第8章：肺胞 ── 何億個もの小さな風船

枝の先にあるぶどうのふさ

ぶどうのふさを手に持ったことはありますか。上には太いじくが1本あります。じくは細いじくに分かれ、細いじくの先には、まるくてぷっくりしたぶどうの実がついています。では、ふさ全体がまち針の頭にのってしまうほど小さな、ぶどうのふさを想像してみてください。あなたの肺（はい）の中には、そんなふさが何百万、何千万とあります。そしてそこで、呼吸のいちばん大切なことが起きているのです。

前の章では、空気のあとを追って、気管支樹（きかんしじゅ）の枝を下りていきました。気管（きかん）という幹から、いちばん細い小枝である細気管支（さいきかんし）までです。1本1本の細気管支のいちばん先で、空気はついに、まるくて小さな空気のふくろのかたまりにたどり着きます。このふくろを肺胞（はいほう）といいます。ひとつでも、たくさん集まっていても、肺胞とよびます。

肺胞こそが、あなたに肺がある理由そのものです。鼻から細気管支まで、これまで学んできたものはすべて、ここへつづく道なのです。鼻は空気をきれいにして、あたためます。気管と気管支（きかんし）は、空気をおくへ運び、きれいにたもちます。でも、空気の中の酸素（さんそ）が空気をはなれてあなたの体に入るのは、ここ、肺胞だけなのです。

肺胞のひとつひとつはとても小さく、直径（ちょっけい）は5分の1ミリメートルくらいしかありません。細かい砂のつぶひとつくらいの大きさです。5つを1列にならべても、長さはやっと1ミリメートルほどです。それでも、ひとつひとつはこんなに小さいのに、みんな合わせると肺の内側のほとんどをしめているのです。

肺胞の数は、想像するのもむずかしいほどです。大人のふたつの肺には、およそ3億〜5億個の肺胞があります。この数がどれほど大きいか、感じてみましょう。1秒に1個ずつ肺胞を数えはじめて、食べることもねむることもせず、ずっと数えつづけたとします。3億個を数えるには、10年近くかかってしまいます。

生まれたばかりの赤ちゃんの肺胞は、大人よりずっと少ないのです。子どもが成長すると肺も大きくなり、何年ものあいだ、新しい肺胞がつくられつづけます。ですから今、あなたが成長しているあいだも、あなたの肺は新しい小さな風船をつくりつづけています。子どもにとってきれいな空気がとても大切なのは、これが理由のひとつです。あなたの肺はまだできあがっていなくて、あなたの一生のために働く準備をしているところなのです。

ひと息ごとに、たくさんの肺胞をみたす空気は、どれくらいの量なのでしょう。大人が静かにすわっているとき、1回の息はおよそ0.5リットルです。小さなペットボトルの水くらいの量です。あなたの静かな息はそれより少なめです。肺が小さいからです。思いきり深く息をすうと、静かな息の何倍もの空気をすいこめます。どちらの場合も、新しい空気は枝を通って広がり、待っている肺胞へと入っていきます。

肺胞は、ばらばらのあわのように、はなれてういているわけではありません。流しにいっぱいになったせっけんのあわのように、ぎっしりくっつき合っています。それぞれの肺胞は、となりの肺胞とかべを分け合っています。分け合っているかべのいくつかには、小さな穴まであいていて、少しの空気がとなりの肺胞へ通りぬけられます。細い空気の通り道が1本ふさがってしまっても、この小さな穴のおかげで、その先の肺胞に別の道から空気がとどくことがあります。

どうして大きな風船ひとつではないの？

肺にはどうして、大きな風船がふたつだけではなく、何億個もの小さな風船があるのだろう、と思うかもしれません。その答えは、表面に関係があります。ものの表面とは、その外側のこと、つまりまわりの空気にふれることのできる部分です。酸素は表面を通してしか血液に入れません。だから、肺の表面が広ければ広いほど、たくさんの酸素が入れるのです。

こんなふうに考えるとわかりやすいでしょう。大きなまるい氷のかたまりを思いうかべてください。それを水の入ったコップに入れると、ゆっくりとけていきます。水にふれているのが外側だけだからです。では、同じ氷のかたまりをくだいて、小さなかけらをたくさんつくってみましょう。くだいた氷は、ずっと早くとけます。小さなかけらをみんな合わせると、水にふれている外側の表面がずっと広くなるからです。氷の量は同じでも、表面はずっと大きくなるのです。

肺も、これと同じわざを使っています。中の空間を何億個もの小さな肺胞に分けることで、とても広い表面をつくり出しているのです。もし大人の肺にあるすべての肺胞のかべを平らにのばして、ゆかに広げることができたら、およそ50〜100平方メートルになります。教室ひとつぶんのゆかくらいの広さです。その表面がすべて、胸の中、ろっ骨の内側に、きちんとおりたたまれているのです。

