からだ物語：第４話 息をする生命ーー酸素はどうやって全身へ届くのか？　

私たちは、何気なく呼吸しています。しかし一回の呼吸の中では、空気が鼻や口から入り、気管、気管支を通って肺の奥深くへ進み、そこで酸素と二酸化炭素の交換が行われています。肺胞から血液へ入った酸素は、赤血球のヘモグロビンによって運ばれ、心臓から全身へ送り出されます。そして細胞は酸素を使って栄養からエネルギーを取り出し、その結果生じた二酸化炭素を再び血液へ渡します。第4話では、「吸う・運ぶ・使う・返す」という生命の循環をたどりながら、肺、血液、心臓、細胞、そして脳による呼吸調節の仕組みを見ていきます。私たちの呼吸は、外の世界と身体の中をつなぐ、生命の往復運動なのです。

目を覚ました瞬間、私たちは自然に息をしています。吸う。吐く。また吸う。けれど、その一回一回の呼吸がなければ、私たちは生きていくことができません。

では、息を吸ったとき、空気はいったいどこへ行くのでしょうか。空気は鼻や口から入り、喉を通り、気管へ進みます。そして左右の気管支へ分かれ、その先でさらに細かく枝分かれしていきます。最後にたどり着くのが、肺の奥にある小さな袋――肺胞です。肺の中には、数え切れないほど多くの肺胞があります。その一つ一つは非常に小さく、周囲を細い毛細血管が取り囲んでいます。

ここで、呼吸の本当の仕事が始まります。肺胞の中にある空気と、血液との間で、酸素と二酸化炭素が交換されるのです。酸素は肺胞から血液へ移動します。

反対に、血液の中に運ばれてきた二酸化炭素は、肺胞へ移ります。
そして私たちは、その二酸化炭素を息と一緒に外へ吐き出します。
つまり「呼吸する」とは、単に空気を出し入れすることではありません。
身体と外の世界との間で、生命に必要な気体を交換することなのです。

では、肺に入った酸素は、そのあとどうなるのでしょうか。
血液に入った酸素は、赤血球に乗り込みます。
赤血球の中には、ヘモグロビンというタンパク質があります。
ヘモグロビンは酸素と結びつき、血液によって全身へ運ばれていきます。

ここで前回の心臓が登場します。
心臓は、肺で酸素を受け取った血液を全身へ送り出します。
血液が毛細血管へ到着すると、酸素はそこから細胞へ渡されます。
細胞の中では、酸素を使って栄養素からエネルギーを取り出す反応が進みます。そして、その結果として二酸化炭素が生じます。

つまり、私たちが食べた栄養と、吸い込んだ酸素は、細胞の中で出会うのです。そこで生まれたエネルギーによって、筋肉は動き、脳は働き、心臓は拍動し続けます。

だから呼吸は、単独の仕組みではありません。肺だけでも、心臓だけでもありません。肺、血液、心臓、そして全身の細胞が、一つのシステムとして働いているのです。

さらに不思議なのは、私たちは普段、呼吸を意識していないことです。眠っている間も、呼吸は続いています。その中心にあるのが、脳幹にある呼吸を調節する神経回路です。血液中の二酸化炭素などの変化を手がかりに、呼吸の速さや深さを調整しています。だから私たちは、映画を見ているときも、本を読んでいるときも、眠っているときも、呼吸を続けられるのです。

しかし、走り始めると事情が変わります。筋肉が大量のエネルギーを必要とするため、酸素の需要が増えます。すると呼吸は速くなり、心拍も上がります。肺から取り込む酸素を増やし、二酸化炭素をより多く外へ出す。身体全体が協力して、今必要な量へと調整していくのです。

さらに、呼吸は感情ともつながっています。緊張すると息が浅くなる。
驚くと息をのむ。深呼吸すると、少し落ち着く。呼吸は自動的に行われる一方で、私たちがある程度、自分の意思でも変えられるという珍しい生命活動なのです。

一日に何万回ともいわれる呼吸。一回一回はあまりにも普通なので、私たちはその重要性を忘れています。しかし、その一呼吸のたびに、外の世界から酸素が身体の中へ入り、生命の細胞へ届けられています。そして細胞で生まれた二酸化炭素は、長い道のりを戻ってきて、再び外の世界へ返されます。

吸う。運ぶ。使う。返す。それを私たちは、一日中、繰り返しています。
呼吸とは、身体の中と外の世界をつなぐ、生命の往復運動なのです。
そして、酸素によって働く細胞たちには、もう一つ重要な問題があります。
その酸素と栄養は、いったいどこから来るのでしょうか。
そう。私たちは毎日、食べています。

次回は、口から入った食べ物が、胃や腸を通りながら姿を変え、やがて身体そのものの材料になっていく旅へ向かいます。
次回――「食べる身体」。
生命をつくる材料は、どのようにして身体の中へ入ってくるのでしょうか。

次回予告   第5話「食べる身体 ― 消化とエネルギー」

生きるために、私たちは食べます。でも、食べ物は、そのままでは身体の材料にはなりません。口で噛み、唾液と混ざり、胃で分解され、小腸で吸収される。そして肝臓や膵臓など、多くの臓器がその旅を支えています。最後には、食べたものの一部が血液へ入り、細胞の材料やエネルギーへと姿を変えていきます。「食べる」と「身体をつくる」は、同じことではありません。次回は、食べ物が「自分の身体」へ変わっていく驚きの旅をたどります。

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