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| 気道 | |
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 指揮のパッセージ | |
| 詳細 | |
| システム | 呼吸器系 |
| 識別子 | |
| ＦＭＡ | 265130 |
| 解剖学用語 [Wikidataで編集] | |
呼吸器は、哺乳類におけるガス交換のために空気を肺胞に導く過程に関与する呼吸器系の下位区分である。[1]呼吸器は、呼吸粘膜として呼吸上皮で覆われている。[2]
空気は鼻から鼻腔に吸い込まれ、そこで鼻粘膜の層がフィルターとして機能し、空気中にある汚染物質やその他の有害物質を捕らえます。次に、空気は食道と喉頭が交差する部分である咽頭に移動します。喉頭の開口部には、喉頭蓋と呼ばれる特殊な軟骨のひだがあり、空気が通過できるように開きますが、食べ物が気道に入るのを防ぐために閉じます。
喉頭から空気は気管に入り、分岐部と呼ばれる交差点まで下がり、分岐して左右の主気管支を形成します。これらの気管支はそれぞれ二次気管支に分岐し、二次気管支は三次気管支に分岐し、三次気管支は細気管支と呼ばれるより小さな気道に分岐し、最終的にガス交換を行う肺胞と呼ばれる小さな特殊な構造につながります。
胸腔内にある肺は、胸郭によって物理的な損傷から保護されています。肺の底部には、横隔膜と呼ばれる骨格筋のシートがあります。横隔膜は、肺を胃や腸から分離しています。横隔膜は、呼吸に関与する呼吸の主な筋肉でもあり、交感神経系によって制御されています。
肺は漿膜に包まれており、その漿膜は折り重なって胸膜を形成します。これは 2 層の保護バリアです。内側の臓側胸膜は肺の表面を覆い、外側の壁側胸膜は胸腔の内面に付着しています。胸膜は胸腔と呼ばれる空洞を囲み、その中に胸水が入っています。この液体は、呼吸中に肺が受ける摩擦を減らすために使用されます。
構造
呼吸器は上気道と下気道に分けられます。上気道または上気道には、鼻と鼻腔、副鼻腔、咽頭、声帯より上の喉頭部分が含まれます。下気道または下気道には、声帯より下の喉頭部分、気管、気管支、細気管支が含まれます。肺は下気道に含まれる場合もあれば、独立した存在として含まれる場合もあり、呼吸細気管支、肺胞管、肺胞嚢、肺胞が含まれます。[3]
呼吸器は、ガスを輸送するか交換するかという違いに基づいて、伝導領域と呼吸領域に分けることもできます。
伝導域には、肺の外側の構造（鼻、咽頭、喉頭、気管）と、肺の内側の構造（気管支、細気管支、終末細気管支）が含まれます。伝導域は、濾過され、温められ、湿潤された吸い込まれた空気を肺に導きます。これは、呼吸器の第 1 区分から第 16 区分までを表します。伝導域は、肺に出入りするガスを導く呼吸器の大部分ですが、ガス交換を行う呼吸域は除きます。伝導域は、気流に低抵抗の経路を提供する機能も果たします。その濾過能力において、 主要な防御の役割を果たします。
呼吸領域には、呼吸細気管支、肺胞管、肺胞が含まれ、血液と酸素および二酸化炭素を交換する場所です。呼吸細気管支と肺胞管は、ガス交換の 10% を担っています。肺胞は、残りの 90% を担っています。呼吸領域は、呼吸器の 16 番目から 23 番目の区分を表します。
気管支から分岐管は次第に小さくなり、肺胞で終わるまでに推定20～23の分岐がある。[1]
上気道
上気道は、声帯の上または輪状軟骨の上にある呼吸器系の部分を指します。[4] [5]喉頭は、上気道と下気道の両方に含まれる場合があります。[6]喉頭は発声器とも呼ばれ、音を出す軟骨が付随しています。この管は、鼻腔と副鼻腔、咽頭（鼻咽頭、中咽頭、喉頭咽頭）で構成され、喉頭が含まれる場合もあります。
