Трахея - Trachea

Трахеи
Иллюстрированное проведение passages.svg
Проведение переходов
Подробности
Произношение / Т г ə к я ə , т г к я ə /
Часть Дыхательные пути
Артерия трахеальные ветви нижней щитовидной артерии
Вен брахиоцефальная вена , непостоянная вена, добавочная гемазиготная вена
Идентификаторы
латинский Трахеи
MeSH D014132
TA98 A06.3.01.001
TA2 3213
FMA 7394
Анатомическая терминология

Трахеи , также известные как трахеи , является хрящевой трубкой , которая соединяет гортань с бронхами из легких , что позволяет прохождение воздуха , и так присутствует почти во всех воздухо- дыхания животных с легкими. Трахея простирается от гортани и разветвляется на два главных бронха . В верхней части трахеи перстневидный хрящ прикрепляет ее к гортани. Трахея образована рядом колец в форме подковы, вертикально соединенных вышележащими связками , а на их концах - трахеальной мышцей . Надгортанник закрывает отверстие в гортани при глотании.

Трахея начинает формироваться на втором месяце развития эмбриона, со временем становясь длиннее и более фиксированной в своем положении. Это эпителий, выстланный столбчатыми клетками с волосковыми выступами, называемыми ресничками , с разбросанными бокаловидными клетками, которые производят защитные муцины . Трахея может быть поражена воспалением или инфекцией, обычно в результате вирусного заболевания, поражающего другие части дыхательных путей , таких как гортань и бронхи , называемые крупом , что может привести к лающему кашлю. Инфекция бактериями обычно поражает только трахею и может вызвать сужение или даже обструкцию. Будучи основной частью дыхательных путей , при закупорке трахеи препятствует попаданию воздуха в легкие, поэтому при закупорке трахеи может потребоваться трахеостомия . Кроме того, во время операции, если требуется искусственная вентиляция легких, когда человек находится под воздействием седативных средств, в трахею вводится трубка , называемая интубацией .

Слово трахея используется для обозначения совершенно другого органа у беспозвоночных, чем у позвоночных. У насекомых открытая дыхательная система, состоящая из дыхалец , трахей и трахеол, для транспортировки метаболических газов в ткани и из них.

Структура

Blausen 0865 TracheaAnatomy.png

Трахея взрослого человека имеет внутренний диаметр от 1,5 до 2 сантиметров (от 0,59 до 0,79 дюйма) и длину от примерно 10 до 11 см (от 3,9 до 4,3 дюйма); у самцов шире, чем у самок. Он начинается в нижней части гортани и заканчивается у киля , точки, где трахея разветвляется на левый и правый главные бронхи . Трахея окружена 16-20 кольцами гиалинового хряща ; эти «кольца» имеют высоту 4 мм у взрослых, неполные и С-образные. Связки соединяют кольца. Trachealis мышца соединяет концы неполных колец и проходит по задней стенке трахеи.

Поперечный разрез трахеи и пищевода.

Трахеи начинаются у нижнего края перстневидного хряща в гортани и заканчивается в киле , точка , в которой трахея разветвляется на левые и правые основные бронхи . Трахея начинается на уровне шестого шейного позвонка (C6) , а киль находится на уровне четвертого грудного позвонка (T4) , хотя его положение может меняться при дыхании.

Строения поблизости

По своему ходу трахея проходит через многие структуры шеи и груди .

Перед верхней частью трахеи лежит соединительная ткань и кожа. Несколько других структур проходят над трахеей или сидят на ней; яремная арка , которая соединяет два передние яремной вены , сидит в передней части верхней части трахеи. По его длине тянутся грудино-подъязычные и щитовидно-щитовидные мышцы . Щитовидная железа также простирается через верхнюю часть трахеи, при этом перешеек покрывает второе-четвертое кольца, а доли простираются до уровня пятого или шестого хряща. Кровеносные сосуды щитовидной железы опираются на трахею рядом с перешейком; верхние щитовидные артерии соединяются чуть выше, а нижние щитовидные вены ниже. В передней части нижней трахеи лежит рукоятка из грудины , что остатки этого тимуса у взрослых. Спереди слева лежат крупные кровеносные сосуды, дуга аорты и ее ветви, левая общая сонная артерия и брахиоцефальный ствол ; и левая брахиоцефальная вена . Глубокое сердечное сплетение и лимфатические узлы также расположены перед нижней трахеей.

Позади трахеи по ее длине находится пищевод , за которым следуют соединительная ткань и позвоночный столб . По бокам от него проходят сонные артерии и нижние артерии щитовидной железы; а по бокам на его задней поверхности проходят возвратные гортанные нервы в верхней трахее и блуждающие нервы в нижней части трахеи.

