La tráquea ( pl.: tracheae o tracheas ) , también conocida como tráquea , es un tubo cartilaginoso que conecta la laringe con los bronquios de los pulmones , permitiendo el paso del aire , y por eso está presente en casi todos los animales con pulmones. La tráquea se extiende desde la laringe y se ramifica en los dos bronquios primarios. En la parte superior de la tráquea, el cartílago cricoides la une a la laringe. La tráquea está formada por una serie de anillos en forma de herradura, unidos entre sí verticalmente por ligamentos superpuestos , y por el músculo traqueal en sus extremos. La epiglotis cierra la abertura hacia la laringe durante la deglución.
La tráquea comienza a formarse en el segundo mes de desarrollo embrionario, volviéndose más larga y más fija en su posición con el tiempo. Es un epitelio revestido de células en forma de columna que tienen extensiones similares a pelos llamadas cilios , con células caliciformes dispersas que producen mucinas protectoras . La tráquea puede verse afectada por inflamación o infección, generalmente como resultado de una enfermedad viral que afecta a otras partes del tracto respiratorio , como la laringe y los bronquios, llamada crup , que puede provocar tos. La infección con bacterias generalmente afecta solo a la tráquea y puede causar estrechamiento o incluso obstrucción. Como parte principal del tracto respiratorio, cuando está obstruida, la tráquea impide que el aire ingrese a los pulmones y, por lo tanto, puede requerirse una traqueotomía si la tráquea está obstruida. Además, durante la cirugía si se requiere ventilación mecánica cuando una persona está sedada, se inserta un tubo en la tráquea, llamado intubación .
La palabra tráquea se utiliza para definir un órgano muy diferente en los invertebrados que en los vertebrados . Los insectos tienen un sistema respiratorio abierto formado por espiráculos , tráqueas y traqueolas para transportar gases metabólicos hacia y desde los tejidos.
La tráquea de un adulto tiene un diámetro interno de aproximadamente 1,5 a 2 centímetros ( 1 ⁄ 2 a 3 ⁄ 4 pulgadas) y una longitud de aproximadamente 10 a 11 cm (4 a 4+1 ⁄ 4 in), más ancho en los hombres que en las mujeres. [2] La tráquea comienza en el borde inferior del cartílago cricoides de la laringe [3] a nivel de la sexta vértebra cervical (C6) [2] y termina en la carina, el punto donde la tráquea se ramifica en los bronquios principales izquierdo y derecho., [2] a nivel de la cuarta vértebra torácica (T4), [2] aunque su posición puede cambiar con la respiración . [3] La tráquea está rodeada por 16-20 anillos de cartílago hialino ; estos "anillos" tienen 4 milímetros de alto en el adulto, están incompletos y tienen forma de C. [2] Los ligamentos conectan los anillos. [3] El músculo traqueal conecta los extremos de los anillos incompletos y corre a lo largo de la pared posterior de la tráquea. [3] Además, la adventicia, que es la capa más externa de tejido conectivo que rodea el cartílago hialino, contribuye a la capacidad de la tráquea de doblarse y estirarse con el movimiento. [4]
Aunque la tráquea es una estructura de la línea media, puede desplazarse normalmente hacia la derecha por el arco aórtico. [5]
La tráquea pasa por muchas estructuras del cuello y el tórax a lo largo de su recorrido.
