肺は自分の意思でコントロールできる？ [健康]
呼吸の不思議「ガス交換のしくみ」
肺はどのようなしくみで空気の出入りを可能にしているのでしょうか。また、
酸素と二酸化炭素のガス交換はどのようにして行われているのでしょうか。
肺は自分の意思でコントロールできる？
肺は空気の出し入れをするために、自ら伸びたり、縮んだりしているように
思われがちですが、実際はそうではありません。心臓のように筋肉を持たない
肺は、自力で動くことはできないのです。その代わり、自分の意思で収縮の速
度をコントロールすることや、ほんの短い時間であれば呼吸を止めることもで
きます。これは、心臓やほかの臓器にはない大きな特徴です。
では、自分で動くことのできない肺は、どのようにして空気を出入りさせて
いるのでしょうか。それは、肺を取り囲む組織に秘密があります。肺は胸郭と
いう胸椎、胸骨、肋骨からできたカゴ状の組織に囲まれています。そのカゴ
を下から横隔膜がフタをすることで、肺と胸郭の間には胸腔と呼ばれる密封さ
れた空間ができます。胸郭にある外肋間筋と横隔膜の働きにより、胸腔の容積
が変化することで肺は受動的に収縮するしくみとなっているのです。
肺への空気の出入り（換気）のしくみについて、肺をゴム風船に見立てて考
えてみましょう。
まず、左側の「呼気」についてです。息を吸うときは横隔膜が収縮し、ドー
ム状の膜が下がることで胸腔が広がります（本来であれば外肋間筋が収縮して
肋骨を引き上げ、胸郭を広げるため、胸腔の内圧はさらに低くなる。）。そうす
ることで、ゴフ風船（肺）を外側に引っ張ろうとする力が働き、その圧力で中に
入り込むしくみになっています。これが「呼気」のしくみです。
反対に、「呼気」では横隔膜がゆることでドーム状の膜は上に上がり、また外
肋間筋が弛緩することで胸腔が狭くなり、胸腔内圧は上昇します。
すると、圧力によりゴム風船（肺）は押しつぶされ、空気も押し出されます。
これが「呼気」のしくみです。このように胸腔内の圧力のへんかによって肺への
空気の出入りは行われているのです。
肺の収縮に関与する外肋間筋や横隔膜は、脳から命令を受けて動き出すよう
になっています。呼吸を司る呼吸中枢は、脳幹の最下部に位置する延髄という
部分です。呼吸中枢の働きはまるで自動制御センターのようなものであり、意
識で操ることはできません。しかし、実は同時に大脳皮質の命令でも呼吸を動
かすことができるようになっています。大脳皮質は、人間の意識と関係がある
ため、呼吸はある程度意識的にも操ることができるのです。ただし、それは長
くは続きません。大脳皮質の命令により、自分でいくら息を止めようとしても、
すぐに限界がきて、呼吸がはじまります。
これは、しばらくすると呼吸を司る延髄から命令が下り、「大脳皮質からの命
令を撤回せよ」と迫られるためです。延髄からの要請は非常に強く、常に大脳
皮質の命令に勝ります。
ちなみに、私たち人間はどれくらいの間、呼吸しないでいられれうのでしょう
か。まず、血液中にある酸素の量は最大でも1ℓほどです。人間は安静時でも1
分間に約300㎖の酸素を必要とするため、計算すると3分程度が限界となりま
す。このように、酸素が豊富にある陸上に住む私たちの体は、いつでもどこで
も酸素が摂取できることを前提につくられています。近年、大気汚染が問題と
なっていますが、私たち人間がよりよい環境下で生きていくためにも、クリー
ンな空気を維持し、自然環境を守っていくことが大切です。
肺はどのようなしくみで空気の出入りを可能にしているのでしょうか。また、
酸素と二酸化炭素のガス交換はどのようにして行われているのでしょうか。
肺は自分の意思でコントロールできる？
肺は空気の出し入れをするために、自ら伸びたり、縮んだりしているように
