肺

肺（はい、Lung）

肺は脊椎動物に特有の器官で、主に体内のガス交換を担っている。これは、呼吸によって外部の空気中から酸素を取り込むとともに、二酸化炭素を排出することによって実現される。肺はその構造上、効率的にこのガス交換を行うために、多数の肺胞と呼ばれる小さな空洞を持っている。

肺の構造

ヒトの肺は、男性で約1kg、女性で約0.9kgとされ、胸腔の大部分を占めている。肺は左右に分かれており、右肺は上葉・中葉・下葉の三部からなり、左肺は上葉・下葉の二部に分かれています。肺の表面は胸膜と呼ばれる漿膜で覆われており、肺の運動を助けています。これらの肺葉は、さらに小さな肺区域に分かれ、内部の気道と血管はきちんと繋がり、ガス交換が行われる。

気道とガス交換

空気は口や鼻を通って気道に入り、気管を経て左右の気管支に分かれます。その後、気管支は肺内部で細かく枝分かれし、最終的には肺胞にたどり着きます。肺胞は約3億個存在し、総面積は約70㎡に達し、これが非常に広い表面積を提供し、効率的なガス交換を可能にしています。

肺胞の内側はI型肺胞上皮細胞で構成され、薄くてガス交換の場となります。II型肺胞上皮細胞は、肺表面活性物質と呼ばれる物質を分泌し、肺胞が潰れないようにしており、ガス交換を円滑に行うために重要です。

血管と呼吸

肺には二つの血管系が存在します。一つは、ガス交換を目的とした機能血管で、もう一つは肺そのものへの栄養を供給するための栄養血管です。機能血管は心臓の右心室から肺動脈を通じて肺に向かい、肺胞と毛細血管でのガス交換が行われた後、肺静脈を通じて左心房に戻ります。

サーファクタントとその役割

肺表面活性物質は、肺胞の安定性を保つ重要な物質で、新生児の場合、妊娠28週頃から分泌され始めます。もしこの物質が不足すると、肺胞がうまく膨らまず、新生児呼吸窮迫症候群（RDS）が発生するリスクが高まります。このため、早産の新生児には人工のサーファクタントが使用されることがあります。

脊椎動物における肺の進化

脊椎動物の肺は、初期の有顎動物が水中での鰓から代わりに空気を取り入れるための器官として進化してきたと考えられています。空気呼吸は水中呼吸よりも効率的であり、この進化が成長とともに多様な肺の構造を生みました。爬虫類、鳥類、哺乳類はそれぞれ特有の肺の構造を持ち、効率的なガス交換を実現しています。

結論

肺は脊椎動物にとって不可欠な器官であり、ガス交換を通じて生命維持に重要な役割を果たしています。その構造や機能は高度に分化しており、さまざまな環境に適応してきた結果、現在も多様性を保っています。呼吸過程の理解は、医療や生理学的研究においても不可欠なテーマとなっています。

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