喉頭
両生類、爬虫類、哺乳類の首にある器官である喉頭
喉頭
人間の喉頭の解剖学、前外側図
詳細
発音/ ˈ l ær ɪ ŋ k s / LARR -inks [1]
識別子
ラテン語喉頭
ギリシャ語λάρυγξ
MeSHD007830
TA98A06.2.01.001
TA23184
FMA55097
解剖学用語
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喉頭（複数形：laryngesまたはlarynxes）[1]は、一般的に喉頭とも呼ばれ、呼吸、発声、そして食物の誤嚥から気管を保護する役割を持つ、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して知られ、直径は約4～5センチメートルです。[2]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。咽頭管が気管と食道に分岐するすぐ下に位置しています。

構造

人間の喉頭の基本的な部分

三角形の喉頭は、主に軟骨で構成されており、軟骨は筋肉、線維性組織、弾性組織成分によって互いに、また周囲の構造物に付着しています喉頭は、声帯を除いて繊毛円柱上皮で覆われている。喉頭空洞は、三角形の入口から喉頭蓋、そして輪状軟骨の下縁の円形の出口まで伸びており、そこで気管内腔と続いている。喉頭の内壁を覆う粘膜は、空洞の内側に突出する 2 対の側方ひだを形成している。上側のひだは前庭ひだと呼ばれる。これらは、発声には何ら役割を果たさないという明白な理由から、偽声帯と呼ばれることもある。トゥバの喉歌のカルギラスタイルでは、これらのひだを使用して 1 オクターブ低く歌い、コサ語の喉歌の一種であるウムングコロでも使用されている。下側のひだのペアは声帯として知られ、会話やその他の発声に必要な音を出す。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。前庭ヒダの上の喉頭空洞は前庭と呼ばれます。前庭ヒダと声帯の間の空洞の真ん中の部分は喉頭室、または喉頭心室です。声門下空洞は声門の下の開いた空間です。

場所

成人では、喉頭は頸椎C3～C6の高さの頸部前部にあります。喉頭の下部（下咽頭）と気管を繋いでいます。喉頭骨格は9つの軟骨で構成されています。3つは単独軟骨（喉頭蓋軟骨、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。

外転と内転した声帯

軟骨

喉頭の後面図。離開軟骨（左）と内在筋（右）

哺乳類の喉頭を支え、骨格を形成する軟骨は9つあり、そのうち3つは対になっていません。3つは対になっていて（3対＝6）、喉頭を支えています。[4]

対になっていない軟骨：

  • 甲状軟骨：これは喉仏（喉頭隆起とも呼ばれます）を形成します。通常、男性の方が女性よりも大きいです。甲状舌骨膜は、甲状軟骨に関連する靭帯で、甲状軟骨と舌骨をつなぎます。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つなぎます
  • 喉頭蓋：スプーンのような形をした大きな弾力性のある軟骨。嚥下時には、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ために咽頭が広がります。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。

対軟骨：

筋肉

喉頭の筋肉は内在筋と外在筋に分けられます。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ますが、起始は他の場所にあります。内在筋は完全に喉頭内に限定されており、起始と停止は喉頭内にあります。[5]

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、呼吸を助けます。発声筋は声帯を近づけ、発声を助けます。主要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

内喉頭筋

内喉頭筋は、発声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、緊張させます
  • 後輪状披裂筋は披裂軟骨を外転・外旋させ、声帯を外転させます。
  • 外側輪状披裂筋は披裂軟骨を内転・内旋させ、内側への圧迫を高めます。
  • 横披裂筋は披裂軟骨を内転させ、声帯を内転させます。[6]
  • 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、声帯を短縮させ、声の高さを下げます。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不全になると、声帯を引き離す（外転させる）ことができなくなり、呼吸困難を引き起こします。反回神経の両側損傷がこの状態を引き起こします。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支配されていることも注目に値します。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支配されています

さらに、内喉頭筋は恒常的なCa₂ +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を予測します。[7]このプロファイルは、長時間の作業能力が十分に発達した非常に速筋としての機能と一致しています。研究によると、Ca₂ +の迅速な隔離に関与するメカニズム（筋小胞体Ca₂ +再取り込みタンパク質、細胞膜ポンプ、細胞質Ca₂ +緩衝タンパク質）は喉頭筋で特に増加しており、筋線維の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重要であることを示しています。[8]さらに、ラットの内喉頭筋と四肢筋上の外眼筋におけるOrai1のレベルの違いは、これらの筋肉の機能特性とシグナル伝達メカニズムにおいて、ストア作動性カルシウム流入チャネルが役割を果たしていることを示唆しています。

外因性

外喉頭筋は、喉頭を中頸部穀粒領域内で支え、位置づけます。

外喉頭筋

神経支配

喉頭は、両側の迷走神経の枝によって神経支配されている。声門および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る。上喉頭神経の外枝は、輪状甲状筋を神経支配する。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る。上述の感覚入力は（一般的な）内臓感覚（拡散性で、部位が不明瞭）であるが、声帯は上喉頭神経によって一般的な体性感覚（固有受容覚および触覚）の神経支配も受ける。

上喉頭神経外枝の損傷は、声帯を締めることができないため、発声能力の低下を引き起こします。反回神経の片方が損傷すると嗄声となり、両方が損傷した場合は声が維持される場合とされない場合がありますが、呼吸が困難になります。

発達

喉頭は第4咽頭弓と第6咽頭弓の中胚葉から派生します。新生児では、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くなっています。[9]喉頭は、子供が成長するにつれて下降します。[10] [11]

喉頭腔

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
ラテン語喉頭空洞
MeSHD007830
TA98A06.2.01.001
TA23184
FMA55097
解剖学用語
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喉頭空洞（喉頭腔）は喉頭入口から下方に輪状軟骨の下縁まで伸び、そこで気管の縁と連続しています。[12] [13]

喉頭空洞は声帯の突出によって2つの部分に分けられ、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

喉頭前庭の、前庭襞より上の部分は喉頭前庭と呼ばれます。喉頭前庭は広く三角形をしており、その基部または前壁の中央付近には喉頭蓋結節の後方突出部があります。

喉頭前庭には前庭襞があり、前庭襞と声帯の間には喉頭室があります。

声帯より下の部分は喉頭下腔と呼ばれます。最初は楕円形ですが、下に行くほど広がり、円形になり、気管と連続しています。

機能

音の発生

音は喉頭で発生し、そこで音の高さと音量が調整されます。肺からの 呼気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化します。声道のフィルターを通過するときに音源が変化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。喉頭は、音声の生成に必要な圧力差を生成するという肺に似た機能も持っています。狭くなった喉頭は、必要に応じて声門子音で口腔の容積に影響を与えながら上下に動かすことができます。

声帯は（披裂軟骨を内転させることによって）互いに接近して振動します（発声を参照）。披裂軟骨に付着する筋肉は、声帯の開き具合を制御します。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って直接、または喉頭の垂直位置を変えることによって間接的に）、声帯内の筋肉の張力を操作すること、そして披裂軟骨を前後に動かすことによって制御できます。これにより、発声中に生成される音程が上がったり下がったりします。ほとんどの男性の声帯は女性の声帯よりも長く、質量が大きいため、低い音程が生成されます

発声器官は、前庭襞（偽声帯）と真声帯という2対の襞で構成されています。前庭襞は呼吸上皮で覆われ、声帯は重層扁平上皮で覆われています。前庭襞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挙げられます。どちらも前庭襞を使っ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。

その他

内視鏡画像

喉頭の最も重要な役割は、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という保護機能です。咳は声帯を通じ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、組織の反動と呼気筋の助けを借りて強制的に呼気することで声帯が押し広げられ、高い圧力によって刺激物が喉から排出されます。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相殺される、同様に呼吸努力の増加です。咳と咳払いはどちらも呼吸通路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。[14]

喉頭のもう一つの重要な役割は腹部固定です。これは一種のバルサルバ法で、肺に空気を充填して胸郭を硬くすることで、持ち上げる力を脚に伝えます。これは深い吸入とそれに続く声帯の内転によって達成されます。重い物を持ち上げるときにうなり声を出すのは、発声の準備として内転した声帯から空気が漏れ出すためです。[14]

声帯の外転は、身体活動において重要です。通常の呼吸では声帯は約8mm（0.31インチ）離れていますが、努力呼吸ではこの幅が2倍になります。[14]

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を覆って反転し、嚥下された物質が喉頭に入り肺へ至るのを防ぎます。また、食物や液体の塊が食道へ「滑り込む」経路を確保します。この過程を助けるために、舌咽喉頭複合体も上方に引き上げられます。誤嚥した食物や液体によって喉頭が刺激されると、強い咳 反射が生じ、肺を保護します。

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疾患を免れており、様々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たな戦略の開発を促進する可能性があります。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のプロファイルを有しており、これは内喉頭筋の独特な病態生理学的特性に対するメカニズム的な洞察を提供する可能性があります[7]

臨床的意義

疾患

喉頭が正常に機能しない原因はいくつかあります[15] 。症状としては、嗄声、声の消失、喉や耳の痛み、呼吸困難などがあります。

治療

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。[19] [20] [21] 喉頭移植はまれな手術です。[21] [22] 世界初の成功した手術は1998年に米国オハイオ州クリーブランドのクリーブランド・クリニックで行われ、[23] 2回目の手術は2010年10月に米国カリフォルニア州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。[24]

その他の動物

馬の喉頭の断面
（正面、後方図）
1 舌骨；2 喉頭蓋；3 前庭ヒダ；4 声帯ヒダ； 5 喉頭室筋；6 喉頭室；7 声帯筋；8 甲状軟骨；9 輪状軟骨；10 声門下腔；11 第一気管軟骨；12気管

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。ネガスは、喉頭の下降はヒトの舌が咽頭へと再形成および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用いて、種特異的なヒトの舌によって、声道（喉頭上部の気道）が発声に必要な形状をとることが可能となり、それによってヒトの発話の明瞭性が向上するのではないかと示唆している。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]と[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。[25]

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、声道は人間のような音域の音声を生成することができません。一部の種では喉頭を一時的に下げる能力により声道の長さが延長し、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を生み出します。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させることで、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ました。人間の舌によって生成される追加の音声、特に[i]は、人間が話している人の声道の長さを無意識に推測することを可能にし、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す。 [25]

非哺乳類

ほとんどの四肢動物種は喉頭を有するが、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あり、共通の特徴であるが、必ずしもすべての魚種に存在​​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、哺乳類のみが真の喉頭蓋を有するが、他の多くのグループでは同様の位置に非軟骨性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有し、サンショウウオは披裂軟骨のみを有する。[26]

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。トゥンガラガエルにとって喉頭は主要な発音器官ですが、「クンクン」と「チャック」という2つの要素からなる求愛鳴きへの貢献により、より高い重要性を持っています。[27]「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。[28]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。[28]

声帯は哺乳類と少数のトカゲにのみ見られます。その結果、多くの爬虫類と両生類は本質的に無声です。カエルは気管の隆起を使って音を調節しますが、鳥類は鳴管という別の発音器官を持っています。[26]

歴史と語源

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」と表現しました。[29]

喉頭という言葉は、古代ギリシャ語のλάρυγξ（lárunx、直訳すると「喉頭、食道、喉」）から借用されています。[30]  

追加画像

  • 喉頭。深部解剖。前面図。
    喉頭。深部解剖。前面図。
  • 喉頭。深部解剖。後面図。
    喉頭。深部解剖。後面図。

参照

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参考文献

注記

  1. ^ ab 「LARYNX」。ケンブリッジ上級学習者辞典（第4版）。ケンブリッジ：ケンブリッジ大学出版局。2013年。2022年5月3日時点のオリジナルよりアーカイブ。2025年8月10日閲覧
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  3. ^ Knipe H. "喉頭軟骨".放射線学参考記事. Radiopaedia.org
  4. ^ Suárez-Quintanilla J, Fernández Cabrera A, Sharma S (2023年9月4日). 「解剖学、頭頸部：喉頭」. StatPearls, 国立医学図書館, 米国国立衛生研究所. 2025年2月2日閲覧.
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出典

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