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ここにあるのは、だれかが実際に調べ、考え、作ってきたことを集めたメモです。気になったら、ページの下の「参考にした情報源」から、もとの本や記事、それを生み出した人たちに、直接ふれてみてください。このメモには書ききれないおもしろさが、そこにあります。

ほこりを すうと、どうして せきや はなみずが 出るの?

ほこりを吸うと咳や鼻水が出るのはなぜか ── 鼻と気道の「追い出し」の仕組み

吸い込んだ粉じんはどこへ行き、くしゃみ・鼻汁・咳はどう起こるのか ── 鼻腔・粘液線毛輸送・延髄の反射

分野:からだ

そうじの とき、ほこりを すって しまって、くしゃみが 出たり、せきこんだり した ことは ありませんか。

あれは、体が ぐあいが 悪く なった しるしでは ありません。体の 中の 「おい出す しくみ」が、はたらいて いるのです。どんな みちを たどるのか、見て いきます。

掃除でほこりを吸い込んだとたん、くしゃみが出て、鼻水が流れ、そのうち咳が止まらなくなることがあります。アレルギーのない人にも起こるのは、なぜでしょうか。

吸った空気が通る道には、ほこりを止める仕掛けと、止めきれなかったときに追い出す反射があります。その道すじを順に見ます。

ほこりを吸うと、くしゃみ・鼻汁・咳が出る。これらは、アレルギーの有無にかかわらず、気道に備わった異物の排除の仕組みとして説明される[1][3]。

このメモでは、粒の大きさと届く深さ、粘液と線毛による運搬、くしゃみと鼻汁が同時に起こる神経の配線、咳の経路と、咳が出ないことの危うさを、日本語の解説と論文を突き合わせて整理する。ほこりの種類や量ごとに、どの部位へ何割届くのかを示す数字は、今回の資料には含まれていない。

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1. すいこんだ ほこりは、どこまで 行くの?

1. 吸った空気の最初の関門 ── 鼻の毛と粘液

1. 鼻腔は粉じんをどこまで捕らえるか ── 前庭・粘液・粒径

空気は、鼻の 入口から 入ります。入口の あたりには、あらい 毛が はえて いて、大きな ちりを ここで 止めます[4]。

いえの げんかんの あみ戸を 思いうかべると 近いかもしれません。大きな 虫は 通れませんが、小さな ものは すりぬけます。ただし 本当は、あみでは なくて、毛と ねばねばした えきの 力で 止めて います。

鼻の 中は、ねばねばした えきで ぬれて います。この えきは 空気を しめらせて、ほこりを くっつきやすく します[4]。

大きさが 0.005ミリ(1ミリの 200ぶんの1)より 大きい つぶの 多くは、鼻の 中で くっつくと 考えられて います[4]。もっと 小さい つぶだけが はいの おくまで 入る、と いう せつめいも あります[5]。

鼻の入口には、毛のある「前庭」がある

鼻の穴のすぐ内側は、粗い毛の生えた皮膚でおおわれた「前庭」というところです。吸った空気はまずここを通り、大きなちりが取り除かれます[4]。その奥の鼻腔の表面には、粘液を出す細胞(杯細胞)と、細かい毛のような線毛をもつ粘膜が広がっています。粘液は空気をしめらせ、粒子がくっつきやすい状態にします[4]。

止まるのは、粒の大きさ次第

環境省の資料は、粒の直径が5μm(マイクロメートル。1mmの200分の1)以上の粒子の多くは鼻の粘膜に付着すると推測されている、としています[4]。あくまで「推測」で、全部が止まるわけではありません。

MSDマニュアル家庭版は、肺の奥まで入り込むのは、直径が3〜5μm未満のごく小さな粒子だけで、それより大きなほこりやすす、カビなどは気道や肺胞の表面にくっつく、と説明しています[5]。

これらの数字は鼻で息をした場合を想定した説明です。環境省の資料には、口で息をすると、もっと大きな粒も下の気道に届く場合があるという記述もあります[4]。

吸気はまず、粗い毛のある皮膚に覆われた鼻前庭を通り、大きな塵が除かれる。鼻腔表面は杯細胞をもつ線毛円柱上皮で覆われ、粘液が空気を加湿して粒子を付着しやすくする。粒径5μm以上の粒子の多くは鼻粘膜に沈着すると推測されている[4]。ここは推測であり、全量が捕捉されるとは読めない。

MSDマニュアルは、直径3〜5μm未満の極めて小さな粒子だけが肺の奥へ侵入し、それより大きな粉じん・すす・カビ・細菌などは気道や肺胞の表面に付着するとする[5]。5μmと3〜5μmの閾値の違いは、資料の想定条件や区分の差によるとみられるが、両資料の本文からは断定できない。また環境省資料には、口呼吸では10〜20μmの粒子も下気道に沈着するという記述があり[4]、鼻で吸うか口で吸うかで届く深さは変わる。

2. のこった ほこりは、どうなるの?

