これは酸素が少なくなった静脈血が肺胞に接した際に、分圧に差があることで生じる現象です。(*3)

*2　吸い込む空気量
実際には気道内に空気が留まるデッドスペースがあるので、1回の呼吸で肺胞まで届くのは350㏄、缶1本分程度。その中から毎分300ml程度の酸素が血液に送られる。なお、肺胞の表面積の総計は100㎡にも達する。

*3　分圧とガス交換
分圧は混合した気体において各気体が単独で存在したときに示す圧力で、その単独の気体の濃度と考えてもよい。肺胞内の空気は酸素濃度が濃く、肺胞の周囲の毛細血管は二酸化炭素が濃いため、ガス濃度が均一になろうとして交換がなされる(拡散の法則)。

ー血液を介して、酸素の供給と二酸化炭素の排出をしてくれるわけですね。

そうですね。流れをおさらいすると、全身の細胞から集められた「二酸化炭素が濃い血液」は静脈を通って右心房・右心室に入り、そこから肺に送られてガス交換をされることで、「酸素が濃い血液」になります。その後、左心房・左心室を経由して再び全身に送られるわけです。

そのときに血液に取り込まれた酸素は、溶け込んでいるわけではなく、赤血球内のヘモグロビンにくっついて効率よく運ばれていきます。(*4)。
酸素はからだのATP産生(*5)、活力の原資でなくてはならないものです。隅々の細胞まで運ばれてエネルギーを作り出す材料となっています。

また、酸素を取り入れると同時に二酸化炭素を排出することも非常に重要です。体内を流れる血液は、エネルギーを産み出した後の老廃物である二酸化炭素を各細胞から回収して肺へと向かいます。
なお、肺疾患等で二酸化炭素の排出に支障をきたすと、動脈血中の二酸化炭素が上昇し、体内のｐH が低下して呼吸性アシドーシス(*6)という状態を引き起こします。

*4　ヘモグロビン
酸素を運搬する役割を果たすのが、赤血球の血色素であるヘモグロビン。αとβのサブユニットを2つずつ持ち(四量体構造)、それぞれのヘム鉄に酸素を結合する。ヘモグロビンは肺で酸素と結びつき、運んだ先の細胞内で酸素を離す。

*5　ATP産生
ATPは「アデノシン三リン酸」のこと。細胞はATPを分解することで得られるエネルギーで生命を維持しており、効率よくそのATPを産生するのに酸素が必要となる。

*6　アシドーシスとアルカローシス
体内では常に代謝が行われ、常に酸性物質が作り出されているが、肺の働き(呼吸)と腎臓の働き(尿)により余分な酸性物質が排出され、弱アルカリ性(ｐH7.4)のバランスを保っている。このバランスが崩れ、酸性に傾いた状態をアシドーシス、アルカリ性に傾いた状態をアルカローシスという。換気に障害がある、もしくは過換気(過呼吸)になるとどちらかに傾いてしまい、さまざまな障害が出る。

ー肺に関する検査はどのようなものがありますか？

胸部レントゲン・ＣＴなどの画像診断が中心ですが、呼吸の機能を調べる検査として、肺機能検査(スパイロメトリー)があります。ガス交換のときに肺に送り込む空気の容積を計測して基準値と比較する％肺活量(*7)と、短時間でスムーズに息を吐き出せるかどうかを調べる1秒率(*8)が代表的な項目です。
息をたくさん吸い込むことも大事ですが、気持ちよく息を吐き出せるかどうかも非常に重要なのですね。喘息などで肺胞にいくまでの細い気管支が狭く硬くなっていると、勢いよく空気を出せない。1秒率の数値でその程度がわかります。
肺機能検査はオプションとして実施されていますが、息を勢いよく吐き出して周囲に広げてしまう検査なので、検査業界の方針としてほとんどの医療機関では当面実施を見合わせています。

*7　％肺活量
年齢・性別・身長から計算された基準(予測肺活量)に対する実測肺活量の割合。

*8　1秒率
実測肺活量の中で、最初の1秒間で吐き出せる量が占める比率。

ーありがとうございます。ここからは、肺に関連する疾患について伺えればと思います。

まずは、持って生まれた(先天的)もので他の病気を誘発することもなく、ほとんどの場合は治療の必要がない「自然気胸」を紹介します。
健診で胸部レントゲン画像を見ていると、特に肺上方(肺尖部)に小さな袋の陰を目にします。気腫性嚢胞といいますが、これ自体は特に珍しいものではありません。ただ、この気腫性嚢胞がたくさん発生することもあり、この嚢胞が大きい病変をブラ(*9)と呼びます。

袋の部分は換気の役に立たず、構造上壁が薄くて弱いので何らかのきっかけで破れてしまうことがあります。すると、息を吸い込んでも肺からシューっと空気が抜けて肺が萎み、片方の肺から酸素が取り込みにくくなるので「あれ？息苦しいな」と気づく。これが自然気胸で、思春期頃の若いやせ型の男性に多く見られます(*10)。さて、肺の病気の話に戻りましょうか。

*9　ブラ(bulla)
肺内に嚢胞(気腔)ができる病変。原因は多くの場合で不明。先天性のものと後天性のものがある。肺気腫と異なり肺組織の破壊がなく、一般的には無症状。

*10　自然気胸は若い人だけ？
「年を経て、弱い壁の部分も強くなっているから可能性は低いけれども、40歳でも50歳でもありえます。僕の経験だと、51歳の方を診察したケースがあります。ただ、非常に稀なのであまり気にする必要はないでしょう」(木戸口先生による補足)

ーわかりました。いわゆる普通の風邪も、肺の病気と考えてよいのでしょうか？

厳密に考えると、単なる風邪は肺の病気とはいえません。ただ、まとめて説明するには風邪を含めたほうが都合がよいのです。
私たちが吸い込む空気は、鼻(口)から入ってきて咽頭、喉頭、気管、気管支を通って肺胞に到達します。その道のりを二つに分けると、鼻から喉までが上気道、それ以降が下気道と呼ばれます(別図2)。

2021.08