Herzlich willkommen beim Histotrainer. Wir möchten dir heute die Histologie von Lunge und Trachea näher bringen. Wir zeigen die erst ihre wichtigsten lichtmikroskopisch erkennbaren Strukturen und anschließend gehen wir noch kurz auf Organe ein, die jeweils histologische Ähnlichkeiten zu Trachea oder Lunge haben. Wir beginnen mit der Trachea, einem elastischen Hohlorgan, das den Kehlkopf mit den Hauptbronchien der Lunge verbindet. Hier siehst du ein lichtmikroskopisches Präparat der Trachea in Ladewig-Färbung. Diese Färbung stellt das Bindegewebe besonders gut dar und färbt den Knorpel auffällig blau an. Es zeigt einen Querschnitt durch die Trachea, was du daran erkennst, dass der Knorpel lückenlos und leicht gebogen erscheint. Das bedeutet, es wurde eine einzige Knorpelspange erfasst. In diesem Schema der Trachea haben wir die Stelle eingerahmt, die dem Bereich des Schnittpr�parates entspricht. Bei einem Präparat im Längsschnitt würde man dagegen mehrere, gerade verlaufende Knorpelstücke sehen, denn im Längsschnitt wird mehr als eine Knorpelspange erfasst. Die Wand der Trachea wird in drei Schichten unterteilt. Von innen nach außen sind dies: Die Schleimhaut, auch Mucosa genannt, aus respiratorischem Epithel und Bindegewebe in Form der Lamina propria; Dann die Tunica fibromusculocartilaginea aus Bindegewebe, glatter Muskulatur und hyalinem Knorpel. Ganz außen befindet sich schließlich eine Tunica adventitia aus lockerem, kollagenem Bindegewebe. Beginnen wir mit dem respiratorischen Epithel. Es liegt am inneren Rand des Präparates, nämlich direkt an das Lumen der Luftröhre angrenzend. Du findest du hier eine ausgesprochen hohe Dichte an runden, rot gefärbten Zellkernen. Schau dir die Lage der Kerne einmal genau an. Du siehst, dass die Zellkerne hier in mehreren Ebenen liegen. Es fällt aber schwer, wirklich einzelne Zellschichten abzugrenzen, da die Kerne unregelmäßig verteilt sind Hier handelt es sich um ein sogenanntes mehrreihiges Epithel. Zum Vergleich daneben ein einschichtiges Epithel, wie du es z.B. im Magen-Darm-Trakt vorfinden würdest Hier liegen die Kerne mehr oder weniger in einer einzigen Ebene. Gleichzeitig unterscheidet sich das mehrreihige Epithel auch von mehrschichtigen Epithelien wie du hier anhand eines mehrschichtigen Plattenepithels erkennen kannst. Dort sind die Kerne der verschiedenen Schichten meist in gleicher Höhe angeordnet. Schauen wir uns nun einmal die unterschiedlichen Zellen im respiratorischen Epithel an. Ganz unten im Epithel sitzen die Basalzellen direkt der Basalmembran auf. Sie haben Stammzelleigenschaften und sorgen für den Zellnachschub, wenn das Epithel erneuert wird. Die meisten Zellen des Epithels sind deutlich höher als breit. Man bezeichnet es auch als mehrreihiges zylindrisches Epithel. Diese Zellen wirken bei lichtmikroskopischer Betrachtung wie "ausgefranst" an der lumenseitigen Zellmembran. Diese "Fransen" sind bewegliche Flimmerhärchen, auch Kinozilien genannt, die an der Reinigung der Atemwege beteiligt sind. Dazu passend sieht man im Epithel ein dunkles Band - die sogenannten Basalkörperchen. Sie verankern die Kinozilien mit dem Zellskelett. Zwischen den kinozilientragenden Zellen findet man immer wieder auch sehr helle Zellen. Dies sind die Becherzellen. Ihr Zellleib erinnert an einen Becher