Delante de la tráquea superior se encuentra el tejido conectivo y la piel. [2] Varias otras estructuras pasan por encima o se asientan sobre la tráquea; el arco yugular , que une las dos venas yugulares anteriores , se encuentra delante de la parte superior de la tráquea. Los músculos esternohioideo y esternotiroideo se extienden a lo largo de su longitud. La glándula tiroides también se extiende a través de la tráquea superior, con el istmo superpuesto al segundo a cuarto anillo, y los lóbulos extendiéndose hasta el nivel del quinto o sexto cartílago. [2] Los vasos sanguíneos de la tiroides descansan sobre la tráquea junto al istmo; las arterias tiroideas superiores se unen justo encima de él, y las venas tiroideas inferiores debajo de él. [2] Delante de la tráquea inferior se encuentra el manubrio del esternón , los restos del timo en los adultos. Al frente a la izquierda se encuentran los grandes vasos sanguíneos, el arco aórtico y sus ramas, la arteria carótida común izquierda y el tronco braquiocefálico ; y la vena braquiocefálica izquierda . El plexo cardíaco profundo y los ganglios linfáticos también se encuentran frente a la tráquea inferior. [2]
Detrás de la tráquea, a lo largo de su longitud, se encuentra el esófago , seguido por el tejido conectivo y la columna vertebral . [2] A sus lados corren las arterias carótidas y las arterias tiroideas inferiores; y a sus lados en su superficie posterior corren los nervios laríngeos recurrentes en la tráquea superior y los nervios vagos en la tráquea inferior. [2]
El músculo traqueal se contrae durante la tos , reduciendo el tamaño de la luz de la tráquea. [3]
La parte superior de la tráquea recibe y drena sangre a través de las arterias y venas tiroideas inferiores ; [2] la tráquea inferior recibe sangre de las arterias bronquiales. [3] Las arterias que irrigan la tráquea lo hacen a través de pequeñas ramas que la irrigan desde los lados. A medida que las ramas se acercan a la pared de la tráquea, se dividen en ramas inferior y superior , que se unen con las ramas de las arterias de arriba y de abajo; estas luego se dividen en ramas que irrigan las partes anterior y posterior de la tráquea. [3] Las arterias tiroideas inferiores surgen justo debajo del istmo de la tiroides, que se encuentra encima de la tráquea. Estas arterias se unen ( anastomosis ) con ramas ascendentes de las arterias bronquiales , que son ramas directas de la aorta , para suministrar sangre a la tráquea. [2] Los vasos linfáticos de la tráquea drenan en los ganglios pretraqueales que se encuentran frente a la tráquea y en los ganglios linfáticos paratraqueales que se encuentran a su lado. [2]
En la cuarta semana de desarrollo del embrión humano , a medida que crece el brote respiratorio , la tráquea se separa del intestino anterior a través de la formación de crestas que finalmente separan la tráquea del esófago, el tabique traqueoesofágico . Esto separa la futura tráquea del esófago y divide el tubo del intestino anterior en el tubo laringotraqueal. [6] Al comienzo de la quinta semana, los bronquios principales izquierdo y derecho han comenzado a formarse, inicialmente como brotes en el extremo terminal de la tráquea. [6]
La tráquea no tiene más de 4 mm de diámetro durante el primer año de vida, expandiéndose hasta su diámetro adulto de aproximadamente 2 cm al final de la infancia. [2] [3] La tráquea es más circular y más vertical en los niños en comparación con los adultos, [3] varía más en tamaño y también varía más en su posición en relación con las estructuras circundantes. [2]
La tráquea está revestida por una capa de capas intercaladas de células en forma de columna con cilios . [3] El epitelio contiene células caliciformes , que son células glandulares en forma de columna que producen mucinas , el componente principal del moco . El moco ayuda a humedecer y proteger las vías respiratorias. [7] El moco recubre las células ciliadas de la tráquea para atrapar partículas extrañas inhaladas que luego los cilios elevan hacia la laringe y luego a la faringe, donde pueden ser tragadas hacia el estómago o expulsadas como flema . Este mecanismo de autolimpieza se denomina aclaramiento mucociliar . [8]
La tráquea está rodeada por entre 16 y 20 anillos de cartílago hialino; estos "anillos" son incompletos y tienen forma de C. [2] Dos o más de los cartílagos a menudo se unen, parcial o completamente, y a veces se bifurcan en sus extremos. Los anillos son generalmente muy elásticos pero pueden calcificarse con la edad .
La función principal de la tráquea es transportar aire hacia y desde los pulmones. También ayuda a calentar, humedecer y filtrar el aire antes de que llegue a los pulmones.