2. 粘液と線毛の「ベルトコンベア」

2. 捕らえた粉じんを粘液と線毛が運び出す ── 粘液線毛輸送

鼻や きかんの 中の ねばねばした えきの 上には、せんもうと いう ごく 小さな 毛が、ぎっしり ならんで います。この 毛が いっせいに 動いて、えきを ゆっくり おし出して いきます[5]。

きかんでは、えきが 1分間に 0.5〜1センチ くらいの はやさで、のどの ほうへ 運ばれる と いわれます[5]。1時間で 30〜60センチです。とても ゆっくりですが、ほこりは えきに くっついた まま 運ばれます。

のどまで 来た ほこりは、せきと いっしょに 出されるか、口に もどって 食べものと いっしょに のみこまれます[5]。

ほこりは粘液にくっついて運ばれる

気道の粘液の層は、その下にびっしり並んだ線毛が動くことで、少しずつ上(のどの方)へ運ばれます。MSDマニュアルによると、気管ではその速さが1分間に0.5〜1cm程度です[5]。1時間で30〜60cmという計算になります。これは気管の値で、鼻の中の速さではありません。

運ばれたあとは、咳か、飲み込むか

のどまで運ばれた異物は、咳とともに外へ出されるか、口の中に戻って食道へ飲み込まれます[5]。この「粘液線毛輸送」は気道の主要な防御のひとつで、線毛の動きで粒子や病原体を外へ運び出す働きがあります。咳も、異物を取り除く手段としてこれと並んで働きます[6]。

鼻水は、いつも少し出ている

鼻水は具合が悪いときだけでなく、常に分泌されています。鼻の中の保湿と保温をし、粘膜についた異物を取り除く役目があります[7]。

気道の粘液層は、線毛運動によって1分間に約0.5〜1cmの速さで上方へ移送され、捕捉された異物は咳とともに排出されるか、口腔へ戻って食道へ嚥下される[5]。この数値は気管についてのもので、鼻腔内の輸送速度ではない。1時間あたりに直すと30〜60cmである。

粘液は杯細胞と粘膜下腺から分泌され、線毛が動いて粘液ごと異物を運ぶ。線毛の拍動回数は資料によって数え方が異なるため、ここでは数字を示さない。粘液線毛輸送は気道の主要な防御機構であり、咳とともに異物を除去する[6]。鼻の粘液はこの輸送とは別に常時分泌され、保湿・保温と付着異物の除去を担うとされる[7]。

3. くしゃみと はなみずは、どうして いっしょに 出るの?

3. くしゃみと鼻水は、同じ合図で起こる

3. くしゃみと鼻汁は、三叉神経の刺激からどう同時に起こるか

ほこりが 鼻の 中の かべを しげきすると、そこに ある しんけいが、「なにか 入って きたよ」と 頭の 下の ほう(えんずいと いう ところ)に 知らせます[3]。

すると、むねや おなかの きんにくが いっせいに 動いて、いきおいよく 息が 出ます。これが くしゃみです。入って きた ものを ふきとばす、体の まもりの はたらきだと せつめいされます[3]。

この 知らせは、はなみずを 出す ところにも 同時に とどく、と いう せつめいが あります。だから くしゃみと はなみずは、セットで 出やすいのです。はなみずには、ついた ものを とりのぞく 役目も あると いわれます[7]。

鼻の粘膜から延髄へ

鼻の粘膜には三叉神経が通っていて、ほこりなどの刺激を感じると、その信号が延髄にある「くしゃみ中枢」に送られます。すると横隔膜、肋間筋、腹筋などが動いて、一瞬で強い呼気が起こります[3]。くしゃみは、鼻や口から入ろうとする異物やウイルスを吹き飛ばそうとする、体の防御反応と説明されています[3]。

同じ刺激が、鼻水の指令にもなる

同じ三叉神経の刺激は、くしゃみ中枢と同時に、鼻水を出すための副交感神経の中枢にも伝わると説明されています。その結果、鼻の腺が反射的に鼻汁を出し、さらさらした水のような鼻水が出ます[3]。ただしこの部分は、一つの診療所の解説が中心の説明です。

鼻水には、粘膜についた異物を取り除く役目もあると説明されています[7]。くしゃみと鼻水は、ひとつづきの追い出しの動きとして起こると考えられます。

くしゃみは、鼻粘膜の三叉神経(さんさしんけい)が刺激され、その信号が三叉神経脊髄路核から延髄網様体のくしゃみ中枢に送られ、横隔膜・肋間筋・腹筋などの収縮で瞬間的な強い呼気が起こる反射である。鼻腔や口腔から侵入しようとする異物やウイルスを吹き飛ばして除去する防御反応と位置づけられる[3]。

鼻粘膜の三叉神経の刺激は、くしゃみ中枢と同時に、副交感神経系の上唾液核(じょうだえきかく)にも伝えられ、翼口蓋神経節を介して鼻腺からの分泌を促し、水様性鼻漏が起こるとされる[3]。この機序は診療所の解説にもとづき、独立した第二の出典では裏づけていないため、「くしゃみと鼻汁が同時に起こる仕組みがある」という強さで受け取っておく。

4. せきは、どうやって 出るの?