und enthält viele Vakuolen, die Schleimstoffe, sogenannte Muzine, speichern. Diese nehmen bei der Färbung aber kaum Farbstoff auf, warum die Becherzellen hier so blass erscheinen. Ok, nochmal zusammenfassend: Respiratorisches Epithel zeichnet sich durch seine Mehrreihigkeit, die Kinozilien und die Becherzellen aus. Man nennt die kinozilientragenden Epithelzellen auch Flimmerzellen, weshalb das respiratorische Epithel auch als Flimmerepithel bezeichnet wird. Unterhalb des Epithels siehst du dann die Lamina propria. Diese Bindegewebsschicht enthält dichte Bündel kollagener Fasern, die sich blau anfärben. Zudem sieht man hier zahlreiche kleinere, rot gefärbte Zellkerne, die zu Lymphozyten und Plasmazellen gehören. Sie kommen hier in hoher Dichte als Teil der Immunabwehr vor. Neben kollagenen Fasern enthält die Lamina propria auch viele elastische Fasern. Die lassen sich aber nur mit Spezialfärbungen, wie beispielsweise der Elastika-Färbung, abgrenzen. Man findet in der Lamina propria der Trachea auch runde bis ovale Anschnitte von Drüsenendstücken der seromukösen Glandulae tracheales. In einem Drüsenendstück siehst du jeweils mehrere Drüsenepithelzellen, die sich kreisförmig um ein gemeinsames Lumen anordnen. ähnlich wie die Becherzellen geben auch sie ein schleimartiges, muzinhaltiges Sekret auf die Epitheloberfläche ab. Kommen wir nun zum ventralen Bereich des Trachea-Querschnittes. Ventral und seitlich wird die Wand der Trachea von halbkreisförmigen Knorpelspangen stabilisiert, damit sie trotz des zeitweiligen Unterdrucks, der beim Einatmen entsteht, nicht kollabiert. Die Knorpelspangen bestehen aus hyalinem Knorpel. Diesen erkennst du an seiner glasartigen Extrazellulärmatrix und den charakteristischen Knorpelzellen, den sog. Chondrozyten. Sie liegen typischerweise in Zweier-Gruppen beieinander. Die Chondrozyten haben einen kleinen, stark kondensierten Zellkern. Er wird von einem schmalen Zytoplasmasaum umfasst. Zusätzlich wird ein Chondrozyt von einem blassen Knorpelhof umgeben. An den Rändern wird das Knorpelgewebe von einem schmalen Bindegewebessaum, dem sog. Perichondrium umgeben. Ganz außen wird die Trachea von einer Tunica adventitia aus lockerem Bindegewebe und Fettgewebe umschlossen. Es verankert die Luftröhre mit dem umliegenden Gewebe im Mediastinum. Begeben wir uns nun noch einmal zum dorsalen Teil der Trachea. Hier sehen wir am inneren Rand der Knorpelspange Anschnitte von rötlichem, faserartigem Gebewe mit länglichen Zellkernen. Es handelt sich hierbei um Teile der glatten Muskulatur der Trachea, die in ihrer Gesamtheit als M. trachealis bezeichnet werden. Das Muskelgewebe bildet zusammen mit dem umliegenden Bindegewebe die Rückwand der Trachea, die sogenannte Paries membranaceus. Kommen wir nun zur Lunge und den intrapulmonalen Atemwegen. Hier siehst du ein H.E.