Мышца трахеи сокращается во время кашля , уменьшая размер просвета трахеи.

Кровоснабжение и лимфатическое питание

Лимфатические узлы трахеи.

Верхняя часть трахеи принимает и отводит кровь через нижние артерии и вены щитовидной железы ; нижняя трахея получает кровь из бронхиальных артерий. Артерии, снабжающие трахею, поступают через небольшие ответвления, которые снабжают трахею с боков. По мере приближения ветвей к стенке трахеи они разделяются на нижнюю и верхнюю ветви , которые соединяются с ветвями артерий сверху и снизу; затем они разделяются на ветви, которые снабжают переднюю и заднюю части трахеи. Нижние артерии щитовидной железы возникают чуть ниже перешейка щитовидной железы, который расположен над трахеей. Эти артерии соединяются ( анастамозы ) с восходящими ветвями бронхиальных артерий , которые являются прямыми ветвями от аорты , чтобы снабжать кровью трахею. В лимфатических сосудах сливнога трахеи в pretracheal узлов , которые лежат в передней части трахеи, а паратрахеальные лимфатические узлы , которые лежат рядом с ним.

Разработка

На четвертой неделе развития человеческого эмбриона по мере роста респираторного зачатка трахея отделяется от передней кишки за счет образования гребней, которые в конечном итоге отделяют трахею от пищевода, трахеопищеводной перегородки . Это отделяет будущую трахею от пищевода и разделяет трубку передней кишки на гортанно-трахеальную трубку. К началу пятой недели начинают формироваться левый и правый главные бронхи , первоначально в виде зачатков на конечном конце трахеи.

В течение первого года жизни трахея имеет диаметр не более 4 мм, а к позднему детству она увеличивается до диаметра взрослого человека, составляющего примерно 2 см. Трахея более круглая и более вертикальная у детей по сравнению со взрослыми, больше различается по размеру, а также больше по своему положению по отношению к окружающим структурам.

Микроанатомия

Трахея выстлана слоем чередующихся слоев столбчатых клеток с ресничками . Эпителий содержит бокаловидные клетки , которые являются железистые , колонки-образные клетки , которые производят муцины , основной компонент слизи . Слизь помогает увлажнять и защищать дыхательные пути. Слизистые выстилает реснитчатые клетки трахеи в ловушку ингаляционных инородных частиц , что реснички затем взмах вверх по направлению к гортани , а затем глотка , где он может быть либо проглотил в желудке или изгнали в мокроте . Этот механизм самоочищения называется мукоцилиарным клиренсом .

Трахея окружена 16-20 кольцами гиалинового хряща ; эти «кольца» неполные и имеют С-образную форму. Два или более хряща часто соединяются частично или полностью, а иногда они раздваиваются на конечностях. Кольца обычно очень эластичны, но с возрастом могут кальцинироваться .

Функция

Трахея - это часть респираторного дерева, которая является каналом, по которому воздух проходит по пути к альвеолам легких или из них. Это передает кислород к телу и удаляет углекислый газ .

Использование в убийстве людей

Раздавливание трахеи - распространенная тактика для временного или окончательного вывода из строя другого человека, и ей преподают в вооруженных силах , боевых искусствах и полиции по всему миру.

Клиническое значение

Воспаление и инфекция

Воспаление трахеи, известное как трахеит , обычно вызвано инфекцией. Обычно это вызвано вирусными инфекциями , при этом бактериальные инфекции почти полностью возникают у детей. Чаще всего инфекции возникают при воспалении других частей дыхательных путей, таких как гортань и бронхи , известных как круп , однако бактериальные инфекции также могут поражать только трахею, хотя они часто связаны с недавней вирусной инфекцией. Вирусы, вызывающие круп, обычно представляют собой вирусы парагриппа 1–3, при этом вирусы гриппа A и B также вызывают круп, но обычно вызывают более серьезные инфекции; Бактерии также могут вызывать круп, включая Staphylococcus aureus , Haemophilus influenzae , Streptococcus pneumoniae и Moraxella catarrhalis . Причинами бактериальной инфекции трахеи чаще всего являются золотистый стафилококк и стрептококк пневмонии . У пациентов, находящихся в больнице, к другим бактериям, которые могут вызвать трахеит, относятся Escherichia coli , Klebsiella pneumoniae и Pseudomonas aeruginosa .

Лицо , поражаются трахеит может начаться с симптомами , которые предполагают инфекции верхних дыхательных путей , таких как кашель , боль в горле , или coryzal симптомы , такие как насморк . Может развиться температура, а у пораженного ребенка может развиться затрудненное дыхание и сепсис . Отек дыхательных путей может вызвать сужение дыхательных путей, вызывая хриплый звук дыхания, называемый стридором , или даже вызвать полную закупорку. К сожалению, до 80% людей, страдающих бактериальным трахеитом, нуждаются в использовании искусственной вентиляции легких , и лечение может включать эндоскопию с целью получения микробиологических образцов для посева и определения чувствительности , а также удаление любых мертвых тканей, связанных с инфекцией. Лечение в таких ситуациях обычно включает антибиотики .

