吸気

一般小学生

まとめ

吸気
呼吸運動によって外界から体内に取り込まれる空気

解説

吸気とは、呼吸運動において外界から気道を経て肺胞へと流入する空気のことです。ヒトの呼吸では、横隔膜や外肋間筋の収縮によって胸郭が拡大し、肺内の圧力大気圧よりも低くなる(陰圧になる)ことで空気が吸引されます。この仕組みにより、肺そのものに筋肉がなくても空気の出し入れが可能となります。

吸気の成分組成は、通常の大気とほぼ等しく、体積比で窒素が約78%、酸素が約21%、二酸化炭素が約0.04%含まれています。肺胞でのガス交換を経て排出される呼気と比較すると、酸素濃度が高く、二酸化炭素濃度が低いのが特徴です。成分の違いを以下の表にまとめます。

成分 吸気(大気) 呼気
酸素 約21% 約16%
酸化炭素 約0.04% 約4%
窒素 約78% 約78%
コラム

吸気によって取り込まれた酸素は、肺胞の毛細血管で血液中のヘモグロビンと結合し、全身の組織へと運ばれます。この酸素を受け取った血液は「動脈血」と呼ばれます。また、1回の呼吸で排出される二酸化炭素量は、吸気と呼気の濃度差(約3.96%)に1回の換気量を乗じることで計算可能です。激しい運動時にはこの換気量が増大し、より多くの酸素を効率的に取り込むよう調整されます。

小学生のみなさんへ

わたしたちが息を吸うときに、体の中に入ってくる空気のことを「吸気きゅうき」といいます。吸気には、わたしたちが生きていくために必要な「酸素さんそ」がたくさんふくまれています。

息を吸うときは、むねの筋肉や横隔膜おうかくまくという場所が動いて、はいがふくらみます。すると、外の空気が肺の中へ吸いこまれます。肺の中にある「肺胞はいほう」という小さなふくろでは、吸いこんだ空気の中から酸素を血液けつえきに取りこみ、かわりにいらなくなった二酸化炭素にさんかたんそを外に出す準備じゅんびをしています。

ルラスタコラム

人間は1日に約2万回も呼吸をしています。吸いこむ空気の量をペットボトル(500ml)で計算すると、なんと1日に約2万本分もの空気を吸いこんでいることになります。わたしたちは無意識のうちに、たくさんの空気を入れかえて生きているのですね。

テストでの問われ方・理解度チェック

【基礎】 吸気の中に含まれる気体のうち、約21%を占め、生物の生命維持に不可欠なものは何ですか。
窒素(約78%)。※酸素は約21%で2番目に多い成分です。
【応用】 吸気と呼気を比較したとき、成分の割合が大きく変化する気体を2つ挙げ、どのように変化するか説明しなさい。
酸素と二酸化炭素。吸気に比べて呼気では、肺胞でのガス交換によって酸素の割合が減少し、二酸化炭素の割合が増加します。
【実践】 息を吸うとき(吸気時)、横隔膜はどのように動き、胸郭内の圧力はどうなりますか。
横隔膜が収縮して下がり、胸郭の容積が大きくなることで、肺内部の圧力が大気圧よりも低くなります。

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