4. 咳が出るまでの道すじ ── 気道から延髄、そして筋肉へ

4. 咳は迷走神経から延髄へ伝わり、声門閉鎖を経て起こる

くしゃみが 鼻の 中の はんのうなら、せきは、のどや きかんの はんのうです。のどや きかんに ほこりや ものが 入ると、その しげきを しんけいが つかまえて、えんずいに 知らせます[2]。

そのあと、まず 声の 出る ところが ぎゅっと しまり、むねや おなかの きんにくが 力を 入れます。そして、たまった 空気が いっきに ふき出します[1]。

せきは、気道に 入った 物を おい出す ための、体の まもりの はたらきと せつめいされます[1]。

気道のセンサーから延髄へ

咳は、迷走神経につながる知覚神経が、機械的な刺激(ほこりなどが触れる)や化学的な刺激を感じ取り、それを中枢に伝えることで始まります。中枢では、主に延髄の孤束核に刺激が伝わります[2]。

声門を閉じ、息をためて、一気に出す

咳の反射は、延髄の咳中枢から出た指令が神経を通って、声門を閉じ、息を吐くための筋肉を縮めることで起こるとされます[1]。日本薬学会の用語解説は、咳反射を、気道の刺激に対して肺の空気を突然出して異物を排除する防御的な反射と説明しています[1]。

咳は、迷走神経支配の知覚神経が機械的・化学的な咳刺激を受容して中枢へ伝えることで始まり、中枢では主として延髄孤束核(こそくかく)に刺激が伝えられる[2]。遠心路は迷走神経・横隔神経・脊髄神経などで、声門の閉鎖と呼気筋群の収縮により咳が発生する。この遠心路の記述は、日本薬学会の用語解説の抜粋にもとづく[1]。

咳反射は、気道内の刺激に対して肺内の空気を突発的に流出させ、異物を排除する防御的反射と定義される[1]。咳が出るときの空気の速さや、吸気・声門閉鎖・呼気という各段階の時間についての数値は、今回の資料では確認できなかった。

5. せきは、がまんしたり わざと 出したり できるの?

5. 咳は「無意識の反射」だけではない ── 咳が出そうな感覚

5. 咳衝動は、大脳皮質で咳をどう調節するか

せきは、勝手に 出るだけでは ありません。わざと こほんと 出す ことも できます[2]。

せきが 出る ときには、「せきが 出そうだ」と いう 感じが 先に 出て、頭の 上の ほう(大のう)に とどきます。その 感じが、せきの 出かたに どう かかわるのかが、しらべられて います[2]。

だから、せきは 体が かってに 出すだけの ものでは ない、と いえそうです。

「出そう」という感覚が先に来る

咳が出るときは、「咳衝動」という、咳が出そうな感覚が先に大脳皮質に伝わります。この咳衝動が咳反射を調節していることが、近年わかってきたと、呼吸器の研究者が解説しています[2]。

咳は、意識して出すこともできます。ふだんの咳には、無意識のうちに大脳皮質が調節する部分もあります[2]。

咳が出るときには、咳衝動(urge-to-cough)と呼ばれる感覚が先行して大脳皮質に伝わり、その咳衝動が咳反射を調節していることが明らかになってきた、という総説がある[2]。咳は随意的に出すことも、皮質による無意識の調節を受けることもある。

つまり咳は、延髄を中心とする反射という側面と、大脳皮質が関わる調節という側面をあわせもつ。咳衝動のどの程度を意識的に抑えられるか、その個人差や条件は、今回の資料では扱えていない。

6. せきが 出ないほうが、あぶない ことも ある

6. 咳は迷惑なだけではない ── 出なくなるほうが怖い場合

6. 咳が出ないと何が起こるのか ── 不顕性誤嚥

せきは、つらいので、出ないほうが いいと 思う 人も いるかも しれません。

でも お医者さんの しりょうには、せきが 出なくなった ほうが 心配な ことが ある、と 書かれて います[2]。

たとえば、食べものが まちがって 気道に 入って しまった とき、せきが 出れば おい出す たすけに なります。せきが 弱いと、気道の 中に 入った ものが 出しきれずに、はいの びょうきに つながる ことが あります[2]。これは、おもに お年よりの 話です。

