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Die Luftröhre ist eine etwa 12 cm lange und 2 cm weite Röhre, an der sich als oberer Abschluss der Kehlkopf (Larynx) befindet und die sich unten in zwei Bronchialäste verzweigt, die zu den beiden Lungenflügeln führen. Die Stelle der Verzweigung wird als Bifurcatio bezeichnet.
Die Luftröhre ist besonders biegsam und kann die Bewegungen von Kopf und Hals mitmachen. In der Vorderseitenwand sorgen 15 – 20 hufeisenförmige hyaline Knorpelspangen dafür, dass sie immer weit geöffnet bleibt und die Luft ungehindert einströmen kann. Sie sind durch Bänder untereinander verbunden (Ligamenta anularia). An der rückwärtigen Seite schließen sich die Knorpel durch Bindegewebe und Muskeln zum Ring.
In der Luftröhre befinden sich neben den schleimabsondernden Becherzellen auch Zellen mit beweglichen Härchen, die Flimmerzellen. Die Härchen sind ständig in Bewegung und sorgen dafür, dass eingedrungener Staub und Fremdkörper sowie Schleim nicht zur Lunge gelangen können.
Nach außen hin ist die Luftröhre von einem lockeren Bindegewebe (Adventitia) umgeben, die eine Verschiebung gegen die umliegenden Organe ermöglicht.