下気道
下気道は発達中の前腸から派生し、気管、気管支（一次、二次、三次）、細気管支（終末細気管支と呼吸細気管支を含む）、肺（肺胞を含む）から構成されます。[7]喉頭が含まれる場合もあります。
下気道は呼吸樹または気管気管支樹とも呼ばれ、肺に空気を供給する気道の分岐構造を表し、気管、気管支、細気管支が含まれます。[8]
各分裂点または世代において、1 つの気道が 2 つの小さな気道に分岐します。ヒトの呼吸樹は平均 23 世代から成り、マウスの呼吸樹は最大13 世代あります。近位分裂 (気管支など、樹の上部に最も近い分裂) は、主に下気道に空気を送る役割を果たします。呼吸細気管支、肺胞管、肺胞を含む後期分裂は、ガス交換に特化しています。
気管は呼吸器系の中で最も大きな管で、硝子軟骨の気管輪で構成されています。気管は左右の主気管支の2つの気管支に分岐します。気管支は肺の中で細気管支と呼ばれる小さな部分に分岐します。これらの細気管支は肺胞と呼ばれる肺の空気の袋を形成します。[10]
肺は下気道の中で最も大きな臓器です。肺は胸郭の胸膜腔内に吊り下げられています。胸膜は2 枚の薄い膜で、細胞層 1 層の厚さがあり、肺を取り囲んでいます。内側 (臓側胸膜) は肺を覆い、外側 (壁側胸膜) は胸壁の内面を覆っています。この膜は少量の液体を分泌し、呼吸中に肺が膨張したり収縮したりしながら胸膜腔内で自由に動くことを可能にしています。肺はいくつかの葉に分かれています。心臓が正中線の左側にあるため、右肺は左肺よりも大きくなっています。右肺には上葉、中葉、下葉 (または上中下) の 3 つの葉があり、左肺には上葉と下葉 (または上下) の 2 つの葉と、舌状部と呼ばれる上葉の小さな舌状の部分があります。各葉はさらに気管支肺節と呼ばれる部分に分割されます。各肺には、胸郭に隣接する肋骨面、横隔膜に向かって下向きの横隔膜面、および胸部の中心に面し、心臓、大血管、および 2 つの主気管支が気管の基部から分岐する気管分岐部に接する縦隔面があります。
肺胞は肺にある小さな気嚢で、ここでガス交換が行われます。人間の肺にある肺胞の平均数は4億8000万です。[11]横隔膜が収縮すると、胸郭内に陰圧が発生し、空気が空洞を満たすために流れ込みます。その際、これらの袋は空気で満たされ、肺が膨張します。肺胞には、肺胞毛細血管と呼ばれる毛細血管が豊富にあります。ここで赤血球は空気中の酸素を吸収し、それをオキシヘモグロビンの形で運び、細胞に栄養を与えます。赤血球はまた、二酸化炭素（CO 2 ）をカルバミノヘモグロビンの形で細胞から運び出し、肺胞毛細血管を通して肺胞に放出します。横隔膜が弛緩すると、胸郭内に陽圧が発生し、空気が肺胞から流れ出て二酸化炭素を排出します。
微細解剖学
呼吸器は上皮で覆われており、上皮は呼吸器官に沿って変化します。部分的には杯細胞によって分泌される腺や粘液、平滑筋、エラスチン、軟骨などがあります。鼻から細気管支までの上皮は、一般的に呼吸上皮と呼ばれる繊毛のある偽重層円柱上皮で覆われています。[12]繊毛は一方向に動き、粘液を喉の方へ送り、そこで飲み込みます。細気管支を下っていくと、細胞はより立方体の形になりますが、繊毛はまだ残っています。
腺は上気道に豊富ですが、下気道では少なく、細気管支から始まる部分には腺がありません。杯細胞についても同様ですが、第一細気管支には杯細胞が散在しています。
