WordNet

a short respite (同)breather, breathing place, breathing space, breathing spell, breathing time
a slight movement of the air; "there wasnt a breath of air in the room"
the air that is inhaled and exhaled in respiration; "his sour breath offended her"
the process of taking in and expelling air during breathing; "he took a deep breath and dived into the pool"; "he was fighting to his last breath"
passing or able to pass air in and out of the lungs normally; sometimes used in combination; "the boy was disappointed to find only skeletons instead of living breathing dinosaurs"; "the heavy-breathing person on the telephone" (同)eupneic, eupnoeic
the bodily process of inhalation and exhalation; the process of taking in oxygen from inhaled air and releasing carbon dioxide by exhalation (同)external_respiration, respiration, ventilation
the metabolic processes whereby certain organisms obtain energy from organic molecules; processes that take place in the cells and tissues during which energy is released and carbon dioxide is produced and absorbed by the blood to be transported to the lungs (同)internal_respiration, cellular_respiration
a single complete act of breathing in and out; "thirty respirations per minute"

PrepTutorEJDIC

〈U〉『息』,『呼吸』;UC〉1回の吸気(め気) / 〈C〉(風の)そよぎ;(…の)かすかなかおり《+『of』+『名』》 / 〈C〉(…の)ささやき(whisper)《+『of』+『名』》
〈U〉呼吸;一息 / 〈C〉一呼吸の間,瞬時 / 〈C〉休息,休止
〈U〉呼吸すること(breathing)〈C〉一呼吸,一息 / 〈U〉(生物の)呼吸作用

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出典(authority):フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』「2014/01/16 11:34:45」(JST)

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呼吸（こきゅう）とは以下の二種類の意味がある。

細胞呼吸：細胞が最終電子受容体として酸素を用い、二酸化炭素 (CO₂) を放出する異化代謝系。内呼吸ともいう。
外呼吸：多細胞生物体が外界から酸素を取り入れ、体内で消費して二酸化炭素 (CO₂) を放出すること。

細胞呼吸については、広義には最終電子受容体として酸素を用いない『嫌気呼吸』もその意味合いに含まれるが、通例では呼吸とは酸素を用いる好気呼吸（こうきこきゅう）として用いる。

細胞呼吸[編集]

好気呼吸の概略図

酸素は地球誕生時の大気には今より少ない濃度しか存在していなかった。しかし、植物のような光合成を行うものが出現したことで大気には徐々に酸素が蓄積された。

本来、酸素は強い酸化力をもった毒性の強い気体である。しかし、一部の生物は酸素を利用した酸化過程を通じて大きなエネルギーを利用できるようになった。現在、酸素を利用した代謝のできる生物は細胞内のミトコンドリアにより炭水化物を酸化し、最終産物として二酸化炭素 (CO₂) と水を排出する。青酸（シアン化水素酸）はミトコンドリアの電子伝達系を阻害するため、好気的な生物にとって猛毒である。狭義には好気呼吸（こうきこきゅう）、酸素呼吸（さんそこきゅう）など酸素を用いる呼吸となる。広義には細胞のおこなう異化代謝系すべてを指すが、狭義に用いられる場合が多い。

細胞呼吸の代謝系[編集]

呼吸代謝には大きく分けて以下の3つの代謝が関わる。糖類はこれらの代謝系によって二酸化炭素 (CO₂) および水にまで分解され、その過程でATPが生産される。

解糖系: 細胞質基質で行われる酸素を使わない糖の酸化過程。
クエン酸回路: ピルビン酸などから変換されたアセチルCoAを二酸化炭素に分解する酸化過程。真核生物ではミトコンドリア基質で、原核生物では細胞膜近辺で行われる。
酸化的リン酸化: NADHなどの水素受容体を酸化し、酸素に電子を伝えて水を生成する過程を電子伝達系と呼ぶ（光合成の電子伝達系と区別するため、呼吸鎖とも呼ばれる）。それと共役してATP合成酵素によりATPが生成する。真核生物ではミトコンドリア内膜で、原核生物では細胞膜で行われる。高校の生物では「酸化的リン酸化」という言葉を用いず、呼吸鎖とATP合成酵素反応全体を含めて「電子伝達系」と呼ぶ。

