Tráquea

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Tubo cartilaginoso que conecta el faringón y laringe a los pulmones

La tráquea, también conocida como tráquea, es un tubo cartilaginoso que conecta la laringe con los bronquios de los pulmones, permitiendo el paso del aire, y así es presente en casi todos los animales que respiran aire 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 verticalmente por ligamentos superpuestos y por el músculo traqueal en sus extremos. La epiglotis cierra la abertura de la laringe durante la deglución.

La tráquea comienza a formarse en el segundo mes del desarrollo del embrión, y se vuelve más larga y más fija en su posición con el tiempo. Es un epitelio revestido con células en forma de columna que tienen extensiones similares a cabellos 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 perruna. La infección con bacterias generalmente afecta solo la tráquea y puede causar estrechamiento o incluso obstrucción. Como una parte importante del tracto respiratorio, cuando la tráquea está obstruida evita que el aire ingrese a los pulmones y, por lo tanto, puede ser necesaria 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, lo que se denomina intubación.

La palabra tráquea se usa 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.

Estructura

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La tráquea de un adulto tiene un diámetro interior de aproximadamente 1,5 a 2 centímetros (0,59 a 0,79 pulgadas) y una longitud de aproximadamente 10 a 11 centímetros (3,9 a 4,3 pulgadas); más ancha en los machos que en las hembras. La tráquea comienza en el borde inferior del cartílago cricoides de la laringe al nivel de la sexta vértebra cervical (C6) y termina en la carina, el punto donde la tráquea se ramifica en los bronquios principales izquierdo y derecho, al nivel de la cuarta vértebra cervical. vértebra torácica (T4), aunque su posición puede cambiar con la respiración. La tráquea está rodeada por 16 a 20 anillos de cartílago hialino; estos 'anillos' miden 4 milímetros de altura en el adulto, son incompletos y tienen forma de C. Los ligamentos conectan los anillos. El músculo traqueal conecta los extremos de los anillos incompletos y corre a lo largo de la pared posterior de la tráquea. Además, la adventicia, que es la capa más externa de tejido conectivo que rodea el cartílago hialino, contribuye a la capacidad de la tráquea para doblarse y estirarse con el movimiento.

Aunque la tráquea es una estructura de la línea media, el arco aórtico puede desplazarla normalmente hacia la derecha.

Estructuras cercanas

La tráquea pasa por muchas estructuras del cuello y el tórax (tórax) a lo largo de su curso.

Frente a la tráquea superior se encuentra el tejido conjuntivo y la piel. Varias otras estructuras pasan por encima o se asientan sobre la tráquea; el arco yugular, que une las dos venas yugulares anteriores, se asienta frente a 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 lo largo de la tráquea superior, con el istmo cubriendo los anillos segundo a cuarto, y los lóbulos se extienden hasta el nivel del quinto o sexto cartílago. Los vasos sanguíneos de la tiroides descansan sobre la tráquea junto al istmo; las arterias tiroideas superiores se unen justo por encima y las venas tiroideas inferiores por debajo. Frente a la tráquea inferior se encuentra el manubrio del esternón, los restos del timo en los adultos. Al frente izquierdo se encuentran los grandes vasos sanguíneos del 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 ubican frente a la tráquea inferior.

Detrás de la tráquea, en toda su longitud, se encuentra el esófago, seguido del tejido conectivo y la columna vertebral. A sus lados corren las arterias carótidas y las arterias tiroideas inferiores; ya sus lados, en su superficie posterior, corren los nervios laríngeos recurrentes en la tráquea superior y los nervios vagos en la tráquea inferior.

El músculo traqueal se contrae al toser, lo que reduce el tamaño de la luz de la tráquea.

Abastecimiento sanguíneo y linfático

Nodos linfáticos de la tráquea.