-Präparat aus der Lunge. Die fast unverwechselbare lichtmikroskopische Morphologie ist eine Folge der bienenwabenförmigen Anordnung der Lungenbläschen, die auch Alveolen genannt werden. Auf die Alveolen wollen wir aber erst später zu sprechen kommen, zunächst zeigen wir dir die intrapulmonalen Abschnitte der Atemwege. Die intrapulmonalen Atemwege sind die unzähligen Aufzweigungen des Bronchialbaumes. Lichtmikroskopisch unterscheiden wir dort Bronchien von Bronchiolen, die schließlich in den Alveolargängen und Alveolarsückchen münden. Wenn du Anschnitte der Atemwege im Präparat suchst, dann halte in der Übersichtsvergrößerung Ausschau nach Hohlstrukturen, die am Rand etwas dichter als das übrige Gewebe erscheinen und rosa bis rötlich angefärbt sind. Diese Bereiche enthalten nämlich bindegewebige Septen, in denen die Bronchien und Bronchiolen verlaufen. Eine weiterer Orientierungspunkt können größere Blutgefäße sein, denn die Äste der A. pulmonalis, die das sauerstoffarme Blut in die Lunge führen, verlaufen zusammen mit den Aufzweigungen des Bronchialbaumes. Die Wand der Bronchien ist wie die Wand der Trachea aufgebaut: Mehrreihiges, zilientragendes Epithel in der Schleimhaut, darunter glatte Muskulatur und Drüsen. Erst am Rand finden sich hyalines Knorpelgewebe und schließlich peribronchiales Bindegewebe. Zum Vergleich hier ein Bronchiolus, der quer angeschnitten wurde. Knorpel und Drüsengewebe fehlen in den Bronchioli, aber rotgefärbte Fasern aus glatter Muskulatur findet man auch hier. Die Muskulatur ist scherengitterartig angeordnet, daher erscheint sie in der Regel nicht als durchgängige, geschlossene Schicht. Außen schließt sich auch beim Bronchiolus eine Schicht aus lockerem kollagenem Bindegewebe an. Auch das Epithel sieht im Bronchiolus anders aus: Es ist kein mehrreihiges, sondern nur noch ein einschichtiges, zylindrisches Epithel. Viele der Epithelzellen tragen immer noch Kinozilien, Becherzellen kommen dagegen deutlicher seltener vor - hier findet man zum Beispiel gerade gar keine. In Richtung der letzten luftleitenden Abschnitte, den sog. Bronchioli terminales, nimmt die Epithelhöhe noch weiter ab. Wie hier zu sehen, kann man das Epithel jetzt als einschichtiges, kubisches Epithel bezeichnen, da die Zellen in etwa genauso hoch wie breit sind. In den Bronchioli terminales ist auch die Dichte der Zilien bereits stark reduziert. Erkennst du hier im Epithel die kleinen "Buckel" oder "Keulen"? Sie gehören treffenderweise zu den sogenannten "Keulenzellen". Die Keulenzellen sezernieren u.a. Lysozym für die unspezifische Immunabwehr und bestimmte Surfactantproteine. Ihr apikaler Zellleib erscheint aufgrund der zahlreichen Sekretvesikel keulenartig erweitert. Man findet die Keulenzellen etwa ab Beginn der Bronchioli terminales bis hinein in die Bronchioli respiratorii. Nur der Vollständigkeit halber sei hier erwähnt, dass es im Epithel der Atemwege auch noch sog. Bürstenzellen und neuroendokrine Zellen gibt. Sie kommen aber in geringerer Dichte vor und sind jeweils ohne Sonderfärbungen im Epithel nicht abzugrenzen. Die Bürstenzellen tragen zahlreiche kleine Mikrovilli an ihrer Oberfläche, wobei die genaue Funktion dieser Zellen bis heute noch nicht eindeutig geklärt ist. Die neuroendokrinen Zellen bilden Serotonin und weitere Peptidhormone. Der nächste Abschnitt sind die Bronchioli respiratorii. Sie besitzen ebenfalls einschichtiges, kubisches Epithel. Kennzeichnend sind die vereinzelten Alveolen, die sich in seiner Wand finden lassen. Sie erscheinen als Aussackungen der Wand mit einschichtigem Plattenepithel. Hier siehst du den kontinuierlichen Übergang des respiratorischen Bronchiolus in einen Alveolargang, den sogenannten Ductus alveolaris. Der Ductus alveolaris ist bloß ein Vorraum der eigentlichen