喉頭

喉頭
人間の喉頭の解剖学、前外側図
詳細
発音	/ ˈ l æ r ɪ ŋ k s /
識別子
ラテン	喉頭
ギリシャ語	言語
メッシュ	D007830
TA98	A06.2.01.001
TA2	3184
ＦＭＡ	55097
解剖学用語 [Wikidataで編集]

喉頭（/ ˈ l æ r ɪ ŋ k s / ）は、一般的に喉頭とも呼ばれ、呼吸、発声、食物の誤嚥から気管を保護することに関与する首の上部にある器官です。喉頭から咽頭への開口部は喉頭入口と呼ばれ、直径は約4～5センチメートルです。^[1]喉頭には声帯があり、発声に不可欠な音程と音量を調節します。喉頭は、咽頭が気管と食道に分かれるすぐ下にあります。「喉頭」（複数形：larynges）という言葉は、古代ギリシャ語 のlárunx（「喉頭、食道、喉」）に由来しています。 ^[2]

三角形の喉頭は、大部分が軟骨で構成されており、軟骨は筋肉または線維性組織や弾性組織成分によって互いに、また周囲の構造に付着している。喉頭は、声帯を除いて繊毛円柱上皮で覆われている。喉頭腔は、三角形の入口から喉頭蓋、そして輪状軟骨の下縁にある円形の出口まで伸びており、ここで気管の内腔と連続している。喉頭の内壁を覆う粘膜は、喉頭腔の内側に突き出た2対の側方襞を形成している。上側の襞は前庭襞と呼ばれる。これらは、発声には何の役割も果たさないというかなり明白な理由から、偽声帯と呼ばれることもある。トゥバ語の喉歌のカルギラ様式では、これらの襞を使って1オクターブ低い声で歌い、コサ語の喉歌の一種であるウムングココロで使用されている。下の一対のひだは声帯として知られ、会話やその他の発声に必要な音を発します。左右の声帯の間のスリット状の空間は声門裂と呼ばれ、喉頭の最も狭い部分です。声帯と声門裂は合わせて声門と呼ばれます。前庭ひだの上の喉頭腔は前庭と呼ばれます。前庭ひだおよび声帯の間の腔の真ん中の部分は喉頭の心室、または喉頭心室です。声門下腔は声門の下の開いた空間です。

成人では、喉頭は頸椎C3-C6の高さで前頸部にあります。喉頭は、咽頭の下部（下咽頭）と気管をつなげています。喉頭骨格は9つの軟骨で構成されています。3つは単独の軟骨（喉頭蓋、甲状軟骨、輪状軟骨）で、3つは対になった軟骨（披裂軟骨、角状軟骨、楔状軟骨）です。^[3]喉頭は舌骨から吊り下げられていますが、舌骨は喉頭の一部ではありません。喉頭は、喉頭蓋の先端から輪状軟骨の下縁まで垂直に伸びています。喉頭の内部は、声門上、声門、声門下に分けられます。

哺乳類の喉頭を支え、その骨格を形成する軟骨は 9 つあり、そのうち 3 つは対になっておらず、3 つは対になっています (3 対 = 6)。

不対軟骨:

• 甲状軟骨:喉仏(喉頭隆起とも呼ばれる)を形成します。通常、男性の方が女性よりも大きくなります。甲状舌骨膜は、甲状軟骨と舌骨を繋ぐ靭帯です。喉頭の前部を支えます。
• 輪状軟骨: 喉頭の下壁を形成する硝子軟骨の輪。気管の上部に付着しています。正中輪状甲状靭帯は、輪状軟骨と甲状軟骨を連結しています。
• 喉頭蓋: スプーンのような形をした大きな弾性軟骨。嚥下中、咽頭と喉頭が上昇します。咽頭が上昇すると、食べ物や飲み物を受け入れる幅が広がります。喉頭が上昇すると、喉頭蓋が下がって声門の上に蓋を形成し、声門を閉じます。

対になった軟骨:

• 披裂軟骨: 一対の軟骨のうち、披裂軟骨は声帯の位置と張力に影響を与えるため、最も重要です。これは、輪状軟骨の後上縁に位置する、主に硝子軟骨でできた三角形の組織です。
• 角状軟骨: 各披裂軟骨の頂点に位置する角状の弾性軟骨片。
• 楔状軟骨: 角状軟骨の前方に位置する棍棒状の弾性軟骨片。

