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下気道 呼吸器のしくみ

上気道は通り抜けた空気は、さらに体内に入り込むために気管、
気管支を経て、ガス交換がしやすいようにたくさんの小さな部屋、肺胞に運ばれます。

気管は、洗濯機の排水チューブのような形状で、輪状の軟骨と靭帯から形成されています。

実際には、気管の軟骨は完全な輪ではありません。

馬のひづめのような形で、気管の後方が開いた構造になっています。

気管の後方は気管平滑

気管の大きさを広げたり、縮めたりするために役立っています。

気管の内面は繊毛運動を行なう粘膜でおおわれて、また粘膜下組織には
粘膜の分泌腺や血管が多く含まれているので、
異物の侵入を感知し、排除できるような構造になっています。

気管は肺の入口で左右に分かれて気管支となり、さらに樹枝状じゅしじょうに
枝分かれを繰り返し、細気管支、呼吸細気管支、肺胞管となって肺胞に到達します。

気管支とは、その壁が軟骨組織で形成されているものをいい、
軟骨及び粘膜を分泌する気管支腺が消失してからは細気管支と呼ばれます。

細気管支の最末端は終末細気管支と呼ばれ、
その内径は約0.3〜1.0mm、およそ3万本の数で密集しています。

終末細気管支は、さらに分かれ内径約0.2〜0.4mmの
呼吸細気管支となり、その一部は肺胞となります。

さらに2〜9本の肺胞管に分枝したあと、その終末で肺胞が形成されています。

実際のガス交換(酸素と二酸化炭素のやり取り)は
肺胞だけでなく呼吸細気管支から先の部分ですぐに行なわれています。

肺と肺胞

肺は肺胞という小さな袋の集まり

肺は左右一対で胸腔内全体に広がっていて、呼吸器の主部をなしてます。

肺は体内でもっとも大きな臓器です。

肺の上端は鎖骨の2〜3cm上方に達し、
底面(肺底)は胸腔を隔てている横隔膜に接しています。

また肺の内側は深く窪んでおり、心臓と接しています。

右肺は上葉、中葉、下葉の3つ、左肺は上葉、下葉の2つに分かれていて、
心臓がやや左寄りにあるので左肺の方が右肺よりのやや小さくなっています。

肺のなかでは、気管支が樹枝状に多数枝分かれていて、
その先端が肺胞という小さな袋でできています。

肺胞の直径は0.1〜0.2mm、その数は両方の肺を合わせて2〜6億個といわれていて、
広げたときの総表面積は60〜80に達します。

ひとつひとつの肺胞の表面には毛細血管が網の目のように張り巡らされ、
厚さ1ミクロン(μm)以下(1μmは1/1000mm)の
薄い膜(呼吸表面)を挟んで血液と接しています。

肺胞と血液との間では圧力の差によってガスの拡散が起こり、
呼吸表面を挟んで肺胞中の酸素が血液中に送り込まれ、
反対に、血液中の二酸化炭素が肺の中に排出(ガス交換)されます。

ひとつひとつの肺胞は極小で球状の袋で、
そこでは表面積が広く、袋の面に対して、圧力も均等になっています。

また、表面積は深呼吸によってさらに広がります。

肺胞において血液と酸素が触れる面積が広いことは、
ガス交換を効率よく行なう上でとても重要です。

肺の動きと呼吸

口・鼻から気管支を介して、肺胞まで続く経路を利用し、
体に必要な酸素を取り込み、体内での代謝の産物、二酸化炭素の排出を行なっています。

呼吸器は細胞へつらなるガス交換のための最初の経路を形成して、
体外と体内をつないでいる重要な器官です。

呼吸をしているとき、肺は明かに膨らんだり、しぼんだりしているので、
一見、肺自身が空気の出し入れをしているように見えますが、
肺そのものは自らを拡張させたりするための筋肉を持っていません。

肺は、心臓の様に自力で収縮・拡張して空気を送り出すポンプの動きができません。

肺への空気の出入りは、肺は胸郭で密閉された空間(胸腔)に中に収まっていて、
一方、肺の内側は気道によって外界とつながっています。

胸郭を囲む筋肉(呼吸筋)の働きによって、
胸郭の大きさを広げると胸腔内の圧力が肺胞内の圧力よりも低くなります。

結果、空気が気道を通って肺内に入り、肺胞を膨らませます。

反対に胸郭が小さくなったときは胸腔内圧が高くなり、肺胞内の空気が外に押し出されます。

肺の運動は、呼吸筋が胸腔の容積を変えることによって受動的に行なわれています。

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