Zwerchfell (Diaphragma): Aufbau, Funktion und Erkrankungen

Zwischen Brustkorb und Bauchraum spannt sich das Zwerchfell auf, das nicht nur die Funktion einer „Trennwand“ der beiden Systeme, sondern auch eine ganz zentrale Aufgabe bei der Atmung erfüllt. Seine Anatomie und sich hieraus ergebende Krankheitsbilder werden im Folgenden vorgestellt.

Zwerchfell – Definition

Das Zwerchfell, Diaphragma, ist eine große Muskelplatte, die an Brustbein, Rippen und Lendenwirbelsäule entspringt und sich im Zentrum zu einer Sehnenplatte, dem Centrum tendineum, zusammenlagert.

Zwerchfell – Anatomie und Lage

Das Zwerchfell wandert im Laufe der Embryonalentwicklung aus dem Halsbereich in die Region zwischen Brustkorb und Bauchraum, bleibt jedoch in seiner nervalen Versorgung dem Hals angegliedert. Es setzt sich aus vielen einzelnen Fasergruppen zusammen. Dabei bewegt es sich von Entspannung zu Anspannung auf Höhe der fünften bis achten Rippe linksseitig, auf der rechten Seite liegt es etwa einen Intercostalraum höher durch die verdrängende Leber.

Zwerchfell: Einteilung

Die Pars lumbalis, der Lendenanteil des Zwerchfells, besteht aus einem mittleren Schenkel (Crus mediale) mit rechtem und linkem Anteil, welche von den Lendenwirbelkörpern L 1 bis 4 ausgehen, und einem seitlichen Schenkel (Crus lateralis), der sich als Arcus lumbocostalis medialis und lateralis aus den Faszien des Musculus psoas und Musculus quadratus lumborum fortsetzt. Die Schenkel sind durch Faserzüge, das Ligamentum arcuatum medianum, miteinander verbunden.

Der Rippenanteil entspringt den unteren sechs Rippen und verflicht sich mit Anteilen des Musculus transversus abdominis.

Vom Processus xiphoideus des Brustbeins erstrecken sich zwei weitere Faserzüge als Sternumanteil des Zwerchfells in die zentrale Sehnenplatte hinein.

Embryologie des Zwerchfells

Das Zwerchfell entsteht aus dem mittleren Keimblatt, dem Mesoderm, und wird ursprünglich im Bereich des Halses angelegt, was seine nervale Versorgung aus den Rückenmarkssegmenten C 3-5 erklärt. Es verschmilzt im Verlauf mit den Bindegewebssepten im Bauchraum, dem Mesenterium, sowie denen des Brustraumes (Pleuroperitonealmembran) und lagert sich zwischen den beiden am Übergang vom Brustkorb zum Bauchraum an.

Versorgung (Blut und Nerven) des Zwerchfells

Die Blutversorgung des Zwerchfells erfolgt zum einen aus Arteria phrenica superior und inferior, die der Arteria thoracalis und abdominalis entspringen, zudem aus Arteria musculophrenica und Arteria pericardiacophrenica, die beide der Arteria thoracica interna entstammen.

Die Nervenversorgung erfolgt durch den Nervus phrenicus, der Fasern aus den Halssegmenten C 3 bis C 5 enthält. Zudem können akzessorische Nerven aus den darunter gelegenen Segmenten vorliegen. Weiterhin innervieren vereinzelte Anteile der Spinalnerven im Brustbereich das Zwerchfell. Das Atemzentrum in Medulla oblongata und Pons reguliert die Grundaktivität des Zwerchfells bei der Atmung, gleichzeitig ist eine willkürliche Steuerung möglich.

Zwerchfell – Aufgaben und Funktion

Das Zwerchfell ist der größte Atemmuskel. Wenn es kontrahiert, also sich zusammenzieht, verlässt es seine „Kuppelform“ und flacht ab. Dies erzeugt einen Unterdruck im Brustkorb, durch welchen der Großteil des Atemzugvolumens in die Lunge hineingezogen wird. Gleichzeitig führt eine Anspannung des Zwerchfells zu Druck in den Bauchraum, der Bauchpresse, welche unter anderem beim Geburtsvorgang genutzt wird.

