酸素分圧

酸素分圧（さんそぶんあつ）について

酸素分圧は、流体の中にどれだけの酸素が含まれているかを示す指標であり、特に医療や生理学の分野において重要です。具体的には、気体中の酸素分圧は、気圧と酸素の濃度の積として表現されます。ここでは、気圧は通常はhPaやN/m²で表示され、医学的な文脈ではmmHgが一般的に用いられます。

気体中の酸素分圧の重要性

気体中の酸素分圧が低下すると、呼吸が困難になり、酸素の摂取量が減ります。特に高山などの大気圧が低い場所では、酸素分圧は低下し、呼吸が苦しさをもたらします。このように、気体中の酸素分圧は、気圧と酸素濃度に大きく依存しています。逆に、低圧であっても酸素濃度が高ければ、呼吸の困難さは少なくなります。たとえば、宇宙船や宇宙服内では低圧で高酸素濃度を保たれており、通常の環境とは異なる条件が生じています。

赤血球は、酸素分圧が高い場所で酸素を取り込み、酸素分圧が低い場所では逆に酸素を放出します。このため、酸素分圧が極端に低い環境で呼吸を続けると、血液中の酸素が逆に取り出され、急速に酸欠状態に陥ることがあります。このような事例は実際に発生しており、作業環境によっては特に注意が必要な事項です。一方、酸素分圧が過度に高い状態になると、酸素中毒を引き起こす可能性もあります。

液体中の酸素分圧

液体中の酸素分圧は主に医学や生理学の領域で使われる概念であり、酸素が溶解した液体と気体または真空が接触した場合に、液体の酸素濃度や状態に応じて平衡状態に達します。液体側が酸素を多く含んでいると、その酸素は気体側に移動し、逆に液体側が酸素を少ない場合は気体中の酸素が液体に溶解します。この平衡状態では、液体と気体の双方の酸素含有量は変わりませんが、分子レベルでは酸素の移動が常に行われています。

平衡の達成は、液体の特性やその酸素含有量、さらに温度に依存しますが、気体側の酸素分圧によっても影響を受けます。

血液は肺胞における酸素分圧が約100mmHgで、毛細血管を通過する間にほぼ平衡に達します。結果として、動脈血の酸素分圧は約100mmHgとなります。一方、体組織の細胞周囲の酸素分圧はおおよそ20から30mmHgです。このため、動脈血と組織との間で酸素が移動し、体組織に酸素が届けられる仕組みが形成されています。運ばれた後の静脈血の酸素分圧は約40mmHgとなります。

血液は一般的な液体に比べて、同じ酸素分圧であっても遥かに多くの酸素を保持しています。この理由は、赤血球内のヘモグロビンが酸素と結合することで実現しています。

▽ 関連項目

• - 呼吸
• - 血液ガス分析

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