Сужение

Пример стридора , который развивается при сужении или закупорке трахеи.

Трахея может быть сужена или сдавлена , обычно в результате увеличения близлежащих лимфатических узлов; рак трахеи или близлежащих структур; большой зоб щитовидной железы ; или редко в результате других процессов, таких как необычно опухшие кровеносные сосуды . Рубцы от трахеобронхиальной травмы или интубации; или воспаление, связанное с гранулематозом с полиангиитом, также может вызывать сужение трахеи ( стеноз трахеи ). Препятствие неизменно вызывает резкий звук дыхания, известный как стридор . Камера, вводимая через рот в трахею, называется бронхоскопией , может быть выполнена для выяснения причины непроходимости. Устранение препятствий зависит от причины. Препятствия в результате злокачественного новообразования можно лечить хирургическим путем, химиотерапией или лучевой терапией . Стент может быть вставлен поверх преграды. Доброкачественные образования, такие как сужение в результате рубцевания, скорее всего, иссекают хирургическим путем.

Одной из причин сужения является трахеомаляция , которая представляет собой тенденцию к коллапсу трахеи при повышенном внешнем давлении, например, когда поток воздуха увеличивается во время вдоха или выдоха из-за снижения податливости . Это может быть из-за врожденных причин или из-за вещей, которые развиваются после рождения, таких как сжатие близлежащими массами, опухоль или травма. Врожденная трахеомаляция может возникать сама по себе или в сочетании с другими аномалиями, такими как бронхомаляция или ларингомаляция , а также аномальные связи между трахеей и пищеводом , среди прочего. Врожденная трахеомаляция часто проходит без специального вмешательства; при необходимости вмешательства могут включать бета-агонисты и мускариновые агонисты , которые повышают тонус гладких мышц, окружающих трахею; вентиляция с положительным давлением или хирургическое вмешательство, которое может включать установку стента или удаление пораженной части трахеи. У собак, особенно миниатюрных и игрушечных собак , трахеомаляция, а также бронхомаляция могут привести к коллапсу трахеи , который часто проявляется гудящим гусиным кашлем.

Интубация

Интубация трахеи - это введение трубки в трахею. Эта процедура обычно выполняется во время операции , чтобы гарантировать, что человек получает достаточно кислорода во время седативного действия. Катетер подключен к аппарату, который контролирует воздушный поток, оксигенацию и некоторые другие показатели. Часто это одна из обязанностей анестезиолога во время операции.

В экстренных случаях или когда интубация трахеи считается невозможной, часто выполняется трахеотомия , чтобы вставить трубку для вентиляции, обычно когда это необходимо для выполнения определенных типов хирургических вмешательств, чтобы дыхательные пути оставались открытыми. Создание отверстия с помощью трахеотомии называется трахеостомией . В экстренных случаях можно провести еще один метод - это крикотиротомия .

Врожденные нарушения

Дивертикул трахеи на аксиальной компьютерной томографии

Агенезия трахеи - это редкий врожденный дефект, при котором трахея не может развиваться. Дефект обычно приводит к летальному исходу, хотя иногда хирургическое вмешательство бывает успешным.

Трахеопищеводный свищей является врожденный дефект , в котором трахею и пищевод аномально соединены (с фистулой ). Это связано с нарушениями разделения трахеи и пищевода во время развития. Это происходит примерно у 1 из 3000 рождений, и наиболее частыми аномалиями являются разделение верхнего и нижнего концов пищевода, при этом верхний конец остается закрытым. С этим могут быть связаны другие аномалии, включая сердечные аномалии или синдром VACTERL . Такие свищи могут быть обнаружены еще до рождения ребенка из-за избытка околоплодных вод ; после рождения они часто связаны с пневмонией и пневмонией из-за аспирации содержимого пищи. Врожденные свищи часто лечат хирургическим путем. У взрослых свищи могут возникать из-за эрозии трахеи из-за близлежащих злокачественных опухолей, которые разрушают как трахею, так и пищевод. Первоначально это часто приводит к кашлю из-за проглоченного содержимого пищевода, которое аспирируется через трахею, часто прогрессирующего до фатальной пневмонии; К сожалению, лечебное лечение бывает редко. Трахеи-пищеводного прокол является хирургически созданное отверстие между трахеей и пищеводом у человека , который был их гортань удалены. Воздух движется вверх от хирургического соединения к верхнему пищеводу и глотке, создавая вибрации, которые создают звук, который можно использовать для речи. Цель пункции - восстановить способность человека говорить после удаления голосовых связок.

