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呼吸器系の防御機構

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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平均的な成人は、日中に適度な運動をしている場合、1日に約2万リットルの空気を呼吸します。当然ながら、こうして吸い込んだ空気は重さ20キログラム以上あり、そこには有害な粒子やガスが含まれている可能性があります。粒子としては、ほこりやすす、カビ、真菌、細菌、ウイルスなどがあり、これらが気道や肺胞の内面に付着します。しかし、幸いなことに、呼吸器系には、気道をきれいにして体を守る防御機構が備わっています。直径が3~5マイクロメートル未満の、極めて小さな粒子だけが肺の奥へ侵入します。

線毛は、気道に並ぶ細胞上にある筋肉でできた小さな毛様の突起であり、呼吸器系の防御機構の一端を担っています。線毛によって、気道の内面を覆っている粘液の層が絶えず動いています。

粘膜層には、病原体(感染の原因となる微生物など)やその他の粒子が肺に到達しないよう、それらを捕らえる働きがあります。

線毛が1分間に1000回を超える速さで動き、気管の内面を覆う粘液層を1分間に0.5~1センチメートル(0.197~0.4インチ)程度の速度で上方へ移動させます。粘液層に捕らわれた病原体や粒子はせきとともに口腔へ戻され、食道へ飲み込まれます。

肺胞マクロファージ白血球の一種で肺胞表面に存在していますが、これもまた肺の防御機構の一端を担っています。肺胞ではガス交換を行う必要があるため、肺胞は粘液層や線毛によって保護されていません。粘液があると、その厚みによって酸素と二酸化炭素の移動が遅れるためです。代わりに、肺胞マクロファージが肺胞にたまった粒子を探しあて、それに結合して取り込み、生物であれば殺傷して消化します。肺が深刻な危険にさらされると、血液中を循環している別の白血球、特に好中球が集まってきて、病原体の取り込みや殺傷を助けます。例えば、大量のほこりを吸い込んだり、呼吸器感染症にかかったりしたときは、大量のマクロファージがつくられるとともに、好中球が補充されます。

呼吸器系の概要も参照のこと。)

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