胸腔内の圧力変化は、呼吸(吸気と呼気)にどのように影響するか
胸腔の容積が変化すると、肺内圧が上下し、空気の流入・流出が起こります。以下に吸気と呼気のメカニズムを整理しました。
吸気(インスピレーション)
- 横隔膜の収縮:胸腔底部にあるドーム状の筋肉、横隔膜が収縮し下方へ移動します。
- 胸腔の拡大:横隔膜が下がることで肋骨が上方・外側に引っ張られ、胸腔容積が増加します。
- 肺内圧の低下:胸腔が拡大すると肺内圧が下がり、大気圧との間に負圧勾配が生じます。
- 空気の吸入:大気圧が肺内圧より高いため、鼻・口・気管を通じて空気が肺へ流入します。
呼気(エキスパイレーション)
- 横隔膜の弛緩:横隔膜が弛緩し上方へ戻ります。
- 胸腔の反発:肺と胸壁の弾性反発により胸腔容積が減少し、元の形に戻ります。
- 肺内圧の上昇:容積が減少すると肺内圧が上がります。
- 空気の排出:肺内圧が大気圧より高くなるため、鼻・口・気管から空気が排出されます。