なお脂肪酸などの有機酸の酸化においては、解糖系の代わりにβ酸化（大部分の反応がミトコンドリア基質で行われる）がかかわる。以下にグルコース1分子を代表として、ミトコンドリアを有する真核生物の細胞呼吸における物質の収支を示す（高エネルギーリン酸結合形成における脱水と、NADHを除くpHバランスに伴うプロトンの収支は省略）。

解糖系（10段階の酵素反応より成る）

グルコース (C₆H₁₂O₆) + 2 NAD⁺ + 2 ADP + 2 P_i → 2 ピルビン酸 (C₃H₄O₃) + 2 NADH + 2 ATP + 2 H⁺

ピルビン酸から乳酸・エタノールへと発酵する過程も解糖系に含むのが普通である。

クエン酸回路

ピルビン酸脱炭酸反応: 2 ピルビン酸 (C₃H₄O₃) + 2 NAD⁺ + 2 HSCoA → 2 アセチルCoA (CH₃COSCoA) + 2 CO₂ + 2 NADH + 2 H⁺; 解糖系とクエン酸回路を結ぶ反応で、しばしばクエン酸回路にも解糖系にも分類される。
狭義のクエン酸回路 (10段階の酵素反応より成る): 2 アセチルCoA (CH₃COSCoA) + 6 NAD⁺ + 2 FAD + 2 GTP + 2 P_i + 6 H₂O → 4 CO₂ + 6 NADH + 6 H⁺ + 2 FADH₂ + 2 GTP + 2 HSCoA; スクシニルCoA合成酵素を通じてGTPからは当量のATPが合成される。

酸化的リン酸化

電子伝達系（4種類の呼吸鎖複合体による3段階の酸化還元反応が関与する）: 10 NADH + 10 H⁺ + 2 FADH₂ + 6 O₂ → 10 NAD⁺ + 2 FAD + 12 H₂O
ATP合成酵素によるATP合成反応: （10 NADH由来）: 30 ADP + 30 P_i → 30 ATP; （2 FADH₂由来）: 4 ADP + 4 P_i → 4 ATP; NADHからは約3当量、FADH₂からは約2当量のATPが合成されるとされてきた。^[1]

以上の反応をすべてまとめると

グルコース (C₆H₁₂O₆) + 6 O₂ + 38 ADP + 38 P_i → 6 CO₂ + 6 H₂O + 38 ATP

この式は高校生物で学習する呼吸の収支式と呼ばれる。酵素による約25の反応がこの代謝には関わっており、グルコースの持つエネルギーの有効利用に役立っている。グルコースの酸化反応(C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ (g) → 6 CO₂ (g) + 6 H₂O (l))における標準反応ギブズ自由エネルギー(ΔG´°)は–2873.4 kJ/molであるのに対し、ATPの加水分解反応(ATP + H₂O → ADP + P_i, pMg = 3)ではΔG´° = –31.56 kJ/molであり、38 ATPの生成により約41.7%の効率でグルコースの自由エネルギーを変換していることになる。

