気管とは：構造・機能・役割と気管炎などの基礎知識
気管の構造・働き・役割を図解で解説、気管炎の症状・原因・治療・予防まで分かりやすくまとめた基礎知識ガイド
気管は、鼻と口から肺につながる骨の管で、脊椎動物の呼吸器系の重要な部分である。哺乳類では、気管は喉頭の下部から始まり、肺まで続き、そこで左右の気管支に分岐しています。気管に炎症が生じると、気管の内膜に炎症が生じる気管炎など、他の病態につながることもあります。
構造
- 長さと位置：成人では気管の長さはおおよそ10〜13cmで、頸部から胸部へ向かって伸びます。胸腔内で胸骨角（気管分岐点）付近で左右の気管支に分かれます。
- 軟骨の環：気管壁は多数のC字形の軟骨環で支持されており、気道の開存性（つぶれないこと）を保っています。軟骨の後部は平滑筋（気管筋、trachealis muscle）と結合組織で閉じられます。
- 粘膜と線毛：内側は線毛上皮（偽重層線毛円柱上皮）で覆われ、杯細胞が粘液を分泌します。線毛と粘液の協調動作により、微粒子や粘性分泌物が咳や嚥下で排出されます（ムコシリアリ・エスカレーター）。
機能
- 空気の通路として、酸素を肺に、二酸化炭素を外気へ移動させる。
- 吸気空気の加温・加湿・ろ過（塵や病原体の除去）を助ける。
- 粘液と線毛運動で異物を排除し、下気道感染の防御に寄与する。
血管・神経・リンパ
- 血液供給：主に甲状腺下動脈や気管支動脈などから血液が供給されます。
- 神経支配：迷走神経（副交感）と交感神経により支配され、気道の平滑筋や分泌の調節に関与します。反回神経は気管周囲の感覚と声帯運動にも重要です。
- リンパ：気管周囲のリンパ節（例：傍気管リンパ節）を介して免疫応答や炎症反応に関与します。
発生
胚発生では前腸の一部から気道管が分岐して気管・気管支が形成されます。発生過程での異常は先天性気管気管支異常（例：気管欠損、気管軟化症など）を引き起こすことがあります。
主な疾患と症状
- 急性気管炎：ウイルスや細菌感染、刺激物（煙、化学物質）で生じ、咳、痰、喉の痛み、発熱を伴うことがあります。
- 慢性気管炎：長期の喫煙や慢性的刺激による粘膜の変化で、慢性的な咳や喀痰が続きます。
- 気管軟化（tracheomalacia）：気管の支持構造が弱くなり吸気や呼気で気道が潰れやすく、喘鳴や呼吸困難を来すことがあります。
- 気管狭窄：外傷、長期の気管挿管、感染後の瘢痕化により気道が狭くなり、呼吸障害や労作時の息切れを招きます。
- 誤嚥や異物吸引：子どもや高齢者で起こりやすく、急性の咳嗽、窒息、不完全閉塞では喘鳴や呼吸不全に至ります。
- 細菌性気管炎（例：細菌性気管気管支炎）：重症の場合、気道閉塞や気管切開が必要になることがあります（特に小児）。
診断
- 身体所見（咳、喘鳴、呼吸困難、聴診での異常）
- 胸部X線やCTスキャン：気管の狭窄、圧迫、周囲構造の異常を評価。
- 気管支鏡検査（気管鏡）：粘膜所見の直接観察、採材（培養・生検）が可能。
- 呼吸機能検査：閉塞性病変の評価に有用。
治療と管理
- 保存的治療：原因に応じた安静、加湿、鎮咳薬、去痰薬、抗生物質（細菌感染時）や吸入ステロイドなど。
- 気道確保：重度の狭窄や閉塞では内視鏡的処置（バルーン拡張、ステント留置）、または外科的治療（気管形成術、切開術、気管切開）が行われることがあります。
- 原因治療：喫煙者では禁煙、基礎疾患（逆流性食道炎など）がある場合はその治療を行います。
予防
- 禁煙と受動喫煙の回避、作業場での有害物質対策。
- インフルエンザや肺炎球菌ワクチンなど、呼吸器感染予防のワクチン接種。
- 適切な手洗い、衛生管理、早期の感染症治療。
気管は呼吸の生命線であり、その異常は迅速な評価と適切な管理を要します。咳や息苦しさ、嗄声（声のかすれ）などの症状が続く場合は、専門の医療機関での診察を受けることが重要です。
ヒトの気管の解剖図
無脊椎動物の気管
無脊椎動物の気管は、陸上節足動物の開口呼吸器系を指す。気門、気管、気孔からなり、組織との間で代謝気体を出し入れする。気門の分布は様々であるが、一般に体の各節には一対の気門しかなく、各気門は心房につながり、その後ろに比較的大きな気管チューブを持つ。
最も小さな管である気管は、細胞を貫通し、水、酸素、二酸化炭素を拡散する。気体は、能動的に移動する場合と受動的な拡散によって移動する場合がある。脊椎動物とは異なり、昆虫は通常、血リンパに酸素を持ち込まない。このことは、昆虫の大きさを制限する要因のひとつと考えられる。
気管には、ループやヘリなど様々な形状の尾索がリッジ状に周回することがある。また、頭部、胸部、腹部では、気管が気嚢に接続されていることもある。バッタやハチなど多くの昆虫は、腹部の気嚢を積極的に排気することで、体内の空気の流れを制御することができる。水生昆虫の中には、気管が鰓の形で直接体壁を介してガス交換を行うものや、通常通り腹膜を介して機能するものもある。節足動物の気管は、体内にあるにもかかわらず、脱皮（エクディシス）の際に脱落する。
解剖されたゴキブリの気管系。最大の気管はゴキブリの体幅を横切っており、この画像では水平になっている。スケールバー、2 mm
気管系は次第に細い管に分岐し、ここではゴキブリの作物に供給している。スケールバー：2mm
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