La tráquea está formada por anillos de cartílago que ayudan a mantenerla abierta y evitar que se colapse. El interior de la tráquea está recubierto por una membrana mucosa que produce moco para ayudar a atrapar partículas de suciedad y polvo. Los cilios, que son pequeños pelos que recubren la membrana mucosa, ayudan a mover el moco y las partículas atrapadas hacia arriba y hacia afuera de la tráquea.
La inflamación de la tráquea se conoce como traqueítis , generalmente debido a una infección. Suele ser causada por infecciones virales , [9] con infecciones bacterianas que ocurren casi exclusivamente en niños. [10] Lo más común es que las infecciones ocurran con inflamación de otras partes del tracto respiratorio, como la laringe y los bronquios, conocida como crup , [10] [9] sin embargo, las infecciones bacterianas también pueden afectar solo a la tráquea, aunque a menudo se asocian con una infección viral reciente. [9] Los virus que causan crup son generalmente los virus parainfluenza 1-3, y los virus de influenza A y B también causan crup, pero generalmente causan infecciones más graves; las bacterias también pueden causar crup e incluyen Staphylococcus aureus , Haemophilus influenzae , Streptococcus pneumoniae y Moraxella catarrhalis . [9] Las causas de infección bacteriana de la tráquea son más comúnmente Staphylococcus aureus y Streptococcus pneumoniae . [11] En pacientes hospitalizados, otras bacterias que pueden causar traqueítis incluyen Escherichia coli , Klebsiella pneumoniae y Pseudomonas aeruginosa . [9]
Una persona afectada con traqueítis puede comenzar con síntomas que sugieren una infección del tracto respiratorio superior, como tos, dolor de garganta o síntomas de coriza como secreción nasal . Puede desarrollar fiebre y un niño afectado puede desarrollar dificultad para respirar y sepsis . [9] [10] La hinchazón de las vías respiratorias puede causar estrechamiento de las mismas, causando un sonido respiratorio ronco llamado estridor , o incluso causar un bloqueo completo. [10] Hasta el 80% de las personas afectadas por traqueítis bacteriana requieren el uso de ventilación mecánica , y el tratamiento puede incluir endoscopia con el fin de adquirir muestras microbiológicas para cultivo y sensibilidad , así como la eliminación de cualquier tejido muerto asociado con la infección. El tratamiento en tales situaciones generalmente incluye antibióticos . [10]
Una tráquea puede estrecharse o comprimirse , generalmente como resultado de ganglios linfáticos cercanos agrandados; cánceres de la tráquea o estructuras cercanas; bocios tiroideos grandes ; o raramente como resultado de otros procesos como vasos sanguíneos inusualmente hinchados . [12] La cicatrización de una lesión traqueobronquial o intubación; o la inflamación asociada con la granulomatosis con poliangeítis también pueden causar un estrechamiento de la tráquea ( estenosis traqueal ). [12] La obstrucción invariablemente causa un sonido respiratorio áspero conocido como estridor . [12] Se puede realizar una cámara insertada a través de la boca hasta la tráquea, llamada broncoscopia , para investigar la causa de una obstrucción. [12] El manejo de las obstrucciones depende de la causa. Las obstrucciones como resultado de una malignidad se pueden manejar con cirugía, quimioterapia o radioterapia . [12] Se puede insertar un stent sobre la obstrucción. Es probable que las lesiones benignas, como el estrechamiento resultante de la cicatrización, se extirpen quirúrgicamente. [12]
Una causa de estrechamiento es la traqueomalacia , que es la tendencia de la tráquea a colapsar cuando hay un aumento de la presión externa, como cuando aumenta el flujo de aire durante la inspiración o la espiración, debido a una disminución de la distensibilidad . [13] Puede deberse a causas congénitas o a cosas que se desarrollan después del nacimiento, como la compresión de masas cercanas o hinchazón, o un traumatismo. [13] La traqueomalacia congénita puede ocurrir por sí sola o en asociación con otras anomalías como la broncomalacia o la laringomalacia , y conexiones anormales entre la tráquea y el esófago , entre otras. [13] La traqueomalacia congénita a menudo mejora sin intervención específica; cuando es necesario, las intervenciones pueden incluir agonistas beta y agonistas muscarínicos , que mejoran el tono del músculo liso que rodea la tráquea; ventilación con presión positiva o cirugía, que puede incluir la colocación de un stent o la extracción de la parte afectada de la tráquea. [13] En los perros, particularmente en los perros miniatura y los perros toy , la traqueomalacia, así como la broncomalacia , [14] pueden provocar un colapso traqueal , que a menudo se presenta con una tos similar a la de un ganso. [15]
La tráquea puede resultar lesionada por un traumatismo, como en un accidente de vehículo, o de forma intencionada por otra persona que inflige daño deliberadamente, como se practica en algunas artes marciales . [16]
La intubación traqueal se refiere a la inserción de un tubo a través de la tráquea. [17] Este procedimiento se realiza comúnmente durante una cirugía , con el fin de garantizar que una persona reciba suficiente oxígeno cuando está sedada. El catéter está conectado a una máquina que monitorea el flujo de aire, la oxigenación y otras métricas. Esta suele ser una de las responsabilidades de un anestesista durante una cirugía.