ただし近年の測定結果や理論面からは、グルコース1分子から38当量のATPが合成されるとする解釈は支持されていない。以下問題点を列挙すると：

心筋や肝臓などの細胞では、解糖系で合成されたNADHはリンゴ酸アスパラギン酸シャトル（Glu/Aspシャトル）を通じてミトコンドリア内での当量のNADH合成に利用されるが、通常の細胞では、NADHはグリセロリン酸シャトル（αGPシャトル）を通じてミトコンドリア内での当量のFADH₂合成に利用される。そのため最終的に合成されるATPが2当量少なくなる。
従来は電子伝達系においてNADH や FADH₂などの水素供与体が電子を酸素に渡す過程でATPが合成されると考えられたが、今日では電子伝達による膜外へのプロトンの放出と、プロトン濃度勾配により生まれた膜電位を駆動力とするATP合成が別個のシステムで行われることが判明し、P/O比（合成されたリンと消費した酸素のモル比）は整数である必要がなくなった。真核生物においてはNADHの酸化からは10当量のプロトンが、FADH₂の酸化からは6当量のプロトンがミトコンドリア基質からミトコンドリア膜間腔へ放出される。
ミトコンドリア内で合成されたATPを細胞質基質へ輸送する段階で当量のプロトンのミトコンドリア基質内への流入が起こり、ATP合成のためのプロトンの消失に繋がる。同様にGlu/AspシャトルによるNADHの生成においても当量のプロトンがミトコンドリア基質内へ流入する。
ATP合成酵素においては3当量のプロトンの流入でATP合成酵素が1回転し、ATPが1分子合成されると考えられている。さらにミトコンドリア内で合成したATPを細胞内へ輸送する際に1当量のプロトンを消費するため、細胞質基質で消費するためのATPの合成に必要なプロトンの当量（H⁺/ATP比）は4となる。理論上のP/O 合成比は、NADHで2.5 (= 10/4)、FADH₂で1.5 (= 6/4)となり、グルコース１分子当たり31または29.5分子のATPが合成されることになる（Glu/AspシャトルやGTP由来のATP輸送によるプロトン消費（共に2 H⁺、0.5 ATP相当の消失）を無視すると32または30分子）。^[2] 最近の生化学の教科書ではこちらの説を解説するようになってきている。
ごく最近になって、1個のプロトンの流入でATP合成酵素が1/3回転ではなく、3/10回転することが構造の詳細な解析から示されており、^[3] H⁺/ATP比も整数ではない(H⁺/ATP 比 = 4.33 (= 13/3 = 10/3 + 1))と指摘されている。この場合は理論上のP/O 合成比が、NADHで約2.31 (= 10/(13/3))、FADH₂で約1.38 (= 6/(13/3))となり、グルコース当たり約28.92または約27.54当量のATPが合成される。^[4] なおグルコースに対して28.92, 27.54当量のATPが生成したとすると標準状態における自由エネルギー変換効率は31.8%, 30.2%と計算されるが、実際の生体反応では反応基質の濃度調整により最大で60%前後のエネルギー変換効率が生み出されていると推定されている。

以下の表に哺乳動物におけるグルコース (C₆H₁₂O₆)、貯蔵多糖の代表としてモノマー当たりのグリコーゲン ((C₆H₁₀O₅)_n)、代表的な脂肪酸としてパルミチン酸 (C₁₅H₃₁COOH) から合成されるATPの理論上の最大当量を、古典的解釈や最新の理論に基づく値としてそれぞれまとめる。^[5]

