Trachea

Embryonalentwicklung

Die Trachea entwickelt sich als Teil des Tracheobronchialbaums, indem sie aus dem Vorderdarm der embryonalen Darmröhre absprosst.

• Entwickelt sich 4–7 Wochen post conceptionem (nach der Empfängnis)
• Embryonales Darmrohr:
  • Formt sich aus der seitlich gefalteten Endodermschicht
  • Umgeben von Mesoderm
  • Unterteilt in 3 Abschnitte:
    • Vorderdarm
    • Mitteldarm
    • Hinterdarm
• Lungenknospe (Diverticulum laryngotracheale):
  • Knospen an der ventralen Seite des Vorderdarms um die 4. Woche
  • Wächst gleichzeitig nach ventral und nach kaudal
  • Umfasst sowohl das Endoderm als auch das umgebende splanchnopleurische Mesoderm
• Tracheoösophageale Furche (oder Rille):
  • Wenn die Lungenknospen nach außen und nach unten wachsen, erscheint die tracheoösophageale Rinne als seitliche Vertiefungen zwischen den neuen Lungenknospen und dem Vorderdarm.
  • Die Furchen/Rillen bewegen sich nach medial, drücken die Lungenknospe ab und bilden das sog. Septum oesophagotracheale.
  • Das Septum oesophagotracheale bildet 2 separate Schläuche:
    • Ösophagus (posterior, aus ursprünglichen Vorderdarm)
    • Trachea (anterior, aus der Lungenknospe)
• Primäre Bronchialknospen: Die Trachea gabelt sich in die rechte und linke Bronchialknospe.
  • Die primären Bronchialknospen entwickeln sich später über die pseudoglandulären, kanalikulären, sackförmigen und alveolären Stadien zum Bronchialbaum und zur Lunge.

Makroskopische Anatomie

Allgemeine Merkmale

• Lokalisation:
  • Befindet sich im unteren Hals- und Thoraxbereich im oberen Mediastinum
  • Schließt nach oben mit dem Larynx auf der Höhe von C6 an
  • Endet kaudal auf der Höhe von Th5 und setzt sich als primäre Bronchien und Rest des Bronchialbaums in der Lunge fort
• Form und Struktur:
  • Die Trachea ist eine D-förmige röhrenartige Struktur in den unteren Atemwegen.
  • Ungefähr 10–11 cm lang, mit einem Innendurchmesser von 1,5–2 cm
  • Besteht aus 16–20 halbkreisförmigen bzw. C-förmigen Spangen aus hyalinem Knorpel verstärkt durch kollagenes Bindegewebe
  • Hat eine flache, knorpelfreie, membranöse Hinterwand (Paries membranaceus), die glatte Muskulatur enthält (M. trachealis)

• Funktionen:
  • Transportiert während der Beatmung Luft in und aus der Lunge
  • Erwärmt und befeuchtet die eingeatmete Luft zum Schutz der Atemwege
  • Hilft beim Husten durch den M. trachealis
• Abschnitte:
  • Pars cervicalis:
    • Direkte Fortsetzung des Kehlkopfes unterhalb des Ringknorpels
    • Beginnt ungefähr auf dem Niveau von C6
    • Endet auf Höhe der Incisura jugularis
  • Pars thoracica:
    • Direkte Fortsetzung der zervikalen Trachea
    • Beginnt am kranialen Rand des oberen Mediastinums (Incisura jugularis)
    • Endet an der Bifurkation der Trachea in die Hauptbronchien, auf Höhe von Th4–Th7 (am häufigsten bei Th5)

Topographie

• Posterior:
  • Ösophagus
  • Aorta descendens
  • Wirbelsäule
• Anterior:
  • Haut und Halsfaszien
  • Arcus venosus jugularis
  • Aorta ascendens
  • Truncus brachiocephalicus
  • V. cava superior
  • Schilddrüse und Gefäße
  • Thymusdrüse oder Rest des Thymusparenchyms
• Lateral:
  • A. carotis
  • A. thyroidea inferior
  • N. laryngeus recurrens
  • N. vagus
  • Lunge und Pleura

Mikroskopische Anatomie

Die Trachealwand besteht aus 4 Schichten:

1. Tunica mucosa: hoch, säulenförmig, pseudostratifiziert mit Zilien und Muzin-produzierenden Becherzellen
2. Tunica mucosa:
   • Bindegewebe bietet Halt und elastischen Rückstoß
   • Enthält Elastinfasern, Schleimdrüsen, glatte Muskulatur, Gefäße, Nerven und Lymphgefäße
3. Tunica fibromusculocartilaginea (Muskel-Knorpel-Schicht): enthält den hyalinen Knorpel der C-förmigen Spangen und die dazwischenliegende glatte Muskulatur
   • M. trachealis:
     • Kann den Durchmesser der Luftröhre verändern
     • Reguliert die Luftmenge, die in die Lunge ein- oder ausströmt
4. Tunica adventitia: besteht aus fibroelastischem, lockerem Bindegewebe

Gefäßversorgung und Innervation

Blutversorgung

• Arterielle Versorgung:
  • Die Trachea wird hauptsächlich von Ästen der A. thyroidea inferior, Ast des Tr. thyrocervicalis, versorgt.
  • Die Versorgung wird durch aufsteigende Äste der Bronchialarterien unterstützt.
  • Diese beiden Arterienbündel anastomosieren entlang der Struktur der Luftröhre.
• Venöse Drainage:
  • Analoge Venen münden in den Plexus venosus thyroideus impar.
  • Die V. thyroidea inferior mündet in die V. brachiocephalica.

Innervation

• Die Trachea wird vom Plexus pulmonalis innerviert.
  • Parasympathische Versorgung: N. laryngeus recurrens, Ast des N. vagus
  • Sympathische Versorgung: Truncus sympathicus
• Innerhalb der Wände des Tracheobronchialbaums bilden efferente präganglionäre Axone der Vagusnerven Synapsen mit kleinen Ganglien → Regulation lokaler Reflexe und Atemwegskontrolle

Klinische Relevanz

Die folgenden Erkrankungen unterschiedlichen Ursprungs können die Luftröhre beeinflussen:

• Infektiös:
  • Laryngitis ist eine Entzündung des Kehlkopfes, die nach einer Infektion der Nasenhöhle und des Rachenbereichs durch Viren oder Bakterien, die in die Luftröhre gelangen können, auftreten kann. Auch eine übermäßige Nutzung der Stimme in einer trockenen Luftumgebung kann zu Symptomen einer Laryngitis führen: Gerötete Rachenschleimhaut, brennende Halsschmerzen und Heiserkeit oder Stimmverlust.
• Kongenital:
  • Tracheoösophageale Fistel: eine abnorme Verbindung zwischen dem Ösophagus und der Trachea: Die tracheoösophageale Fistel ist eine häufige angeborene Anomalie, wenn sie jedoch im späteren Leben auftritt, ist sie normalerweise die Folge eines chirurgischen Eingriffs.
  • Tracheomalazie: ein abnormer Kollaps der Luftröhrenwände: Die Tracheomalazie ist auf eine Knorpelerkrankung zurückzuführen oder kann durch eine externe Quelle (Gefäßringe, Raumforderungen usw.) verursacht werden. Die Symptome ähneln denen einer Atemwegsobstruktion und umfassen Stridor und Giemen.