呼吸器系。 ガス交換の通り道

人間の呼吸器系は、酸素を取り入れ、二酸化炭素を排出するための一連の器官です。 呼吸器系の主要な器官は肺で、私たちが呼吸するときにこのガス交換を行っています。

肺は循環器系と連携して、酸素を多く含む血液を体内のすべての細胞に送り込みます。

米国肺協会によると、血液は二酸化炭素やその他の老廃物を回収して肺に戻し、息を吐き出すときに体外に排出されます。

人間の体は酸素を必要とします。国立神経疾患・脳卒中研究所によると、酸素がない状態がわずか5分ほど続くと、脳細胞が死に始め、脳の損傷、ひいては死に至る可能性があるとのことです。

人間の場合、平均的な呼吸、つまり呼吸数は、そのほとんどが年齢によって異なります。 スタンフォード子供医療センターによると、新生児の正常な呼吸数は毎分約40～60回で、赤ちゃんが眠っているときは毎分30～40回に遅くなることがあります。 ヨーロッパ呼吸器学会によると、成人の平均的な安静時の呼吸数は 1 分あたり 12 ～ 16 回で、運動時には 1 分あたり 40 ～ 60 回まで増加します。

呼吸器系の各部位

呼吸すると、酸素が鼻または口から入り、頭蓋骨の空洞である洞を通り、呼吸する空気の温度と湿度を調整するのに役立っています。

副鼻腔から空気は、気管とも呼ばれる気管を通り、各肺に空気を運ぶ 2 本の管である気管支に入ります（それぞれを気管支と呼びます）。 気管支には繊毛という小さな毛が生えていて、これが前後に動いて粘液を上下に運びます。 粘液は、肺に侵入したほこりや細菌などを集める粘着性のある液体で、私たちがくしゃみや咳をするときに排出するものです。

気管支は再び分岐して、それぞれの肺葉に空気を運びます。 アメリカ肺協会によると、右肺には3つの肺葉があり、左肺には心臓のスペースを確保するために2つしかないそうです。 肺葉は、肺胞と呼ばれる小さなスポンジ状の袋で満たされており、ここで酸素と二酸化炭素の交換が行われる。

肺胞の壁は非常に薄く（約0.2マイクロメートル）、上皮細胞という単層の組織と肺毛細血管という細い血管で構成されています。 毛細血管の中の血液は、酸素を取り込み、二酸化炭素を落とす。 そして、酸素を含んだ血液は、肺静脈に向かう。 肺静脈は、酸素を多く含む血液を心臓の左側に運び、全身に送り出す。 血液が残した二酸化炭素は肺胞に移動し、私たちの吐く息に混じって排出される。

横隔膜は肺の底にあるドーム状の筋肉で、胸腔と腹腔を分け、呼吸をコントロールしています。 空気を吸い込むと横隔膜が締まり、下方に移動して、肺が空気で満たされ、拡張するためのスペースができるのです。

呼吸器系の病気

呼吸器系の病気や状態は、2つのカテゴリに分類されます。 インフルエンザ、細菌性肺炎、エンテロウイルス呼吸器ウイルスなどの感染症と、喘息や慢性閉塞性肺疾患（COPD）などの慢性疾患です。 クリーブランド・クリニックで呼吸器内科を開業しているニール・チェイソン博士によると、ウイルス感染症にできることはあまりなく、経過を見守るしかないとのことです。 「抗生物質はウイルスの治療に有効ではないので、とにかく安静にすることが一番です」と彼は言う。

オハイオ州立大学ウェクスナー・メディカル・センターの呼吸器科医で重症患者ケアの専門家であるマシュー・エクスライン博士によると、ほとんどの健康な人にとって、直面する可能性のある最も一般的な呼吸器疾患は感染症だそうです。 咳は最初の症状で、発熱を伴うこともあります。

「しかし、咳は喘息、慢性気管支炎、肺気腫などの慢性呼吸器疾患の兆候である可能性があります。 「

喘息は、咳、喘鳴、胸の圧迫感、息切れを引き起こす肺気道の慢性炎症であり、アレルギー& 喘息ネットワークの会長である Tonya Winders によると、喘息は喘息であるとのことです。 これらの症状は、大気汚染、タバコの煙、工場の煙、洗浄溶剤、感染症、花粉、食品、冷気、運動、化学物質、薬物などの誘因にさらされると悪化する可能性があるそうです。 CDC によると、米国では 2500 万人以上 (大人の 13 人に 1 人、子供の 12 人に 1 人) が喘息です。

COPD は、慢性気管支炎や肺気腫とも呼ばれ、肺の空気の流れが悪くなり、息苦しくなる慢性かつ進行性の病気です。 米国肺協会によると、時間とともに、肺の気道が炎症を起こして厚くなり、老廃物の二酸化炭素を取り除くのが難しくなります。 病気が進行すると、患者は息切れを経験し、活動が制限されることもあります。 CDC によると、15 百万人以上のアメリカ人は COPD によって影響を受けます。

肺がんはしばしば喫煙と関連していますが、この病気は非喫煙者にも影響を与える可能性があります。 男女ともに、前立腺がん、乳がんに次いで2番目に多いがんです。 米国がん協会の推計によると、2019年には米国で肺がんの新規患者数は約228,150人（男性116,440人、女性111,710人）、肺がんによる死亡者数は約142,670人（男性76,650人、女性66,020人）であると言われています。

Additional resources:

• Read more about the anatomy of the respiratory system from the University of Rochester Medical Center.
• Watch “Meet the Lungs,” from the Khan Academy.
• Check out this useful diagram of the respiratory system, from The Lung Association.

This article was updated on Aug. 23, 2019, by Live Science Contributor Sarah Derouin.