Tráquea

La tráquea pasa junto a numerosas estructuras del cuello y el tórax a lo largo de su recorrido.

Delante de la tráquea superior se encuentran 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 asienta 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 superponiéndose al segundo al 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 por encima de él, y las venas tiroideas inferiores por debajo de él. ^{[ 2 ]} Delante de la tráquea inferior se encuentra el manubrio del esternón , los restos del timo en los adultos. A la izquierda del frente 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 situados delante de la tráquea inferior. ^{[ 2 ]}

Detrás de la tráquea, a lo largo de su extensión, se encuentra el esófago , seguido del tejido conectivo y la columna vertebral . ^{[ 2 ]} A sus lados discurren las arterias carótidas y las arterias tiroideas inferiores; y a sus lados, en su superficie posterior, discurren 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 ]}

• Tomografía computarizada del tórax (ventana axial pulmonar)
• Tomografía computarizada del tórax (ventana coronal pulmonar)
• Tomografía computarizada del tórax (ventana coronal mediastínica)
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  Sección transversal de una tráquea y un esófago
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  Los músculos esternohioideo y esternotiroideo se encuentran sobre la parte superior de la tráquea.
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  La glándula tiroides también se encuentra encima de la tráquea y debajo del cartílago cricoides.

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 inferiores y superiores , que se unen con las ramas de las arterias superiores e inferiores; estas luego se dividen en ramas que irrigan las partes anterior y posterior de la tráquea. ^{[ 3 ]} Las arterias tiroideas inferiores nacen justo debajo del istmo de la tiroides, que se encuentra sobre la tráquea. Estas arterias se unen ( anastomosis ) con las ramas ascendentes de las arterias bronquiales , que son ramas directas de la aorta , para irrigar la tráquea. ^{[ 2 ]} Los vasos linfáticos de la tráquea drenan en los ganglios pretraqueales que se encuentran delante de 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 mediante la formación de crestas que, finalmente, la separan del esófago: el tabique traqueoesofágico . Este tabique 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 alcanzar 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 células columnares intercaladas con cilios . ^{[ 3 ]} El epitelio contiene células caliciformes , que son células glandulares columnares 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 las partículas extrañas inhaladas, que los cilios luego transportan hacia arriba, hacia la laringe y luego hacia la faringe, donde pueden ser deglutidas al estómago o expulsadas como flema . Este mecanismo de autolimpieza se denomina aclaramiento mucociliar . ^{[ 8 ]} Directamente debajo de esta capa de moco se encuentra la capa submucosa, que está compuesta principalmente de tejido conectivo fibroso y conecta la mucosa con los anillos de cartílago hialino subyacentes. ^{[ 9 ]}

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 suelen unirse, parcial o completamente, y a veces se bifurcan en sus extremos. Los anillos son generalmente muy elásticos, pero pueden calcificarse con la edad .

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  Sección transversal
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  Sección transversal de la tráquea, con epitelio columnar ciliado pseudoestratificado y células caliciformes etiquetadas.
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  Sección transversal ampliada del cartílago de la tráquea.

La inflamación de la tráquea se conoce como traqueítis , generalmente debido a una infección. Suele ser causada por infecciones virales , ^{[ 10 ]} mientras que las infecciones bacterianas ocurren casi exclusivamente en niños. ^{[ 11 ]} 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 , ^{[ 11 ] [ 10 ]} sin embargo, las infecciones bacterianas también pueden afectar solo la tráquea, aunque a menudo están asociadas con una infección viral reciente. ^{[ 10 ]} Los virus que causan crup son generalmente los virus de la parainfluenza 1-3, con los virus de la influenza A y B también causando crup, pero generalmente causando infecciones más graves; las bacterias también pueden causar crup e incluyen Staphylococcus aureus , Haemophilus influenzae , Streptococcus pneumoniae y Moraxella catarrhalis . ^{[ 10 ]} Las causas de infección bacteriana de la tráquea son más comúnmente Staphylococcus aureus y Streptococcus pneumoniae . ^{[ 12 ]} En pacientes que están hospitalizados, otras bacterias que pueden causar traqueítis incluyen Escherichia coli , Klebsiella pneumoniae y Pseudomonas aeruginosa . ^{[ 10 ]}

