人間の呼吸能力〜呼吸数、換気量、呼吸の種類

【呼吸数】

安静時における平均呼吸数は以下の通りです。

成 人:15~17回/分、約2万回/日、約7億回/1生

新生児:40~50回/分

 

【換気量】

安静にしている時でも、酸素と二酸化炭素の交換を維持するために、毎分6~10リットル程度の空気が肺を出入りしており、たとえ休んでいる間でも毎分約0.3リットルの酸素が肺胞から血液中に送られます。

同時に、ほぼ同量の二酸化炭素が血液中から肺胞へ運ばれ、体外へ吐き出されます。

運動中は、毎分100リットルを超える空気を呼吸して、そこから毎分3リットルの酸素を取りこむこともできます。酸素が体内で使用される速度は、体がエネルギーを消費する速度を測る方法の1つです。

 

成人(安静時):約500ml/回、6~10ℓ/分。激しい運動時には10倍以上にも増加します。

 

 

【全肺気量】

全肺気量とは、肺活量と残気量を合わせたものをいいます。

 

全排気量=肺活量+残気量

 

  1. 肺活量

肺活量の平均は、成人男子で3~6ℓ、成人女子で2~4ℓ程度です。

 

  1. 残気量

肺活量とは、最大努力で呼出しても肺胞内に残る空気の量のことです。

残気量は、1.0~1.5ℓ程度です。

 

 

【種類】

呼吸とはガス交換のことであり、ガス交換には肺で行われる外(肺)呼吸と末梢で行われる内(細胞)呼吸の2種類に分類することが可能です。

〈外呼吸〉 

外呼吸とは、外部の酸素を取り入れ、二酸化炭素を排出することを言います。

外呼吸は、空気を排出する呼息運動と空気を肺に取り込む吸息運動とに分けることができます。

 

吸いこまれた酸素は肺へ入っていき、肺胞に達します。酸素は7~8億個あるとされる肺胞からそれらを取り囲む毛細血管へ移動し、二酸化炭素は毛細血管から肺胞の空気へと移動します。

 

肺胞の内面を覆っている細胞の層と肺胞を取り巻く毛細血管は、それぞれ細胞1個分の厚みしかなく、互いに密接しています。空気と血液の間の距離は 平均すると約1㎛(1㎝の1/10,000)の厚さしかありません。そのため、酸素はこの空気-血液障壁をすぐに通り抜け、毛細血管の血液の中へ入ります。同様に、血液中の二酸化炭素は肺胞へ入った後、体外へ吐き出されます。

 

酸素を含んだ血液は肺から肺静脈を通って左心房へ送られ、左心室から全身へと送り出されます。

酸素を失い、二酸化炭素を多く含んだ血液は、上大静脈と下大静脈という2本の大静脈を通って右心房へ戻ります。その後、この血液は右心室から肺動脈を通って肺へと送られ、肺で酸素を受け取り、二酸化炭素を放出します。

 

〈内呼吸〉

肺から取り込んだ酸素は血液に乗って各細胞に送り届けられます。取り入れた酸素を細胞が有機物として分解したり、ATPなどを産生したりすることを内呼吸といいます。

細胞は酸素を取り込み、不要になった二酸化炭素を血液中に放出します。

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