Трахея ( мн.ч.: трахеи или трахеи ) , также известная как трахея , представляет собой хрящевую трубку , которая соединяет гортань с бронхами легких , обеспечивая прохождение воздуха , и поэтому присутствует почти у всех животных, имеющих легкие. Трахея простирается от гортани и разветвляется на два главных бронха. В верхней части трахеи перстневидный хрящ прикрепляет ее к гортани. Трахея образована множеством подковообразных колец, соединенных вертикально вышележащими связками , а на их концах - трахеальной мышцей . Надгортанник закрывает отверстие в гортани во время глотания .
Трахея начинает формироваться на втором месяце развития эмбриона, с течением времени становясь длиннее и фиксируясь в своем положении. Это эпителий , выстланный столбчатыми клетками с волосообразными отростками, называемыми ресничками , с рассеянными бокаловидными клетками , вырабатывающими защитные муцины . Трахея может быть поражена воспалением или инфекцией, обычно в результате вирусного заболевания, поражающего другие части дыхательных путей , например гортани и бронхи, называемого крупом , что может привести к кашлю. Бактериальная инфекция обычно поражает только трахею и может вызвать ее сужение или даже обструкцию. Трахея, являющаяся основной частью дыхательных путей, при обструкции предотвращает попадание воздуха в легкие, поэтому при обструкции трахеи может потребоваться трахеостомия . Кроме того, во время операции, если требуется механическая вентиляция легких, когда человек находится под наркозом, в трахею вводится трубка , называемая интубацией .
Слово «трахея» используется для обозначения совсем другого органа у беспозвоночных , чем у позвоночных . Насекомые имеют открытую дыхательную систему , состоящую из дыхалец , трахей и трахеол , которые транспортируют метаболические газы в ткани и из них.
Трахея взрослого человека имеет внутренний диаметр от 1,5 до 2 сантиметров ( от 1 ⁄ 2 до 3 ⁄ дюйма ) и длину от 10 до 11 см (от 4 до 4 дюймов) .+1/4 дюйма ), у самцов шире, чем у самок . [2] Трахея начинается у нижнего края перстневидного хряща гортани [3] на уровне шестого шейного позвонка (С6) [2] и заканчивается у киля, места, где трахея разветвляется на левую и правую основные бронхи. [2] , на уровне четвертого грудного позвонка (Т4), [2] хотя его положение может меняться при дыхании . [3] Трахея окружена 16–20 кольцами гиалинового хряща ; эти «кольца» у взрослого человека имеют высоту 4 миллиметра, неполные и имеют С-образную форму. [2] Связки соединяют кольца. [3] Трахеальная мышца соединяет концы неполных колец и проходит вдоль задней стенки трахеи. [3] Также адвентиция, внешний слой соединительной ткани, окружающий гиалиновый хрящ, способствует способности трахеи сгибаться и растягиваться при движении. [4]
Хотя трахея представляет собой срединную структуру, в норме она может смещаться вправо дугой аорты. [5]
На своем пути трахея проходит мимо многих структур шеи и грудной клетки ( грудной клетки ).
В передней части верхней части трахеи лежит соединительная ткань и кожа. [2] Несколько других структур проходят над трахеей или сидят на ней; яремная дуга , соединяющая две передние яремные вены , расположена впереди верхней части трахеи. Грудино -подъязычная и грудино-щитовидная мышцы растягиваются по его длине. Щитовидная железа также простирается через верхнюю часть трахеи, при этом перешеек перекрывает второе-четвертое кольца, а доли доходят до уровня пятого или шестого хряща. [2] Кровеносные сосуды щитовидной железы лежат на трахее рядом с перешейком; Чуть выше него соединяются верхние щитовидные артерии , а ниже него — нижние щитовидные вены . [2] Перед нижней частью трахеи лежит рукоятка грудины , остатки тимуса у взрослых . Спереди слева лежат крупные кровеносные сосуды — дуга аорты и ее ветви, левая общая сонная артерия и плечеголовной ствол ; и левая плечеголовная вена . Глубокое сердечное сплетение и лимфатические узлы также расположены впереди нижней части трахеи. [2]
За трахеей по всей ее длине расположен пищевод , за ним следует соединительная ткань и позвоночный столб . [2] По бокам от него проходят сонные артерии и нижние щитовидные артерии; по бокам от нее на задней поверхности проходят возвратные гортанные нервы в верхней части трахеи и блуждающие нервы в нижней части трахеи. [2]
Трахеальная мышца сокращается во время кашля , уменьшая размер просвета трахеи . [3]
