肺胞

肺胞（はいほう、羅: alveolus）は、私たちの肺の奥深くに位置する、きわめて微細な袋状の構造体です。呼吸という生命活動において、肺胞は体に必要な酸素を取り込み、不要となった二酸化炭素を体外へ排出するという、血液と空気の間で行われる「ガス交換」の最も重要な役割を担っています。成人では、両肺合わせて約3億個もの肺胞が存在し、肺全体の容積のおよそ85パーセントを占めています。これら一つ一つは非常に小さいものの、その総表面積は展開すると約100平方メートルにも達すると言われ、この広大な面積が効率の良いガス交換を実現しています。

構造（解剖）

肺胞は、気管から幾度も枝分かれした末端の細い管、終末細気管支に続く呼吸細気管支から発生します。呼吸細気管支にはすでに肺胞が付着しており、ガス交換機能を有しています。個々の肺胞は、内部にガスが溜まる空間である肺胞腔と、それを囲む肺胞上皮という薄い壁で構成されています。この肺胞上皮は、二種類の主要な細胞から成り立っています。

一つ目は、面積の大半を占めるI型肺胞上皮細胞です。この細胞は極めて薄く扁平な形をしており、肺胞を網の目のように覆う毛細血管の内皮細胞とともに、基底膜を挟んで「血液空気関門」という非常に薄い隔壁を形成しています。この血液空気関門を介して、肺胞内の空気と血液の間で迅速なガス交換が行われます。

二つ目は、II型肺胞上皮細胞です。こちらは比較的小さく立方体に近い形をしており、ラメラ体と呼ばれる構造を多く含んでいます。II型細胞は、肺サーファクタント（肺胞界面活性剤）という物質を分泌する重要な役割を担っています。肺サーファクタントは肺胞の内表面を覆う液体層の表面張力を低下させることで、肺胞が呼吸のたびにしぼんでしまう（虚脱）のを防ぎ、常に開きやすい状態を保ちます。個々の肺胞の直径は100〜200マイクロメートル（0.1～0.2ミリメートル）程度です。また、隣り合う肺胞同士は「中隔孔」と呼ばれる小さな交通路で繋がっており、これにより空気の通りを助けています。

機能（生理）

肺胞におけるガス交換は、血液中に存在するヘモグロビン（Hb）というタンパク質の働きに深く関わっています。ヘモグロビンは、周囲の酸素の濃度（酸素分圧）によって酸素との結合のしやすさが変化するという性質を持っています。酸素分圧が高い肺胞内では効率よく酸素と結合し、全身の細胞に運ばれます。逆に、酸素分圧が低い末梢組織では酸素を放出し、細胞に供給します。

一方、体内で発生した二酸化炭素は、肺胞から血液中へ排出されます。二酸化炭素の運搬は主に血液に溶け込む形で行われますが、ごく一部はヘモグロビンとも結合します。このヘモグロビンとの結合は、二酸化炭素の運搬そのものよりも、酸素とヘモグロビンの結合しやすさを調節し、酸素運搬効率を高める役割が大きいと考えられています。二酸化炭素は酸素よりも水に溶けやすいため、多くは血漿中に溶解するか、赤血球内で水と反応して炭酸となり、さらにイオン化して血漿中に拡散する形で運ばれます。血液が肺胞に到達し、肺胞内の二酸化炭素分圧が低くなると、まず血液中の溶解している二酸化炭素が肺胞腔へ拡散します。これにより血漿中の二酸化炭素分圧が低下し、炭酸が分解されて再び二酸化炭素となり、これも肺胞へ放出されて呼吸によって体外に排泄される、というメカニズムです。なお、一酸化炭素やシアン化水素といった毒物は、ヘモグロビンへの結合力が酸素よりも非常に強いため、酸素がヘモグロビンと結合するのを阻害し、体への酸素供給能力を著しく低下させることで毒性を発揮します。臨床の現場では、吸入麻酔薬の選択や調整に、ガスが血液にどれだけ溶けやすいかを示す血液-ガス分配係数が参考にされます。また、肺胞における換気機能の指標として、肺胞気と動脈血の酸素分圧の差（肺胞気・動脈血酸素分圧較差、AaDO2）が重要視されます。

関連疾患

肺胞の機能が損なわれることで引き起こされる、あるいは関連する主な疾患には以下のようなものがあります。

呼吸窮迫症候群（RDS）：特に新生児RDSや、肺胞を含む肺全体に広範な炎症や損傷が起こる急性呼吸窮迫症候群（ARDS）など。
嚢胞性線維症（CF）：遺伝性の疾患で、粘液が肺胞を含む気道に蓄積し、感染や閉塞を引き起こします。
間質性肺炎（IP）：肺胞の壁（間質）に炎症や線維化が起こり、ガス交換が阻害されます。
肺気腫：肺胞の破壊が進み、ガス交換の表面積が減少する疾患です。
慢性気管支炎（CB）：気道の炎症が肺胞機能にも影響を及ぼすことがあります。
肺炎：肺胞内に炎症や感染が起こり、機能が障害されます。
* 気管支喘息：気道の炎症や収縮が、換気を介して肺胞機能に影響を与えることがあります。

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