表面が広いということは、たくさんの酸素が同時に血液に入れるということです。これは、走ったり、とんだり、登ったりするときにとくに大切です。筋肉は、いっしょうけんめい働くときにはずっと多くの酸素を必要とします。あなたの肺のとても広い表面は、それをまかなうことができるのです。じっとすわっているときでさえ、ひと息ごとに、何百万もの肺胞に一度に新しい空気がとどいています。

でも、広い表面があるだけでは、しかけの半分にすぎません。その表面の向こう側には、酸素を受け取って運んでいく血液が待っていなければなりません。肺には、それもそろっています。このあと見ていくように、小さな風船のひとつひとつに、血液がぴったりとよりそって流れているのです。

紙よりうすいかべ

肺胞のひとつひとつには、毛細血管（もうさいけっかん）という、とても細い血管のあみが巻きついています。毛細血管は、ボールをあみのふくろで包むように、それぞれの肺胞をおおっています。毛細血管はとても細いので、中を通る小さな赤血球（せっけっきゅう）は、せまい戸口を通る子どもたちのように、1列になって順番に進まなければなりません。このあみの中をとてもたくさんの血液が流れているので、肺全体がやわらかなピンク色に見えます。血液は空気のすぐとなりにうすく広がっていて、そのおかげで、肺はすばやく入れかえができるのです。

肺胞の中の空気と、毛細血管の中の血液のあいだには、かべがあります。でも、このかべはおどろくほどうすいのです。とてもうすい肺胞のかべに、とてもうすい毛細血管のかべがぴったりくっついてできています。ふたつ合わせても、厚さは1000分の1ミリメートルもないことがよくあります。紙1まいより100倍以上もうすいのです。

かべは、どうしてそんなにうすくなければならないのでしょう。酸素と二酸化炭素（にさんかたんそ）は、このかべを通りぬけなければなりません。かべがうすいほど、早く通りぬけられます。まどのあみ戸を思いうかべてください。あみ戸はうすくて小さなすき間がたくさんあるので、空気は楽に通りぬけます。もしあみ戸がれんがのかべほど厚かったら、空気はほとんど通れないでしょう。肺のうすいかべは、あみ戸に少しにていますが、もっともっと細かいのです。

もちろん、こんなにうすいかべは、こわれやすくもあります。ここには、厚い粘液（ねんえき）の層も、線毛（せんもう）のじゅうたんもありません。そんなものがあったら、かべが厚くなりすぎて、ガスの交換がおそくなってしまうからです。空気の通り道の上のほうにいる見はりばんたちがとても大切なのは、このためです。鼻、のど、気管、気管支が、ほこりやばい菌のほとんどを、このこわれやすい場所にとどくずっと前につかまえてくれているのです。

大交換

さあ、旅全体の中でいちばん大切なしゅんかんです。息をすうと、新しい空気が肺胞をみたします。この空気には酸素がたっぷりふくまれています。いっぽう、毛細血管にやってくる血液は、体をひとめぐりしてもどってきたばかりで、そのとちゅうで酸素の多くを配ってきました。ですから、肺胞の中には酸素がたくさんあり、そのとなりの血液には酸素がずっと少ないのです。

ある場所に何かがたくさんあって、となりの場所には少ししかないとき、その何かは、少ないほうへ向かって広がっていく性質があります。オーブンでパンを焼いているときのことを考えてみましょう。すぐに、においが台所から家じゅうの部屋へ広がっていきます。または、水の入ったコップに食紅（しょくべに）を1てき落としたときのことを考えてみましょう。色はゆっくり広がって、やがてコップ全体に色がつきます。このように広がることを、拡散（かくさん）といいます。

肺の中では、酸素も同じことをします。酸素は、たくさんある肺胞の空気から、うすいかべを通りぬけて、少ない血液の中へと広がっていきます。血液の中では、酸素は赤血球に受け取られ、赤血球が体のほかの部分へ運んでいきます。赤血球とその旅については、あとの章でもっとくわしく学びます。

体がなぜこの酸素を必要とするのか、第1章で読んだことを思い出しましょう。細胞（さいぼう）はどれも、あなたが食べた食べものからエネルギーを取り出すのに酸素を使います。燃えつづけるために空気が必要なキャンプファイヤーに、少しにています。細胞は、ほのおを出すことなく、ゆっくりおだやかに食べものからエネルギーを取り出します。それでも、そのためには酸素をずっととどけてもらう必要があるのです。さあ、その酸素が体に入ってくるのがどこなのか、もうはっきりわかりましたね。