喉頭の筋肉は内在筋と外在筋に分けられる。外在筋は喉頭領域に作用し、喉頭とその周囲の部分の間を通り抜けるが、起源は別の場所にある。一方、内在筋は完全に喉頭内に限定されており、起源と停止は喉頭にある。^[4]

内在筋は呼吸筋と発声筋（発声の筋肉）に分けられます。呼吸筋は声帯を離して呼吸を助けます。発声筋は声帯を近づけて発声を助けます。主な呼吸筋は後輪状披裂筋です。発声筋は内転筋（外側輪状披裂筋、披裂筋）と張筋（輪状甲状筋、甲状披裂筋） に分けられます。

喉頭内筋は音声生成を制御する役割を担っています。

• 輪状甲状筋は声帯を伸ばして緊張させます。
• 後輪状披裂筋は披裂軟骨を外転および外旋させ、その結果、声帯が外転します。
• 外側輪状披裂筋は披裂軟骨を内転させて内旋させ、内側の圧迫を増加させます。
• 横声帯筋は声帯軟骨を内転させ、その結果声帯が内転する。^[5]
• 斜披裂筋は、披裂軟骨間の距離を狭めることで喉頭入口を狭めます。
• 甲状披裂筋は喉頭入口を狭め、声帯を短くし、声のピッチを下げます。内甲状披裂筋は、甲状披裂筋が振動して音を出す部分です。

注目すべきことに、正常な呼吸のために声帯を分離できる唯一の筋肉は後輪状披裂筋です。この筋肉が両側で機能しなくなると、声帯を引き離す (外転させる) ことができなくなり、呼吸が困難になります。反回神経の両側損傷がこの症状を引き起こします。また、輪状甲状筋を除くすべての筋肉は迷走神経の反回神経枝によって神経支配されており、輪状甲状筋は上喉頭神経 (迷走神経の枝) の外喉頭枝によって神経支配されていることにも注目に値します。

さらに、喉頭内筋は構成的なCa ²⁺緩衝プロファイルを示し、他の筋肉と比較してカルシウム変化への対応能力が優れていることが予測されます。^[6]このプロファイルは、喉頭内筋が長時間の作業に十分に発達した能力を備えた非常に速い筋肉としての機能と一致しています。研究では、Ca ²⁺の迅速な隔離に関与するメカニズム（筋小胞体Ca ²⁺再取り込みタンパク質、細胞膜ポンプ、および細胞質Ca ²⁺緩衝タンパク質）は喉頭筋で特に増加していることが示唆されており、筋線維機能とデュシェンヌ型筋ジストロフィーなどの疾患に対する防御にとっての重要性を示しています。^{[7]さらに、ラットの喉頭内筋と四肢筋上の}外眼筋のOrai1レベルが異なることから、これらの筋肉の機能特性とシグナル伝達メカニズムにストア作動性カルシウム流入チャネルが関与していることが示唆されています。

外喉頭筋は喉頭を中頸部穀粒領域内で支え、位置を決定します。

• 胸骨甲状筋は喉頭を圧迫します。（頸管筋によって支配されます）
• 舌骨筋は喉頭を押し下げます。 (アンサ・頚椎)
• 胸骨舌骨筋は喉頭を圧迫します。（頸筋）
• 下収縮筋（CN X）
• 甲状舌骨筋は喉頭を持ち上げます。(C1)
• 二腹筋は喉頭を持ち上げます。（CN V ₃、CN VII）
• 茎突舌骨は喉頭を持ち上げる。（CN VII）
• 顎舌骨筋は喉頭を持ち上げる。（CN V ₃）
• オトガイ舌骨は喉頭を持ち上げます。(C1)
• 舌骨筋は喉頭を持ち上げます。（CN XII）
• オトガイ舌筋は喉頭を持ち上げます。（CN XII）