Lungenalveolen. Daher besitzt er im Prinzip keine eigene Wand, sondern wird nur von den Wänden der Alveolen selbst begrenzt. Der Ductus fällt einem jedoch sofort ins Auge, da sein Durchmesser um einiges größer ist als der der Alveolen. Erkennst du im Ductus alveolaris die sog. Basalringe. Dabei handelt es sich um rotgefärbte, glatte Muskelzellen, die hier zusammen mit elastischen und kollagenen Fasern die Eingänge der wandbegrenzenden Alveolen markieren. Die Ductus alveolares enden in den Alveolarsäckchen, den Sacculi alveolares. Ein Alveolarsäckchen ist eine Gruppe aus mehreren Alveolen. Und weil es sich dabei um dreidimensionale, kugelförmige Gebilde handelt, kann man die Grenzen eines einzelnen Sacculus alveolaris im Schnittpräparat nicht sicher bestimmen. Zur Veranschaulichung könnte dieser Bereich hier aus mehreren Alveolen beispielsweise zu einem Sacculus alveolaris gegliedert sein, der in den gezeigten Ductus alveolaris mündet. So, nun widmen wir uns dem eigentlichen Ort des Gasaustausches, nämlich den Alveolen. Eine Alveole hat eine polygonale Form und besteht hauptsächlich aus einem Hohlraum, in den die eingeatmete Luft hineingelangt. Benachbarte Alveolen teilen sich eine Wand, die man daher auch als Interalveolarseptum bezeichnet. Die Septen enthalten die Blutkapillaren und werden außen vom Alveolarepithel überzogen. Das Alveolarepithel ist ein einschichtiges Plattenepithel, das aus den Typ-1- und Typ-2-Pneumozyten besteht. Man sieht im H.E.-Präparat hauptsächlich die Zellkerne der Typ-1-Pneumozyten, da sie sehr große und flache Zellen sind und somit fast 95% der Alveolaroberfläche auskleiden. Sie sind Bestandteil der Blut-Luft-Schranke und ermöglichen mit ihrem flachen Zellleib die Diffusion von Sauerstoff ins Blut und von Kohlendioxid in die Alveolen. Da die Typ-2-Zellen nur etwa 5% aller Alveolarepithelzellen ausmachen, trifft man sie im Präparat nur selten an. Sie stechen aber durch ihren kubischen Zellleib hervor. In ihnen wird das Surfactant für die Reduktion der Oberflächenspannung in den Alveolen gebildet. Die Typ-2-Zellen könnten auf den ersten Blick auch mit Alveolarmakrophagen verwechselt werden. Diese Makrophagen bewegen sich am Alveolarepithel entlang und nehmen Staub- und Rußpartikel auf. Sie erscheinen manchmal auch losgelöst vom Epithel, im Lumen der Alveolen, was aber nur ein Präparationsartefakt ist. Die Alveolarmakrophagen sind, im Vergleich zu den Typ-2-Zellen, etwas größer und haben durch die aufgenommenen Partikel ein granuläres, bräunliches bis schwarzes Zytoplasma. Diese Makrophagen wandern zum Teil auch in die bindegewebigen Septen und Lymphgefäße der Lunge ein. Das erzeugt solche dunklen Ablagerungen im Gewebe, die man als anthrakotisches Pigment bezeichnet und das sehr typisch für das Lungengewebe ist. Gut, kommen wir nun zu den Kapillaren in den Interalveolarsepten. Zunächst muss man sagen, dass die zarten Septen im Standard-Paraffinpräparat relativ stark unter der Gewebeaufarbeitung leiden. Durch Entwässerung und Schneidevorgang können die Septen kaputt gehen, stark komprimiert oder ungünstig tangential angeschnitten sein. Daher sieht man die darin verlaufenden Kapillaren nur an manchen Stellen wirklich deutlich, so wie hier zum Beispiel. In dieser Kapillare siehst du sehr schön die typische Hantelform eines