ガス交換

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• 酸素と二酸化炭素の交換
  • 肺胞 ⇔ 肺毛細血管 ：ガス交換は分圧勾配による拡散で行われる。その速度は以下の因子によって決定する。
    • 拡散に利用される表面積
    • 空気‐血液障壁の厚さ
    • 肺胞と毛細血管の間のガス駆動圧（肺胞酸素分圧 – 動脈血二酸化炭素分圧）
    • ガスの物理的特性
  • 血液 ⇔ 組織 ：ここでのガス交換もまた分圧勾配による拡散
    • O2とCO2は血液と組織の分圧が等しくなるまで拡散する
    • 酸素要求量の高い組織は毛細血管数が多い→ 拡散のための表面積が大きくなる
    • 血管と組織の距離が短縮する 拡散効率ＵＰ

• 運動時には
  • 運動中には通常還流されない毛細血管に血流がいく（毛細血管の新規参入） → 筋肉の血流の増加、血流速度の減速 → 拡散平衡に費やせる時間が延長する
  • 運動によって筋肉のＰO2は低下し、ＰCO2は上昇する→ 駆動圧勾配の増加 拡散効率ＵＰ!!
• 換気が上手くいかなかったら・・・低酸素血症 ＝ 細胞のレベルでの酸素不足
  • 酸素性低酸素症 動脈血酸素分圧Pao2の低下
  • 貧血性低酸素症 血中Hb濃度低下による酸素運搬不良
  • 虚血性低酸素 血流量低下による酸素運搬不良
  • 組織中毒性低酸素症 毒物作用による酸素利用不良

低酸素性低酸素症の原因

a 肺胞の低換気

換気の少ない部位への血流は効果が少ない

b シャント

心臓や血管の形成不全により、多量の静脈血が肺毛細血管を通らずに体循環動脈系に直通し、本来の動脈血を薄めて静脈血化し、慢性チアノーゼを伴う。

c 拡散障害

• 原因
• ⅰ) 拡散距離の増大（Ｈｂ⇔肺胞気)：
  • 肺水腫による細胞外液の増大
  • 肺炎による細胞内面への浸出液
  • 僧帽弁狭窄での肺毛細血管拡大
• ⅱ）面積減少：肺気腫による肺胞隔壁の破壊、肺切除
• ⅲ）分圧差減少：換気障害または血流障害

換気‐血流比不均等

• 一部の肺の換気が悪くなると、肺の部位により換気‐血流比が異なってくる。
• 重力による影響も受ける。
  • 四足動物・・・換気量と血流は均等に分布。
  • 直立動物・・・肺胞気は上部ほど多い。血流は下位ほど多い。