核心解説
この問題は、
肺胞 (Alveoli) におけるガス交換の基本的なメカニズムを問うています。呼吸器系の生理学の根幹であり、酸素 (O₂) が血液中に取り込まれ、二酸化炭素 (CO₂) が肺胞内に排出されるプロセスを理解することが鍵となります。
1.
核心概念の分析 (Key Concept): 肺胞と肺毛細血管の間のガス交換は、
濃度勾配 (Concentration Gradient) に基づいた
単純拡散 (Simple Diffusion) によって行われます。酸素は肺胞内の分圧が高いため毛細血管内へ、二酸化炭素は毛細血管内の分圧が高いため肺胞内へと、それぞれの分圧差に従って受動的に移動します。このプロセスにはエネルギー（ATP）を必要としません。
2.
正解の根拠 (Answer Rationale):
最重要！ ガス交換は「単純拡散」が唯一の正しい機構です。肺胞上皮と毛細血管内皮は非常に薄く（呼吸膜）、ガス分子が効率よく拡散できる構造になっています。分圧の高い方から低い方へと移動する物理現象です。
3.
誤答の分析 (Distractor Analysis):
- ②番の能動輸送 (Active Transport) は、
混同注意！ 細胞膜のポンプなどを介して濃度勾配に逆らって物質を運ぶ機構であり、エネルギー（ATP）を消費します。例えば、Na⁺-K⁺ ATPaseポンプなどが該当しますが、肺胞ガス交換には関与しません。
- ③番の浸透 (Osmosis) は、水 (H₂O) が半透膜を介して濃度の低い方から高い方へ移動する現象です。溶質（ガス分子）の移動ではありません。
- ④番のろ過 (Filtration) は、水圧（静水圧）を利用して水と小分子を膜を通して押し出す機構です。腎臓の糸球体での血液ろ過などが代表的ですが、ガス交換の原理ではありません。
- ⑤番の飲作用 (Pinocytosis) は、細胞が液体や溶質を細胞膜の一部で包み込んで細胞内に取り込む能動的な機構です。ガス分子のような小さな脂溶性分子の移動には不適切です。
4.
関連概念の整理 (Related Concepts): ガス交換の効率を左右する因子として、
呼吸膜 (Respiratory Membrane) の厚さや表面積、
肺胞換気 (Alveolar Ventilation) と
肺血流 (Perfusion) のバランス（V/Q比）が重要です。肺水腫や肺線維症では呼吸膜が肥厚し拡散能が低下します。
概念整理: 肺胞ガス交換の機構は
単純拡散 (Simple Diffusion) である。これは、酸素と二酸化炭素が分圧差（濃度勾配）に従って、エネルギーを消費せずに受動的に移動する物理現象。
一目で比較！:
| 機構 | エネルギー | 物質の移動方向 | 主な例 |
|---|
| 単純拡散 | 不要 | 高濃度→低濃度 | 肺胞ガス交換、細胞への酸素取り込み |
| 能動輸送 | 必要 (ATP) | 低濃度→高濃度 | Na⁺-K⁺ポンプ、ヨードの甲状腺取り込み |
| 浸透 | 不要 | 低濃度(水)→高濃度(水) | 赤血球の溶血、細胞の水分調節 |
| ろ過 | 不要（圧力差） | 高圧→低圧 | 腎糸球体ろ過、毛細血管での組織液生成 |
看護過程ポイント:
アセスメント:
SpO₂ 95%以上、動脈血液ガス分析でのPaO₂とPaCO₂。酸素療法中の患者では、拡散障害の有無を評価し、
低酸素血症 (Hypoxemia) や
高二酸化炭素血症 (Hypercapnia) の早期発見に努める。
介入: 呼吸状態の観察（呼吸数、呼吸パターン、チアノーゼの有無）、体位変換（臥位から半坐位など）による換気血流比の改善。
暗記のコツ: 「ガス交換は『エコ』（省エネ）！ エネルギー（ATP）を使わない『単純拡散』で行われる」と覚えましょう。能動輸送は「ATPを使ってゴミを収集する」イメージです。
国試頻出ポイント: 単純拡散の原理を問う直接的な問題に加え、
肺水腫や
肺塞栓症の病態を絡めた事例問題で、ガス交換障害のメカニズムとして出題されることが多いです。
出題パターン注意！: 「この患者の低酸素血症の原因はどれか？」という形で、拡散障害、換気障害、シャントの原因を鑑別させる問題に発展します。