換気血流比（V/Q比）を理解する ― 正常肺にもある「不均等」の仕組み

呼吸生理を理解する上で欠かせないのが「換気血流比（V/Q比）」です。
これは、肺胞に入る空気の量（換気量：V̇A）と、肺胞に流れ込む血液の量（血流量：Q̇）のバランスを示す指標です。
理想的には1対1のバランスが望ましいものの、実際の肺では均一ではありません。

イラスト左側は、この換気血流比の基本構造を示しています。
肺胞に流れ込む空気（オレンジ）と血液（ブルー）の割合が、酸素と二酸化炭素の交換効率を決めています。

一方、右側の図は「正常な肺でも重力の影響で不均等が生じる」ことを表しています。
肺尖部（上部）と肺底部（下部）で換気と血流の分布に差が生まれ、その結果「換気血流比の不均等」が発生します。

V/Q比に不均等が生じる仕組み

1. 血流量（Q̇）
重力の影響により、血液は肺底部に多く流れ込みます。
したがって、下位（肺底部）の血流量は上位（肺尖部）よりも多くなります。

2. 換気量（V̇A）
胸膜腔内圧は肺尖部でより陰圧が強く、肺底部では弱くなっています。
そのため、安静時の肺尖部肺胞は拡張気味、肺底部肺胞は虚脱気味です。
吸気時には肺底部の肺胞が大きく膨らみやすく（コンプライアンスが高い）、結果として肺底部の換気量が多くなります。

3. V/Q比の勾配

• 肺尖部（上位）： 換気・血流ともに少ないが、血流量の少なさがより顕著なため、V/Q比は高くなります。
• 肺底部（下位）： 換気・血流ともに多いが、血流量の多さがより顕著なため、V/Q比は低くなります。

全身として正常に保たれる理由

このような不均等が存在しても、健康な人の肺全体の平均的なV/Q比は約0.8と正常範囲に収まります。
肺尖部と肺底部の不均等が互いにバランスをとっているためであり、この「生理的不均等」は異常ではありません。

したがって、立位で重力による不均等があっても、全身の換気血流比は正常値として機能する点を理解することが重要です。

まとめ

換気血流比は呼吸生理の基礎概念であり、「病態評価の指標」であると同時に「正常でも不均等が存在する」ことを知っておく必要があります。
今回のイラストを活用すれば、この複雑な概念を直感的に捉えることができ、教育や臨床現場での理解促進に役立ちます。

投稿者
福山真樹
イラストスタジオ福之画代表
理学療法士
メディカルアナトミーイラストレーター
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イラストスタジオ福之画HP：https://fukunoe.com/