ほこりの せきと 同じでは ありませんが、せきが 体の 見はり役だと わかる れいです。

食べ物が気道に入る「誤嚥」

食べ物や唾液が、間違って気道に入ることを誤嚥といいます。誤嚥をしたとき、咳が出れば、異物を外へ出す助けになります。しかし、咳が弱かったり出なかったりすると、気道の中の異物を十分に出せず、肺炎につながる場合があります[2]。

「咳が止まった」が安心とは限らない

このため、日本内科学会雑誌の解説は、咳が出なくなったからといって安心するわけにはいかない、と注意しています[2]。咳が出ないまま誤嚥する状態は「不顕性誤嚥」と呼ばれ、主に高齢者で問題になる話です。ほこりを吸ったときの咳とは条件が違います。

ただ、咳が気道を守る見張り役だという点は共通しています。

誤嚥のとき咳が出れば異物排除の助けになるが、咳が弱い・出ない場合は気道内異物を十分に排除できず、肺炎につながりうる。したがって、咳が出なくなったことで安心するわけにはいかないと、日本内科学会雑誌の総説は述べる[2]。咳をともなわない誤嚥(不顕性誤嚥)は、この文脈で問題にされる。

この議論は主に高齢者の誤嚥性肺炎に関するもので、ほこりの吸入による咳とは同列に扱えない。咳が気道の防御として働く、という点だけが共通する。

自分でも しらべて みたく なったら

自分でも調べてみたくなったら

自分でも調べてみたくなったら

今日できること:小さな 紙を 口の 前に 手で もって、軽く 「こほん」と せきばらいを して みましょう。紙が どんなふうに 動くかを 見ます。ほこりを すう じっけんは、しないで ください。

もっと 知りたい ときは、日本薬学会の 「せきはんしゃ」の ページや、おうちの 人と 図書館で 「体の しくみ」の 本を さがして みましょう。せきや はなみずが 長く つづく ときは、お医者さんに 聞いて ください。

今日できること:小さな紙を口の前で手に持ち、軽く咳払いをして、紙の動きを見てみましょう。息を吐く強さや紙との距離は、そのつど変わります。比べたいときは、同じ紙を同じ距離に置いて試します。ほこりを吸う実験はしないでください。

公式情報:日本薬学会の用語解説「咳反射」や、MSDマニュアル家庭版の「呼吸器系の防御機構」が日本語で読めます。この記事は医療の助言ではありません。咳や鼻水が長く続くときは、医師に相談してください。

日本語で読める資料として、咳反射の定義は日本薬学会の用語解説[1]、咳の神経経路と咳衝動、不顕性誤嚥は日本内科学会雑誌の総説[2]、くしゃみ・鼻汁の仕組みは耳鼻咽喉科の解説[3]、気道の防御機構の全体像はMSDマニュアル家庭版[5]が読みやすい。

原典を見たい場合は、粘液線毛輸送を扱った英語の総説[6]が、線毛と咳がともに異物を除くという点を確かめるのによい。この記事は医療上の助言ではない。

しらべた もとの じょうほう

参考にした情報源

参考にした情報源と、その使い方

出典について:学会の用語解説、日本内科学会雑誌の総説、耳鼻咽喉科の解説、環境省と家庭向け医学書の解説、英語の総説を使った。何に使ったかは各項目の最後に書いている。

  1. 日本薬学会「用語解説:咳反射」。https://www.pharm.or.jp/words/word00588.html (咳反射の定義と、声門閉鎖・呼気筋の収縮について)
  2. 海老原覚「誤嚥性肺炎と咳嗽反射」日本内科学会雑誌 109(10), 2020。https://www.jstage.jst.go.jp/article/naika/109/10/109_2142/_pdf (咳の神経経路、咳衝動、咳が出ない場合の危うさについて)
  3. 定永耳鼻咽喉科「くしゃみの神経反射とそのメカニズム」。https://www.sadanaga.jp/topics/52808/ (くしゃみの神経経路と、鼻水が同時に出る仕組みについて。診療所の解説)
  4. 環境省「粒子状物質の生体内沈着及び体内動態」。https://www.env.go.jp/air/report/h20-01/mat04.pdf (鼻の前庭・粘液と、粒の大きさによる沈着について)
  5. MSDマニュアル家庭版「呼吸器系の防御機構」。https://www.msdmanuals.com/ja-jp/home (奥まで届く粒の大きさ、粘液と線毛の運び出しについて。トップページ。記事名で探せる)
  6. 「Airway Epithelial Differentiation and Mucociliary Clearance」。https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC6322033/ (粘液線毛輸送と咳が異物を除くことについて。英語)
  7. 大正健康ナビ「鼻水」。https://www.taisho-kenko.com/disease/635/ (鼻水が常に分泌されていることについて)

なおした ところ

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