Иногда в качестве анатомической вариации одно или несколько трахеальных колец имеют форму полных колец, а не подковообразных колец. Эти уплотнительные кольца меньше обычных С-образных колец и могут вызвать сужение ( стеноз ) трахеи, что приведет к затруднению дыхания. Операция, называемая скользящей трахеопластикой, может раскрыть кольца и воссоединить их в виде более широких колец, сокращая длину трахеи. Сдвиговая трахеопластика считается лучшим вариантом лечения стеноза трахеи.

Синдром Мунье-Куна - редкое врожденное заболевание аномально увеличенной трахеи, характеризующееся отсутствием эластичных волокон, истончением гладких мышц и склонностью к рецидивирующим инфекциям дыхательных путей.

Замена

С 2008 года в ходе операций была экспериментально заменена трахея на трахеи, выращенные из стволовых клеток или синтетических заменителей, однако это считается экспериментальным и стандартизованного метода не существует. Трудности с обеспечением адекватного кровоснабжения замененной трахеи считаются серьезной проблемой при любой замене. Кроме того, не было найдено никаких доказательств, подтверждающих размещение стволовых клеток, взятых из костного мозга, на трахею в качестве способа стимуляции регенерации тканей, и такой метод остается гипотетическим.

В январе 2021 года хирурги больницы Mount Sinai в Нью-Йорке провели первую полную трансплантацию трахеи. 18-часовая процедура включала забор трахеи у донора и имплантацию ее пациенту, соединив многочисленные вены и артерии, чтобы обеспечить достаточный приток крови к органу.

Другие животные

С учетом вариаций длины шеи трахея у других млекопитающих в целом аналогична трахее человека. В целом он также похож на трахею рептилий .

Позвоночные

У птиц трахея проходит от глотки до сиринкса , от которого расходятся главные бронхи . У лебедей необычно удлиненная трахея, часть которой свернута под грудиной ; это может действовать как резонатор для усиления звука. У некоторых птиц кольца трахеи целы и могут даже окостенеть .

У земноводных трахея обычно очень короткая и ведет прямо в легкие, без прозрачных первичных бронхов. Однако более длинная трахея встречается у некоторых длинношеих саламандр и у цецилий . Хотя на трахее амфибий есть хрящевые узелки неправильной формы, они не образуют колец, которые есть у амниот .

Единственные позвоночные, у которых есть легкие, но нет трахеи, - это двоякодышащие рыбы и полиптер , у которых легкие возникают непосредственно из глотки.

Беспозвоночные

Трахеальная система рассеченного таракана . Самые большие трахеи проходят по ширине тела таракана и на этом изображении расположены горизонтально. Шкала шкалы 2 мм.
Трахеальная система разветвляется на все более мелкие трубки, снабжающие здесь урожай таракана. Шкала шкалы 2 мм.

Слово трахея используется для обозначения совершенно другого органа у беспозвоночных, чем у позвоночных. У насекомых открытая дыхательная система, состоящая из дыхалец, трахей и трахеол, для транспортировки метаболических газов в ткани и из них. Распределение дыхальцами может сильно различаться среди многих заказов от насекомых , но , в общем каждый сегмент тела может иметь только одну пару дыхальцами, каждая из которых соединяется с предсердием и имеет относительно большую трахеи трубку позади него. Трахеи представляют собой инвагинации кутикулярного экзоскелета, которые разветвляются ( анастомозируют ) по всему телу с диаметром от нескольких микрометров до 0,8 мм. Диффузия из кислорода и двуокиси углерода происходит через стену самых маленьких трубок, называемые трахеолами, которые проникают в ткани и даже отступ отдельных клеток. Газ может проходить через дыхательную систему посредством активной вентиляции или пассивной диффузии. В отличие от позвоночных , насекомые обычно не переносят кислород в гемолимфе . Это один из факторов, который может ограничивать их размер.

Трахеальная трубка может содержать гребневидные периферические кольца taenidia различной геометрии, такие как петли или спирали . Taenidia придает трахее силу и гибкость. В голове , грудной клетке или брюшной полости трахеи также могут быть связаны с воздушными мешочками. Многие насекомые, такие как кузнечики и пчелы , которые активно качают воздушные мешочки в брюшной полости, могут контролировать поток воздуха через свое тело. У некоторых водных насекомых трахеи обмениваются газом через стенку тела напрямую, в форме жабр , или функционируют в основном как обычно, через пластрон . Обратите внимание, что, несмотря на то, что трахеи членистоногих являются внутренними, они выстланы кутикулярной тканью и опадают во время линьки ( шелушения ).

Дополнительные изображения

использованная литература