La parte superior de la tráquea recibe y drena sangre a través de las arterias y venas tiroideas inferiores; la tráquea inferior recibe sangre de las arterias bronquiales. Las arterias que irrigan la tráquea lo hacen a través de pequeñas ramas que irrigan la tráquea 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 por encima y por debajo; estos luego se dividen en ramas que irrigan las partes anterior y posterior de la tráquea. Las arterias tiroideas inferiores nacen justo debajo del istmo de la tiroides, que se asienta sobre 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. 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.

Desarrollo

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 eventualmente 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. Al comienzo de la quinta semana, los bronquios principales izquierdo y derecho han comenzado a formarse, inicialmente como yemas en el extremo terminal de la tráquea.

La tráquea no tiene más de 4 mm de diámetro durante el primer año de vida, y se expande a su diámetro adulto de aproximadamente 2 cm al final de la niñez. La tráquea es más circular y más vertical en los niños en comparación con los adultos, varía más en tamaño y también varía más en su posición en relación con las estructuras circundantes.

Microanatomía

La tráquea está revestida con una capa de capas intercaladas de células en forma de columna con cilios. El epitelio contiene células caliciformes, que son células glandulares en forma de columna que producen mucinas, el principal componente de la mucosidad. La mucosidad ayuda a humedecer y proteger las vías respiratorias. El moco recubre las células ciliadas de la tráquea para atrapar partículas extrañas inhaladas que los cilios luego transportan hacia la laringe y luego la faringe, donde pueden tragarse en el estómago o expulsarse como flema. Este mecanismo de autodepuración se denomina depuración mucociliar.

La tráquea está rodeada por 16 a 20 anillos de cartílago hialino; estos 'anillos' son incompletos y en forma de C. Dos o más de los cartílagos a menudo se unen, parcial o completamente, ya veces se bifurcan en sus extremos. Los anillos son generalmente muy elásticos pero pueden calcificarse con la edad.

Función

La tráquea es una parte del árbol respiratorio que es un conducto por el que pasa el aire en su camino hacia o desde los alvéolos de los pulmones. Esto transmite oxígeno al cuerpo y elimina el dióxido de carbono.

Importancia clínica

Inflamación e infección

La inflamación de la tráquea se conoce como traqueítis y generalmente se debe a una infección. Por lo general, es causada por infecciones virales, y las infecciones bacterianas ocurren casi en su totalidad en niños. Más comúnmente, las infecciones ocurren con la inflamación de otras partes del tracto respiratorio, como la laringe y los bronquios, lo que se conoce como crup; sin embargo, las infecciones bacterianas también pueden afectar solo a la tráquea, aunque a menudo se asocian con una infección viral reciente. Los virus que causan el crup son generalmente los virus de la parainfluenza 1–3, y los virus de la influenza A y B también causan el crup, pero por lo general provocan infecciones más graves; Las bacterias también pueden causar crup e incluyen Staphylococcus aureus, Haemophilus influenzae, Streptococcus pneumoniae y Moraxella catarrhalis. Las causas más comunes de infección bacteriana de la tráquea son Staphylococcus aureus y Streptococcus pneumoniae. En pacientes hospitalizados, otras bacterias que pueden causar traqueítis incluyen Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae y Pseudomonas aeruginosa.

Una persona afectada de traqueítis puede comenzar con síntomas que sugieran una infección de las vías respiratorias superiores, como tos, dolor de garganta o síntomas corizales, como secreción nasal. Se pueden desarrollar fiebres y un niño afectado puede desarrollar dificultad para respirar y sepsis. La inflamación de las vías respiratorias puede causar un estrechamiento de las vías respiratorias, provocando un sonido respiratorio ronco llamado estridor, o incluso causar un bloqueo completo. Desafortunadamente, hasta el 80 % de las personas afectadas por traqueítis bacteriana requieren el uso de ventilación mecánica, y el tratamiento puede incluir una endoscopia con el fin de obtener muestras microbiológicas para cultivo y sensibilidad, así como la extracción de cualquier tejido muerto asociado con la infección. El tratamiento en tales situaciones generalmente incluye antibióticos.

