LUFTRÖHRE: EIGENSCHAFTEN, FUNKTIONEN, TEILE, HISTOLOGIE, KRANKHEITEN - ANATOMIE UND PHYSIOLOGIE - 2025

Die Luftröhre ist ein flexibler zylindrischer Schlauch, der bei erwachsenen Menschen etwa 12 bis 14 cm lang und etwa 2 cm im Durchmesser ist. Es beginnt im Krikoidknorpel des Kehlkopfes und endet gegabelt (zweigeteilt wie ein „Y“) und führt zum rechten Hauptbronchus und zum linken Hauptbronchus.

Diese Struktur ist Teil des Luftleitungssystems der Atemwege des Menschen und vieler anderer Wirbeltiere. Anatomisch gesehen befindet sich die Luftröhre zwischen dem Kehlkopf und dem Hauptbronchus jeder Lunge (rechts und links).

Die Luftröhre beginnt am Ende des Kehlkopfes

Das Luftleitungssystem der menschlichen Atemwege besteht aus den Nasengängen und der Nasenhöhle, den Nasennebenhöhlen, dem Pharynx (gemeinsamer Durchgang für Nahrung und Luft), dem Kehlkopf (der die Stimmbänder enthält) und der Luftröhre , die Bronchien und die Struktur der Lungenschläuche und -gänge.

Die Funktion der Atemwege besteht darin, den gasförmigen Austausch von Sauerstoff und Kohlendioxid (CO2) zwischen der Luft, die die Lunge erreicht, und den Gasen, die im systemischen Blut zirkulieren, durchzuführen. Dieser Prozess wird als „externe Atmung“ bezeichnet, um ihn vom Austausch zwischen Gewebe und Kapillare sowie vom Sauerstoffverbrauch und der zellulären Produktion von CO2 zu unterscheiden, was als „interne Atmung“ bezeichnet wird.

Menschliche Atemwege

Das Vorhandensein von Reizstoffen in der Luftröhre oder den Hauptbronchien löst den Hustenreflex aus, der es ermöglicht, durch einen explosiven Luftstrom den Reizstoff zu beseitigen und eine Schädigung der Lungenstrukturen "stromabwärts" zu verhindern, wie z Lungenalveolen.

Trachealanomalien sind sehr selten, es gibt jedoch angeborene Pathologien wie zum Beispiel tracheoösophageale Fisteln, Trachealstenosen, fehlendes Knorpel und abnormale Gabelungen, um nur einige zu nennen.

Allgemeine Charakteristiken

Anatomisches Diagramm des menschlichen Kehlkopfes, der Luftröhre, der Bronchien und der Lunge (Quelle: OpenStax über Wikimedia Commons) Die Luftröhre ist eine Röhre, deren hinterer Teil abgeflacht ist und sich vom unteren Teil des Kehlkopfes bis zur Höhe des vierten Rückenwirbels erstreckt es teilt sich auf, wodurch die beiden Hauptbronchien entstehen.

Histologisch gesehen besteht es aus drei verschiedenen Gewebeschichten, die als Mukosa, Submukosa und Adventitia bekannt sind.

Die in diesen Schichten vorhandenen Zellen sind an der Luftleitung und an der Schleimsekretion sowie an der Beseitigung von Fremdstoffen aus den Atemwegen beteiligt.

Die Atmung besteht aus zwei Phasen: Inspiration oder Lufteintritt und Ausatmen oder Lufteintritt. Während der Inspiration erweitert sich der Durchmesser der Luftröhre und nimmt an Länge zu, während sie während der Exspiration in ihren normalen Zustand zurückkehrt, dh vor der Inspiration in den ursprünglichen Zustand zurückkehrt.

Eigenschaften

Luftleitung

Die Hauptfunktion der Luftröhre besteht darin, Luft aus der Umgebung, die durch die Nasenlöcher und den Kehlkopf gelangt, zu den Hauptbronchien und anschließend zur Lunge zu leiten.

Verteidigung des Organismus

Eine weitere wichtige Funktion dieses Teils der Atemwege besteht darin, durch den Ziliardurchlauf von Schleim Fremdstoffe oder Schwebeteilchen, die in die Luft gelangen, zu entfernen und zu verhindern, dass sie die empfindlichsten oder empfindlichsten Teile der Lunge erreichen, d. H. zu den Lungenalveolen, die die Hauptorte des Gasaustauschs darstellen.