Erythrozyten im Profil und daneben die gewohnte Scheibchenform mit blassem Zentrum bei normaler Aufsicht. Bei den eben erwähnten, nicht so gut erhaltenen Septen sind die Kapillaren dagegen nicht mehr so gut erkennbar. Man sieht stattdessen eher perlschnurartig angeordnete Erythrozyten im Bereich der Septen. Zu guter Letzt zeigen wir dir noch die Pleura visceralis. Du wirst die Pleura in Form eines eosinophilen Gewebestreifens aber nur finden können, wenn das Präparat, so wie hier, aus der Lungenperipherie stammt. Die Pleura visceralis besteht aus einem schmalen Bindegewebssaum, der nach außen, also zur Pleurahöhle hin, von einem einschichtigen Plattenepithel, dem Mesothel, überzogen ist. Das Mesothel ist im Präparat meist nicht gut erhalten, so dass man nur an wenigen Stellen die Kerne der Mesothelzellen findet. Da respiratorisches Epithel und Knorpel auch in anderen Abschnitten extrapulmonaler Atemwege vorkommen, besteht eine grundsätzliche Verwechslungsgefahr beispielsweise mit der Nasenhöhle oder der Epiglottis. Auch in der Nasenwand findet sich hyaliner Knorpel wie in der Trachea. Allerdings ist zwischen den seromukösen Drüsen die Dichte an Blutgefäßen um ein Vielfaches höher. Hierbei handelt es sich um Venengeflechte der Corpora cavernosa nasi und ihre Zuflüsse. Sie regulieren kurzfristig die Schleimhautdicke und somit die Durchgängigkeit der Nase für den Luftstrom. Auch die Epiglottis besitzt nicht-verknöchernden Knorpel. Allerdings handelt es sich hierbei nicht um hyalinen Knorpel wie bei der Trachea, sondern um elastischen Knorpel. Im Gegensatz zum hyalinen Knorpel zeigt der elastische Knorpel unregelmäßig angeordnete, elastische Fasern zwischen den Chondrozyten. Zudem wirst du auf der lingualen Seite der Epiglottis kein respiratorisches Epithel finden so wie in der Trachea, sondern das mehrschichtige, unverhornte Plattenepithel, das man auch von der Mundhöhle kennt. Wie zu Beginn bereits erwähnt, ist Lungengewebe lichtmikroskopisch fast einzigartig in seiner Morphologie. Es gibt nur eine einzige Verwechslungsmöglichkeit. Wenn man sich die Alveolen bloß oberflächlich in geringer Vergrößerung anschauen würde, dann könnte man irrtümlich an weißes univakuoläres Fettgewebe denken. So könnten die Hohlräume der Alveolen entfernt an die lipidhaltigen Vakuolen von Adipozyten erinnern. Wobei man außer Acht lassen würde, dass eine Alveole deutlich größer als ein Adipozyt ist. Zudem kann man bei genauerer Betrachtung die Interalveolarsepten nur schwer mit den Zellmembranen der Adipozyten verwechseln. Denn die Interalveolarsepten sind viel breiter, da sie Kapillaren und die Zellkerne von Endothelien sowie Fibroblasten enthalten. So, das war die Histologie von Trachea und Lunge - wir hoffen Du kannst mit ein bisschen Übung auch beim selbstständigen Mikroskopieren alle gezeigten Strukturen wiedererkennen und benennen! Danke für's Zuschauen und bis demnächst - Deine Amboss-Redaktion! Wenn du selber das Mikroskopieren dieses Organs oder vieler weiterer Organe wiederholen und üben möchtest, kannst du dir in unserem Shop das Smart-Zoom-Paket von unserem Kooperationspartner für die virtuelle Mikroskopie dazubuchen. Damit lassen sich histologische Präparate mit dem Computer oder Tablet auch von zu Hause aus ganz einfach selber mikroskopieren! -Viel Erfolg!