知っておきたい体の指標：換気血流比

知っておきたい体の指標：換気血流比

呼吸と血流のバランス

私たちは、息を吸うことで酸素を体内に取り込み、息を吐くことで二酸化炭素を体外に出しています。体内に取り込まれた酸素は、血液によって体の隅々まで運ばれます。この酸素を運ぶ血液の流れと、肺で行われる空気の循環（換気）のバランスを示す指標が「換気血流比」です。
換気血流比は、肺のガス交換効率を理解する上で非常に重要です。肺の一部において、空気は十分に供給されているにもかかわらず、血液の流れが悪い状態を「死腔様換気」と呼びます。逆に、血液は十分に流れているにもかかわらず、空気の供給が少ない状態を「肺内シャント」と呼びます。
換気血流比が適切に保たれている状態では、肺胞で効率的にガス交換が行われ、体内の酸素と二酸化炭素のバランスが保たれます。しかし、病気や環境などの影響で換気血流比が乱れると、息切れや動悸、最悪の場合には意識障害などを引き起こす可能性があります。
健康な状態を保つためには、バランスの取れた食事や適度な運動、十分な睡眠など、健康的な生活習慣を心がけることが大切です。

理想的な換気血流比

– 理想的な換気血流比

呼吸によって体内に取り込まれた酸素は、肺で血液中に移動し、全身に送られます。同時に、体内で発生した二酸化炭素は、血液によって肺に運ばれ、息として排出されます。 このガス交換は、肺の中の小さな袋状の組織である肺胞で行われます。

肺胞には、空気と血液が常に一定の割合で送り込まれており、このバランスが崩れると効率的なガス交換が阻害されます。送り込まれる空気の量を肺胞換気量、血液の量を肺循環血流量と呼び、肺胞換気量を肺循環血流量で割った値を換気血流比と言います。

換気血流比は、ガス交換の効率を測る重要な指標であり、理想的な値は1に近い状態です。この状態であれば、吸い込んだ酸素が過不足なく血液に取り込まれ、体内で発生した二酸化炭素も滞ることなく排出されます。つまり、換気血流比が1に近い状態を保つことは、健康な呼吸を維持するために非常に重要と言えるでしょう。

現実の換気血流比

– 現実の換気血流比人間の肺は、酸素を取り込み、二酸化炭素を排出する重要な臓器です。このガス交換の効率は、「換気血流比」という指標で評価されます。これは、肺のある部分における空気の流量と血液の流量の比率を表しています。理想的には、肺のあらゆる場所で換気と血流が完全に釣り合っている、つまり換気血流比が1であることが望ましいとされています。しかし、現実には、肺のすべてが均一に機能しているわけではありません。呼吸によって肺に取り込まれた空気も、心臓から送り出される血液も、肺のあらゆる場所に均等に分配されるわけではありません。そのため、健康な人でも換気血流比は完全に1ではなく、平均で約0.8となっています。この不均一さは、主に肺の構造と、私たちが重力の影響を受けることから生じます。例えば、立っている状態では、重力によって血液は肺の下の方に溜まりやすくなります。そのため、肺の下部では血流が相対的に多くなり、換気血流比は低下する傾向にあります。逆に、肺の上部では換気血流比は高くなる傾向にあります。このように、現実の換気血流比は複雑な要因が絡み合って決定されます。そして、この不均一性が、場合によっては呼吸の効率を低下させる要因となり得ることを理解しておく必要があります。

姿勢による変化

– 姿勢による変化私たちの体の姿勢は、呼吸にも影響を与えます。立っている状態では、重力が肺に影響を及ぼします。肺の下の方、つまり足に近い部分（医学用語では肺底部と言います）には、重力に従って血液が集まりやすくなります。血液がたくさん流れる肺底部では、空気よりも血液の方が多くなるため、換気血流比は低くなります。一方、肺の上の方、つまり頭に近い部分（医学用語では肺尖部と言います）では、重力の影響が少なく、血液の流れは少なくなります。その結果、肺尖部では空気の量に対して血液の量が少なくなり、換気血流比は高くなります。このように、立っている状態では、肺の場所によって換気と血流のバランスが異なり、肺底部では換気血流比が低く、肺尖部では換気血流比が高くなるのです。

病気との関連性

– 病気との関連性呼吸の役割は、体に必要な酸素を取り込み、不要な二酸化炭素を排出することです。このガス交換は、肺にある小さな袋状の器官である肺胞と、その周囲を取り巻く毛細血管の間で行われます。新鮮な空気を取り込み、肺胞まで届けることを換気といい、心臓から送り出された血液が肺の毛細血管を流れることを血流といいます。そして、換気と血流のバランスが崩れると、体に様々な悪影響が生じます。このバランスの指標となるのが換気血流比です。換気血流比とは、肺胞に送られる空気の量と、肺胞周辺の毛細血管を流れる血液の量の比率を表しています。健康な状態では、この比率はほぼ一定に保たれています。しかし、肺炎や肺水腫といった病気になると、肺胞に水が溜まり、酸素が十分に取り込めなくなります。これが換気の低下です。一方で、血液の流れは正常であるため、換気血流比は低下することになります。反対に、肺塞栓症などにより肺の血管が詰まると、血流が滞ります。この場合は、換気は正常であるものの、血流が低下するため、換気血流比は上昇します。このように、換気血流比は、呼吸器疾患の診断や病状の評価に非常に役立つ指標と言えるでしょう。