Верхняя часть трахеи получает и отводит кровь через нижние щитовидные артерии и вены; [2] нижняя часть трахеи получает кровь из бронхиальных артерий. [3] Артерии, кровоснабжающие трахею, осуществляют это через небольшие ветви, кровоснабжающие трахею с боков. По мере приближения ветвей к стенке трахеи они разделяются на нижние и верхние ветви, которые соединяются с ветвями артерий сверху и снизу; затем они разделяются на ветви, которые снабжают кровью переднюю и заднюю части трахеи. [3] Нижние щитовидные артерии берут начало чуть ниже перешейка щитовидной железы, который расположен над трахеей. Эти артерии соединяются ( анастамозы ) с восходящими ветвями бронхиальных артерий , являющихся прямыми ветвями от аорты , снабжающими кровью трахею. [2] Лимфатические сосуды трахеи впадают в претрахеальные узлы , расположенные перед трахеей, и паратрахеальные лимфатические узлы , расположенные рядом с ней. [2]
На четвертой неделе развития человеческого эмбриона по мере роста дыхательной почки трахея отделяется от передней кишки посредством 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. [6] К началу пятой недели начинают формироваться левый и правый главные бронхи, первоначально в виде зачатков на конечном конце трахеи. [6]
В течение первого года жизни трахея имеет диаметр не более 4 мм, а к позднему детскому возрасту увеличивается до диаметра взрослого человека, составляющего примерно 2 см. [2] [3] Трахея у детей более круглая и более вертикальная по сравнению со взрослыми, [3] больше различается по размеру, а также больше различается по своему положению по отношению к окружающим ее структурам. [2]
Трахея выстлана слоем вкраплений столбчатых клеток с ресничками . [3] Эпителий содержит бокаловидные клетки , которые представляют собой железистые столбчатые клетки, которые производят муцины , основной компонент слизи . Слизь помогает увлажнять и защищать дыхательные пути. [7] Слизь выстилает реснитчатые клетки трахеи, улавливая вдыхаемые инородные частицы, которые затем переносятся ресничками вверх к гортани, а затем к глотке, где они могут быть либо проглочены в желудок, либо выведены в виде мокроты . Этот механизм самоочищения называется мукоцилиарным клиренсом . [8]
Трахея окружена 16–20 кольцами гиалинового хряща; эти «кольца» неполные и имеют С-образную форму. [2] Два или более хрящей часто соединяются, частично или полностью, а иногда раздваиваются на концах. Кольца, как правило, очень эластичны, но с возрастом могут кальцинироваться .
Основная функция трахеи — транспортировка воздуха в легкие и из них. Это также помогает согреть, увлажнить и фильтровать воздух, прежде чем он достигнет легких.
Трахея состоит из хрящевых колец, которые помогают ей оставаться открытой и предотвращают ее коллапс. Внутренняя часть трахеи покрыта слизистой оболочкой, которая вырабатывает слизь, помогающую улавливать частицы грязи и пыли. Реснички, представляющие собой крошечные волоски, выстилающие слизистую оболочку, помогают перемещать слизь и захваченные частицы вверх и из трахеи.
Воспаление трахеи, известное как трахеит , обычно возникает из-за инфекции. Обычно его вызывают вирусные инфекции [9] , причем бактериальные инфекции почти полностью встречаются у детей. [10] Чаще всего инфекции возникают при воспалении других частей дыхательных путей, таких как гортань и бронхи, известном как круп , [10] [9] однако бактериальные инфекции могут также поражать только трахею, хотя они часто связаны с с недавней вирусной инфекцией. [9] Вирусы, вызывающие круп, обычно представляют собой вирусы парагриппа 1–3, причем вирусы гриппа А и В также вызывают круп, но обычно вызывают более серьезные инфекции; Бактерии также могут вызывать круп и включают Staphylococcus aureus , Haemophilus influenzae , Streptococcus pneumoniae и Moraxella cataralis . [9] Причинами бактериальной инфекции трахеи чаще всего являются Staphylococcus aureus и Streptococcus pneumoniae . [11] У пациентов, находящихся в больнице, дополнительные бактерии, которые могут вызвать трахеит, включают Escherichia coli , Klebsiella pneumoniae и Pseudomonas aeruginosa . [9]
У человека, страдающего трахеитом, могут начаться симптомы, указывающие на инфекцию верхних дыхательных путей, такие как кашель, боль в горле или симптомы насморка , такие как насморк . Может развиться лихорадка, а у пораженного ребенка могут развиться затруднение дыхания и сепсис . [9] [10] Отек дыхательных путей может вызвать их сужение, вызывая хриплый звук дыхания, называемый стридором , или даже вызвать полную закупорку. [10] До 80% людей, страдающих бактериальным трахеитом, требуется использование искусственной вентиляции легких , а лечение может включать эндоскопию с целью получения микробиологических образцов для посева и определения чувствительности , а также удаления любых мертвых тканей, связанных с инфекцией. Лечение в таких ситуациях обычно включает антибиотики . [10]
