肺から血液への酸素と二酸化炭素の交換はどのように行われるか

外呼吸（肺と血液間のガス交換）は、呼吸の各段階を通じて行われます。

1. 吸気（吸息）

横隔膜と肋間筋が収縮し、胸腔が拡張します。胸腔の容積が増えることで肺内圧が低下し、鼻や口から新鮮な空気が肺へ流れ込みます。

2. 空気の導通

吸い込まれた空気は、鼻腔・咽頭・喉頭・気管・気管支といった呼吸路を通り、肺の深部へと運ばれます。

3. 肺胞でのガス交換

気管支は細い枝（細気管支）に分岐し、最終的に微小な袋状構造である肺胞に達します。肺胞は極めて薄い壁を持ち、毛細血管が密に張り巡らされています。

4. 酸素と二酸化炭素の拡散

吸入された酸素は肺胞壁を通って毛細血管へ拡散し、同時に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ます。

5. 呼気（呼出）

ガス交換が終わると横隔膜と肋間筋が弛緩し、胸腔が元のサイズに戻ります。胸腔容積の減少に伴い肺内圧が上昇し、二酸化炭素を含む古い空気が呼吸路を通って体外へ排出されます。

6. 血液によるガス輸送

毛細血管に取り込まれた酸素は赤血球内のヘモグロビンと結合し、酸化ヘモグロビンとして全身へ運搬されます。一方、血液中の二酸化炭素は毛細血管から肺胞へ戻り、呼気で体外へ排出されます。

このように吸気・肺胞でのガス交換・呼気が連続的に行われることで、体内に酸素が絶えず供給され、二酸化炭素が効率的に除去されます。これが生命維持に不可欠な呼吸の基本プロセスです。