Kiemenbogen

Schematischer und unvollständiger Horizontalschnitt durch die Kiemenbogen
I-IV Kiemenbogen, 1-4 Schlundtaschen (innen) bzw. Kiemenfurchen (außen), a Tuberculum laterale, b Tuberculum impar, c Foramen cecum, d Ductus thyreoglossus, e Sinus cervicalis

Die Kiemenbogen, auch Branchialbogen (Arcus branchiales), Schlundbogen, Pharyngealbogen oder Viszeralbogen genannt (süddeutsch wird als Plural meist 'Bögen' verwendet), sind Bildungen des Kopfdarms bei Wirbeltieren. Der Prozess der Bildung wird als Branchiomerie bezeichnet. Beim Säugetierembryo bilden sich sechs solcher Bogen, wobei der fünfte und sechste meist nur rudimentär angelegt ist.

Bei den Fischen reißen die Membranen zwischen Furche und Tasche ein und es entstehen die definitiven Kiemen. Die Existenz solcher Kiemenbogen und -furchen auch bei Embryonen höherer Wirbeltiere wurde erstmals von Martin Rathke beschrieben.

Kiemenbogen

Jeder Kiemenbogen besitzt eine Kiemenbogenarterie und -vene, einen Kiemenbogennerv sowie eine Muskel- und eine Knorpelanlage. Aus den Kiemenbogen entwickeln sich bei höheren Wirbeltieren viele Organe, die deshalb als branchiogene Organe bezeichnet werden.

Erster Kiemenbogen

Aus dem ersten Kiemenbogen (Mandibularbogen) entstehen große Teile des Gesichts, wie Oberkiefer (Maxilla), Unterkiefer (Mandibula) und Gaumen sowie die Gehörknöchelchen Hammer und Amboss (nicht jedoch der Steigbügel). Die Knorpelanlage wird als Meckelscher Knorpel bezeichnet.

Aus der Muskelanlage entsteht die Kaumuskulatur. Die Arterie des ersten Kiemenbogens bildet sich weitgehend zurück, ist aber zu einem geringen Teil an der Bildung der Arteria carotis externa und Arteria maxillaris beteiligt. Der erste Kiemenbogennerv ist der fünfte Hirnnerv, der Nervus trigeminus.

Zweiter Kiemenbogen

Der zweite Kiemenbogen wird auch als Zungenbeinbogen (oder Hyoidbogen) bezeichnet. Aus ihm entsteht der obere Teil des Zungenbeins (Cornu minus; kleinerer Teil des Corpus), der Processus styloideus des Schläfenbeins und aus dem oberen Knorpelteil auch das Gehörknöchelchen Steigbügel.

Aus der Muskelanlage entstehen die mimische Muskulatur, sowie der Musculus stapedius, der Musculus stylohyoideus und der hintere Anteil des Musculus digastricus. Der zweite Kiemenbogennerv ist der siebte Hirnnerv, der Nervus facialis. Die zugehörige Arterie bildet sich vollständig zurück.

Dritter Kiemenbogen

Der dritte Kiemenbogenknorpel entwickelt sich zum unteren Teil des Zungenbeins (Cornu majus; größerer Teil des Corpus), die Muskelanlage zum Musculus stylopharyngeus, der entsprechend auch beim Erwachsenen vom dritten Kiemenbogennerv, dem neunten Hirnnerv Nervus glossopharyngeus innerviert wird.

Die Arterie des dritten Kiemenbogen entwickelt sich gemeinsam mit der dorsalen Aorta zur Arteria carotis interna.

Vierter Kiemenbogen

Der vierte Kiemenbogen und sein Knorpel bilden sich zum oberen Teil des Kehlkopfes um. Aus der Muskelanlage entsteht die äußere Kehlkopfmuskulatur und ein Teil der Rachenmuskulatur. Der vierte Kiemenbogennerv ist der Nervus laryngeus superior, Ast des Nervus vagus (zehnter Hirnnerv), der einen Teil der Kehlkopfmuskulatur innerviert.

Die Arterien des vierten Kiemenbogens entwickeln sich auf beiden Seiten unterschiedlich: Aus der linken Arterie entsteht der Aortenbogen, aus der rechten der Arteria subclavia dextra.

Fünfter Kiemenbogen

Der fünfte Kiemenbogen bildet sich nur rudimentär oder gar nicht aus. Es entstehen keine definitiven Strukturen.

Sechster Kiemenbogen

Der sechste Kiemenbogen und sein Knorpel bildet sich zum unteren Teil des Kehlkopfes um. Die Muskelanlage entwickelt sich dementsprechend auch zur inneren Kehlkopfmuskulatur. Der 6. Kiemenbogennerv ist der Nervus laryngeus recurrens, ein Ast des Nervus vagus (zehnter Hirnnerv), der einen Teil der Kehlkopfmuskulatur innerviert.

Auch die Arterien des sechsten Kiemenbogens entwickeln sich auf beiden Seiten verschieden: Links entstehen der Truncus pulmonalis und der Ductus arteriosus, rechts die Arteria pulmonalis.

Schlundtaschen

Zwischen den sechs Kiemenbogen entstehen innen fünf Schlundtaschen oder Kiemenspalten (Sacci pharyngeales), aus deren Entoderm sich ebenfalls definitive Strukturen entwickeln.

  • Aus der ersten Schlundtasche entsteht der Recessus tubotympanicus, aus dem sich die Paukenhöhle und die Ohrtrompete (Tuba auditiva) bilden. Durch eine Verbindung zur ersten Schlundfurche entsteht der äußere Gehörgang.
  • Die zweite Schlundtasche bildet die Anlage für die Gaumenmandel.
  • Aus dem Wandmaterial der dritten Schlundtasche entwickeln sich die unteren Nebenschilddrüsen (Glandula parathyroidea inferior) und der Thymus.
  • Aus der vierten Schlundtasche bilden sich die oberen Nebenschilddrüsen (Glandula parathyroidea superior) sowie – außer bei Säugetieren – der Ultimobranchialkörper.
  • Aus dem Material der fünften Schlundtasche entwickeln sich die C-Zellen, die bei Säugetieren in die Schilddrüse einwandern.
Zeichnung der Kiemenbogenregion eines menschlichen Embryos am Ende der vierten Woche.
Darstellung der Kiemenbogenregion im Transversalschnitt.

Schlundfurchen

Äußerlich entstehen vier Schlund- oder Kiemenfurchen (Sulci branchiales oder Ductus branchiales). Dabei geht nur aus der ersten Schlundfurche eine definitive Struktur hervor: Sie bildet durch Verbindung mit der ersten Schlundtasche den äußeren Gehörgang und das Trommelfell.

Durch das starke Wachstum des zweiten Kiemenbogens werden die zweite, dritte und vierte Furche in der Regel verschlossen. Erfolgt dieser Verschluss unvollständig, können sich Halsfisteln und -zysten bilden.

Literatur

  •  Thomas W. Sadler: Medizinische Embryologie. 10. Auflage. Thieme (übersetzt von Ulrich Drews), ISBN 3134466104, S. 322-335.
  •  Ulrike Bommas-Ebert, Philipp Teubner, Rainer Voß: Kurzlehrbuch Anatomie und Embryologie. 2. Auflage. Thieme, 2006, ISBN 3131355328, S. 59ff.

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