Una persona afectada por traqueítis puede comenzar con síntomas que sugieren una infección de las vías respiratorias superiores, como tos, dolor de garganta o síntomas de resfriado, como secreción nasal . Puede desarrollarse fiebre y un niño afectado puede desarrollar dificultad para respirar y sepsis . ^{[ 10 ] [ 11 ]} La inflamación de las vías respiratorias puede causar un estrechamiento de las mismas, provocando un sonido respiratorio ronco llamado estridor , o incluso una obstrucción completa. ^{[ 11 ]} Hasta el 80 % de las personas afectadas por traqueítis bacteriana requieren ventilación mecánica , y el tratamiento puede incluir endoscopia para obtener muestras microbiológicas para cultivo y antibiograma , así como la eliminación de cualquier tejido muerto asociado con la infección. El tratamiento en tales situaciones generalmente incluye antibióticos . ^{[ 11 ]}

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 inflamados . ^{[ 13 ]} La cicatrización por lesión traqueobronquial o intubación; o la inflamación asociada con granulomatosis con poliangitis también pueden causar un estrechamiento de la tráquea ( estenosis traqueal ). ^{[ 13 ]} La obstrucción invariablemente causa un sonido respiratorio áspero conocido como estridor . ^{[ 13 ]} Se puede realizar una cámara insertada por la boca hasta la tráquea, llamada broncoscopia , para investigar la causa de una obstrucción. ^{[ 13 ]} El tratamiento de las obstrucciones depende de la causa. Las obstrucciones como resultado de una neoplasia maligna pueden tratarse con cirugía, quimioterapia o radioterapia . ^{[ 13 ]} Se puede insertar un stent sobre la obstrucción. Las lesiones benignas, como el estrechamiento resultante de la cicatrización, probablemente se extirpen quirúrgicamente. ^{[ 13 ]}

Una causa de estrechamiento es la traqueomalacia , que es la tendencia de la tráquea a colapsarse cuando hay un aumento de la presión externa, como cuando aumenta el flujo de aire durante la inhalación o la espiración, debido a una disminución de la distensibilidad . ^{[ 14 ]} Puede deberse a causas congénitas o a cosas que se desarrollan después del nacimiento, como compresión por masas cercanas o inflamación, o traumatismos. ^{[ 14 ]} La traqueomalacia congénita puede ocurrir sola o asociada con otras anomalías como broncomalacia o laringomalacia , y conexiones anormales entre la tráquea y el esófago , entre otras. ^{[ 14 ]} 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 extirpación de la parte afectada de la tráquea. ^{[ 14 ]} En los perros, particularmente en los perros miniatura y los perros de juguete , la traqueomalacia, así como la broncomalacia , ^{[ 15 ]} pueden provocar el colapso traqueal , que a menudo se presenta con una tos parecida al graznido de un ganso. ^{[ 16 ]}

La tráquea puede lesionarse por un traumatismo, como en un accidente de tráfico, o intencionadamente por otra persona que le cause daño deliberadamente, por ejemplo, como se practica en algunas artes marciales . ^{[ 17 ]}

La intubación traqueal consiste en la inserción de un tubo en la tráquea. ^{[ 18 ]} Este procedimiento se realiza habitualmente durante la cirugía para asegurar que el paciente reciba suficiente oxígeno estando sedado. El catéter se conecta a un equipo que monitoriza el flujo de aire, la oxigenación y otros parámetros. Esta suele ser una de las responsabilidades del anestesiólogo durante la cirugía.

En caso de emergencia, o cuando la intubación traqueal se considera imposible, a menudo se realiza una traqueotomía para insertar un tubo de ventilación, generalmente cuando es necesario para ciertos tipos de cirugía, de manera que se pueda mantener abierta la vía aérea. La apertura mediante una traqueotomía se denomina traqueostomía . ^{[ 19 ]} Otro procedimiento que se puede realizar en una situación de emergencia es la cricotiroidotomía . ^{[ 20 ]}

La agenesia traqueal ^{[ 21 ]} es un defecto congénito poco frecuente en el que la tráquea no se desarrolla. Este defecto suele ser fatal, aunque en ocasiones la intervención quirúrgica ha tenido éxito.