Die Luftröhre reagiert auf reizende Substanzen, indem sie die damit verbundenen glatten Muskeln zusammenzieht und den Hustenreflex auslöst.

Die Kontraktion dieser Muskeln bewirkt eine Verringerung des Durchmessers der Luftröhre und trägt zusammen mit der heftigen Kontraktion der exspiratorischen Muskeln und dem abrupten Öffnen der Glottis dazu bei, die Geschwindigkeit des Luftstroms zu erhöhen und Reizstoffe zu beseitigen.

Thermoregulierung

Neben den Nasengängen und Nebenhöhlen ist die Luftröhre an der Erwärmung und Befeuchtung (Sättigung des Wasserdampfs) der in die Atemwege eintretenden Luft beteiligt.

Teile und Histologie

Die Luftröhre besteht aus drei Gewebeschichten:

- Die Schleimhaut

- Die Submukosa

- Die Adventitia

Ein Großteil der Luftröhre befindet sich außerhalb der Brust, vor dem Hals und vor der Speiseröhre. Dann tritt es in den inneren Teil des Thorax (Mediastinum) ein, der sich hinter dem Brustbein befindet, bis es die Höhe des vierten Rückenwirbels erreicht, wo es sich teilt.

Adventitial Schicht der Luftröhre

Dies ist die äußerste Schicht der Luftröhre. Sie besteht aus fibroelastischem Bindegewebe, hyalinem Knorpel und fibrösem Bindegewebe. Es fixiert die Luftröhre an benachbarten Strukturen wie der Speiseröhre und dem Bindegewebe im Nacken.

In der Adventitialschicht befinden sich die mehr als ein Dutzend Trachealringe, die aus hyalinem Knorpel bestehen. Diese Ringe sind wie ein "C" oder Hufeisen geformt; Der "offene" Teil des Hufeisens ist auf die Rückseite der Luftröhre gerichtet, dh als würde er auf den dorsalen Teil des Körpers schauen.

Grafische Darstellung von Lunge, Luftröhre und Bronchien (Quelle: Arcadiande-Übersetzung: Ortisa über Wikimedia Commons) Zwischen jedem Knorpelring befindet sich eine Schicht aus fibrösem Bindegewebe. Jeder Ring auf seiner Rückseite ist durch eine Schicht glatter Muskeln, die als Trachealmuskel bekannt ist, mit dem nächsten verbunden. Die Kontraktion dieses Muskels verringert den Durchmesser der Luftröhre und erhöht die Strömungsgeschwindigkeit und die Verdrängung von Fremdstoffen.

Die Anordnung der Ringe und des Trachealmuskels macht den hinteren Teil der Luftröhre flach und den vorderen Teil abgerundet.

Unmittelbar oberhalb der Bifurkation der Luftröhre bilden sich Knorpelringe, die den Atemweg vollständig umgeben. Die Muskelbedeckung des muskulösen Teils der Luftröhre wird reorganisiert und bildet eine separate Schicht ineinandergreifender Faszikel innerhalb der Knorpel.

Submukosale Schicht der Luftröhre

Die submukosale Schicht enthält Schleim- und Seromukosadrüsen, die in ein dichtes und unregelmäßiges fibroelastisches Gewebe eingebettet sind. Es befindet sich räumlich zwischen der Schleimschicht und der Adventitia und ist reich an Blut und Lymphgefäßen.

Die Kanäle der Drüsen in dieser Schicht sind kurz und durchdringen die Lamina propria des Epithels, wodurch ihre Produkte zur inneren Oberfläche der Luftröhre abfließen.

Schleimschicht der Luftröhre

Es ist die Schicht, die den inneren Teil der Luftröhre (Deckschicht) bedeckt und durch ein Bündel ziemlich dicker elastischer Fasern von der Submukosa getrennt ist. Es besteht aus einem respiratorischen Epithel (ciliiertes pseudostratifiziertes Epithel) und einer Lamina propria des subepithelialen Bindegewebes.

Das respiratorische Epithel

Es besteht aus verschiedenen Arten von Zellen, einschließlich Becherzellen, Flimmerzylinderzellen, anderen Bürstenzellen, Basalzellen, serösen Zellen und Zellen des diffusen neuroendokrinen Systems.

Alle diese Zellen erreichen die Basalmembran, aber nicht alle erreichen das Lumen der Luftröhre (den Innenraum des Ganges). Am häufigsten sind Flimmersäulenzellen, Becherzellen und Basalzellen.