同時に、別のものが反対の向きに動いています。体が働くと、体の細胞のひとつひとつが、二酸化炭素といういらないガスをつくります。血液はこの二酸化炭素を集めて、肺へもどってきます。毛細血管の中には二酸化炭素がたくさんあり、肺胞の新しい空気の中にはほとんどありません。そこで二酸化炭素は、血液から出て、うすいかべを通りぬけ、肺胞の中へと広がっていきます。息をはくと、二酸化炭素は体の外へ出ていきます。

この交換は、信じられないほど速く行われます。肺胞のそばを通る赤血球が毛細血管の中にいるのは、1秒もありません。そのわずかなあいだに、赤血球は酸素を受け取り、二酸化炭素を手放します。酸素が入って、二酸化炭素が出る。これが何億個もの肺胞で同時に、何度も何度もくり返されます。あなたが考えていてもいなくても、昼も夜も行われているのです。

第1章で、はき出す息にもまだかなりの酸素が残っていると読みましたね。ここで、その数字を見てみましょう。新しい空気のおよそ5分の1は酸素ですが、はき出した息にも、その酸素の4分の3より少し多いくらいが残っています。肺は、ひと息の中の酸素の一部しか取りこんでいないのです。でも、はき出した息には、新しい空気よりずっと多くの二酸化炭素がふくまれています。およそ100倍です。それに、水蒸気（すいじょうき）もたくさんふくまれています。

その水蒸気は、自分の目で見ることができます。すずしい日に、冷たいまどガラスやかがみに、そっと息をふきかけてみましょう。ガラスに白くくもったところができます。そのくもりは、息といっしょに肺から出てきた、小さな水のつぶでできています。肺胞から出てきたあたたかくてしめった空気が、冷たいガラスにふれて冷え、その中の水がまた水のつぶにもどったのです。はき出す息はどれも、少しの水をいっしょに運び出しています。

高い山の上では、空気がうすくなっています。そこでのひと息には、海の近くでするひと息より少ない酸素しかふくまれていません。高い山に登る人は、息が速くなり、心臓（しんぞう）も速く打つことに気づきます。体が、十分な酸素を肺胞にとりこもうとがんばっているからです。何週間か高いところにいると、体は少しずつなれていきます。たとえば、血液の中で酸素を運ぶ細胞を、もっとたくさんつくるようになるのです。

風船を開いたまま、きれいにたもつ

小さくてぬれた風船がたくさんあると、困ったことが起こります。肺胞の内側は、とてもうすい液体の膜（まく）でおおわれています。ぬれた表面どうしは、くっつきやすいのです。ぬれた食品用ラップ2まいがぴったりくっついたり、ぬれたかみの毛がひとかたまりになったりするのを見たことがあるかもしれません。もし何もふせぐものがなければ、小さな肺胞のかべは、息をはくたびにくっついて、しぼんでしまうかもしれません。

肺は、サーファクタントという特別な液でこの問題を解決しています。肺胞のかべにある細胞の一部がサーファクタントをつくり、内側の表面に広げます。サーファクタントは、せっけんに少しにたはたらきをします。水っぽい膜をずっとくっつきにくくするので、息を最後まではききっても、肺胞は開いたままでいられるのです。そして、また息をすうと、肺胞は楽にふくらみます。

パーティー用の風船をふくらませるところを考えてみてください。最初のひとふきがいちばん大変なことが多く、風船がのびはじめると、次のひとふきからは楽になります。もし息をはくたびに肺胞がすっかりしぼんでしまったら、息をすうたびに、あの大変な最初のひとふきを何度もくり返すことになります。サーファクタントが肺胞をしぼまないようにしているので、新しい息はいつも楽にでき、息をしていることにほとんど気づかないのです。

赤ちゃんは、生まれる前からサーファクタントをつくりはじめます。とても早く生まれた赤ちゃんは、まだ十分な量をつくれていないことがあり、そのため息をするのが大変なことがあります。生まれたばかりの赤ちゃんのお世話をするお医者さんや看護師さんは、こうしたときにどう助ければよいかを知っています。赤ちゃんが育つと、赤ちゃんの肺は自分でたっぷりサーファクタントをつくるようになります。

サーファクタントには、もうひとつ仕事があります。それは体を守る仕事です。サーファクタントにふくまれるたんぱく質の中には、ばい菌にしがみつくことができるものがあります。そのたんぱく質はばい菌をひとかたまりにして、見つけやすく、取りのぞきやすくします。つまり、肺のいちばんこわれやすいこの場所にも、守りがあるのです。肺胞を開いたままにする液が、肺胞をきれいにたもつ手助けもしているのです。

肺胞のかべは、自分で直すこともできます。肺胞の内側をおおううすい細胞が、たとえばばい菌のせいでいくつかいたんでしまっても、近くのほかの細胞が分かれてふえ、その代わりになることができます。こうして内側はつぎあてをされて直ります。道路工事の人たちが道のひびわれをうめるのに少しにています。あなたの肺は、いつも静かに自分を直し、新しくしつづけているのです。