軟骨は小気管支まで存在します。気管では、軟骨は C 字型の輪状で、気管支では軟骨は散在した板状になっています。平滑筋は気管から始まり、軟骨の C 字型の輪に結合します。平滑筋は気管支と細気管支まで続き、完全に取り囲みます。気管支と細気管支は、硬い軟骨ではなく、弾性組織で構成されています。
肺は13種類の細胞、11種類の上皮細胞と2種類の間葉細胞で構成されています。[13]上皮細胞は気管と気管支の内壁を形成し、間葉細胞は肺の内壁を形成します。
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呼吸器に沿った細胞の違い。 -
気管組織の横断面。画像の右上に「繊毛重層上皮」という誤ったラベルが付けられていることに注意してください。
関数
呼吸器官の大部分は、単に肺の中を空気が移動するための配管システムとして存在しており、肺胞は血液と酸素と二酸化炭素を交換する 肺の唯一の部分です。
呼吸
呼吸は、吸入によって空気が肺胞に引き込まれ、続いて呼気によって吐き出されるリズミカルな呼吸プロセスです。人間が息を吸うと、空気は気管を下り、気管支を通過して肺に入ります。気管支全体は、胸郭、脊椎、胸骨によって保護されています。肺では、吸入された空気からの酸素が血液に移され、体全体に循環します。二酸化炭素 (CO 2 ) は、肺に戻った血液からガス状に戻り、下気道から上気道へと吐き出され、呼吸プロセスが完了します。
気管や気管支とは異なり、上気道は折り畳み可能な柔軟な管です。そのため、空気を肺に吸い込む胸腔のリズミカルな膨張によって生じる吸引圧に耐える必要があります。これは、吸入時にオトガイ舌筋（舌）や舌骨筋などの上気道筋が収縮することによって実現されます。延髄の呼吸中枢からのリズミカルな神経支配に加えて、筋肉を制御する運動ニューロンは、硬さと大きさの基準レベルを設定する緊張性神経支配も受けます。
横隔膜は肺の拡張と収縮を可能にする主要な筋肉です。肋骨の間にある小さな筋肉、外肋間筋がこの過程を補助します。
感染に対する防御
上気道の上皮層には、保護粘液を分泌する杯細胞が点在しています。これは老廃物を濾過するのに役立ち、老廃物は最終的に強酸性の胃環境に飲み込まれるか、唾液として排出されます。気道の上皮層は、繊毛と呼ばれる小さな毛で覆われています。繊毛は肺からリズミカルに拍動し、分泌された粘液異物を上方および外方に咽喉頭に向けて移動させます。このプロセスは粘液繊毛クリアランスと呼ばれ、肺に粘液が蓄積するのを防ぎます。肺胞のマクロファージは免疫系の一部であり、吸入した有害物質を 包み込んで消化します。
鼻毛は保護的な役割を果たし、ほこりなどの粒子状物質を捕らえます。[14]これらの毛は体毛よりも太く、大きな粒子が呼吸器系に入るのを効果的にブロックします。また、粒子が沈着する表面積を増やし、鼻の病原体濾過能力を高めます。[15]咳反射は粘膜内のすべての刺激物を外部に排出します。肺の気道には筋肉の輪があります。何らかのアレルゲンによって気道が刺激されると、これらの筋肉が収縮することがあります。
臨床的意義
呼吸器は感染が起きやすい部位です。
感染
上気道感染症
上気道感染症はおそらく世界で最も一般的な感染症です。
呼吸器系は肺の感染症を発症しやすい傾向があります。乳児や高齢者は肺が感染症と戦う力が弱いため、肺の感染症を発症する可能性が高くなります。これらの感染症のほとんどは以前は致命的でしたが、新しい研究と医学により、現在では治療可能となっています。細菌感染症の場合は抗生物質が処方されますが、ウイルス感染症は治療が難しいものの、治癒可能です。
風邪やインフルエンザは上気道感染症の最も一般的な原因であり、下気道で発症する可能性のあるより重篤な病気を引き起こす可能性があります。
下気道感染症
