表面張力と肺サーファクタント

肺胞表面張力は、肺胞内面の液体–気体界面を縮小させようとする力である。肺サーファクタントは主にリン脂質と蛋白からなり、II型肺胞上皮細胞が分泌して表面張力を低下させる。

水でぬれた小さな袋は表面が縮もうとしてつぶれやすい。界面活性剤を加えると表面の引き合いが弱まり、少ない力で袋を開いたまま保てる。

球形近似ではLaplaceの式「P = 2T/r」により、表面張力Tが一定なら小肺胞ほど高い内圧を要し、大肺胞へ空気が流れて虚脱しやすい。サーファクタントは肺胞面積が小さいほど分子密度が高まりTをより下げ、小肺胞を安定化する。これにより肺コンプライアンスを高め、呼吸仕事量を減らし、肺胞内への液体濾過を抑える。再開放時のヒステリシスにも関与する。

未熟児でサーファクタント産生が不足すると肺胞が虚脱しやすく、肺コンプライアンス低下と呼吸仕事量増大を来す。

肺胞を完全な独立球として扱うのは近似で、肺胞間連結と組織支持も安定化に寄与する。サーファクタントは単に『表面張力をゼロにする』ものではない。