みんなの呼吸器Respica

呼吸とは、酸素を体内に取り入れて、二酸化炭素を体外に排出することです。言葉で書くと非常にシンプルですが、その過程には気管、気管支、肺胞といった呼吸器系と、肺循環や心臓といった循環器系とが複雑に関わっています。本稿ではまず、正常な呼吸器の解剖やガス交換の仕組みについて説明します。

心臓に求められる仕事は、各臓器が必要とする血液量を拍出することです。その役割を果たすためには、①左心機能・右心機能に問題がない、②冠循環に問題がない、③刺激伝導系に問題がないことが必要です。心拍出量は、心室機能、前負荷、後負荷で規定されます。本稿では、病態を理解するための、心臓の正常な解剖とはたらきについて説明します。

血圧は一般的には動脈圧のことを指し、心臓の拍動により血液が動脈に送り込まれることにより生じます。生命徴候（バイタルサイン）の一つであり、非常に重要です。動脈圧は心臓の収縮と拡張に伴って刻々と変化し、心周期ごとに周期的に変化します。左室が収縮し左室内圧が中心動脈圧を上回ると大動脈弁が開放し収縮期となり、動脈圧波形が立ち上がります。動脈圧が最も高くなったときの値を収縮期血圧といいます。その後、左室内圧が中心動脈圧を下回ると大動脈弁が閉鎖し拡張期となり、大動脈圧は指数関数的に減少し、最も低くなったときの値を拡張期血圧といいます（ 図1 ）。十分な拡張時間があれば拡張期血圧は動脈内の血液充満圧となり、動脈内の血液量を反映します。

私たちは、吸気によって空気を肺胞まで吸い込み、肺胞と接する毛細血管との間で酸素・二酸化炭素の交換（拡散）を行い、呼気によって排出しています。呼吸不全では、この一連の流れのどこかに異常が生じ、その結果、血中への酸素の取り込みが低下します。呼吸の流れのどこにどのような異常が起こっているのか、I 型呼吸不全とⅡ型呼吸不全に分けて解説します。

肺炎は最も代表的な呼吸器感染症です。一般的には肺に細菌が侵入することで発症します。肺炎を起こすと、全身性の炎症が惹起され、敗血症に至ることがあります。敗血症では、炎症性サイトカインなどの影響で末梢血管が拡張し、血圧が低下するショックをきたすことがあります。また、肺炎は重症化すると肺本来の機能、すなわち血中に酸素を送り込み、二酸化炭素を排出する機能が障害されます。それに伴い、末梢に酸素化された血液を送る心臓に対して負荷がかかります。さらにほかの感染症と同様に、発熱に伴って頻脈になると、心臓に負担をかけることになります。このような形で、肺炎は循環に影響を与えます。このため、肺炎治療では、抗菌薬治療や酸素投与に加え、循環管理も重要な要素の一つです。

慢性肺疾患（COPD や間質性肺炎）は、肺自体だけではなく、肺の中を通る血管の障害を引き起こします。慢性肺疾患が進行すると肺高血圧症を合併し、右心不全を呈するようになります。診断は、各種検査を組み合わせて総合的に判断します。慢性肺疾患に伴う右心不全に対しては、原疾患の治療のほか、酸素療法や薬物療法などの支持療法があります。

気胸と循環、一見つながりはないように見えますが実は密接に関係しています。気胸は救急外来でも病棟でも遭遇する比較的common な疾患ですが、無症状で自然軽快するものから重篤な低酸素血症をきたすもの、心停止の原因となるものまでさまざまな種類があります。中でも緊張性気胸は心停止につながり得る疾患で、病態を理解した上で速やかな対応が求められます。本稿では気胸、特に緊張性気胸でどのような循環動態の変化をきたすのかを説明していきます。