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La arteria pulmonar izquierda se origina en la división del tronco pulmonar anterior al bronquio principal izquierdo. A lo largo de aproximadamente 1 cm está envuelta por el pericardio a su paso superolateral. Se curva alrededor del bronquio principal izquierdo dentro de la raíz pulmonar para situarse en su cara superior en el hilio. En el hilio, donde es la estructura más superior, emite su primera rama que pasa al lóbulo superior izquierdo.
Pasando inferolateralmente y posterior al bronquio del lóbulo superior, la arteria pulmonar izquierda emite entonces una rama "lobar" a la língula. Luego desciende verticalmente, posterior a otras ramas del árbol bronquial, para formar los bronquios lobulares y luego segmentarios del lóbulo inferior izquierdo. Las sucesivas divisiones de las ramas acaban produciendo capilares en las paredes de los alvéolos.
El ligamento arterioso se une a la superficie superior de la arteria pulmonar izquierda justo distal a su punto de origen. El pliegue pericárdico de la vena cava izquierda vestigial pasa desde el margen inferior de la arteria pulmonar izquierda; pasa a la vena pulmonar superior izquierda.
La arteria pulmonar izquierda es más corta y de menor diámetro que la arteria del lado derecho.
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