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 . [12] Рубцы в результате трахеобронхиальной травмы или интубации; или воспаление, связанное с гранулематозом при полиангиите , также может вызвать сужение трахеи ( стеноз трахеи ). [12] Обструкция всегда вызывает резкий звук дыхания, известный как стридор . [12] Для выяснения причины обструкции может быть проведена камера, вводимая через рот в трахею (так называемая бронхоскопия) . [12] Лечение препятствий зависит от причины. Обструкции, возникшие в результате злокачественного новообразования, можно лечить хирургическим путем, химиотерапией или лучевой терапией . [12] Стент может быть установлен поверх препятствия. Доброкачественные поражения, такие как сужения в результате рубцевания, скорее всего, будут иссечены хирургическим путем. [12]
Одной из причин сужения является трахеомаляция , то есть склонность трахеи к коллапсу при повышенном внешнем давлении, например, когда поток воздуха увеличивается во время вдоха или выдоха из-за снижения податливости . [13] Это может быть связано с врожденными причинами или с факторами, которые развиваются после рождения, например, сдавливанием близлежащими образованиями, отеком или травмой. [13] Врожденная трахеомаляция может возникать сама по себе или в сочетании с другими аномалиями, такими как бронхомаляция или ларингомаляция , а также аномальными связями между трахеей и пищеводом , среди прочего. [13] 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. [13] У собак, особенно миниатюрных и игрушечных собак , трахеомаляция, а также бронхомаляция [14] могут привести к коллапсу трахеи , который часто проявляется гудящим гусиным кашлем. [15]
Трахея может быть повреждена в результате травмы, например, в результате автомобильной аварии, или умышленно, когда кто-то умышленно причинил ущерб, например, как это практикуется в некоторых боевых искусствах . [16]
Интубация трахеи подразумевает введение трубки в трахею. [17] Эту процедуру обычно выполняют во время операции , чтобы обеспечить получение человеком достаточного количества кислорода во время седации. Катетер подключен к аппарату, который контролирует поток воздуха, оксигенацию и ряд других показателей. Зачастую это одна из обязанностей анестезиолога во время операции.
В экстренных случаях или когда интубация трахеи считается невозможной, часто выполняется трахеотомия для введения трубки для вентиляции, обычно когда это необходимо для проведения определенных типов хирургических операций, чтобы дыхательные пути оставались открытыми. Создание отверстия посредством трахеотомии называется трахеостомой . [18] В экстренной ситуации можно использовать еще один метод – крикотиротомию . [19]
Агенезия трахеи [20] — редкий врожденный дефект , при котором трахея не развивается. Дефект обычно приводит к летальному исходу, хотя иногда хирургическое вмешательство оказывается успешным.
Трахеопищеводный свищ — врожденный дефект, при котором трахея и пищевод аномально соединяются ( свищ ). Это происходит из-за аномалий разделения трахеи и пищевода во время развития. [6] Это происходит примерно у 1 из 3000 новорожденных, и наиболее распространенной аномалией является разделение верхнего и нижнего концов пищевода, при этом верхний конец заканчивается закрытым мешком. [6] С этим могут быть связаны и другие отклонения, в том числе нарушения сердечной деятельности или синдром VACTERL . [6] Такие свищи могут быть обнаружены до рождения ребенка из-за избытка околоплодных вод ; после рождения они часто сопровождаются пневмонитами и пневмониями из-за аспирации содержимого пищи. [6] Врожденные свищи часто лечат хирургическим путем. [12] У взрослых свищи могут возникать из-за эрозии трахеи близлежащими злокачественными опухолями, которые разрушаются как в трахею, так и в пищевод. Первоначально это часто приводит к кашлю из-за проглоченного содержимого пищевода, которое аспирируется через трахею, что часто приводит к смертельной пневмонии; Лечебное лечение проводится редко. [12] Трахеопищеводная пункция — это хирургически созданное отверстие между трахеей и пищеводом у человека, которому удалили гортань. Воздух движется вверх от хирургического соединения к верхнему отделу пищевода и глотке, создавая вибрации, которые создают звук, который можно использовать для речи. Цель пункции – восстановить способность человека говорить после удаления голосовых связок. [21]