Reducción

Un ejemplo de estridor, que se desarrolla cuando la tráquea se estrecha o se obstruye.

La tráquea puede estrecharse o comprimirse, por lo general como resultado del agrandamiento de los ganglios linfáticos cercanos; cánceres de la tráquea o estructuras cercanas; grandes bocios de tiroides; o rara vez como resultado de otros procesos, como vasos sanguíneos inusualmente hinchados. Cicatrización por lesión traqueobronquial o intubación; o la inflamación asociada con la granulomatosis con poliangeítis también puede causar un estrechamiento de la tráquea (estenosis traqueal). La obstrucción provoca invariablemente un sonido respiratorio áspero conocido como estridor. Se puede realizar una cámara insertada a través de la boca hacia la tráquea, llamada broncoscopia, para investigar la causa de una obstrucción. El manejo de las obstrucciones depende de la causa. Las obstrucciones como resultado de una neoplasia maligna pueden tratarse con cirugía, quimioterapia o radioterapia. Se puede insertar un stent sobre la obstrucción. Es probable que las lesiones benignas, como el estrechamiento resultante de la cicatrización, se extirpen quirúrgicamente.

Una de las causas del estrechamiento es la traqueomalacia, que es la tendencia de la tráquea a colapsarse cuando aumenta la presión externa, como cuando aumenta el flujo de aire durante la inhalación o la exhalación, debido a la disminución de la distensibilidad. Puede deberse a causas congénitas o a cosas que se desarrollan después del nacimiento, como la compresión de masas cercanas, hinchazón o trauma. La traqueomalacia congénita puede ocurrir sola o asociada a otras anomalías como broncomalacia o laringomalacia, y conexiones anormales entre la tráquea y el esófago, entre otras. La traqueomalacia congénita a menudo mejora sin una intervención específica; cuando sea 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. En los perros, en particular los perros miniatura y los perros de juguete, la traqueomalacia, así como la broncomalacia, pueden provocar un colapso traqueal, que a menudo se presenta con una tos parecida a la de un ganso.

Lesión

La tráquea puede lesionarse por un trauma, como en un accidente de vehículo, o intencionalmente por otro que inflige daño deliberadamente, por ejemplo, como se practica en algunas artes marciales.

Intubación

La intubación traqueal se refiere a la inserción de un tubo por la tráquea. Este procedimiento se realiza comúnmente durante la cirugía, para garantizar que una persona reciba suficiente oxígeno cuando esté sedado. El catéter está conectado a una máquina que monitorea el flujo de aire, la oxigenación y varias otras métricas. Esta es a menudo una de las responsabilidades de un anestesista durante la cirugía.

En una emergencia, o cuando la intubación traqueal se considera imposible, a menudo se realiza una traqueotomía para insertar un tubo de ventilación, por lo general, cuando es necesario para realizar determinados tipos de cirugía a fin de mantener abiertas las vías respiratorias. La provisión de la abertura a través de una traqueotomía se denomina traqueotomía. Se puede llevar a cabo otro método de procedimiento, en una situación de emergencia, y este es una cricotiroidotomía.

Trastornos congénitos

Divulgación traqueal como se ve en la imagen de TC axial

La agenesia traqueal es un defecto congénito raro en el que la tráquea no se desarrolla. El defecto suele ser fatal, aunque a veces la intervención quirúrgica ha tenido éxito.