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 el síndrome VACTERL . ^{[ 6 ]} Dichas fístulas pueden detectarse antes del nacimiento del bebé debido al exceso de líquido amniótico ; después del nacimiento, a menudo se asocian con neumonitis y neumonía debido a la aspiración de contenido alimenticio. ^{[ 6 ]} Las fístulas congénitas a menudo se tratan mediante reparación quirúrgica. ^{[ 13 ]} En 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 suelen provocar tos por la aspiración del contenido esofágico deglutido a través de la tráquea, progresando a menudo a neumonía mortal; rara vez existe un tratamiento curativo. ^{[ 13 ]} 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 producen sonido que puede utilizarse para hablar. El propósito de la punción es restaurar la capacidad de hablar de una persona después de la extirpación de las cuerdas vocales. ^{[ 22 ]}

En ocasiones, como variación anatómica, uno o más anillos traqueales se forman como anillos completos, en lugar de anillos en forma de herradura. Estos anillos en forma de O son más pequeños que los anillos normales en forma de C y pueden causar estrechamiento ( estenosis ) de la tráquea, lo que provoca dificultades respiratorias. Una operación llamada traqueoplastia deslizante puede abrir los anillos y unirlos nuevamente formando anillos más anchos, acortando la longitud de la tráquea. ^{[ 23 ]} Se dice que la traqueoplastia deslizante es la mejor opción para tratar la estenosis traqueal. ^{[ 24 ]}

El síndrome de Mounier-Kuhn es un trastorno congénito poco frecuente caracterizado por una tráquea anormalmente agrandada, ausencia de fibras elásticas, adelgazamiento del músculo liso y tendencia a sufrir infecciones recurrentes del tracto respiratorio. ^{[ 25 ]}

Desde 2008, se han realizado intervenciones quirúrgicas para reemplazar experimentalmente la tráquea con tráqueas cultivadas a partir de células madre o con sustitutos sintéticos; sin embargo, esto se considera experimental y no existe un método estandarizado. ^{[ 26 ]} La dificultad para asegurar un suministro sanguíneo adecuado a la tráquea reemplazada se considera 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 método para estimular la regeneración tisular, y dicho método sigue siendo hipotético. ^{[ 26 ]}

En enero de 2021, 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. ^{[ 27 ]}

En las aves , la tráquea se extiende desde la faringe hasta la siringe , de donde se ramifican los bronquios principales. Los cisnes poseen una tráquea inusualmente alargada, parte de la cual se enrolla bajo el esternón; esto podría funcionar como un resonador para amplificar el sonido. En algunas aves, los anillos traqueales son completos e incluso pueden estar osificados . ^{[ 28 ]}

En los anfibios , la tráquea suele ser extremadamente corta y conduce directamente a los pulmones, sin bronquios primarios definidos. Sin embargo, algunas salamandras de cuello largo y las cecilias presentan una tráquea más larga . Si bien la tráquea de los anfibios presenta nódulos cartilaginosos irregulares, estos no forman los anillos que se encuentran en los amniotas . ^{[ 28 ]}

Los únicos vertebrados que tienen pulmones, pero no tráquea, son los peces pulmonados y el Polypterus , en los que los pulmones surgen directamente de la faringe. ^{[ 28 ]}

En los insectos , la palabra tráquea describe un órgano diferente al de los vertebrados. Los insectos tienen un sistema respiratorio abierto compuesto por espiráculos , vías respiratorias profundas (tráqueas) y traqueolas para conducir el aire directamente hacia y desde los tejidos metabólicos. ^{[ 29 ]} La distribución de los espiráculos puede variar mucho entre los muchos órdenes de insectos, pero en general cada segmento corporal puede tener solo un par de espiráculos, cada uno de los cuales se conecta a una cavidad de aire llamada 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 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 los tejidos e incluso indentan células individuales. ^{[ 30 ]} El gas puede conducirse a través del sistema respiratorio mediante ventilación activa o difusión pasiva. A diferencia de los vertebrados, los insectos generalmente no transportan oxígeno en su hemolinfa . ^{[ 31 ]} Este es uno de los factores que pueden limitar su tamaño.

Un tubo traqueal puede contener anillos circunferenciales de tenias con forma de cresta en diversas geometrías , como bucles o hélices . Las tenias proporcionan resistencia y flexibilidad a la tráquea. En la cabeza, el tórax o el abdomen , las tráqueas también pueden estar conectadas a sacos aéreos. Muchos insectos, como los saltamontes y las abejas , que bombean activamente los sacos aéreos en su abdomen, pueden controlar el flujo de aire a través de su cuerpo. En algunos insectos acuáticos, las tráqueas intercambian gases directamente a través de la pared corporal, en forma de branquia , o funcionan esencialmente como de costumbre, a través de un plastrón . Cabe destacar que, a pesar de ser internas, las tráqueas de los artrópodos están revestidas de tejido cuticular y se desprenden durante la muda ( ecdisis ). ^{[ 30 ]}