En caso de emergencia, o cuando la intubación traqueal se considera imposible, a menudo se realiza una traqueotomía para insertar un tubo para ventilación, generalmente cuando es necesario para realizar determinados tipos de cirugía para mantener abiertas las vías respiratorias. La provisión de la abertura a través de una traqueotomía se denomina traqueotomía . [18] Otro procedimiento que se puede realizar en una situación de emergencia es la cricotirotomía . [19]
La agenesia traqueal [20] es un defecto congénito poco frecuente en el que la tráquea no se desarrolla. El defecto suele ser mortal, aunque a veces la intervención quirúrgica ha dado resultados.
Una fístula traqueoesofágica es un defecto congénito en el que la tráquea y el esófago están conectados de forma anormal (una fístula ). Esto se debe a anomalías en la separación entre la tráquea y el esófago durante el desarrollo. [6] Esto ocurre en aproximadamente 1 de cada 3000 nacimientos, y la anomalía más común es una separación de los extremos superior e inferior del esófago, con el extremo superior terminando en una bolsa cerrada. [6] Otras anomalías pueden estar asociadas con esto, incluidas anomalías cardíacas o síndrome de VACTERL . [6] Estas fístulas pueden detectarse antes de que nazca un bebé debido al exceso de líquido amniótico ; después del nacimiento, a menudo se asocian con neumonitis y neumonía debido a la aspiración de contenidos alimentarios. [6] Las fístulas congénitas a menudo se tratan mediante reparación quirúrgica. [12] En los adultos, las fístulas pueden producirse debido a la erosión de la tráquea por tumores malignos cercanos, que erosionan tanto la tráquea como el esófago. Inicialmente, estas fístulas suelen provocar tos debido al contenido del esófago que se traga y se aspira a través de la tráquea, lo que a menudo progresa a una neumonía mortal; rara vez existe un tratamiento curativo. [12] Una punción traqueoesofágica es un orificio creado quirúrgicamente entre la tráquea y el esófago en una persona a la que se le ha extirpado la laringe. El aire viaja hacia arriba desde la conexión quirúrgica hasta el esófago superior y la faringe, creando vibraciones que crean un sonido que puede usarse para hablar. El propósito de la punción es restaurar la capacidad de una persona para hablar después de que se han extirpado las cuerdas vocales. [21]
En ocasiones, como variación anatómica, uno o más de los anillos traqueales se forman como anillos completos, en lugar de anillos con forma de herradura. Estos anillos O son más pequeños que los anillos normales con forma de C y pueden causar un estrechamiento ( estenosis ) de la tráquea, lo que resulta en dificultades respiratorias. Una operación llamada traqueoplastia deslizante puede abrir los anillos y volver a unirlos como anillos más anchos, acortando la longitud de la tráquea. [22] Se dice que la traqueoplastia deslizante es la mejor opción para tratar la estenosis traqueal. [23]
El síndrome de Mounier-Kuhn es un trastorno congénito poco frecuente caracterizado por una tráquea anormalmente agrandada, caracterizada por ausencia de fibras elásticas, adelgazamiento del músculo liso y una tendencia a sufrir infecciones recurrentes del tracto respiratorio. [24]
Desde 2008, se han realizado operaciones para reemplazar tráqueas experimentalmente con células madre o con sustitutos sintéticos, pero se considera que esto es experimental y no existe un método estandarizado. [25] Las dificultades para garantizar un suministro adecuado de sangre a la tráquea reemplazada se consideran un desafío importante para cualquier reemplazo. Además, no se ha encontrado evidencia que respalde la colocación de células madre extraídas de la médula ósea en la tráquea como una forma de estimular la regeneración tisular, y dicho método sigue siendo hipotético. [25]
