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呼吸器系の概要

執筆者:

Noah Lechtzin

, MD, MHS, Johns Hopkins University School of Medicine

最終査読/改訂年月 2017年 9月
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人間の体は生きていくために、十分なエネルギーを生み出す必要があります。このエネルギーは、酸化という過程で、食物中の分子を燃やす(食物中の分子が酸素と結合する)ことによって生み出されます。酸化の過程では、炭素と水素が酸素と結合し、二酸化炭素と水ができます。このように、酸素を消費し、二酸化炭素を生成することは生命維持に不可欠な働きです。そのため、人間の体には、激しい運動をしたときでも体の求めに応じた速さで、循環する血液と周囲の大気との間で二酸化炭素と酸素を交換 酸素と二酸化炭素の交換 呼吸器系の最も基本的な機能は、酸素と二酸化炭素を交換することです。吸い込まれた酸素は肺へ入り、肺胞に達します。肺胞の内面を覆う細胞の層とそれを取り巻く毛細血管は、それぞれ細胞1個分の厚みしかなく、互いに密接しています。空気と血液を隔てるこの距離は、平均すると約1マイクロメートル(1センチメートルの1/10... さらに読む する器官系が必要になります。呼吸器系は、酸素を体内に取り込み、二酸化炭素を体外に排出することを可能にします。

呼吸器系は、鼻と口から始まり、気道から肺へと続きます。空気は鼻と口から呼吸器系へと入り、のど(咽頭)を下って、声帯がある喉頭を通過します。喉頭の入り口は小さなふたのような組織(喉頭蓋[こうとうがい])で覆われており、ものを飲み込むときにはこれが自動的に閉じて、食べものや飲みものが気道に入るのを防ぎます。

一番太い気道が気管です。気管は、より細い2つの気道に枝分かれして左右の気管支となり、それぞれが左右の肺につながっています。

左右のはそれぞれ葉と呼ばれる部分に分かれており、右肺は3つの葉、左肺は2つの葉から成り立っています。左胸部のスペースは心臓と共有されているため、左の肺は右の肺より少し小さくなっています。

肺と気道の内部

肺と気道の内部

左右の気管支は、より細い気道へと、次々に枝分かれして、最終的には細気管支という最も細い気道になります。細気管支の直径は0.5ミリメートルほどしかありません。気道全体をみると、木を逆さまにした形に似ているため、呼吸器系のこの部分は、「気管支樹」とよく呼ばれます。太い気道は、軟骨と呼ばれる適度の柔軟性をもった線維性の結合組織によって支えられることで、開いた形を保っています。細い気道は、周りに密着した肺組織によって支えられています。細い気道の壁には、気道を取り巻く薄い平滑筋の層があります。この気道の筋肉が拡張したり収縮したりすることで、気道のサイズが変わります。

細気管支の末端には何千もの小さな空気の袋(肺胞)があります。肺にある何百万もの肺胞を合わせると、100平方メートルを超える面積になります。肺胞の壁内は、細い血管(毛細血管)が密集した網状の組織になっています。空気と毛細血管の間の壁は極めて薄いため、酸素は肺胞内から血液中へ移動でき、二酸化炭素は血液中から肺胞内の空気へと移動できるのです。

胸膜はすべすべした膜で、胸壁の内側と肺の外側を覆っています。この胸膜のおかげで、私たちが呼吸しながら動き回っても、肺は滑らかに動きます。通常、2層になっている胸膜の間には、わずかな量ですが、潤滑液があります。そのため、肺が形や大きさを変えても、2層の膜はくっつくことなく滑らかに動くことができます。

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