肺炎は最も一般的で、頻繁に起こる下気道感染症です。これは、ウイルス、細菌、真菌のいずれかによるものです。この感染症は空気感染するため、非常に一般的であり、空気中のこの感染症を吸い込むと、粒子が肺に入り、気嚢に移動します。この感染症は肺の下部で急速に進行し、肺に液体と過剰な粘液が溜まります。これにより、下気道が肺の液体を排除しようとするため、呼吸困難や咳が生じます。喘息、インフルエンザ、心臓病、または癌を患っている場合は、この感染症を発症する可能性が高くなります[16]
気管支炎は、下気道で起こるもう一つの一般的な感染症です。気管支の炎症です。この感染症には2つの形態があります。急性気管支炎は治療可能で、治療しなくても治ることもありますが、慢性気管支炎は現れたり治ったりしますが、常に肺に影響を与えます。気管支炎は、呼吸器系に自然に発生する粘液の量を増加させます。慢性気管支炎は喫煙者によく見られます。これは、喫煙によるタールが時間の経過とともに蓄積し、肺が自己修復するためにより一生懸命働くようになるためです。[17]
結核は、下気道で起こる多くの感染症の 1 つです。この感染症は空気中の飛沫から感染する可能性があり、吸入するとこの病気にかかるリスクがあります。これは細菌感染症で、肺組織を悪化させ、血を吐きます。[18]この感染症は治療しないと致命的です。
癌
これらの癌の中には、喫煙などの環境的原因によるものもあります。タバコ製品を吸入すると、煙が繊毛を麻痺させ、粘液が肺に入る原因となります。頻繁に喫煙すると、時間の経過とともに繊毛が死滅し、粘液を濾過できなくなります。吸入した煙のタールが肺に入り、ピンク色の肺が黒くなります。このタールが蓄積すると、最終的に肺癌、または慢性閉塞性肺疾患につながる可能性があります。[7]
慢性閉塞性肺疾患
慢性閉塞性肺疾患（COPD）は、有害な化学物質への曝露や長期の喫煙によって引き起こされる一般的な下気道疾患です。この疾患は慢性かつ進行性で、肺への損傷は不可逆で、最終的には死に至ります。COPDは肺胞と肺組織を破壊し、呼吸が非常に困難になり、息切れ、過換気、胸の張りを引き起こします。肺胞の数が減少すると、肺への酸素供給が失われ、二酸化炭素の蓄積が増加します。COPDには、一次性と二次性の2つのタイプがあります。[引用が必要]一次性COPDは、若い成人に見られます。このタイプのCOPDは、肺胞と肺の質量を悪化させます。二次性COPDは、喫煙している、または喫煙していたことがあり、気管支炎の病歴がある高齢者に見られます。[引用が必要] COPDには、肺気腫と慢性気管支炎の症状が含まれます。[19]
喘息
気管支は右肺と左肺への主要な通路です。これらの気道は肺内の細気管支に酸素を運びます。気管支と細気管支の炎症により腫れが生じ、喘息発作を引き起こす可能性があります。その結果、喘鳴、胸の圧迫感、重度の呼吸困難が生じます。気管支の機能に影響を与える喘息にはさまざまな種類があります。アレルギーもアレルギー反応を引き起こし、気管支の腫れを引き起こします。その結果、気道が腫れたり、完全に閉じたりします。[20]
口呼吸
一般的に、空気は鼻から吸い込まれます。鼻呼吸ができない場合は口から吸い込むこともできます。しかし、慢性的に口呼吸をすると口が乾燥し、感染症につながる可能性があります。[21]
参照
参考文献
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- ^ 「喘息」。Lecturio Medical Concept Library 。 2021年7月2日閲覧。
- ^ 「あなたの鼻はあなたの肺の守護者です」。ボストンメディカルセンター。 2020年6月29日閲覧。