呼吸とは？外呼吸・内呼吸のしくみと呼吸器系の構造をわかりやすく解説こきゅうとは

呼吸とは、生命維持に必要な酸素（O2）を取り入れ、代謝で生じた二酸化炭素（CO2）を排出する働きのことです。呼吸は大きく、肺（肺胞）で行われるガス交換＝外呼吸と、血液と細胞・組織の間で行われるガス交換＝内呼吸の2つに分けられます。国家試験では「外呼吸＝肺、内呼吸＝組織」の対応、気道の順序、細気管支の自律神経支配、そして肺胞の数値が繰り返し問われます。

呼吸とは何か－外呼吸と内呼吸

呼吸とは、生命維持に必要なO2を取り入れ、代謝で生じたCO2を排出する働きです。呼吸は行われる場所によって大きく2つに分けられます。

• 外呼吸…肺（肺胞）で行われるガス交換。肺胞と血液の間でO2を取り込み、CO2を排出する。
• 内呼吸…組織で行われるガス交換。血液と細胞・組織の間で、O2を渡しCO2を受け取る。

覚え方はシンプルに「外呼吸＝肺、内呼吸＝組織」。この対応を逆に問う設問が国家試験の定番です。

O2とCO2の流れ（体内での移動経路）

ガスの移動は「O2は内へ、CO2は外へ」と覚えます。順序を並べ替える問題が出やすいので、経路をそのまま暗記しておきましょう。

• O2の流れ（体の中へ）：外気 → 肺胞 → 血液 → 組織 → 細胞（細胞でO2が使われエネルギーをつくる）
• CO2の流れ（体の外へ）：細胞 → 組織 → 血液 → 肺胞 → 外気（呼気として排出）

血液（心臓・血管）がO2とCO2を運搬する役割を担っている点も押さえます。

呼吸器系の構造－気道・肺・胸郭

呼吸器系は大きく気道・肺・胸郭の3つからなります。

• 気道…空気の通り道。鼻腔→咽頭→喉頭→気管→気管支→細気管支→終末細気管支→呼吸細気管支→肺胞と続く。
• 肺…ガス交換の場。肺胞と血液の間でO2とCO2をやり取りする。
• 胸郭…肺や心臓を保護し、呼吸運動を助ける。胸壁（肋骨・脊柱・肋間筋など）と横隔膜からなり、その内側の空間を胸腔という。

気道の主な役割は、①空気を肺まで通す ②吸気を温める ③吸気に湿気を与える ④異物を除去する、の4つです。鼻腔は静脈叢や粘液腺で吸気を温め湿らせ、鼻毛は細かい異物の侵入を防ぎ、気管の線毛上皮は分泌腺と協力して異物を粘液にからめ咽頭側へ排出します。

気管支・細気管支の特徴と自律神経支配

太い気管支には軟骨があり、気道を支えて形を保っています。一方、細い細気管支では軟骨が消失し、気管支平滑筋や弾性線維が豊富になります。そのため細気管支は自律神経の影響を受けて太さが変わります。

• 交感神経が優位→気管支平滑筋が弛緩→気管支が拡張
• 副交感神経が優位→気管支平滑筋が収縮→気管支が狭くなる

気管支喘息では、気管支平滑筋の過度な収縮や分泌物の増加により気道が狭くなり、呼吸困難が生じます。「交感神経で拡張・副交感神経で収縮」は逆に問われやすい典型の引っかけです。

肺胞の構造と受動的な動き

肺胞は球状の小胞で、ガス交換の場です。内面は肺胞上皮細胞に覆われ、基底膜を介して毛細血管内皮細胞と接し、周囲を肺胞毛細血管が取り囲んでいます。血液と肺胞気の間でO2が血液へ、CO2が肺胞へ移動します。

• 肺胞は自分で収縮・拡張できない。
• 呼吸運動による胸腔内圧の変化で受動的にふくらんだり縮んだりする（吸気＝胸腔内圧低下でふくらむ／呼気＝胸腔内圧上昇でしぼむ）。

呼吸運動では、吸気時に肋間筋が収縮し横隔膜が収縮・下降して胸郭が拡大し肺に空気が入り、呼気時には肋間筋が弛緩し横隔膜が弛緩・上昇して胸郭が縮小し空気が出ていきます。

国試頻出の肺胞の数値

肺胞に関する数値はそのまま出題されます。小さな袋がたくさん集まることで、非常に大きな表面積をつくり、効率よくガス交換ができるしくみになっています。

胸郭と呼吸運動

胸郭は胸壁と横隔膜の2つからなり、この2つが協力して呼吸を支えています。胸壁は肋骨・脊柱・肋間筋などで構成され、胸郭の内側の空間を胸腔といい、その中に肺や心臓が収まっています。

• 肺や心臓などの臓器を守る
• 呼吸運動を助ける
• 胸腔の容積を変化させ、肺の換気を助ける