Warum bleibt die Luftröhre immer offen?

Die Luftröhre, auch Luftröhre genannt, spielt eine wichtige Rolle im Atmungssystem, indem sie die Luftzirkulation zwischen der Lunge und der Außenumgebung ermöglicht. Es bleibt jederzeit geöffnet, um eine kontinuierliche Atmung zu ermöglichen und eine konstante Sauerstoffversorgung des Körpers aufrechtzuerhalten. Mehrere anatomische und physiologische Faktoren tragen dazu bei, die Luftröhre offen zu halten:

Knorpelringe: Die Luftröhre besteht aus einer Reihe übereinander gestapelter C-förmiger Knorpelringe. Diese Ringe sind hinten unvollständig und durch flexibles Bindegewebe verbunden, wodurch eine flexible und dennoch starre Struktur entsteht. Die durch diese Knorpelringe verliehene Steifigkeit verhindert ein Kollabieren der Luftröhre und sorgt dafür, dass sie ständig geöffnet bleibt und einen ununterbrochenen Luftstrom ermöglicht.

Glatte Muskulatur: Die Luftröhre ist mit glatter Muskulatur, dem Trachealis-Muskel, ausgekleidet. Dieser Muskel trägt dazu bei, den Durchmesser der Luftröhre aufrechtzuerhalten, indem er deren Erweiterung und Kontraktion steuert. Unter normalen Bedingungen befindet sich der Trachealis-Muskel in einem entspannten Zustand, sodass die Luftröhre offen bleibt.

Negativer intrathorakaler Druck: Der Druck in der Brusthöhle, bekannt als intrathorakaler Druck, ist im Vergleich zum atmosphärischen Druck außerhalb leicht negativ. Dieser Unterdruck übt eine Sogwirkung auf die Luftröhre aus und hilft so, diese offen zu halten. Beim Einatmen ziehen sich das Zwerchfell und die Zwischenrippenmuskeln zusammen, was den negativen Druck im Brustkorb weiter erhöht und den Luftstrom in die Lunge fördert.

Zilienwirkung: Die Luftröhre ist mit pseudostratifiziertem Flimmerepithel ausgekleidet. Diese Zellen sind mit winzigen haarähnlichen Vorsprüngen, sogenannten Flimmerhärchen, bedeckt, die koordiniert in Richtung Rachen (Pharynx) schlagen. Diese Ziliarbewegung hilft dabei, in der Luftröhre eingeschlossenen Schleim und Fremdkörper nach oben in Richtung Rachen zu befördern, wo sie ausgehustet oder verschluckt werden können. Die kontinuierliche Bewegung der Flimmerhärchen trägt zur Aufrechterhaltung freier und offener Atemwege bei.

Tensid: Die innere Auskleidung der Luftröhre produziert außerdem eine Substanz namens Tensid. Tensid ist eine komplexe Mischung aus Lipiden und Proteinen, die dazu beiträgt, die Oberflächenspannung an der Luft-Flüssigkeits-Grenzfläche in der Luftröhre zu reduzieren. Durch die Verringerung der Oberflächenspannung verhindert Tensid das Kollabieren der kleinen Atemwege und fördert die Stabilität und Durchgängigkeit der Luftröhre.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die konstante Durchgängigkeit der Luftröhre durch die strukturelle Unterstützung der Knorpelringe, den Tonus des Trachealismuskels, den negativen intrathorakalen Druck, die Ziliarwirkung und das Vorhandensein von Tensid gewährleistet wird. Diese Faktoren wirken zusammen, um die Atemwege offen zu halten und den kontinuierlichen Luftstrom während der Atmung zu ermöglichen.