酸素が細胞に届くまでを流れでたどる|換気からミトコンドリアまで

流れでたどる|スクロールするたび、流れが一段ずつ動き出す。

吸った空気が、細胞のエネルギーになるまで
酸素の旅を流れでたどる

読み進めると、左の図が1段ずつ描き足されます。各段の終わりの問いの答えが、次の段です。図のブロックを押すと、その段へ移動します。

換気空気が肺胞へ肺胞拡散で血液へヘモグロビン赤血球が運ぶ心臓全身へ送り出す組織酸素を手放すミトコンドリアATPをつくるCO₂の帰り道HCO₃⁻で肺へ延髄呼吸を調節CO₂を吐き出す呼吸を速く深く低酸素血症貧血・CO循環不全シアン化物換気横隔膜が縮み、空気が肺胞へ届く肺胞拡散で血液に移るヘモグロビン酸素のほとんどは赤血球が運ぶ心臓大動脈から全身へ送り出す組織酸性の場所ほど酸素を手放すミトコンドリア酸素を使ってATPをつくるCO₂の帰り道重炭酸イオンに変わって肺へ戻る延髄CO₂の増加を感じて呼吸を速く深くCO₂を吐き出す呼吸を速く深く低酸素血症(肺)貧血・一酸化炭素中毒循環不全・ショックシアン化物中毒

1

出発点:空気を吸いこむ(換気)

横隔膜が縮んで胸が広がり、空気が鼻・気管・気管支を通って肺胞に届きます。

肺胞で、酸素はどうやって血液に移る?

2

肺胞で拡散する

肺胞と毛細血管の壁はとても薄く、酸素は濃いほう(肺胞)から薄いほう(血液)へ拡散で移ります。二酸化炭素は逆向きに出ていきます。

なぜポンプなしで移れる?

濃さの差(分圧の差)があれば、高いほうから低いほうへ自然に動くからです。

血液の中で、酸素はどう運ばれる?

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ヘモグロビンが運ぶ

酸素のほとんどは、赤血球のヘモグロビンに結合して運ばれます。血漿に溶けている量はごくわずかです。

SpO₂は何を表す?

ヘモグロビンのうち、酸素と結合しているものの割合です。

全身へは、誰が運ぶ?

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心臓が全身へ送り出す

酸素を受けとった血液は、肺静脈から左心房・左心室へ入り、大動脈から全身へ送り出されます。

届く酸素の量は何で決まる?

血液に含まれる酸素の量と、心臓が送り出す血液の量のかけ算です。

組織に着いた酸素は?

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組織で酸素を手放す

二酸化炭素が多く、酸性で、温度の高い組織ほど、ヘモグロビンが酸素を手放しやすくなります(ボーア効果)。

なぜ手放しやすくなる?

よく働いて酸素を必要とする場所ほど、多くの酸素を受けとれるようにするためです。

細胞は、酸素を何に使う?

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ミトコンドリアでATPをつくる

細胞のミトコンドリアが、酸素を使って糖や脂肪を燃やし、エネルギー(ATP)をつくります。二酸化炭素と水ができます。

酸素がないと?

効率の悪い方法でしかATPをつくれず、乳酸がたまります。

できた二酸化炭素は?

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二酸化炭素の帰り道

二酸化炭素の多くは、赤血球の炭酸脱水酵素で重炭酸イオン(HCO₃⁻)に変えられ、血漿に乗って肺へ戻り、息として出ていきます。

なぜ形を変える?

水に溶けやすい形にして、たくさん運べるようにするためです。

呼吸の速さは、何で決まる?

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延髄が呼吸を調節する

延髄が、血液の二酸化炭素の増加(pHの低下)を感じとり、呼吸を速く深くします。酸素の低下は、頸動脈小体などが感じとります。

なぜ主にCO₂で調節する?

CO₂は血液のpHに直結し、少しの変化でも危険だからです。

酸素が届かなくなるのは、流れのどこ?

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低酸素の4つの原因

  • 取りこめない(低酸素血症):肺炎、肺水腫など
  • 運べない:貧血、一酸化炭素中毒(COがヘモグロビンをふさぐ)
  • 届けられない(循環不全):心不全、ショック
  • 使えない:シアン化物中毒(ミトコンドリアが酸素を使えない)

予測してみよう:重い貧血の犬で、SpO₂が正常なら、組織の酸素は足りている?

答えを見る

足りていません。SpO₂は割合なので正常でも、ヘモグロビンの量が少なく、運べる酸素そのものが少ないからです。

流れの全体:換気 → 肺胞で拡散 → ヘモグロビンが運ぶ → 心臓が全身へ → 組織で酸素を手放す → ミトコンドリアでATP → CO₂はHCO₃⁻で肺へ → 延髄が呼吸を調節

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薬は作用のしくみまでを扱い、用量は扱っていません。
執筆・編集:Vet Study Library 編集部 監修:獣医師(農林水産省 獣医師名簿第44733号登録)