肺換気の原動力は

私たちの生活における肺換気は、肺と環境との間の異常な空気交換によって引き起こされます。たとえば、空気の薄い場所に行くと、高山病や低酸素症を経験します。肺で換気された空気は、肺胞と気道を介して交換され、血液を介して輸送されます。これが人体の呼吸器系の原理です。関与する臓器は、肺、鼻腔、肺胞血液などです。

肺換気は、肺と外部環境との間のガス交換のプロセスです。肺の換気を可能にする器官には、気道、肺胞、胸郭などがあります。呼吸器は肺胞と外界をつなぐ管であり、肺胞は肺胞ガスと血液ガスの交換の主な場所であり、胸郭のリズミカルな呼吸運動が換気の原動力となります。

原理

鼻腔から肺胞へ、そして肺胞から鼻腔へのガスの移動を完了するには、抵抗を克服する力が必要です。

肺胞と外部環境との間の圧力差が肺換気の直接的な駆動力であり、呼吸筋の弛緩と収縮が肺換気の駆動力である。

肺胞抵抗には弾性抵抗と非弾性抵抗が含まれます。

力

概要

ガスが肺に流入するかどうかは、次の 2 つの要因の相互作用によって決まります。

1 つはガスの流れを促す駆動力であり、もう 1 つはガスの流れを妨げる抵抗です。肺換気を達成するためには前者が後者を克服しなければならないのと同様に、血流を促進するためには心室駆出の力が循環器系の抵抗を克服しなければならない。

肺に出入りするガスの動きは、大気と肺胞ガスの圧力差によって起こります。自然な呼吸状態では、この圧力差は肺の膨張と収縮によって引き起こされる肺容積の変化から生じます。しかし、肺自体には能動的に拡張したり収縮したりする能力はなく、その拡張と収縮は胸郭によって決定されます。

肺の静的コンプライアンス曲線（1cmH2O=0.098kPa）

胸郭の拡張と収縮は、呼吸筋の収縮と弛緩によって引き起こされます。吸気筋が収縮すると胸郭が広がり、それに応じて肺が膨張して肺容積が増加し、肺内の圧力が一時的に低下して大気圧よりも低くなり、この圧力差によって空気が肺に入り、吸気が起こります。逆に、吸気筋が弛緩したり、呼気筋が収縮したりすると、胸郭が縮み、それに応じて肺も縮んで肺容量が減少し、肺内の圧力が一時的に上昇して大気圧よりも高くなり、この圧力差により肺内の空気が肺外に流れ出て呼気が発生します。呼吸筋の収縮と弛緩によって起こる胸郭の拡張と収縮を呼吸運動といいます。呼吸運動は肺の換気の原動力です。

要素

1. 呼吸運動：呼吸筋の収縮と弛緩によって生じる胸部のリズミカルな膨張と収縮を呼吸運動といいます。主な吸気筋は横隔膜と外肋間筋であり、主な呼気筋は内肋間筋と腹筋です。さらに、斜角筋、胸鎖乳突筋などの補助的な吸気筋もあります。

呼吸のプロセス：穏やかな呼吸では、吸入は能動的で、呼気は受動的です。つまり、吸入運動は吸気筋の収縮によって引き起こされますが、呼気運動は主に呼気筋の収縮ではなく、吸気筋の弛緩と肺と胸郭の弾性反動によって引き起こされます。力強く呼吸すると、吸う息と吐く息の両方が活発になります。

呼吸運動の形式：呼吸に関与する呼吸筋の優先順位に応じて、腹式呼吸、胸式呼吸、混合呼吸に分けられ、呼吸の努力の程度に応じて、静呼吸と努力呼吸に分けられます。

2. 肺内圧：肺胞内の圧力を指します。吸入中は肺内の圧力が大気圧より低くなり、呼気中は肺内の圧力が大気圧より高くなります。吸入と呼気の終了時には肺内の圧力は大気圧と等しくなります。人工呼吸の原理は、肺内圧と大気圧の間に圧力差を人工的に作り出して肺の換気を維持することです。

3. 胸腔内圧：胸膜腔内の圧力。安静時の呼吸では、吸気時も呼気時も胸腔内の圧力は常に陰圧になります。吸気終了時：-5～約10 mmHg、呼気終了時：-3～-5 mmHg。胸腔の気密性が破れると、空気が胸腔内に入り、気胸となり、肺が陥没して虚脱します。胸腔内陰圧の生理学的意義:

①肺の拡張に役立ちます。

②胸腔内の大静脈や胸管を拡張し、中心静脈圧を下げ、静脈血やリンパ液の還流を促進する効果があります。