Embryology · 13.2
呼吸器系:喉頭・気管・気管支・肺
Respiratory System — Larynx, trachea, bronchi & lungs
🧠 気道の分岐は「木の枝分かれ」、肺の成熟は「木から葉が茂るまでの4段階」と分けて覚える。 分岐(主気管支main bronchus主気管支(main bronchus)main bronchus(主気管支)→葉気管支lobar bronchus葉気管支(lobar bronchus)lobar bronchus(葉気管支)→区域気管支segmental bronchus区域気管支(segmental bronchus)segmental bronchus(区域気管支)…)はほぼ決まった規則的なパターンで進むのに対し、成熟段階(偽腺期pseudoglandular period偽腺期(pseudoglandular period)pseudoglandular period(偽腺期)→管状期canalicular period管状期(canalicular period)canalicular period(管状期)→終末嚢期terminal sac / saccular period終末嚢期(terminal sac / saccular period)terminal sac / saccular period(終末嚢期)→肺胞期alveolar period肺胞期(alveolar period)alveolar period(肺胞期))はサーファクタント産生・呼吸可能な構造の獲得という“時間との勝負”であり、早産児の生存可能viable生存可能(viable)viable(生存可能)性(07-1-fetal-development)に直結する。
喉頭の形成
呼吸器憩室respiratory diverticulum呼吸器憩室(respiratory diverticulum)respiratory diverticulum(呼吸器憩室)(13-1-respiratory-diverticulum)の頭側端cephalic end頭側端(cephalic end)cephalic end(頭側端)は、第4・6咽頭弓(16-1-pharyngeal-branchial-apparatus)由来の間葉に囲まれて喉頭になる。
- 軟骨(甲状軟骨thyroid cartilage甲状軟骨(thyroid cartilage)thyroid cartilage(甲状軟骨)・輪状軟骨cricoid cartilage輪状軟骨(cricoid cartilage)cricoid cartilage(輪状軟骨)・披裂軟骨arytenoid cartilages披裂軟骨(arytenoid cartilages)arytenoid cartilages(披裂軟骨)など)は第4・6咽頭弓の間葉由来。
- 喉頭の筋は咽頭弓由来で、迷走神経(上喉頭神経superior laryngeal nerve上喉頭神経(superior laryngeal nerve)superior laryngeal nerve(上喉頭神経)・反回神経recurrent laryngeal nerve (RLN)反回神経(recurrent laryngeal nerve (RLN))recurrent laryngeal nerve (RLN)(反回神経))に支配される(10-2-head-limb-body-wall-musclesの咽頭弓と脳神経支配の原則)。
- 発生の途中、喉頭上皮が急速に増殖して一時的に内腔が閉塞し、その後再疎通recanalization再疎通(recanalization)recanalization(再疎通)して開通する。
⚠️ 再疎通recanalization再疎通(recanalization)recanalization(再疎通)が不完全な場合、喉頭閉鎖laryngeal atresia喉頭閉鎖(laryngeal atresia)laryngeal atresia(喉頭閉鎖)や喉頭ウェブlaryngeal web喉頭ウェブ(laryngeal web)laryngeal web(喉頭ウェブ)を来す(13-3-clinical)。
気管・気管支の分岐
喉頭気管管laryngotracheal tube喉頭気管管(laryngotracheal tube)laryngotracheal tube(喉頭気管管)は尾側で左右2本の気管支芽bronchial buds気管支芽(bronchial buds)bronchial buds(気管支芽)に分かれ、以後決まったパターンで規則的に分岐していく。
flowchart TD
A["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='laryngotracheal tube'>喉頭気管管</span>の尾側端が左右に分岐"]
A --> B["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='bronchial buds'>気管支芽</span>→ <span class='jp-term jp-term-diagram' title='main bronchus'>主気管支</span>(右・左)"]
B --> C["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='lobar bronchus'>葉気管支</span>:右3本・左2本 → 将来の<span class='jp-term jp-term-diagram' title='lobe'>肺葉</span>数と対応"]
C --> D["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='segmental bronchi'>区域気管支</span>:右10・左8〜9程度 → <span class='jp-term jp-term-diagram' title='bronchopulmonary segment'>気管支肺区域</span>の基盤"]
D --> E["さらに分岐を繰り返し<span class='jp-term jp-term-diagram' title='bronchiole'>細気管支</span>・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='terminal bronchiole'>終末細気管支</span>へ"]