それでも肺胞では、太い空気の通り道のように粘液と線毛を使うことはできません。ですから、ここまでたどり着いてしまったいちばん小さなつぶのいくつかには、ちがう種類のおそうじが必要です。そうしたつぶの中には、小さすぎて上のほうではつかまらなかった、ほこりやけむり、花粉のかけらもあります。ばい菌もあります。何かの方法で取りのぞかなければ、それらが肺胞の中にたまっていってしまうかもしれません。

ばい菌が肺胞までとどいたら

たいていの場合、鼻やのどや空気の通り道にいる見はりばんが、ばい菌が肺胞にとどくずっと前に止めてくれます。そして、ここまでやってきたわずかなばい菌も、ふつうはすぐに始末されます。でも、ときどき、ばい菌が肺胞に住みついて、ふえはじめてしまうことがあります。そうなると、体はたくさんの守り手を送りこんで反撃（はんげき）します。

この戦いのあいだ、肺胞のいくつかが、空気の代わりに液体や守り手そのものでいっぱいになってしまうことがあります。お医者さんは、このような肺の感染症（かんせんしょう）を肺炎（はいえん）とよびます。いっぱいになった肺胞は、いつものようには酸素と二酸化炭素を交換できません。肺炎になった人は、熱が出たり、せきが出たり、息が速くなったり苦しくなったりして、とてもつかれを感じることがあります。

子どもに熱があって、せきが出たり、息が速かったり、息が苦しそうだったりするときは、大人がお医者さんに相談しましょう。お医者さんは、聴診器（ちょうしんき）を使って肺の音を聞くことができます。聴診器は、先がまるくなっていて、胸に当てて使う道具です。聴診器を通して、お医者さんは空気が出たり入ったりする音を聞き、肺の調子について、たくさんのことがわかります。肺炎になった人のほとんどは、ふさわしい手当てと休養でよくなります。

そもそもばい菌を肺胞に近づけないために、毎日の暮らしの中でできることがたくさんあります。手をあらうこと、せきやくしゃみをおおうこと、十分にねむることは、どれも体の見はりばんの助けになります。ワクチンも、肺の感染症を起こすことのあるばい菌のいくつかを見分けられるように、体をきたえる手助けをします。手洗いとワクチンについては、この本のあとのほうでもっとくわしく学びます。

では、毎日毎日、肺胞をきれいにたもっているのはだれなのでしょう。いちばんおくまですべりこんできたほこりのつぶをぱくぱく食べてしまうのはだれで、ここにやってくるばい菌と戦うために待ちかまえているのはだれなのでしょう。答えは、なんと肺胞の中に住んでいる、すばらしい細胞のなかまです。この細胞は内側のかべの上をはいまわって、そこにあってはいけないものをさがしています。

ゆっくり息をすって、空気が肺胞にとどくところを思いうかべてみましょう。何億個もの小さな風船が、いっせいにふくらみます。酸素はうすいかべをすりぬけて血液の中へ入り、二酸化炭素は外へすりぬけて、息といっしょにはき出されます。そして、その小さな風船のすみでは、おそうじ係がいそがしく働いています。次の章では、このおそうじ係に会って、肺のいちばんおくをどうやって安全にたもっているのかを見ていきましょう。

たいせつなことば

肺胞（はいほう）：いちばん細い空気の通り道の先にある、まるくて小さな空気のふくろです。ここで酸素が血液に入り、二酸化炭素が血液から出ていきます。ひとつだけでも、同じく肺胞とよびます。

毛細血管（もうさいけっかん）：体の中でいちばん細い血管です。あみのように肺胞のひとつひとつに巻きついていて、赤血球はその中を1列になって通ります。

酸素（さんそ）：空気の中にあるガスです。体の細胞はどれも、食べもののエネルギーを使うために酸素を必要としています。

二酸化炭素（にさんかたんそ）：体の細胞がつくる、いらないガスです。血液がそれを肺へ運び、あなたは息といっしょにそれをはき出します。

拡散（かくさん）：においが家じゅうに広がるように、何かがたくさんある場所から少ない場所へと広がっていくことです。

表面積（ひょうめんせき）：ものの外側全体の広さのことです。肺は何億個もの小さな肺胞でできているので、とても広い表面積をもっています。

サーファクタント：肺胞でつくられる、せっけんのような液です。小さな空気のふくろがくっついてとじてしまうのをふせぎ、ふくまれるたんぱく質の一部は、ばい菌をひとかたまりにする手助けをします。

肺炎（はいえん）：肺のおくで起こる感染症で、肺胞のいくつかが空気の代わりに液体でいっぱいになり、息がしにくくなります。

聴診器（ちょうしんき）：お医者さんが、胸の上から肺や心臓の音を聞くために使う道具です。