Caja torácica
La caja torácica es un recinto que comprende las costillas, la columna vertebral y el esternón en el tórax de la mayoría de los vertebrados, protege órganos vitales como el corazón, los pulmones y los grandes vasos.
El esternón, conocido en conjunto como la caja torácica, es una estructura ósea y cartilaginosa semirrígida que rodea la cavidad torácica y sostiene la cintura escapular para formar la parte central del esqueleto humano. Una caja torácica humana típica consta de 12 pares de costillas y los cartílagos costales adyacentes, el esternón (junto con el manubrio y el proceso xifoides) y las 12 vértebras torácicas que se articulan con las costillas. Junto con la piel y la fascia y los músculos asociados, la caja torácica forma la pared torácica y proporciona uniones para los músculos esqueléticos extrínsecos del cuello, las extremidades superiores, la parte superior del abdomen y la espalda.
La caja torácica sostiene intrínsecamente los músculos de la respiración (diafragma, músculos intercostales, etc.) que son cruciales para la inhalación activa y la exhalación forzada y, por lo tanto, tiene una función ventilatoria importante en el sistema respiratorio.
Estructura
Hay treinta y tres vértebras en la columna vertebral humana. La caja torácica está asociada con TH1-TH12. Las costillas se describen según su ubicación y conexión con el esternón. Todas las costillas están unidas posteriormente a las vértebras torácicas y están numeradas del uno al doce. Las costillas que se articulan directamente con el esternón se denominan costillas verdaderas, mientras que las que no se articulan directamente se denominan costillas falsas. Las costillas falsas incluyen las costillas flotantes (once y doce) que no están adheridas al esternón en absoluto.
Adjunto
Los términos costillas verdaderas y costillas falsas describen pares de costillas que están unidas directa o indirectamente al esternón, respectivamente. Los primeros siete pares de costillas, conocidos como costillas fijas o vertebroesternales, son las costillas verdaderas (en latín: costae verae), ya que conectarse directamente al esternón; los siguientes cinco pares (del octavo al duodécimo) son las falsas costillas (en latín: costae spuriae). Las costillas falsas incluyen tanto costillas vertebrocondrales como costillas vertebrales. Hay tres pares de costillas vertebrocondrales (octava a décima) que se conectan indirectamente al esternón a través de los cartílagos costales de las costillas por encima de ellas. Su elasticidad permite el movimiento de la caja torácica para la actividad respiratoria.
La frase costilla flotante o costilla vertebral (en latín: costae fluctuantes) se refiere a los dos pares de costillas inferiores, el undécimo y el duodécimo; así llamados porque están unidos solo a las vértebras, y no al esternón o al cartílago del esternón. Estas costillas son relativamente pequeñas y delicadas e incluyen una punta cartilaginosa.
Los espacios entre las costillas se conocen como espacios intercostales; contienen los músculos intercostales y haces neurovasculares que contienen nervios, arterias y venas.
Partes de la costilla
Cada costilla consta de una cabeza, un cuello y un eje. Todas las costillas están unidas posteriormente a las vértebras torácicas. Están numerados para que coincidan con las vértebras a las que se unen: de uno a doce, de arriba (T1) a abajo. La cabeza de la costilla es la parte terminal más próxima a la vértebra con la que se articula. Está marcado por una superficie articular en forma de riñón que está dividida por una cresta horizontal en dos regiones articulares. La región superior se articula con la faceta costal inferior de la vértebra superior, y la región mayor se articula con la faceta costal superior de la vértebra del mismo número. El proceso transversal de una vértebra torácica también se articula en la faceta costal transversa con el tubérculo de la costilla del mismo número. La cresta da unión al ligamento intraarticular.
El cuello de la costilla es la parte aplanada que se extiende lateralmente desde la cabeza. El cuello mide unos 3 cm de largo. Su superficie anterior es plana y lisa, mientras que la posterior está perforada por numerosos forámenes y su superficie rugosa, para dar unión al ligamento del cuello. Su borde superior presenta una cresta rugosa (crista colli costae) para la inserción del ligamento costotransverso anterior; su borde inferior es redondeado.
