2026年11月11日水曜日

呼吸のガス交換のしくみに感動する


 

 

心不全と誤嚥性肺炎から

肺に水が溜まり

病院のHCUに入院させられた人に面会するために

また

担当医師の説明を聞くために

このところ

毎週

家から二時間もかかる小旅をくり返している

 

本が読めるので

列車での小旅は苦ではないが

それでも

ただでさえ猛烈に忙しいところへ

毎週数時間を奪われるのは

辛いといえば辛い

 

ともあれ

この機会に

肺のことをもっと学んでおこうと思い

医学関係の書籍を携帯して

該当する個所を

電車に揺られながら読む

 

ところが

呼吸の原理を説明するページに来て

あまりの面白さに

ほとんど

感動してしまった

最近の読書で

こんなに楽しまされ

さらには

感動までしたことはなかった

 

なぜ呼吸ができるのか?

呼吸のガス交換のしくみはどのようなものか?

なぜ肉体のあちこちへ酸素が運ばれ

逆に

二酸化炭素が肺へと回収されるのか?

 

このしくみに驚かされたのだが

驚く

などという程度を超えて

感動してしまったのだ

 

まずは

ガス交換を行う場所としての

肺胞の精妙さが

感動ものだ

 

肺胞は

直径0.1から0.2mmの小さな袋で

Ⅰ型肺胞上皮細胞とⅡ型肺胞上皮細胞とがある

 

肺胞壁のまわりには

多数の毛細血管が密接していて

毛細血管の内皮細胞は

Ⅰ型肺胞上皮細胞と基底膜の層を挟んで近接しており

全層あわせても0.3μmの厚さしかない

この層を血液空気関門というが

肺胞内の酸素はここを拡散して

赤血球のヘモグロビンに取り込まれていく

毛細血管内の二酸化炭素も

この関門の層を拡散して肺胞内へ移行する

しかし

この極薄い血液空気関門を

血液成分が通過することは一切ない

 

Ⅱ型肺胞上皮細胞のほうは

サーファクタントという界面活性物質を分泌する

肺胞内の水の表面張力が大きいと

水滴になった水が肺胞を潰す場合があるので

肺胞内面にサーファクタントで薄膜を作って

表面張力を低下させるように作用する

 

いったい

誰がこんなしくみを準備したのか?

と

やはり問いたくなる

 

物理的な法則や化学的な法則の絡みあった結果の「自然」の作用

だと

考えるにしても

このような絡みあいや

ここからシステムが生成していくまでの

気の遠くなるような時間を思うと

生成そのものが「神」ではないか?

と言いたくなる

 

さて

さらに

いくつかの基本的な原理が

肺におけるガス交換には巧妙に利用されてもいる

 

まず

ガスが分圧の高いところから低いところへ移行する

という原理がある

(いろいろな種類の気体が混ざった混合ガスにおいて

各成分の濃度を分圧とよぶ)

 

次に

赤血球に含まれるヘモグロビンの性質

 

ヘモグロビンは

酸素分圧の高い環境では酸素結合量を増加させ

低い環境では結合量を低下させる

 

そのため

酸素分圧の高い肺胞では

ヘモグロビンの酸素結合量が増加するので

大量の酸素を担った赤血球が肉体の末梢組織へ流れていく

血が酸素を運ぶというのはこういうことだ

 

4つの単体から構成されているヘモグロビン1分子は

酸素分子4つと結合できる

 

逆に

肉体の末梢組織ではなにが起こるか?

 

ヘモグロビンは

酸素分圧の低い環境では酸素との結合を低下させるので

末梢組織で酸素を奪い取ることはしないし

二酸化炭素分圧の高い環境でも酸素結合量を低下させるので

この意味でも末梢組織で酸素を奪わない

二酸化炭素分圧の高い末梢組織においては

ヘモグロビンは結合させていた酸素を遊離させるばかりとなる

酸素はヘモグロビンを離れて

末梢の細胞へ散っていくことになる

 

いっぽう

体じゅうの細胞の活動から発生した二酸化炭素は

どのように回収されるのか?

 

血中に拡散していく二酸化炭素は

水と反応して炭酸となる

 

炭酸はすぐに

赤血球や血管内皮細胞表面に多量に存在する炭素脱水酵素に触媒されて

水素イオンと重炭素イオンに解離し

赤血球内の重炭素イオンは

赤血球膜の陰イオン受動輸送体であるバンド3蛋白を介して

血漿中に出る

 

水素イオンのほうは赤血球膜を通過しづらいので

クロライドシフトによって赤血球内へ移動する

 

クロライドシフトというのは

イオンバランスとGibbs-Donnan平衡を保つため

クロールイオンが

重炭素イオンと同じ輸送体を介して赤血球内に移動することを

言う

 

このあたりのシステムは

押さえておくべきことがいろいろあり

どれも楽しいが

こうして言葉で確認していくとキリがないので

このくらいにしておこう

ともあれ

重炭素イオンが肺胞に達すると

逆の反応が起こって

ふたたび二酸化炭素が遊離されて

肺胞の呼気へと拡散されていく

 

だれもが

当たり前に呼吸を続けており

酸素を肺から体じゅうに取り込んで

二酸化炭素は排出する

と思い込んで

なんとなく生きているが

複雑で精妙な無数のしくみが合わさって

呼吸と呼ばれるこうしたガス交換が為され続けていることに

ほんの少しでも注意を向け直すと

毎日の

毎分の

毎秒の生が

とほうもない奇跡的なシステムの連続運動であることに

気づかされる

 

人生の意味や無意味や

日々が面白いだのつまらないだの

そんな浮ついた感傷はまったくどうでもよく

肉体という奇跡を

ただひたすら感じ続けているだけでも

無限の生存価値はある

 

しかるべき

価値論も

倫理も

道徳も

当たり前のように「自分」なるものに与えられている肉体のシステムを

まずは観察し

注視し

検討し

考究しようとするところからしか

生まれようはないだろう

 

自分の呼吸の神秘も

消化や排泄の神秘も

体の快さや不快さの原理も知らずに

しくみを知ろうともせずに

人界の浮薄なコンテンツに意識を左右され

感情を波立たせて

時間の過ぎゆくままにし

やがて老い

病み

衰弱して

死んでいくような生き方は

ひたすら

もったいない

と

しか

思えない

 

というより

すっかり意識を失って

死の時が来るまで

自分の肉体のしくみは

とことん楽しめる複雑な遊び道具であり

追求すべき知的ゲームの束

であり続ける

と見るべきだろう





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