- Zylindrische Flimmerzellen sind, wie der Name schon sagt, Zellen mit einer in Zilien und Mikrovilli differenzierten apikalen Plasmamembran, deren Bewegung nach oben, dh von unten nach oben oder in Richtung Nasopharyngealweg erfolgt.

Die Hauptfunktion dieser Zellen besteht darin, die Bewegung des Schleims und der darin enthaltenen Partikel aus der Luftröhre zu "erleichtern".

- Becherzellen sind für die Produktion von Mucinogen verantwortlich, das einer der Hauptbestandteile des Schleims ist. In den Atemwegen sind dies Zellen mit einer schmalen Basis und einem erweiterten oberen Teil, die reich an mit Mucin beladenem Sekretgranulat sind.

- Die Basalzellen sind kurz und an der Basalmembran befestigt, erreichen jedoch nicht die Lumenoberfläche der Schleimhaut. Stammzellen werden für die Regeneration von Becherzellen, Haarzellen und Bürstenzellen in Betracht gezogen.

- Seröse Zellen kommen in der Trachealschleimhaut am wenigsten vor. Es handelt sich um zylindrische Zellen mit Mikrovilli und apikalem Granulat, die mit der von ihnen abgesonderten elektrodensen serösen Flüssigkeit beladen sind.

- Bürstenzellen sowie seröse Zellen sind in einem sehr geringen Anteil vorhanden. Sie haben auch hohe Mikrovilli und einige Forscher schlagen vor, dass sie sensorische Funktionen haben könnten, da sie mit Nervenenden in Verbindung gebracht wurden.

- Zellen des diffusen neuroendokrinen Systems , auch als „kleine Granulatzellen“ bekannt, sind in der Schleimhaut rar. Diese enthalten Granulate, die anscheinend in die Bindegewebsräume der Lamina propria freigesetzt werden, Sekrete, die die Funktionen anderer Zellen des respiratorischen Epithels zu steuern scheinen.

Die Lamina propria

Diese Schicht besteht aus lockerem fibroelastischem Bindegewebe und enthält lymphoide Gewebe wie Lymphknoten, Lymphozyten und auch Neutrophile. Einige seromukosale Drüsen und Schleim sind auch in der Lamina propria zu finden.

Krankheiten

Wie alles organische Gewebe ist die Luftröhre anfällig für bestimmte Konformationsänderungen, die durch angeborene Probleme, Infektionen und gutartige oder bösartige Tumoren sowie durch Veränderungen ihrer Struktur aufgrund des kontinuierlichen Einatmens von Reizstoffen verursacht werden.

Trachealmetaplasie

Eine der häufigsten Veränderungen der Luftröhre ist die Trachealmetaplasie, die aus einer Verringerung der Anzahl der Flimmerzellen in der Schleimschicht und einer Zunahme der schleimproduzierenden Becherzellen besteht, die typisch für chronisches Zigarettenrauchen oder wiederkehrende Exposition sind zu Kohlenstaub.

Die Zunahme der Anzahl der Becherzellen erhöht die Dicke der Schleimschicht, aber die Abnahme der Anzahl der Haarzellen verringert ihre Ausscheidung aus dem Trachealgang, was zu einer chronischen Verstopfung der Atemwege und Lungen führt.

Tracheoösophageale Fisteln

Unter den angeborenen Veränderungen der Luftröhre sind die tracheoösophagealen Fisteln zu erwähnen, bei denen es sich um abnormale Leitungen handelt, die die Luftröhre mit der Speiseröhre verbinden. Trachealstenose (angeborene Verringerung des Durchmessers der Luftröhre); Knorpelagenese (Fehlen von Luftröhrenknorpel, der den Kollaps und Verschluss der Luftröhre verursacht), unter anderem.

Infektionen oder Tumoren

Andere Trachealpathologien haben mit Infektionen viralen oder bakteriellen Ursprungs oder der Entwicklung von gutartigen oder karzinomatösen Tumoren zu tun.

Andere

Schließlich gibt es Veränderungen im Zusammenhang mit einziehbaren Narben, die in der Luftröhre aufgrund von durchdringenden Verletzungen oder Tracheotomie auftreten. Dabei wird ein Schlauch in die Luftröhre eingeführt, um Patienten zu verbinden, die über einen sehr langen Zeitraum eine assistierte Atmung benötigen.

Diese Narben führen zu einer lokalen Verengung der Luftröhre, die zu Atembeschwerden führen kann und chirurgisch behandelt werden muss.

Verweise

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