En la superficie posterior del cuello, hay una eminencia: el tubérculo que consta de una porción articular y una no articular. La porción articular es la inferior y más medial de las dos y presenta una pequeña superficie ovalada para la articulación con la faceta costal transversa en el extremo de la apófisis transversa de la vértebra inferior a la que está conectada la cabeza. La porción no articular es una elevación aproximada y permite la unión al ligamento del tubérculo. El tubérculo es mucho más prominente en las costillas superiores que en las inferiores.
El ángulo de una costilla (ángulo costal) puede referirse tanto a la parte de flexión de la misma como a una línea prominente en esta zona, un poco por delante del tubérculo. Esta línea se dirige hacia abajo y lateralmente; esto da unión a un tendón del músculo iliocostal. En este punto, la costilla se dobla en dos direcciones y, al mismo tiempo, se tuerce sobre su eje longitudinal.
La distancia entre el ángulo y el tubérculo es progresivamente mayor desde la segunda hasta la décima costilla. El área entre el ángulo y el tubérculo es redondeada, rugosa e irregular y sirve para la inserción del músculo longissimus dorsi.
Huesos
Costillas y vértebras
La primera costilla (la más alta) es la más curva y normalmente la más corta de todas las costillas; es ancho y plano, sus superficies miran hacia arriba y hacia abajo, y sus bordes hacia adentro y hacia afuera.
Primera costilla vista desde arriba
Posición de ranura Costal en una costilla central
La cabeza es pequeña y redondeada, y posee una sola faceta articular, para la articulación con el cuerpo de la primera vértebra torácica. El cuello es estrecho y redondeado. El tubérculo, grueso y prominente, se sitúa en el borde exterior. Tiene una pequeña faceta para la articulación con la faceta costal transversa en el proceso transverso de T1. No hay ángulo, pero en el tubérculo, la costilla está ligeramente doblada, con la convexidad hacia arriba, de modo que la cabeza del hueso se dirige hacia abajo. La superficie superior del cuerpo está marcada por dos surcos poco profundos, separados entre sí por una pequeña cresta que se prolonga internamente en un tubérculo, el tubérculo escaleno, para la unión del escaleno anterior; el surco anterior transmite la vena subclavia, el posterior la arteria subclavia y el tronco inferior del plexo braquial. Detrás del surco posterior hay un área rugosa para la unión del escaleno medial. La superficie inferior es lisa y sin surco costal. El borde exterior es convexo, grueso y redondeado, y en su parte posterior da inserción a la primera digitación del serrato anterior. El borde interior es cóncavo, delgado y afilado, y está marcado en su centro por el tubérculo escaleno. La extremidad anterior es más grande y gruesa que cualquiera de las otras costillas.
La segunda costilla es la segunda costilla superior en los humanos o la segunda más frontal en los animales que caminan sobre cuatro extremidades. En humanos, la segunda costilla se define como una verdadera costilla ya que se conecta con el esternón a través de la intervención del cartílago costal anteriormente (en la parte delantera). Posteriormente, la segunda costilla está conectada con la columna vertebral por la segunda vértebra torácica. La segunda costilla es mucho más larga que la primera, pero tiene una curvatura muy similar. En ocasiones, la porción no articular del tubérculo solo está débilmente marcada. El ángulo es pequeño y está situado cerca del tubérculo. El cuerpo no está torcido de modo que ambos extremos toquen cualquier superficie plana sobre la que pueda colocarse; pero hay una curva, con su convexidad hacia arriba, similar, aunque más pequeña que la que se encuentra en la primera costilla. El cuerpo no está aplanado horizontalmente como el de la primera costilla. Su superficie externa es convexa y mira hacia arriba y un poco hacia afuera; cerca de la mitad hay una eminencia áspera para el origen de la parte inferior de la primera y la totalidad de la segunda digitación del serrato anterior; detrás y encima de esto se adjunta el escaleno posterior. La superficie interna, lisa y cóncava, se dirige hacia abajo y un poco hacia adentro: en su parte posterior hay un surco costal corto entre el borde de la superficie interna de la costilla y el borde inferior. Protege el espacio intercostal que contiene las venas intercostales, las arterias intercostales y los nervios intercostales.