喉頭は、両側の迷走神経の枝によって神経支配されています。声門と喉頭前庭への感覚神経支配は、上喉頭神経の内枝によって行われます。上喉頭神経の外枝は、輪状甲状筋を神経支配します。喉頭の他のすべての筋肉への運動神経支配と声門下への感覚神経支配は、反回神経によって行われます。上記の感覚入力は（一般的な）内臓感覚（拡散し、位置が不明瞭）ですが、声帯は上喉頭神経によって一般的な体性感覚神経支配（固有受容覚と触覚）も受けます。

上喉頭神経の外枝が損傷すると、声帯を締めることができないため、発声が弱まります。反回神経の 1 つが損傷すると、声がかすれます。両方の神経が損傷すると、声が保存される場合と保存されない場合がありますが、呼吸が困難になります。

新生児の喉頭は、最初はC2-C3椎骨の高さにあり、成人の体の位置に比べてさらに前方かつ高い位置にあります。^[8]喉頭は子供が成長するにつれて下降します。^{[9] [10]}

喉頭腔
喉頭と気管の上部の矢状断面。
喉頭と気管の上部の冠状断面。
詳細
識別子
ラテン	喉頭空洞
メッシュ	D007830
TA98	A06.2.01.001
TA2	3184
ＦＭＡ	55097
解剖学用語 [Wikidataで編集]

喉頭空洞（喉頭腔）は喉頭入口から輪状軟骨の下縁まで広がり、そこで気管と連続する。^{[11] [12]}

声帯は声帯ヒダの突出によって2つの部分に分かれており、その間には狭い三角形の開口部である声門裂があります。

声帯の上の喉頭腔の部分は喉頭前庭と呼ばれ、幅広く三角形の形をしていますが、その基部または前壁の中央付近に喉頭蓋結節の後方突出部が見られます。

喉頭には前庭襞があり、前庭襞と声帯の間には喉頭室があります。

声帯の下の部分は声門下腔と呼ばれます。最初は楕円形ですが、下に行くにつれて広がり、円形になり、気管とつながっています。

音は喉頭で生成され、ここで音程と音量が調整されます。肺から 吐き出す息の強さも音の大きさに影響します。

喉頭の操作は、特定の基本周波数またはピッチを持つ音源を生成するために使用されます。この音源は、舌、唇、口、咽頭の位置に基づいて異なって構成された声道を通過するときに変更されます。声道のフィルターを通過するときに音源を変更するプロセスにより、世界中の言語のさまざまな母音と子音、およびトーン、特定のストレスの実現、およびその他の種類の言語韻律が作成されます。喉頭には、音の生成に必要な圧力差を作成するという肺と同様の機能もあります。狭くなった喉頭を上げたり下げたりすることで、声門子音に必要な口腔の音量に影響を与えることができます。

声帯は（披裂軟骨を内転させることにより）互いに接近させられるため、振動する（発声を参照）。披裂軟骨に付着している筋肉が、声帯の開き具合を制御する。声帯の長さと張力は、輪状軟骨上で甲状軟骨を前後に揺らすこと（輪状甲状筋を収縮させることにより直接的に、または喉頭の垂直位置を変更することにより間接的に）、声帯内の筋肉の張力を操作すること、および披裂軟骨を前後に動かすことによって制御できる。これにより、発声中に生成されるピッチが上がったり下がったりする。ほとんどの男性の声帯は、ほとんどの女性の声帯よりも長く、質量が大きいため、低いピッチが生成されます。

発声器官は、前庭ヒダ（偽声帯）と真声帯の2対のヒダで構成されています。前庭ヒダは呼吸上皮で覆われており、声帯は重層扁平上皮で覆われています。前庭ヒダは音の生成ではなく、共鳴を担っています。例外として、チベットの詠唱とトゥバの喉歌の一種であるカルギラがあります。どちらも前庭ヒダを使用して低音を作り出します。これらの偽声帯には筋肉がありませんが、真声帯には骨格筋があります。

喉頭の最も重要な役割は保護機能であり、咳やその他の反射行動によって異物が肺に入るのを防ぐことです。咳は声帯を通した深い吸入によって始まり、続いて喉頭が挙上し、声帯がきつく内転（閉じる）します。その後の強制呼気は、組織の反動と呼気筋の助けを借りて声帯を吹き飛ばし、高い圧力で喉から刺激物を排出します。咳払いは咳ほど激しくはありませんが、喉頭筋の緊張によって対抗される同様の呼吸努力の増加です。咳払いと咳払いはどちらも呼吸管をきれいにするため予測可能で必要な動作ですが、どちらも声帯に大きな負担をかけます。^[13]