Иногда в качестве анатомического варианта одно или несколько колец трахеи имеют форму полных колец, а не колец в форме подковы. Эти уплотнительные кольца меньше обычных С-образных колец и могут вызвать сужение ( стеноз ) трахеи, что приводит к затруднению дыхания. Операция, называемая слайд-трахеопластикой, позволяет раскрыть кольца и соединить их в более широкие кольца, укорачивая длину трахеи. [22] Слайд-трахеопластика считается лучшим вариантом лечения стеноза трахеи. [23]
Синдром Мунье-Куна — редкое врожденное заболевание аномально увеличенной трахеи, характеризующееся отсутствием эластических волокон, истончением гладких мышц и склонностью к рецидивирующим инфекциям дыхательных путей. [24]
С 2008 года проводятся экспериментальные операции по замене трахеи на выращенные из стволовых клеток или синтетические заменители, однако это считается экспериментальным, и стандартизированного метода не существует. [25] Трудности с обеспечением адекватного кровоснабжения замененной трахеи считаются серьезной проблемой при любой замене. Кроме того, не было обнаружено никаких доказательств в пользу размещения стволовых клеток, взятых из костного мозга, в трахею как способа стимуляции регенерации тканей, и такой метод остается гипотетическим. [25]
В январе 2021 года хирурги больницы Маунт-Синай в Нью-Йорке провели первую полную трансплантацию трахеи. 18-часовая процедура включала забор трахеи у донора и имплантацию ее пациенту, соединение многочисленных вен и артерий для обеспечения достаточного притока крови к органу. [26]
С учетом различий в длине шеи трахея у других млекопитающих в целом аналогична трахеи человека. В целом он также похож на трахею рептилий . [27]
У птиц трахея идет от глотки к сиринксу , от которого расходятся главные бронхи. У лебедей необычно удлиненная трахея, часть которой закручена под грудиной; это может действовать как резонатор для усиления звука. У некоторых птиц кольца трахеи целые и даже могут быть окостеневшими . [27]
У амфибий трахея обычно чрезвычайно коротка и ведет непосредственно в легкие, без четких главных бронхов. Однако более длинная трахея встречается у некоторых саламандр с длинной шеей и у червяг . Хотя на трахее амфибий имеются хрящевые узелки неправильной формы, они не образуют колец, характерных для амниот . [27]
Единственные позвоночные , у которых есть легкие, но нет трахеи, — это двоякодышащие рыбы и полиптеры , у которых легкие возникают непосредственно из глотки. [27]
Слово «трахея» используется для обозначения совсем другого органа у беспозвоночных , чем у позвоночных. Насекомые имеют открытую дыхательную систему , состоящую из дыхалец, трахей и трахеол , которые транспортируют метаболические газы в ткани и из них. [28] Распределение дыхалец может сильно различаться среди многих отрядов насекомых , но в целом каждый сегмент тела может иметь только одну пару дыхалец, каждая из которых соединяется с предсердием и имеет относительно большую трахеальную трубку позади нее . Трахеи представляют собой инвагинации кутикулярного экзоскелета , которые разветвляются ( анастомозируют ) по всему телу и имеют диаметр от нескольких микрометров до 0,8 мм. Диффузия кислорода и углекислого газа происходит через стенки мельчайших трубочек, называемых трахеолами, которые проникают в ткани и даже вдавливают отдельные клетки. [29] Газ может проходить через дыхательную систему посредством активной вентиляции или пассивной диффузии. В отличие от позвоночных, насекомые обычно не переносят кислород в гемолимфе . [30] Это один из факторов, которые могут ограничить их размер.
Трахеальная трубка может содержать гребнеобразные окружные кольца тенидиев различной геометрии , такие как петли или спирали . Тенидии обеспечивают прочность и гибкость трахеи. В голове, грудной клетке или животе трахеи также могут быть соединены с воздушными мешками. Многие насекомые, такие как кузнечики и пчелы , которые активно накачивают воздушные мешки в своем брюшке, способны контролировать поток воздуха через свое тело. У некоторых водных насекомых трахеи обмениваются газом напрямую через стенку тела, в форме жабр , или функционируют по существу как обычно, через пластрон . Обратите внимание, что трахеи членистоногих, несмотря на то, что они внутренние, выстланы кутикулярной тканью и сбрасываются во время линьки ( экдизис ). [29]
_histology_cross-section.png/1280px-Trachea_(mammal)_histology_cross-section.png)
_histology_cross-section_low_mag.png/1280px-Trachea_(mammal)_histology_cross-section_low_mag.png)
{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )