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首の 中には、なにが 通って いるの?

細い首の中を、息も食べ物も血液も通るのは、どうなっているの?

首に同居する気道・食道・動脈・神経 ── 交差点ののどで何が起きているか

分野:からだ

両手で つつめそうな 細い 首の 中を、息の 道も、食べ物の 道も、脳のうへ 行く 血の 道も 通って います。

こんなに せまいのに、どうして ぶつからないのでしょう。この 記事を 読むと、首の 中の 道の ようすと、のどの 「ふた」の はたらきが わかります。

両手で包めそうな細い首には、息、食べ物、脳へ向かう血液、神経という、生きるための道が全部通っています。しかも、息の道と食べ物の道は、のどで一度交わります。

それなのに、ふだんは食べ物が息の道へ迷い込みません。首の中にどんな道があり、交わる場所で何が起きているのか、そして首の骨が7個であることの意味まで、資料にもとづいて分かります。

首は、頭を支える骨組みであると同時に、気道、食物の通路、脳への動脈、神経が同居する細い通路でもある。その中でも気道と食物の通路は、咽頭で交差する。

交差するのに、ふだんは誤って混ざらない。それは、飲み込むたびに喉頭蓋などが切り替えを行うからだ[2]。この記事では、首を通る道の全体像、交差点での切り替え、首の骨の数の例外と仮説までが分かる。

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1. 首の 中には、どんな 道が あるの?

1. 首の中の道は、ほとんどが別々に通っている

1. 首を通る道 ── 気道・食道・動脈・神経は別の管をなす

首の 中には、大事な 道が いくつも 通って います。

ひとつめは、息の 道。気管きかんという くだが、空気を はいへ とどけます。ふたつめは、食べ物の 道の 食道です。

みっつめは、脳のうへ 血を はこぶ 太い 血の 道です。前がわを 通る ものと、うしろがわを 通る ものの 2しゅるいが あります[5]。

そして、声帯せいたいを うごかす 神経しんけいなども 通ります[4]。これらを、7この 骨ほねが ささえて います[1]。

多くの ところでは、道は べつべつの くだです。ただ、のどだけは 息の 道と 食べ物の 道が まじわります[2]。そこには 「ふた」が あります。

首の中を通る道は、大きく四つに分けられます。息の通り道の気管、食べ物の通り道の食道、脳へ血液を送る動脈、そして声帯を動かす反回神経のような神経です[4]。ヒトの首の骨は7個で、頸椎と呼ばれ、頭を支えています[1]。

脳への血液は、2種類の太い動脈で運ばれます。内頸動脈は首の前側に沿い、椎骨動脈は首の後ろ側に沿って進みます[5]。前と後ろの両方から脳に血液を届ける作りです。

ここに、のどのすぐ下で気管を前から取り囲むように、蝶の形をした甲状腺がのっています[4]。こうして並べると、細い首に仕事がぎっしり詰まっていると分かります。

これだけ詰まっていても混み合わないのは、道がそれぞれ別の管になっているからです。例外がのどで、息の道と食べ物の道がここで交わります[2]。では、交わる場所で、食べ物はなぜ息の道へ入らないのでしょうか。

首を通るものは、大きく四系統に整理できる。気道(気管)、食物の通路(食道)、脳への動脈、神経である。骨格の側では、ヒトの首の骨である7個の頸椎が頭を支え、前後・左右への屈曲と回旋を可能にしている[1]。

脳への血液供給は、内頸動脈と椎骨動脈の2対の太い動脈が担う。内頸動脈は首の前側に沿い、椎骨動脈は後面に沿って走る[5]。前側と後ろ側という2つの経路が、首を通っていることになる。

内分泌器官としては甲状腺が加わる。甲状腺は甲状軟骨(のどぼとけ)のすぐ下で気管を前から囲み、峡部と左右の腺葉からなる蝶形をしている。甲状腺ホルモンは脳や骨の成長、脂質や糖の代謝を促し、材料はヨウ素である。裏側には声帯を動かす反回神経が通る[4]。

これだけ多くの構造が詰まっても干渉しないのは、各系統がそれぞれ別の管として分かれているからだ。唯一の例外が咽頭で、空気と飲食物の通路が交差する[2]。では、交差点で何が通行を制御しているのか。

2. 飲みこむ とき、「ふた」は どう はたらくの?

2. 飲み込むたびに、気管にふたがされる

2. 咽頭の交差点 ── 喉頭蓋と軟口蓋による切り替え

食べ物を ごくんと 飲みこむ とき、のどでは いそがしい ことが おきて います。

のどの おくに、小さな 筋肉きんにくの ふたが あります。これが 喉頭蓋こうとうがいです。飲みこむ とき、喉頭蓋こうとうがいが とじて、食べ物が 気管きかんへ 入らないように します[2]。

同じ ときに、のどの 上の ほうが 上がって、食べ物が 鼻へ 入るのも ふせぎます[2]。

じどうしゃの こうさてんで、しんごうが かわるのに にています。ただし、のどの ふたは、考えなくても 自分で うごいて くれます。

この 切りかえの タイミングが ずれると、食べ物が 気管きかんへ 入りやすく なる と せつめい されて います。ふだんは、この 切りかえが うまく はたらいて います。

のど(咽頭)は、息の通り道と食べ物の通り道が交わる場所です。ふだん私たちは、食べながら息もしています。それでも食べ物が肺へ向かわないのは、飲み込む瞬間に、のどの中で切り替えが起きるからです。

MSDマニュアル家庭版によると、飲み込むとき、小さな筋肉の弁である喉頭蓋が閉じて、飲食物が気管へ入るのを防ぎます。同時に軟口蓋が上がって、鼻のほうへ入るのも防ぎます[2]。

交差点にたとえるなら、車の流れを止める信号のような役目です。ただし、本当の信号と違って、飲み込もうと考えなくても、体が自動で行います。

切り替えのタイミングがずれると、食べ物や飲み物が気管へ入りやすくなる、と解説されています。ふだんは、毎回この切り替えがうまくいっているわけです。

咽頭は、空気と飲食物の通路が交わる部位だ。MSDマニュアル家庭版は、嚥下の際に筋肉性の弁である喉頭蓋が閉じて、飲食物が気管に入るのを防ぎ、軟口蓋が上がって鼻腔側に入るのを防ぐと説明する[2]。

この切り替えが重要なのは、食事中も呼吸が続くためである。通路が交わっている以上、片方を一時的に閉じる動作が毎回必要になる。ヒトでは喉頭の位置が下がっていて、空気と食物の通過を時間的に切り替える形になっており、タイミングがずれると誤嚥が起こりうる、という解説もある。ただしこの説明は大学紀要などの解説にもとづく紹介で、ここでは詳しい比較までは扱わない。

要点は、通路を分けるのではなく、同じ場所を時間で使い分けるという構造だ。道路にたとえるなら、立体交差ではなく信号機つきの平面交差に近い。ただし、このたとえは単純化したものである。

3. 声と ホルモンも、首で つくられるの?

3. のどには、声を出す仕組みもある

3. 喉頭の声帯と、甲状腺 ── 同じ「のど」にある別の仕事

のどの 中には、声を 出す ところも あります。それが 声帯せいたいです。ふだんは、声帯せいたいが ゆるんで V字に ひらき、そこを 空気が 通ります。

声を 出す ときは、声帯せいたいが とじぎみに なります。そこを 肺はいからの 空気が 通ると、声帯せいたいが ふるえて 音に なります[3]。この 音を、した・はな・口で かえて、話し声に します[3]。

のどぼとけの すぐ下には、甲状腺こうじょうせんと いう ところが あります。チョウが はねを ひろげた ような かたちです[4]。

ここで つくられる ホルモンは、脳のうや 骨ほねが そだつ のを たすけ、体が エネルギーを つかうのも たすけます[4]。ただし、声帯せいたいと 甲状腺こうじょうせんは ちがう はたらきです。

声帯は、息が通ると震える

喉頭の中には声帯があります。息をしているときは、声帯がゆるんでV字に開き、空気が通ります。声を出すときは、声帯が閉じ気味になります。そこを肺からの空気が通ると、声帯が振動して音が生まれ、舌・鼻・口が調節して話し声になります[3]。

つまりのどは、息を通すだけでなく、息を声に変える場所でもあります。声が変わる時期の話は別の記事に任せます。

のどぼとけのすぐ下の甲状腺

国立がん研究センターのがん情報サービスによると、甲状腺はのどぼとけ(甲状軟骨)のすぐ下で気管を前から取り囲み、羽を広げた蝶のような形をしています。ここで作られる甲状腺ホルモンは、脳や骨の成長を促し、脂質や糖の代謝にもかかわります[4]。

声帯と甲状腺は位置が近いだけで、仕事は別です。ただ、甲状腺の裏側には声帯を動かす反回神経が通ります[4]。狭い首の中で、隣り合う器官が深くつながっている例です。

喉頭には声帯がある。声帯がゆるむとV字に開いて空気が通り、閉じ気味になって肺からの呼気が通ると振動して音が生じる。その音を舌・鼻・口が調節することで発話になる[3]。咽頭が通路の交差点なら、喉頭は通路であり、同時に発音装置でもある。

甲状腺は、甲状軟骨のすぐ下で気管を前から取り囲む。峡部と左右の腺葉からなる、蝶が羽を広げたような形だ。甲状腺ホルモンは脳や骨の成長、脂質や糖の代謝を促進し、材料にはヨウ素が使われる[4]。

位置の近さにも意味がある。甲状腺の裏側には、声帯を動かす反回神経が通っている[4]。そのため、甲状腺の周囲は声に関わる神経と隣り合う場所になる。なお、声帯と甲状腺は機能が独立しており、甲状腺ホルモンが声帯を直接動かすわけではない。資料が述べるのは位置関係までで、機能が独立しているという点は筆者の整理である。

4. 脳のうに 血を とどける 道は、どこを 通るの?

4. 脳への血液は、前と後ろの二つの道で運ばれる

4. 内頸動脈と椎骨動脈 ── 脳への血液供給の経路

脳のうは、血を とどけて もらわないと はたらけません。その 血の 道は、首を 通って います。

心ぞうから 出た 血は、首の 前がわを 通って 脳のうへ 向かう 道と、首の うしろがわを 通る 道に 分かれます[5]。どちらも 太い 道です。

ここまで 見ると、首は 体の 中の 大事な 道が あつまる 場所です。

では、これらの 道を まもり、頭を ささえて いる 骨ほねは、どう なって いるのでしょう。

脳へ向かう血液は、心臓から出て、首を通って届けられます。MSDマニュアル家庭版の図では、内頸動脈が首の前側に沿って血液を運び、椎骨動脈が首の後面に沿って運ぶと示されています[5]。首の動脈は、前側と後ろ側の二つのルートを持つことになります。

ここで、首を「体の幹線道路」にたとえたくなる理由が見えてきます。脳につながる血液の道、肺へ向かう息の道、食べ物の道が、細い首に集まっているからです。ただし、これはたとえで、首が実際の道路のように混雑するという意味ではありません。

では、これらを守りながら頭を動かす骨の土台は、どうなっているのでしょうか。

脳への動脈血は、内頸動脈と椎骨動脈の2系統で供給される。MSDマニュアル家庭版の図は、内頸動脈が心臓から出た血液を首の前側に沿って運び、椎骨動脈が首の後面に沿って運ぶと示す[5]。

ここで確かなのは、首が、気道・食物の通路・脳への血流・神経・甲状腺という、機能の異なる構造の通り道になっていることである。次に、これらを取り囲んで頭を動かす頸椎の構造を見る。

5. 首の 骨ほねは、なぜ 7こ なの?

5. 首の骨は7個 ── 動きやすさとその例外

5. 頸椎7個の構造と、例外・仮説

首の 骨ほねは、ヒトでは 7こ です[1]。うえから じゅんに 番号が ついて います。

いちばん 上の 骨ほねは、わの かたちを して いて、頭の 骨ほねと つながって います。2ばん目の 骨ほねには とがりが あって、そこを じくにして、頭と、わの かたちの いちばん 上の 骨ほねが まわります[1]。うなずいたり、よこを むいたり できるのは、首の 骨ほねの おかげです。

ここでの 大事な 点は、首全体で うごく ことです。1か所だけが 動いて いる わけでは ありません[1]。

首の 骨ほねが 7こ なのは、ヒトだけでは ありません。哺乳類ほにゅうるいは、ほとんど 7こ です[6]。首の 長い キリンも、7こ です[7]。

ただし れいがいも あり、ナマケモノなどが 知られて います。なぜ 7こに そろうのかは、まだ はっきり わかって いません。

首を支える骨は頸椎で、7個あります。上からC1〜C7と呼ばれます[1]。

首をひねる軸

いちばん上の第1頸椎(環椎)は、椎体がない輪の形をしていて、頭蓋骨と関節をつくります。第2頸椎(軸椎)には歯突起という出っぱりがあり、輪をつらぬいて、頭と環椎が回る軸になります[1]。この2つのあいだは、首の骨の中でもっとも動きやすい関節です。ただし、首振りがここだけで行われるわけではありません。首全体が組み合わさって動きます。

哺乳類の首の骨は、ほぼ7個

首の骨の数は、哺乳類でほぼ7個にそろうことが知られていて、「7の法則」と呼ばれます。論文では、主な例外としてマナティー(6個)とナマケモノ類が挙げられています[6]。首の長いキリンも7個です。東京大学の研究では、キリンでは本来は胴体の骨である第一胸椎が、首のような動きの役目を持つことが明らかになりました[7]。

なぜ7個にそろうのか、はっきりした答えはありません。数が変わると神経系の問題やがんのリスクが上がるため、という説が出されています[8]。ただし、これは仮説で、確定していません。

頸椎は7個で、C1〜C7と略記される[1]。第1頸椎(環椎)は椎体を欠く輪状の骨で、頭蓋骨と関節する。第2頸椎(軸椎)の歯突起が環椎を前側から貫き、頭部と環椎の回旋軸として働く。頸椎でもっとも可動性が高いのは環軸関節(C1-C2間)である[1]。ただし、首の運動を環軸関節だけで説明するのは誤りで、首全体の関節が協調して動く。

哺乳類の頸椎数はほぼ7に保たれ、「7の法則」と呼ばれる。Böhmerらの論文は、主な例外としてマナティー(Sirenia)とナマケモノ類(Xenarthra)を挙げる。具体的には、マナティーが6個、フタユビナマケモノが5〜8個、ミユビナマケモノが8〜10個とされる[6]。ジュゴンやオオアリクイは資料により数が割れるため、ここでは例外に数えない。

キリンも7個である。東京大学の研究によると、本来は胴体の一部である第一胸椎が、キリンでは首の骨としての運動機能を持つ[7]。数は7でも、機能の面では「首」の範囲がずれうる、という見方になる。

7に固定される理由には、発生上の制約説がある。頸椎の数が変わると神経系の問題や小児がんのリスクが高まるため、7個に保たれる、とするGalis(1999)の仮説だ[8]。これは抄録で確認した範囲の紹介であり、確定した説明ではない。

6. のどぼとけに ゆびを あてて、つばを のんで みよう

6. のどぼとけに指を当てて、つばを飲み込んでみる

6. 出口 ── 自分の喉で観察できること、資料の読みどころ

いすに すわって、のどぼとけに ゆびを かるく あてます。のどぼとけは、首の まんなかの ふくらみです。

その まま、つばを ごくんと 飲んで みましょう。ゆびの 下が どう 動くか、見て みてください。のどぼとけは 目立つ 人も、目立たない 人も います。

強く おさえると くるしく なるので、ゆびは そっと あてるだけに します。

首は、せまい ところに 仕事が いっぱい つまった 場所です。のどの ふたが 飲みこむたびに はたらいて いると 思うと、いつもの ごはんも ちょっと ふしぎです。

椅子に座って、のどぼとけ(甲状軟骨)に指を軽く当て、つばを飲み込んでみましょう。指の下の様子がどう変わるか、見てみます。のどぼとけの目立ち方には個人差があるので、よく分からなくても気にしなくて大丈夫です。

強く押すと苦しくなるので、指はそっと当てるだけにします。

次に、食事のときに、飲み込む前後にのどがどう動くか、無理のない範囲で意識してみましょう。ふだん意識しない切り替えが、毎回行われていると考えると、食卓が少し違って見えます。

もっと読みたくなったら、MSDマニュアル家庭版の「のどと食道」[2]や、国立がん研究センターの「甲状腺」[4]、首の骨の数を扱った論文[6]が手がかりになります。

観察としては、のどぼとけ(甲状軟骨)に軽く指を当てて、つばを飲み込んでみる。指の下がどう動くか、動かないか、自分の目と指で確かめる。のどぼとけの目立ち方には個人差があるため、見つけにくくても異常ではない。強く押さないこと。

資料を読むなら、のどでの切り替えはMSDマニュアル家庭版[2]、声帯は同[3]、甲状腺は国立がん研究センター[4]、脳への動脈は同マニュアルの図[5]が日本語で読める。首の骨の数の例外はBöhmerら[6]、キリンの首は東京大学のFOCUS記事[7]、発生上の制約説はGalis(1999)の抄録[8]が読める。

残る問いは、7個に固定される理由が、ほんとうに神経や小児がんのリスクで説明できるのか、という点である。まずは抄録[8]を読んで、仮説の中身を確かめてみてほしい。

しらべた もとの じょうほう

参考にした情報源

参考にした情報源と、その使い方

出典について:MSDマニュアル家庭版、国立がん研究センター、東京大学、論文の抄録、百科事典を使った。何に使ったかは、それぞれの項目の最後に書いている。

  1. Wikipedia日本語版「頸椎」。https://ja.wikipedia.org/wiki/頸椎 (頸椎の数と、環椎・軸椎の動きについて。二次資料)
  2. MSDマニュアル家庭版「のどと食道」。https://www.msdmanuals.com/ja-jp/home/03-消化器系の病気/消化器系の生物学/のどと食道 (飲み込むときの喉頭蓋と軟口蓋の動きについて)
  3. MSDマニュアル家庭版「のど」。https://www.msdmanuals.com/ja-jp/home/19-耳-鼻-のどの病気/耳-鼻-のどの生物学/のど (声帯の働きについて)
  4. 国立がん研究センター がん情報サービス「甲状腺」。https://ganjoho.jp/public/cancer/thyroid/about.html (甲状腺の形・位置・ホルモンと反回神経について)
  5. MSDマニュアル家庭版「脳への血液供給」(図)。https://www.msdmanuals.com/ja-jp/ホーム/multimedia/figure/脳への血液供給 (内頸動脈と椎骨動脈の通り道について)
  6. Böhmer ほか(2018)、Journal of Anatomy 系の論文。https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC5992679/ (哺乳類の首の骨の数と、例外の動物について。英語)
  7. 東京大学 FOCUS「キリンの首」。https://www.u-tokyo.ac.jp/focus/ja/articles/a_00462.html (キリンの首の骨について)
  8. Galis F.(1999), Journal of Experimental Zoology。https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/10327647/ (首の骨が7個にそろう理由の仮説について。抄録、英語)

なおした ところ

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