Una fístula traqueoesofágica es un defecto congénito en el que la tráquea y el esófago están conectados de manera anormal (una fístula). Esto se debe a anomalías en la separación entre la tráquea y el esófago durante el desarrollo. Esto ocurre en aproximadamente 1 de cada 3000 nacimientos, y la anomalía más común es la separación de los extremos superior e inferior del esófago, con el extremo superior terminando en una bolsa cerrada. Otras anomalías pueden estar asociadas con esto, incluidas anomalías cardíacas o el síndrome VACTERL. Tales 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 del contenido de los alimentos. Las fístulas congénitas a menudo se tratan mediante reparación quirúrgica. En adultos, las fístulas pueden ocurrir debido a la erosión en la tráquea de tumores malignos cercanos, que erosionan tanto la tráquea como el esófago. Inicialmente, estos a menudo provocan tos por el contenido tragado del esófago que se aspira a través de la tráquea, lo que a menudo progresa hasta una neumonía fatal; desafortunadamente, rara vez existe un tratamiento curativo. 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 la parte superior del esófago y la faringe, creando vibraciones que crean un sonido que puede usarse para hablar. El propósito de la punción es restaurar la capacidad de hablar de una persona después de que se hayan extraído las cuerdas vocales.

A veces, como variación anatómica, uno o más de los anillos traqueales se forman como anillos completos, en lugar de anillos en forma de herradura. Estos anillos O son más pequeños que los anillos normales en forma de C y pueden causar estrechamiento (estenosis) de la tráquea, lo que resulta en dificultades para respirar. Una operación llamada traqueoplastia de deslizamiento puede abrir los anillos y volver a unirlos como anillos más anchos, acortando la longitud de la tráquea. Se dice que la traqueoplastia deslizante es la mejor opción para tratar la estenosis traqueal.

El síndrome de Mounier-Kuhn es un trastorno congénito raro de una tráquea anormalmente agrandada, que se caracteriza por la ausencia de fibras elásticas, adelgazamiento del músculo liso y una tendencia a contraer infecciones recurrentes del tracto respiratorio.

Reemplazo

Desde 2008, las operaciones han reemplazado experimentalmente las tráqueas, con las cultivadas a partir de células madre o con sustitutos sintéticos, sin embargo, esto se considera experimental y no existe un método estandarizado. Las dificultades para garantizar un suministro de sangre adecuado a la tráquea reemplazada se consideran un desafío importante para cualquier reemplazo. Además, no se han encontrado pruebas que respalden la colocación de células madre extraídas de la médula ósea en la tráquea como forma de estimular la regeneración de tejidos, y dicho método sigue siendo hipotético.

En enero de 2021, los cirujanos del Hospital Mount Sinai de Nueva York realizaron el primer trasplante completo de tráquea. El procedimiento de 18 horas incluyó extraer una tráquea de un donante e implantarla en el paciente, conectando numerosas venas y arterias para proporcionar suficiente flujo de sangre al órgano.

Otros animales

Permitiendo 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.

Vertebrados

En las aves, la tráquea se extiende desde la faringe hasta la siringe, de donde se separan 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.

En los anfibios, la tráquea normalmente es 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.

Los únicos vertebrados que tienen pulmones, pero no tráquea, son el pez pulmonado y el Polypterus, en los que los pulmones surgen directamente de la faringe.

Invertebrados

Sistema traqueal de cucaracha diseccionada. La tráquea más grande corre por el ancho del cuerpo de la cucaracha y son horizontales en esta imagen. Barra de escala, 2 mm.
El sistema traqueal se ramifica en tubos progresivamente más pequeños, proporcionando aquí el cultivo de la cucaracha. Barra de escala, 2 mm.

La palabra tráquea se usa 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 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 un atrio y tiene un tubo traqueal relativamente grande detrás. Las tráqueas son invaginaciones del exoesqueleto cuticular que se ramifican (anastomosan) por todo el cuerpo con diámetros que van desde unas pocas micras 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 indentan células individuales. 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. Este es uno de los factores que pueden limitar su tamaño.

Un tubo traqueal puede contener anillos circunferenciales de taenidia en forma de cresta en varias geometrías, como bucles o hélices. Taenidia proporciona 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 de 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 del cuerpo directamente, en forma de branquias, o funcionan esencialmente de manera normal, a través de un plastrón. Tenga en cuenta que, a pesar de ser internas, las tráqueas de los artrópodos están revestidas con tejido cuticular y se desprenden durante la muda (ecdisis).

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