喉頭のもう一つの重要な役割は腹部固定であり、これはバルサルバ法の一種で、肺に空気を注入して胸郭を硬くし、持ち上げる力を脚まで伝達できるようにする。これは、深く息を吸い込んだ後に声帯を内転させることで達成される。重い物を持ち上げるときにうなり声が出るのは、内転した声帯から空気が漏れて発声の準備が整うためである。^[13]

声帯の外転は運動時に重要です。通常の呼吸では声帯の幅は約8mm（0.31インチ）ですが、強制呼吸時にはこの幅が2倍になります。^[13]

嚥下時には、舌の後部を挙上することで喉頭蓋が声門開口部の上に押し上げられ（反転され）、嚥下された物質が喉頭に入り肺に入るのを防ぎ、食物または液体の塊が食道に「滑り込む」経路を提供します。このプロセスを助けるために、舌骨喉頭複合体も上方に引っ張られます。誤嚥した食物または液体による喉頭の刺激は、肺を保護するための 強い咳 反射を引き起こします。

さらに、内喉頭筋はデュシェンヌ型筋ジストロフィーなどの一部の筋萎縮性疾患から免れており、さまざまな臨床シナリオにおける筋萎縮の予防と治療のための新しい戦略の開発を促進する可能性がある。内喉頭筋は、他の筋肉と比較してカルシウムの変化に対処する能力が優れていることを示唆するカルシウム調節システムプロファイルを有しており、これがそのユニークな病態生理学的特性に対するメカニズム的洞察を提供する可能性がある^[6]

喉頭が正常に機能しなくなる原因はいくつかあります。^[14]症状としては、かすれ声、声の消失、喉や耳の痛み、呼吸困難などがあります。

• 急性喉頭炎は喉頭の突然の炎症と腫れです。風邪や大声を出すことなどが原因で起こります。深刻なものではありません。
• 慢性喉頭炎は、喫煙、ほこり、頻繁な叫び声、または汚染された空気への長時間の曝露によって引き起こされます。急性喉頭炎よりもはるかに深刻です。
• 老人性喉頭症は、喉頭の軟部組織が加齢により萎縮し、声が弱くなり、声域と持久力が制限される症状です。喉頭鏡検査では、声帯の前部が曲がっていることが確認されます。
• 気管内チューブを長期間留置すると潰瘍が発生することがあります。
• ポリープと声帯結節は、それぞれタバコの煙への長期曝露と声の不適切な使用によって引き起こされる小さな隆起です。
• 喉頭がんの2つの関連した種類、すなわち扁平上皮がんと疣贅がんは、タバコの煙とアルコールへの繰り返しの曝露と強く関連しています。
• 声帯麻痺は、片方または両方の声帯が弱くなる病気で、日常生活に大きな影響を与える可能性があります。
• 特発性喉頭痙攣。
• 喉頭咽頭逆流症は、胃酸が喉頭を刺激し、炎症を起こす病気です。同様の損傷は胃食道逆流症（GERD）でも起こることがあります。^{[15] [16]}
• 喉頭軟化症は乳児に非常によく見られる症状で、上喉頭の柔らかく未熟な軟骨が吸入時に内側に潰れて気道閉塞を引き起こします。
• 喉頭軟骨膜炎は、喉頭軟骨の軟骨膜の炎症であり、気道閉塞を引き起こします。
• 喉頭麻痺は、一部の哺乳類（犬を含む）に見られる症状で、喉頭が空気の通過に必要な大きさまで開かなくなり、呼吸が妨げられます。軽症の場合は、過剰な、または「かすれた」呼吸やあえぎにつながる可能性があり、重症の場合は、かなりの治療が必要になる可能性があります。
• デュシェンヌ型筋ジストロフィーでは、内喉頭筋（ILM）はジストロフィンの欠損を免れており、神経筋疾患における筋肉温存のメカニズムを研究するための有用なモデルとなる可能性がある。^{[7]ジストロフィー性ILMでは、}カルシウム結合タンパク質の発現が著しく増加している。ジストロフィー性ILMにおけるカルシウム結合タンパク質の増加により、カルシウム恒常性がより良好に維持され、結果として筋壊死が起こらない可能性がある。この結果は、異常なカルシウム緩衝作用がこれらの神経筋疾患に関与しているという概念をさらに裏付けている。^[17]

