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呼吸の制御

執筆者:

Rebecca Dezube

, MD, MHS, Johns Hopkins University

レビュー/改訂 2023年 1月
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通常、呼吸は無意識のうちに行われ、脳幹部にある呼吸中枢によって制御されています。呼吸は、眠っている間も持続し、たとえ意識不明になったとしても持続するのが普通です。また、話したり、歌ったり、あるいは自発的に息を止めたりするときなど、自分の意思で呼吸を調節することもできます。脳、大動脈、頸動脈には感覚器官があり、血液をモニタリングして、酸素と二酸化炭素の濃度を感じ取っています。健康な人では、二酸化炭素の濃度上昇は、呼吸をより深くより速くするような指令を送る最も強力な刺激です。反対に、血液中の二酸化炭素の濃度が低くなると、脳からの指令により、呼吸は浅く、遅くなります。平均的な成人における安静時の呼吸数は、1分間に約15回です。

呼吸筋

肺そのものには肺を動かす骨格筋がありません。呼吸は次のものの働きによって行われます。

  • 横隔膜

  • 肋骨の間の筋肉(肋間筋)

  • 頸部の筋肉

  • 腹部の筋肉

横隔膜はドーム状の薄い筋肉でできた膜で、胸腔と腹部とを仕切っており、息を吸い込むとき(吸入時または吸気時)に最も重要な役割を果たす筋肉です。横隔膜は、胸骨、肋骨、脊椎からなるかご型の骨組みの底面に付着しています。横隔膜が収縮すると胸腔の長さと直径が増えて、肺が膨らみます。

肋間筋と頸部の筋肉は肋骨の動きを助け、呼吸を補助します。

腹筋はときに息を吐くのに使われます。息を吐く(呼気)過程は、運動中でない限り受動的に起こります。肺と胸壁には弾力性があり、吸入時に能動的に伸ばされるため、呼吸筋がゆるんだときに肺や胸壁は自然に元の形に戻り、肺から空気が吐き出されます。そのため、安静時であれば、息を吐くのに努力は必要ではありません。しかし、激しい運動中は、息を吐くためにいくつかの筋肉の助けを必要とします。なかでも腹筋は、最も重要な筋肉です。腹筋が収縮すると腹腔内の圧力(腹圧)が高まり、ゆるんだ横隔膜を肺の方へ押し上げて、空気を肺から押し出します。

呼吸で使われる筋肉は、筋肉につながる脳からの神経が損傷を受けない限り収縮することができます。首や背中の外傷では、ときに 脊髄が切断されることがあり 脊椎および脊髄の損傷 脊髄損傷のほとんどは自動車事故、転倒や転落、暴行、スポーツ外傷が原因です。 症状は感覚の消失、筋力の消失や、腸、膀胱、性機能の喪失などで、これらの症状は一時的なことも永久的なこともあります。 損傷を特定するには、MRI検査(軟部組織、脊髄、靱帯の損傷を評価するため)、CT検査(骨の損傷を評価するため)、またはその両方を用いるのが最善の方法... さらに読む 脊椎および脊髄の損傷 、これによって脳と筋肉をつなぐ神経系が破壊され、 人工呼吸器 人工呼吸器 人工呼吸器は、肺への空気の出入りを補助するために用いる機械です。 呼吸不全の患者の一部は、人工呼吸器(肺に出入りする空気の流れを補助する機械)による呼吸の補助を必要とします。人工呼吸器によって命が助かることもあります。 人工呼吸器には、多くの使い方があります。通常は、合成樹脂製のチューブを鼻または口から気管に挿入します。人工呼吸器が数日以上必要な場合は、首の前側を小さく切開して(気管切開)、気管に直接チューブを通すこともあります。人工呼... さらに読む なしでは生きられなくなります。

呼吸時こきゅうじ横隔膜おうかくまく役割やくわり

横隔膜おうかくまく収縮しゅうしゅくしてしたうごくと、胸腔きょうくうひろがり、はい内側うちがわ圧力あつりょくがります。すると、圧力あつりょくひとしくなるように、空気くうきはいなかながみます。横隔膜おうかくまくがゆるんでうえもどると、はい胸壁きょうへき弾性だんせい空気くうきはいからされます。

呼吸時こきゅうじの横隔膜おうかくまくの役割やくわり
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