Zudem trennt das Zwerchfell Brustkorb und Bauchraum, was (neben Brust- und Bauchfell) eine zusätzliche Barriere etwa bei Infektionen in den Körperhöhlen bedeutet. Jedoch müssen auch einige Strukturen durch das Zwerchfell treten, um den Bauchraum und die unteren Extremitäten zu versorgen. Es gibt daher mehrere Lücken im Zwerchfell.

Hiatus oesophagus

Er bildet die Durchtrittsstelle für die Speiseröhre und die Trunci vagales, die dem Vagusnerv entstammen.

Foramen venae cavae

Neben der unteren Hohlvene, Vena cava inferior, enthält das Foramen den Ramus phrenicoabdominalis dexter, einen Ast des Nervus phrenicus zur Versorgung des rechten Oberbauchs. Dieser leitet beispielsweise Leberkapselschmerz weiter. Der linke Anteil des Nervs zieht meist direkt durch das Centrum tendineum oder den Hiatus oesophagus.

Hiatus aortae

Er wird von der Aorta und dem Ductus thoracicus, einem großen Lymphast, durchzogen.

Trigonus sternocostale sinistrum

Hierbei handelt es sich um eine bindegewebige Spalte, auch Larrey-Spalte genannt. Je nach Autor finden sich hierin die linke Arteria und Vena epigastrica superior, alternativ wird sie als gefäßfrei beschrieben.

Trigonum sternocostale dextrum

Das sogenannte „Morgagni-Loch“ enthält die rechte Arteria und Vena epigastrica superior.

Lumbalspalten

Hierbei gibt es einen medialen Anteil zum Durchtritt von Vena azygos und hemiazygos aus den Lendenbereichen sowie die Eingeweidenerven Nervus splanchnicus major und minor, außerdem einen lateralen Anteil für die übrigen Teile des sympathischen Grenzstrangs.

Trigonum lumbocostale

Es wird auch als Bochdalek-Dreieck bezeichnet. Hierbei handelt es sich um einen muskelfreien Bereich zwischen Pars lumbalis und Pars costalis.

Zwerchfell – Erkrankungen und Symptome

Die Muskel- und Sehnenlücken des Zwerchfells sollen verschiedenen Strukturen den Durchtritt vom Brustraum in die Bauchhöhle ermöglichen. Hier können allerdings auch Erkrankungen durch eine Verlagerung der Organe entstehen.

Zwerchfellhernien (Weichteilbrüche)

Bei einem Zwerchfellbruch schiebt sich der Magen anteilig durch den Hiatus oesophagus in den Brustkorb hinein. Wahlweise wandert dabei der obere Bereich des Magens einfach hoch, sodass das Zwerchfell nicht mehr darüber liegt, sondern den Magen an den Seiten verengt. Alternativ kann auch der Eingangsanteil des Magens im Bauchraum verbleiben und tiefere Bereiche stülpen sich an diesem vorbei in den Brustkorb, sodass der Magen „auf dem Kopf steht“. Im schlimmsten Fall kann sich das komplette Organ in den Brustraum vorschieben. Neben einem Aufstau von Magensaft und Refluxbeschwerden kann eine Abklemmung der Blutgefäße oder Einschneiden in das Organ resultieren, was durch eine Operation behoben werden muss. Symptomfreie Hernien können unter Umständen belassen werden.

Zwerchfellparese

Bei Schädigung des Phrenicusnervs kommt es zu einer Lähmung der entsprechenden Zwerchfellseite, die eine paradoxe Atembewegung und eine Einschränkung der Atemtiefe zur Folge hat. Fallen im Rahmen eines Querschnittssyndroms beide Nerven aus, so wird die Atemarbeit für die Betroffenen massiv erschwert und reicht hiernach oft nur noch für die Ruheatmung oder maximal leichte körperliche Belastung aus.

Übungen für das Zwerchfell

Durch Stimm— und Atemtraining können die Zwerchfellbeweglichkeit und dessen bewusster, koordinierter Einsatz bei der Atmung verbessert werden.