La novena costilla tiene una parte frontal al mismo nivel que la primera vértebra lumbar. Este nivel se denomina plano transpilórico, ya que el píloro también se encuentra a este nivel.
La décima costilla se une directamente al cuerpo de la vértebra T10 en lugar de entre las vértebras como las costillas segunda a novena. Debido a esta unión directa, la vértebra T10 tiene una faceta costal completa en su cuerpo.
Las costillas undécima y duodécima, las costillas flotantes, tienen una única faceta articular en la cabeza, que es de tamaño bastante grande. No tienen cuello ni tubérculos y son puntiagudos en sus extremos anteriores. El undécimo tiene un ligero ángulo y un surco costal poco profundo, mientras que el duodécimo no lo tiene. La duodécima costilla es mucho más corta que la undécima costilla y solo tiene una faceta articular.
Esternón
El esternón es un hueso largo y plano que forma la parte delantera de la caja torácica. Los cartílagos de las siete costillas superiores (las costillas verdaderas) se unen con el esternón en las articulaciones esternocostales. El cartílago costal de la segunda costilla se articula con el esternón en el ángulo esternal, lo que facilita su localización.
El músculo transverso del tórax está inervado por uno de los nervios intercostales y se inserta superiormente en la superficie posterior de la parte inferior del esternón. Su inserción inferior es la superficie interna de los cartílagos costales del dos al seis y funciona para deprimir las costillas.
Desarrollo
La expansión de la caja torácica en los hombres es causada por los efectos de la testosterona durante la pubertad. Por lo tanto, los machos generalmente tienen hombros anchos y cofres expandidos, lo que les permite inhalar más aire para suministrar oxígeno a sus músculos.
Variación
Se producen variaciones en el número de costillas. Aproximadamente 1 de cada 200 a 500 personas tiene una costilla cervical adicional y hay un predominio femenino. Las costillas supernumerarias intratorácicas son extremadamente raras. El resto de la costilla de la séptima vértebra cervical en uno o ambos lados se reemplaza ocasionalmente por una costilla adicional libre llamada costilla cervical, que puede interferir mecánicamente con los nervios (plexo braquial) que van al brazo.
En varios grupos étnicos, sobre todo en los japoneses, la décima costilla a veces es una costilla flotante, ya que carece de una conexión cartilaginosa con la séptima costilla.
Función
La caja torácica humana es un componente del sistema respiratorio humano. Encierra la cavidad torácica, que contiene los pulmones. Una inhalación se logra cuando el diafragma muscular, en el piso de la cavidad torácica, se contrae y se aplana, mientras que la contracción de los músculos intercostales eleva la caja torácica hacia arriba y hacia afuera.
La expansión de la cavidad torácica se realiza en tres planos; la vertical, la anteroposterior y la transversal. El plano vertical se extiende con la ayuda de la contracción del diafragma y la relajación de los músculos abdominales para adaptarse a la presión hacia abajo que ejerce la contracción del diafragma sobre las vísceras abdominales. Se puede lograr una mayor extensión moviendo el propio diafragma hacia abajo, en lugar de simplemente aplanar las cúpulas. El segundo plano es el anteroposterior y se expande mediante un movimiento conocido como 'mango de bomba'. La naturaleza inclinada hacia abajo de las costillas superiores es como tal porque permite que esto ocurra. Cuando los músculos intercostales externos se contraen y levantan las costillas, las costillas superiores también pueden empujar el esternón hacia arriba y hacia afuera. Este movimiento aumenta el diámetro anteroposterior de la cavidad torácica y, por lo tanto, ayuda a seguir respirando. El tercer plano, transversal, se expande principalmente por las costillas inferiores (algunos dicen que son las costillas 7 a 10 en particular), con el tendón central del diafragma actuando como un punto fijo. Cuando el diafragma se contrae, las costillas pueden evertirse (es decir, girar hacia afuera o hacia adentro) y producir lo que se conoce como movimiento de asa de balde, facilitado por el deslizamiento en las articulaciones costovertebrales. De esta forma, se amplía el diámetro transversal y los pulmones pueden llenarse.
