気管と気管支

気道樹の構造設計

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気道を分ける階層、そして部分的には肺を貫く血管の階層が、肺内部の構造を大きく左右する。 機能的には肺内気道系は3つのゾーンに細分化される。近位の純粋な伝導ゾーン、末梢の純粋なガス交換ゾーン、そしてその間の移行ゾーンで、両方の機能が互いにグレードアップしているところである。

分岐パターンが空気の流れと粒子沈着を決定する役割を果たすため、気道樹の構造設計は機能的に重要である。 人間の気道樹のモデリングでは、気道は不規則な二分法の規則に従って分岐することが一般的に合意されています。 規則的な二分法とは、樹木状の構造の各枝が、同じ寸法の2つの娘枝を生み出すことを意味する。 しかし、不規則二分法では、娘枝の長さや直径が大きく異なることがある。 モデルでは、気管から肺末梢までの平均的な経路は、約24〜25世代の枝から構成されると計算している。 しかし、個々の経路は11から30世代に及ぶこともある。 気道の伝導部と呼吸部の間の移行は、気管を0世代と数えた場合、平均して16世代目の終わりにある。伝導性の気道は、気管、2本の幹気管支、気管支、および気管支肺からなる。 その機能は、吸入された空気をさらに温め、湿らせ、清浄にして、肺のガス交換部位に分配することである。 気管支は、繊毛細胞と多数の粘液分泌性杯細胞が散在する典型的な呼吸器上皮によって裏打ちされている。 繊毛細胞は気道樹のかなり下の方に存在し、その高さは管が狭くなるにつれて低くなり、杯細胞の頻度も高くなる。 気管支では、杯細胞はクララ細胞という別の種類の分泌細胞に完全に置き換わっている。 上皮は粘性の低い液体の層で覆われており、その中で繊毛が外側に向かって同期したリズミカルな拍動を行っている。 大きな気道では、この液体層の上に粘度の高い粘液が覆っている。 粘液層は繊毛の働きによって引きずられ、捕捉された粒子を咽頭へ運び、そこで飲み込まれる。

軟骨のリングやプレートが気管や気管支の壁を支えているのに対し、軟骨のない気管支の壁は、ガス交換組織に構造的に統合されて安定性を獲得している。 肺の最後の純粋に伝導性の高い気道世代は末端気管支である。 遠位では、気道の壁からカップ状に膨らんだ部分が出現し、気道の構造が大きく変化している。 これらは微小な気室を形成し、気道経路の最初のガス交換肺胞となる。 肺胞では、呼吸器上皮は非常に平坦な裏打ち層へと変化し、薄い気血のバリアが形成されるようになる。 このような呼吸細気管支が数世代（Z）続くと、肺胞は気道に沿って非常に密になり、気道壁がなくなり、気道は肺胞管で構成されるようになる。 気道樹の最後の世代は、肺胞嚢の中で盲目的に終わる

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