Entwicklung des Atmungssystems: Vom Endoderm bis zu den Alveolen

Embryonaler Ursprung: Endoderm

Das Atmungssystem leitet sich vom ventralen Vorderdarm-Endoderm während der 4. Schwangerschaftswoche ab.

Schrittweise Entwicklung

1. Atemdivertikel (Lungenknospe): Ventraler Ausstülpung des Vorderdarms auf Höhe des 4. Kiemenbogens.
2. Tracheoösophagealer Septum: Trennt Trachea (ventral) von Ösophagus (dorsal). Versagen → TE-Fistel/Atresie.
3. Bronchialknospen: Trachea gabelt → primäre Bronchien (Woche 5).
4. Verzweigungsmorphogenese: 17–25 Verzweigungsgenerationen (Wochen 5–16) → Bronchialbaum. Getrieben von FGF10, SHH, BMP, Wnt-Signalgebung.
5. Kanalikulares Stadium (16–26 W): Atembronchiolen, Alveolarduktus bilden; Vaskularisierung; Typ I/II Pneumozyten differenzieren. Surfactantproduktion beginnt ~24 W.
6. Sakkulares Stadium (26–36 W): Terminalsäcke (primitive Alveolen) dehnen sich; Surfactant ↑.
7. Alveoläres Stadium (36 W – 8 Jahre): Echte Alveolen durch Septation bilden; massive Oberflächenvergrößerung. Postnatale Alveolarisation setzt sich fort.

Klinische Korrelate

• Frühgeburt: Surfactantmangel → RDS (Hyalinmembrankrankheit).
• Kongenitale Anomalien: Lungenhypoplasie, CPAM, Sequestrierung.
• Diaphragmalhernie: Versagen der Pleuroperitonealmembranverschluss → Lungenkompression.

Funktionales Ergebnis

Reifes System: ~300 Millionen Alveolen, 70–100 m² Gasaustauschoberfläche, 2–3 µm Luft-Blut-Barriere. Effiziente O₂/CO₂-Diffusion erhält die Homöostase.