呼吸中に何が起こるのか？

呼吸（呼吸作用）は、酸素を体内に取り込み、二酸化炭素を排出する生命維持に不可欠なプロセスです。主に吸気と呼気の二段階で行われます。

1. 吸気（インスピレーション）

• 横隔膜が収縮し下がると同時に、肋間筋が収縮して肋骨が持ち上がり、胸腔の容積が増加し圧力が低下します。
• 鼻または口から空気が鼻腔・咽頭・喉頭・気管へと流れ込み、気管は左右の一次気管支に分かれます。
• 一次気管支はさらに細い細気管支へ枝分かれし、最終的に肺胞と呼ばれる微小な空気嚢に達します。肺胞は薄い毛細血管に囲まれ、広い表面積を持ちます。

2. 呼気（エクスピレーション）

• 横隔膜が弛緩して上昇し、肋間筋も弛緩して肋骨が下がることで胸腔の容積が減少し圧力が上昇します。
• 圧力差により空気は肺胞→細気管支→気管支→気管→喉頭→咽頭→口または鼻の順に外へ押し出されます。
• 横隔膜の動きが空気の排出を補助します。

3. ガス交換

呼吸の主目的は、肺胞と血液間でのガス交換です。吸入した酸素は肺胞の薄い壁を通って毛細血管へ拡散し、酸素が豊富な血液が全身へ運ばれます。一方、細胞呼吸で生じた二酸化炭素は毛細血管から肺胞へ拡散し、呼気として排出されます。

4. 呼吸の調節

呼吸は脳幹の呼吸中枢（延髄と橋）によって主に制御されます。血中の二酸化炭素濃度、酸素濃度、pH などの変化を感知し、呼吸の頻度と深さを調整して適切なガスバランスを保ちます。