空気がないとなぜ生きられないの？

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細胞の中には小さな発電所がある

人間の体は、およそ37兆個の細胞でできていると見積もられています。多くの細胞には「ミトコンドリア」という、小さな発電所のような部分があります。ただし、成熟した赤血球のように、ミトコンドリアを持たない細胞もあります。食べ物の糖などは、まず細胞の中で分解されます。そのあとにできた物質をミトコンドリアが受け取り、酸素を使って、体が使えるエネルギーをたくさん取り出します。たき火のように熱やほのおを一気に出すのではなく、何段階にも分けて反応を進めます。そのとき、二酸化炭素や水などもできます。

肺の中は、広げると教室くらい

息を吸うと、空気は気管を通って、肺の中のぶどうのふさのような小さなふくろ「肺胞」に入ります。肺胞は、左右の肺に合わせて数億個。全部広げると、数十平方メートル、だいたい教室1つ分ほどの広さになるといわれます。その広い表面で、酸素が血液の中へ、二酸化炭素が血液から外へと入れかわります。大人は1日に約2万回も呼吸をし、1万リットル以上の空気を吸ったりはいたりしています。

息をしたくなるのは、二酸化炭素のせい

息を止めると苦しくなりますね。実はこのとき、体は「酸素が足りない」よりも先に、「二酸化炭素がたまってきた」ことを感じとっています。脳には血液の中の二酸化炭素の量を見張るセンサーがあり、量がふえると「早く息をして」と命令を出すのです。また、脳は体重の2％ほどの重さしかないのに、体全体が使う酸素の約20％も使う大食いです。だから体は、ねむっているあいだも休まず呼吸を続けているのです。

高い山では空気がうすい

高い山に登ると、空気がうすくなり、1回の呼吸で取りこめる酸素が少なくなります。世界一高いエベレストの頂上では、空気のこさは地上の約3分の1。多くの登山家が酸素ボンベを使うのはそのためです。それでも、インドガンという鳥は、ヒマラヤ山脈の上空を飛びこえて渡りをします。少ない酸素でもうまく使えるように、肺や血液のしくみが特別に発達しているのです。

植物も酸素を使っている

植物は光合成で酸素を作りますが、実は植物も、わたしたちと同じように酸素を使って呼吸しています。昼間は、作る酸素の量のほうが使う量よりずっと多いので、まわりに酸素を出しているように見えるのです。地球の生きものの多くが酸素を使ってエネルギーを取り出すのは、酸素を使うと、使わない方法よりもずっと多くのエネルギーを取り出せるからです。