喉頭の機能を失った患者には通常、電気喉頭装置の使用が処方されます。^{[18] [19] [20]} 喉頭移植はまれな手術です。^{[20] [21]世界で最初の成功した手術は1998年に}クリーブランドクリニック で行われ、^[22] 2回目は2010年10月にサクラメントのカリフォルニア大学デービス校医療センターで行われました。^[23]

喉頭の構造と進化に関する先駆的な研究は、1920年代に英国の比較解剖学者ビクター・ネガスによって行われ、記念碑的な著書『喉頭の機構』（1929年）で最高潮に達した。しかしネガスは、喉頭の下降はヒトの舌が再形成され咽頭に下降したことを反映していると指摘した。このプロセスは6歳から8歳までは完了しない。フィリップ・リーバーマン、デニス・クラット、バート・デ・ブール、ケネス・スティーブンスなどの研究者は、コンピューターモデリング技術を使用して、種に特有のヒトの舌によって、声道（喉頭の上の気道）が、人間の発話の堅牢性を高める発声音を生成するために必要な形状をとることができると示唆している。1950年のピーターソンとバーニーによるコンピューターによる音声認識の可能性の調査などの古典的な研究では、⟨see⟩や⟨do⟩の母音[i]や[u]（音声表記）などの音は、^{[ ？と比較して]}混乱しにくいことが示されています。^[24]

対照的に、他の種は喉頭が低いにもかかわらず、舌は口の中に固定されたままであり、その声道は人間のような音域の音声を発することができない。一部の種では喉頭を一時的に下げる能力があるため、声道の長さが長くなり、フィッチが示したように、声道が大きいという聴覚的錯覚が生じる。1960年代のハスキンズ研究所の研究では、音声は音節や単語に音を融合することで、聴覚系の融合周波数を超える音声コミュニケーション速度を実現できることが示された。人間の舌によって発せられる追加の音声、特に[i]により、人間は話している人の声道の長さを無意識に推測することができ、これは単語を構成する音素を復元する上で重要な要素である。^[24]

ほとんどの四肢動物は喉頭を持つが、その構造は哺乳類のものよりも単純である。喉頭を囲む軟骨は魚類の元々の鰓弓の名残で、一般的な特徴だが、常に存在するわけではない。例えば、甲状軟骨は哺乳類にのみ見られる。同様に、哺乳類だけが真の喉頭蓋を持つが、他の多くのグループでも同様の位置に軟骨以外の粘膜のフラップが見られる。現代の両生類では喉頭骨格はかなり縮小しており、カエルは輪状軟骨と披裂軟骨のみを持ち、サンショウウオは披裂軟骨のみを持つ。^[25]

喉頭を持つカエルの例として、トゥンガラガエルが挙げられます。喉頭はトゥンガラガエルの主な発音器官ですが、喉頭は求愛の鳴き声にも貢献するため、より大きな意味を持っています。求愛の鳴き声は、「クンクン」と「チャック」という2つの要素で構成されています。^[26]「クンクン」はメスの音走性を誘発し、種の認識を可能にしますが、「チャック」は求愛の魅力を高めます。^[27]特に、トゥンガラガエルは喉頭に付着した繊維質の塊を振動させることで「チャック」を発します。^[27]

声帯は哺乳類と少数のトカゲにのみ見られる。その結果、多くの爬虫類と両生類は本質的に無声である。カエルは気管の隆起を利用して音を調節し、鳥類は独立した音生成器官である鳴管を持っている。^[25]

古代ギリシャの医師ガレノスは喉頭を初めて記述し、「声の最初で最も重要な器官」と表現した。^[28]

• 
  喉頭。深部解剖。前面図。
• 
  喉頭。深部解剖。後方図。

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