思われがちですが、実際はそうではありません。心臓のように筋肉を持たない
肺は、自力で動くことはできないのです。その代わり、自分の意思で収縮の速
度をコントロールすることや、ほんの短い時間であれば呼吸を止めることもで
きます。これは、心臓やほかの臓器にはない大きな特徴です。
では、自分で動くことのできない肺は、どのようにして空気を出入りさせて
いるのでしょうか。それは、肺を取り囲む組織に秘密があります。肺は胸郭と
いう胸椎、胸骨、肋骨からできたカゴ状の組織に囲まれています。そのカゴ
を下から横隔膜がフタをすることで、肺と胸郭の間には胸腔と呼ばれる密封さ
れた空間ができます。胸郭にある外肋間筋と横隔膜の働きにより、胸腔の容積
が変化することで肺は受動的に収縮するしくみとなっているのです。
肺への空気の出入り（換気）のしくみについて、肺をゴム風船に見立てて考
えてみましょう。
まず、左側の「呼気」についてです。息を吸うときは横隔膜が収縮し、ドー
ム状の膜が下がることで胸腔が広がります（本来であれば外肋間筋が収縮して
肋骨を引き上げ、胸郭を広げるため、胸腔の内圧はさらに低くなる。）。そうす
ることで、ゴフ風船（肺）を外側に引っ張ろうとする力が働き、その圧力で中に
入り込むしくみになっています。これが「呼気」のしくみです。
反対に、「呼気」では横隔膜がゆることでドーム状の膜は上に上がり、また外
肋間筋が弛緩することで胸腔が狭くなり、胸腔内圧は上昇します。
すると、圧力によりゴム風船（肺）は押しつぶされ、空気も押し出されます。
これが「呼気」のしくみです。このように胸腔内の圧力のへんかによって肺への
空気の出入りは行われているのです。
肺の収縮に関与する外肋間筋や横隔膜は、脳から命令を受けて動き出すよう
になっています。呼吸を司る呼吸中枢は、脳幹の最下部に位置する延髄という
部分です。呼吸中枢の働きはまるで自動制御センターのようなものであり、意
識で操ることはできません。しかし、実は同時に大脳皮質の命令でも呼吸を動
かすことができるようになっています。大脳皮質は、人間の意識と関係がある
ため、呼吸はある程度意識的にも操ることができるのです。ただし、それは長
くは続きません。大脳皮質の命令により、自分でいくら息を止めようとしても、
すぐに限界がきて、呼吸がはじまります。
これは、しばらくすると呼吸を司る延髄から命令が下り、「大脳皮質からの命
令を撤回せよ」と迫られるためです。延髄からの要請は非常に強く、常に大脳
皮質の命令に勝ります。
ちなみに、私たち人間はどれくらいの間、呼吸しないでいられれうのでしょう
か。まず、血液中にある酸素の量は最大でも1ℓほどです。人間は安静時でも1
分間に約300㎖の酸素を必要とするため、計算すると3分程度が限界となりま
す。このように、酸素が豊富にある陸上に住む私たちの体は、いつでもどこで
も酸素が摂取できることを前提につくられています。近年、大気汚染が問題と
なっていますが、私たち人間がよりよい環境下で生きていくためにも、クリー
ンな空気を維持し、自然環境を守っていくことが大切です。
肺は右と左で大きさが違う？肺の中はまるでブドウ畑？ [健康]
呼吸の不思議「肺の中ってどうなってるの？」
なぜ人は眠くなるの？
「呼吸」という私たちが生きていく上で必要不可欠な活動は、「肺」によって
行われています。では、肺はどのような構造をしているのでしょうか。肺の中
をミクロの世界まで除いて見ましょう。
肺は右と左で大きさが違う？
肺は胸部の大部分を占め、心臓を挟むように左右に位置していて、右側を右肺、
左側を左肺と呼びます。体の中でもかなり大きな器官であり、重さは左右合わ
せて1㎏ほどになります。心臓が胸の中央よりやや左寄りにあるため、実は右
肺と左肺は左右対称ではなく、左肺の方が少し小さくなっています。そして、