La circunferencia de la caja torácica humana adulta normal se expande entre 3 y 5 cm durante la inhalación.
Importancia clínica
Las fracturas de costillas son la lesión más común de la caja torácica. Estos afectan con mayor frecuencia a las costillas medias. Cuando varias costillas adyacentes incurren en dos o más fracturas cada una, esto puede resultar en un tórax inestable que es una afección potencialmente mortal.
Una costilla dislocada puede ser dolorosa y puede deberse simplemente a la tos o, por ejemplo, a un traumatismo o al levantar objetos pesados.
Uno o más cartílagos costales pueden inflamarse, una condición conocida como costocondritis; el dolor resultante es similar al de un ataque al corazón.
Las anomalías de la caja torácica incluyen pectus excavatum ("pecho hundido") y pectus carinatum ("pecho de paloma"). Una costilla bífida es una costilla bifurcada, dividida hacia el extremo esternal y, por lo general, solo afecta una de las costillas de un par. Es un defecto congénito que afecta aproximadamente al 1,2% de la población. A menudo no presenta síntomas, aunque pueden surgir dificultades respiratorias y otros problemas.
La extirpación de costillas es la extirpación quirúrgica de una o más costillas por motivos terapéuticos o estéticos.
La resección de costillas es la extirpación de parte de una costilla.
Regeneración
Desde principios del siglo XX, se ha apreciado la capacidad de la costilla humana para regenerarse. Sin embargo, los informes científicos que demuestran la reparación han sido esporádicos y anecdóticos. En la actualidad, este fenómeno es mejor aprovechado por los cirujanos craneomaxilofaciales, que utilizan tanto cartílago como material óseo de la costilla para la reconstrucción de la mandíbula, la cara y la oreja.
El pericondrio es una vaina fibrosa de tejido conectivo vascular que rodea el cartílago de las costillas y contiene una fuente de células madre progenitoras necesarias para la regeneración de las costillas.
Sociedad y cultura
La posición de las costillas se puede alterar de forma permanente mediante una forma de modificación del cuerpo llamada lazada ajustada, que utiliza un corsé para comprimir y mover las costillas.
Las costillas, particularmente su extremo esternal, se utilizan como forma de estimar la edad en patología forense debido a su progresiva osificación.
Historia bíblica
El anatomista flamenco Vesalius anotó el número de costillas como 24 (12 pares) en su obra clave de anatomía De humani corporis fabrica en 1543, lo que provocó una ola de controversia, ya que fue Supuso tradicionalmente a partir de la historia bíblica de Adán y Eva que las costillas de los hombres serían una menos que las de las mujeres. Esta falsa creencia todavía se cree comúnmente hoy en día. Sin embargo, la decimotercera o “costilla cervical” ocurre en el 1% de los humanos y esto es más común en mujeres que en hombres.
Otros animales
En herpetología, los surcos costales se refieren a hendiduras laterales a lo largo del tegumento de las salamandras. Los surcos van desde la axila hasta la ingle. Cada surco se superpone a los tabiques miotomales para marcar la posición de la costilla interna.
Las aves y los reptiles tienen procesos óseos uncinados en sus costillas que se proyectan caudalmente desde la sección vertical de cada costilla. Estos sirven para unir los músculos sacros y también ayudan a permitir una mayor inspiración. Los cocodrilos tienen procesos uncinados cartilaginosos.
Imágenes adicionales
jaula torácica con espina dorsal
Superficie anterior de cartílagos esteriles y costosos
Imagen de rayos X de un pecho humano, con costillas etiquetadas
Modelo 3D de jaula de costilla
Proyecciones de superficie del tronco, incluyendo cada costilla, y el margen costal
Jaula torácica con ambos humerii
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