肺気腫は呼吸に無視できない3つの大きな影響を及ぼします。

著者: 北京大学第一病院主任医師 王光発

査読者: 北京協和医学院病院主任医師 呉雪燕

肺気腫は病理学的な概念です。これは、肺胞管および肺胞を含む遠位肺組織の気腔の拡大および肺胞中隔の破壊および縮小を指します。それは慢性の肺疾患です。

実際、多くの病気が肺気腫を引き起こす可能性があります。最も一般的なものは慢性気管支炎または COPD (慢性閉塞性肺疾患) です。私の国には COPD 患者が約 1 億人おり、そのほぼ全員が最終的には肺気腫を発症します。

肺気腫は呼吸にどのような影響を与えますか?

1. 呼吸困難

肺気腫は呼吸の仕組みに非常に大きな影響を及ぼします。そのメカニズムは、気腔の拡大と肺胞中隔の破壊です。気腔の拡大により肺全体の容積が拡大します。肺の容積は拡大しますが、肺機能は改善しません。なぜ？

例えば、車のタイヤでも自転車のタイヤでも、一度完全に空気を入れてしまうと、それ以上空気を入れるのは難しくなります。これは実際に人間の肺の場合に当てはまります。人は呼吸筋の動きを通して息を吸う必要があります。肺が過度に膨らむと、肺をさらに膨らませるのにより多くの労力が必要になるため、吸入が困難になります。

さらに、肺の容積が増加すると、横隔膜は下方に移動します。通常の横隔膜はドームのようなものです。息を吸うと、横隔膜が収縮して下方に移動し、肺が引っ張られて膨張し、ガスが入ります。横隔膜が下がって平らになると、下がっていくスペースが非常に小さくなるため、これも肺気腫の患者さんが呼吸困難になる原因の一つです。

図1 オリジナル著作権画像、転載禁止

特に運動するとき、歩くときは静かに呼吸するだけでいいことは誰もが知っています。ランニング中は、走るスピードが上がるにつれて呼吸が苦しくなり、呼吸の振幅が大きくなります。肺気腫の患者の最大有効吸入能力は低下しているため、体がより多くの空気を必要としたときにそれを供給することができません。この時、呼吸困難の症状がより顕著になり、呼吸数を上げようとしても効果がありません。このとき、呼吸の動きは制限されます。

したがって、肺気腫の患者さんの非常に重要な特徴は、動くと息切れを起こすことです。動いていないときは元気そうに見えますが、歩いたり、トイレに行ったり、歯を磨いたりするとすぐに、明らかに呼吸が困難になります。これは肺気腫が人体に与える影響の一つです。

II型呼吸不全

肺気腫の患者では、気腔の拡大に加え、肺胞中隔の破壊も起こります。肺胞中隔とは何ですか？ 2つの肺胞の間には毛細血管があります。肺胞内の酸素は肺胞上皮を通過して肺胞間質に至り、その後毛細血管に入り、赤血球内のヘモグロビンと結合します。結合後、酸素は肺胞から脳、心臓、肝臓など酸素を必要とするすべての場所など、必要な臓器に運ばれます。その場所に到達すると酸素が放出され、酸素は二酸化炭素に変わり、二酸化炭素はこの場所に戻ります。二酸化炭素は毛細血管から肺胞に拡散し、肺胞の拡張と収縮によって押し出され、体外に排出されます。

肺胞間隔が狭くなると、最初に影響を受けるのは酸素の拡散です。酸素拡散面積が減少するため、患者は低酸素血症に陥り、ある程度まで低酸素血症が進行します。病気が進行すると、気道抵抗が増加し、換気機能がさらに低下し、二酸化炭素の排出が困難になり、高炭酸ガス血症性呼吸不全とも呼ばれる2型呼吸不全を引き起こし、これも患者にとって非常に重要な影響を及ぼします。

図2 オリジナル著作権画像、転載禁止

3. 呼吸困難

肺胞中隔の破壊は他に何を引き起こしますか? COPD 患者の気道はすでに狭く、局所的な浮腫、滲出、線維組織の肥大、分泌物の形成などにより気道が閉塞し、呼吸が困難になることがあります。

肺気腫が重度になると、特に呼気時に気流制限がより深刻になります。空気の流れは、肺胞中隔の働きによって通過することができます。肺は弾力性があります。肺は膨張すると、あらゆる方向に伸びます。同様に、気道の周りに付着した肺胞は、自転車のスポークのように肺を引っ張ります。スポークのあらゆる方向の力がバランスすると、車軸が中央に固定されます。実際、肺胞中隔もこの役割を果たしています。

しかし、歯槽隔壁の損傷がさらに進むと、自転車のスポークが折れたように、歯が片側に偏向することがわかります。肺胞は片側に偏ることはなく、少しの偏りは大きな問題ではありませんが、もともと引っ張られていたこの部分が弱くなってしまいます。これにより、気道の拡張が弱まり、特に息を吐くときに気道の断面積が減少します。引っ張る力が弱くなるため、息を吐くときに気道が非常に狭くなったり、完全に閉じたりすることがあります。これらの患者は呼気時の呼吸困難を経験します。

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患者は、息を吸うことは問題なくできるようですが、息を吐くことは非常に困難であり、息を吐く時間は比較的長いようです。これは肺気腫によって引き起こされる人間の呼吸機構の異常、または呼吸生理学です。