肺はちょうど横隔膜の上に乗っかるように位置するため、肺の下部（肺底）は
横隔膜に合わせてややくぼんだ形をしているのが特徴です。また、肺の表面に
みられる深い切れ込みを「裂」と呼び、右肺に2本、左肺に1本存在し、この
裂によって右肺は上葉、中葉、下葉の3つに、左肺は上葉と下葉の2つに分
けられます。そして、肺の入り口は肺門と呼ばれ、気管支のほか、肺動脈や肺
静脈などの血管、さらに神経などが多数出入りしています。
肺の中はまるでブドウ畑？
肺の中はどのようになっているか想像したことはありますか？肺は空洞のよ
うなイメージがありますが、実際は、気管支が20回以上枝分かれを繰り返して
細くなり、その先に、「肺胞」と呼ばれるブウドウの房のようなものが無数に存在
し、肺を埋め尽くしています。そして、その一つ一つが風船のような袋状の形
をし、約3億個肺の中に存在しているといわれています。1つの袋の大きさは
直径0.1㎜ほどですが、細胞の表面積を全て合わせると60～70㎡にもなり、
バトミントンコート1面分くらいに匹敵する大きさとなります。肺胞はこのよ
うに袋状の形を維持することで表面積を確保し、呼吸効率を上げているのです。
＜肺胞の壁＞
肺胞の壁の厚さはわずか0.2～0.6㎛（マイクロメートル：1/1000㎜）と非
常に薄く、肉眼では確認することができません。この薄い壁の周りには、毛細
血管が編み目のように張り巡らされています。肺胞だけでなく、毛細血管の壁
も薄いため、酸素や二酸化炭素が出入りしやすく、ガス交換（酸素を取り込み、
二酸化炭素を排出）が行われます。
なぜ人は眠くなるの？
「呼吸」という私たちが生きていく上で必要不可欠な活動は、「肺」によって
行われています。では、肺はどのような構造をしているのでしょうか。肺の中
をミクロの世界まで除いて見ましょう。
肺は右と左で大きさが違う？
肺は胸部の大部分を占め、心臓を挟むように左右に位置していて、右側を右肺、
左側を左肺と呼びます。体の中でもかなり大きな器官であり、重さは左右合わ
せて1㎏ほどになります。心臓が胸の中央よりやや左寄りにあるため、実は右
肺と左肺は左右対称ではなく、左肺の方が少し小さくなっています。そして、
肺はちょうど横隔膜の上に乗っかるように位置するため、肺の下部（肺底）は
横隔膜に合わせてややくぼんだ形をしているのが特徴です。また、肺の表面に
みられる深い切れ込みを「裂」と呼び、右肺に2本、左肺に1本存在し、この
裂によって右肺は上葉、中葉、下葉の3つに、左肺は上葉と下葉の2つに分
けられます。そして、肺の入り口は肺門と呼ばれ、気管支のほか、肺動脈や肺
静脈などの血管、さらに神経などが多数出入りしています。
肺の中はまるでブドウ畑？
肺の中はどのようになっているか想像したことはありますか？肺は空洞のよ
うなイメージがありますが、実際は、気管支が20回以上枝分かれを繰り返して
細くなり、その先に、「肺胞」と呼ばれるブウドウの房のようなものが無数に存在
し、肺を埋め尽くしています。そして、その一つ一つが風船のような袋状の形
をし、約3億個肺の中に存在しているといわれています。1つの袋の大きさは
直径0.1㎜ほどですが、細胞の表面積を全て合わせると60～70㎡にもなり、
バトミントンコート1面分くらいに匹敵する大きさとなります。肺胞はこのよ
うに袋状の形を維持することで表面積を確保し、呼吸効率を上げているのです。
＜肺胞の壁＞
肺胞の壁の厚さはわずか0.2～0.6㎛（マイクロメートル：1/1000㎜）と非
常に薄く、肉眼では確認することができません。この薄い壁の周りには、毛細
血管が編み目のように張り巡らされています。肺胞だけでなく、毛細血管の壁
も薄いため、酸素や二酸化炭素が出入りしやすく、ガス交換（酸素を取り込み、
二酸化炭素を排出）が行われます。