En enero de 2021, los cirujanos del Hospital Mount Sinai de Nueva York realizaron el primer trasplante completo de tráquea. El procedimiento, que duró 18 horas, incluyó la extracción de una tráquea de un donante y su implantación en el paciente, conectando numerosas venas y arterias para proporcionar un flujo sanguíneo suficiente al órgano. [26]
Si se tienen en cuenta las variaciones en la longitud del cuello, la tráquea de otros mamíferos es, en general, similar a la de los humanos. En general, también es similar a la tráquea de los reptiles . [27]
En las aves , la tráquea va desde la faringe hasta la siringe , de donde divergen los bronquios primarios. Los cisnes tienen una tráquea inusualmente alargada, parte de la cual está enrollada debajo del esternón; esto puede actuar como un resonador para amplificar el sonido. En algunas aves, los anillos traqueales están completos e incluso pueden estar osificados . [27]
En los anfibios , la tráquea es normalmente extremadamente corta y conduce directamente a los pulmones, sin bronquios primarios claros. Sin embargo, se encuentra una tráquea más larga en algunas salamandras de cuello largo y en las cecilias . Si bien hay nódulos cartilaginosos irregulares en la tráquea de los anfibios, estos no forman los anillos que se encuentran en los amniotas . [27]
Los únicos vertebrados que tienen pulmones, pero no tráquea, son los peces pulmonados y los Polypterus , en los que los pulmones surgen directamente de la faringe. [27]
La palabra tráquea se utiliza para definir un órgano muy diferente en los invertebrados que en los vertebrados. Los insectos tienen un sistema respiratorio abierto formado por espiráculos, tráqueas y traqueolas para transportar gases metabólicos hacia y desde los tejidos. [28] La distribución de los espiráculos puede variar mucho entre los muchos órdenes de insectos , pero en general cada segmento del cuerpo puede tener solo un par de espiráculos, cada uno de los cuales se conecta a una aurícula y tiene un tubo traqueal relativamente grande detrás de él. Las tráqueas son invaginaciones del exoesqueleto cuticular que se ramifican ( anastomosan ) por todo el cuerpo con diámetros que van desde solo unos pocos micrómetros hasta 0,8 mm. La difusión de oxígeno y dióxido de carbono tiene lugar a través de las paredes de los tubos más pequeños, llamados traqueolas, que penetran en los tejidos e incluso marcan células individuales. [29] El gas puede ser conducido a través del sistema respiratorio por medio de ventilación activa o difusión pasiva. A diferencia de los vertebrados, los insectos generalmente no transportan oxígeno en su hemolinfa . [30] Este es uno de los factores que pueden limitar su tamaño.
Un tubo traqueal puede contener anillos circunferenciales de tenidios en forma de cresta en varias geometrías, como bucles o hélices . Los tenidios proporcionan fuerza y flexibilidad a la tráquea. En la cabeza, el tórax o el abdomen , las tráqueas también pueden estar conectadas a sacos de aire. Muchos insectos, como los saltamontes y las abejas , que bombean activamente los sacos de aire en su abdomen, pueden controlar el flujo de aire a través de su cuerpo. En algunos insectos acuáticos, las tráqueas intercambian gas a través de la pared corporal directamente, en forma de branquia , o funcionan esencialmente de manera normal, a través de un plastrón . Nótese que a pesar de ser internas, las tráqueas de los artrópodos están revestidas de tejido cuticular y se desprenden durante la muda ( ecdisis ). [29]
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