Die Atemwege verzweigen sich bis zur Lungenperipherie fortlaufend. Mit jeder Verzweigung wird ihre Anzahl größer und ihr Durchmesser kleiner. Als kleineAtemwege werden knorpellose Bronchien ab der 9. Teilungsgeneration bzw. einem Lumendurchmesser < 2 mm bezeichnet. Die Summe der kleinen Atemwege macht den größten Teil der Atemwegsoberfläche aus1.
Wenige große, viele kleine Atemwege
Nach der Trachea verzweigen sich die Atemwege bis in die Lungenperipherie. Es lassen sich drei Abschnitte unterscheiden: die großen und die kleinen Atemwege sowie die gasaustauschende Zone (Abb. 1). Die einzelnen Aufzweigungen definieren sogenannte Generationen, die beginnend mit den beiden Hauptbronchien fortlaufend durchnummeriert werden¹.
Teilungsgenerationen: Wenig große, viele kleine Atemwege
- Die großen Atemwege reichen bis zu den Verzweigungen der Subsegmentbronchien der 8.Generation.
- Die knorpellosen Bronchien ab der 9. Generation und Bronchioli mit einem Innendurchmesser < 2 mm werden als kleine Atemwege (Small Airways) bezeichnet. Diese verbinden die großen Atemwege mit den Alveolen, in denen der pulmonale Gasaustausch mit den umgebenden Kapillaren erfolgt.
- Im Bereich der 16. Verzweigungsgeneration gehen die kleinen Atemwege über in die gasaustauschende Zone.
Kleine Atemwege – große Bedeutung
Durch die fortschreitenden Verzweigungen der Atemwege vergrößert sich die Anzahl der kleinen Atemwege stetig. Dabei verringert sich der Durchmesser der einzelnen kleinen Atemwege mit jeder neuen Verzweigung. Daraus resultierend steigt der Gesamtquerschnitt der Atemwege bzw. die Lungenoberfläche bis zur Peripherie an. Summiert bis zur vierten Generation beträgt die Oberfläche ca. 0,029 m2. Bis zur Generation 23 vergrößert sie sich hingegen auf rund 140 m2. Insgesamt stellen die kleinen Atemwege den größten Teil (ca. 4.500 ml) des gesamten Lungenvolumens (Abb.2)².
Atemwegswiderstand: Unterschiede bei Asthma- und COPD-Patienten
Der Durchmesser einzelner Atemwege nimmt mit zunehmender Verzweigung stark ab. Trotz dieser Tatsache liegt beim gesunden Menschen aufgrund der sehr viel größeren Gesamtquerschnittsfläche der parallel geschalteten Bronchioli das Maximum des Atemwiderstandes in den großen zentralen Teilen der Lunge, dem Larynx und der Trachea (Abb.3)³. Anders bei Patienten mit Asthma und COPD: Der maximale Atemwegswiderstand findet sich hier in den kleinen Atemwegen. Direkte endobronchiale Druckmessungen zeigen, dass bei Asthmapatienten der Widerstand in den kleinen Atemwegen 50% – 60% und bei COPD-Patienten bis 90% des gesamten Atemwegswiderstandes betragen kann, während dieser beim Gesunden nur 10% – 25% beträgt².
Medikamentöse Therapien: Partikel-Deposition in den Atemwegen berücksichtigen
Um die kleinen Atemwege therapeutisch zu erreichen, bedarf es medikamentöser Therapien, die diesen Bereich der Lunge erreichen und dort ihre Wirksamkeit entfalten können. Szintigrafische Studien konnten für die extrafeine Fixkombination aus dem inhalativen Kortikosteroid (ICS) Beclometason und dem langwirksamen ß2-Mimetikum (LABA) Formoterol eine hohe und gleichmäßige Deposition bis in die kleinen Atemwege bei Asthmatikern und Patienten mit COPD nachweisen³⁻⁴.
Literatur
- Husemann K et al., Pneumologie 2012; 66: 283–289.
- Weibel ER. Morphometry of the human lung. New York: Academic Press Inc.; 1963.
- Mariotti F et al., ERS Congress 2011; Poster 830 (für FOSTER® NEXThaler® 100 μg/6 μg).
- De Backer W et al., J Aerosol Med Pulm Drug Deliv 2010; 23: 137–148 (für FOSTER® Dosieraerosol100 μg/6 μg).
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