sekret über einen merokrinen Sekretionsweg direkt auf die Oberfläche abgegeben werden. Die Mucine bedecken das Epithel und befeuchten die vorüberziehende Atemluft.

Einfluss von Rauchen

Das Rauchen behindert den Selbstreinigungsmechanismus der Kinozilien-tragenden Zellen und fördert somit die Entstehung von Entzündungsprozessen in der Bronchialschleimhaut. Eine chronische Entzündung führt wiederum zu narbigen Veränderungen, wodurch die Anzahl der Flimmerhärchen abnimmt. Die Schadstoffe können somit tiefer in die Lunge gelangen und der vermehrt gebildete Schleim kann nicht mehr so effektiv abtransportiert werden. Dadurch leiden Raucher häufig an einem andauernden Hustenreiz, der im Volksmund auch als Raucherhusten bezeichnet wird.