💡 右主気管支main bronchus主気管支(main bronchus)main bronchus(主気管支)は左よりも太く短く、垂直に近いという成人解剖の特徴は、右肺が3葉・左肺が2葉(心臓に場所を譲るため)という発生学的な非対称性の延長線上にある。この解剖学的差異が「誤嚥物は右主気管支main bronchus主気管支(main bronchus)main bronchus(主気管支)に入りやすい」という臨床的知識の基盤となる。
肺の成熟:4つの組織学的段階
肺の分岐がほぼ完成した後も、呼吸に必要な構造(terminal sac・肺胞・サーファクタント)が完成するまでには長い成熟期間を要する。
| 段階 | 時期(目安) | 内容 |
|---|---|---|
| 偽腺期pseudoglandular period偽腺期(pseudoglandular period)pseudoglandular period(偽腺期) | 第5〜17週 | 気管支・終末細気管支terminal bronchiole終末細気管支(terminal bronchiole)terminal bronchiole(終末細気管支)までの分岐が進むが、呼吸に必要な構造はまだなくこの段階で生まれても生存不可能 |
| 管状期canalicular period管状期(canalicular period)canalicular period(管状期) | 第16〜25週 | 呼吸細気管支respiratory bronchiole呼吸細気管支(respiratory bronchiole)respiratory bronchiole(呼吸細気管支)が形成され血管網が発達、終末部の毛細血管接触が始まる週数(約22〜24週前後)が生存可能viable生存可能(viable)viable(生存可能)性の下限の目安 |
| 終末嚢期terminal sac / saccular period終末嚢期(terminal sac / saccular period)terminal sac / saccular period(終末嚢期) | 第24週〜出生前後 | 終末嚢primitive alveoli終末嚢(primitive alveoli)primitive alveoli(終末嚢)が形成され、I型肺胞上皮細胞pneumocytes肺胞上皮細胞(pneumocytes)pneumocytes(肺胞上皮細胞)(ガス交換)・II型肺胞上皮細胞type II alveolar epithelial cell (pneumocyte)II型肺胞上皮細胞(type II alveolar epithelial cell (pneumocyte))type II alveolar epithelial cell (pneumocyte)(II型肺胞上皮細胞)(サーファクタント産生)が分化する |
| 肺胞期alveolar period肺胞期(alveolar period)alveolar period(肺胞期) | 出生前後〜小児期(約8歳ごろまで) | 真の肺胞が増殖し続け、出生後も肺胞数は大きく増加する |
⭐ 管状期canalicular period管状期(canalicular period)canalicular period(管状期)の終わり(約22〜24週)が臨床的な生存可能viable生存可能(viable)viable(生存可能)性のボーダーラインとされる根拠は、この時期にようやく肺胞前駆構造と毛細血管が接触し始めるため。終末嚢期terminal sac / saccular period終末嚢期(terminal sac / saccular period)terminal sac / saccular period(終末嚢期)に入るとII型肺胞上皮細胞type II alveolar epithelial cell (pneumocyte)II型肺胞上皮細胞(type II alveolar epithelial cell (pneumocyte))type II alveolar epithelial cell (pneumocyte)(II型肺胞上皮細胞)からのサーファクタント産生が本格化し、08-4-fetal-therapyで触れた出生前ステロイドantenatal corticosteroid出生前ステロイド(antenatal corticosteroid)antenatal corticosteroid(出生前ステロイド)投与による肺成熟促進もこの段階を早める目的で行われる。
まとめ
- 喉頭は第4・6咽頭弓由来の間葉に囲まれ、軟骨・筋(迷走神経支配)を形成、上皮の再疎通recanalization再疎通(recanalization)recanalization(再疎通)不全は喉頭閉鎖laryngeal atresia喉頭閉鎖(laryngeal atresia)laryngeal atresia(喉頭閉鎖)/ウェブの原因となる。
- 気管支は左右非対称に分岐し(右3葉・左2葉相当)、右主気管支main bronchus主気管支(main bronchus)main bronchus(主気管支)が太く短く垂直に近いため誤嚥物が入りやすい。
- 肺の成熟は偽腺期pseudoglandular period偽腺期(pseudoglandular period)pseudoglandular period(偽腺期)→管状期canalicular period管状期(canalicular period)canalicular period(管状期)→終末嚢期terminal sac / saccular period終末嚢期(terminal sac / saccular period)terminal sac / saccular period(終末嚢期)→肺胞期alveolar period肺胞期(alveolar period)alveolar period(肺胞期)の4段階を経る。
- 管状期canalicular period管状期(canalicular period)canalicular period(管状期)末(約22〜24週)が生存可能viable生存可能(viable)viable(生存可能)性の目安、終末嚢期terminal sac / saccular period終末嚢期(terminal sac / saccular period)terminal sac / saccular period(終末嚢期)でII型肺胞上皮細胞type II alveolar epithelial cell (pneumocyte)II型肺胞上皮細胞(type II alveolar epithelial cell (pneumocyte))type II alveolar epithelial cell (pneumocyte)(II型肺胞上皮細胞)からのサーファクタント産生が本格化する。