反応	シャトル	細胞質基質内（解糖系）	ミトコンドリア基質内（クエン酸回路・β酸化）	膜間腔内へ放出されたプロトン量	1分子、モノマー当たりの理論上のATP合成最大量
反応	シャトル	細胞質基質内（解糖系）	ミトコンドリア基質内（クエン酸回路・β酸化）	膜間腔内へ放出されたプロトン量	古典的解釈^[1]	H⁺/ATP比 = 4^[2]	H⁺/ATP比 = 13/3^[4]
C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O	Glu/Asp	2 NADH + 2 ATP	8 NADH + 2 FADH₂ + 2 GTP	112 (10×10+2×6)	38 (10×3+2×2+4)	31 ((112–4))/4+4)	28.92 ((112–4)/(13/3)+4)
C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O	αGP	2 NADH + 2 ATP	8 NADH + 2 FADH₂ + 2 GTP	104 (8×10+4×6)	36 (8×3+4×2+4)	29.5 ((104–2)/4+4)	27.54 ((104–2)/(13/3)+4)
(C₆H₁₀O₅)_n + 6 O₂ → (C₆H₁₀O₅)_n–1 + 6 CO₂ + 5 H₂O	Glu/Asp	2 NADH + 3 ATP	8 NADH + 2 FADH₂ + 2 GTP	112 (10×10+2×6)	39 (10×3+2×2+5)	32 ((112–4)/4+5)	29.92 ((112–4)/(13/3)+5)
(C₆H₁₀O₅)_n + 6 O₂ → (C₆H₁₀O₅)_n–1 + 6 CO₂ + 5 H₂O	αGP	2 NADH + 3 ATP	8 NADH + 2 FADH₂ + 2 GTP	104 (8×10+4×6)	37 (8×3+4×2+5)	30.5 ((104–2)/4+5)	28.54 ((104–2)/(13/3)+5)
C₁₅H₃₁COOH + 23 O₂ → 16 CO₂ + 16 H₂O		– ATP (2 ATP 相当, ATP → AMP + PP_i)	31 NADH + 15 FADH₂ + 8 GTP (7 NADH + 7 FADH₂ + 8 AcCoA)	400 (31×10+15×6)	129 (31×3+5×2+6)	104 ((400–8)/4+6)	96.46 ((400–8)/(13/3)+6)

外呼吸[編集]

酸素を利用するに当たっては、動物の場合全身の細胞にくまなく酸素を行き渡らせるため、血液によって酸素を運搬する必要がある。節足動物・軟体動物などではヘモシアニン、脊椎動物では、赤血球中のヘモグロビンがこの役割を担う。血中への酸素取り込みは、植物の場合葉などの気孔と樹皮の皮目で、魚類・水棲甲殻類はエラ呼吸で、陸上の昆虫は気門の呼吸、両生類は幼生時にはエラ呼吸、成体時には肺呼吸、爬虫類、鳥類、哺乳類は肺呼吸で行う。エラ呼吸は水流の一定の流れを利用するが、肺は出口がひとつしかないため吸気、呼気を繰り返すことで定期的に肺内の空気を交換しなければならない。このために行う胸郭運動を呼吸運動と呼び、これをやめることはできない。呼吸運動は随意運動であると同時に、脳幹の呼吸中枢（ヒトでは延髄にある）によって自動的に制御される。そのため睡眠中も不随意な呼吸運動が保たれる。この中枢機構に問題があり、睡眠時に呼吸不全に陥る疾患が先天性中枢性肺胞低換気症候群である。

ヒトの呼吸量^[6]
状態	呼吸量（ℓ/分）	酸素取込み量（ℓ/分）
安静時	6-10	0.3
運動時	100	3

脚注[編集]

^ ^a ^b Ochoa, S. J. Biol. Chem. 1943, 151, 493–505.>
^ ^a ^b Hinkle, P. C.; Kumar, M. A.; Resetar, A.; Harris, D. L. Biochemistry 1991, 30, 3576–3582.
^ Stock, D.; Leslie, A. G. W.; Walker, J. E. Science 1999, 286, 1700–1705.
^ ^a ^b Hinkle, P. C. Biochim. Biophys. Acta 2005, 1706, 1–11.
^ Brand, M. D. Biochem. Soc. Trans. 2005, 33, 897–904.
^ http://merckmanual.jp/mmhe2j/sec04/ch038/ch038d.html

外部リンク[編集]

ヒトの呼吸運動（ビジュアル生理学内の項目）
酸化的リン酸化（英語）

UpToDate Contents

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1. 機械的人工換気の概要 overview of mechanical ventilation
2. 機械的人工換気のモード modes of mechanical ventilation
3. 一側肺換気の一般的原則 general principles of one lung ventilation
4. 機械的人工換気からの離脱（ウィーニング）：準備テスト weaning from mechanical ventilation readiness testing
5. 急性呼吸窮迫症候群における機械的人工換気 mechanical ventilation in acute respiratory distress syndrome

Japanese Journal

Premium Edition 症例に学ぶ医師が処方を決めるまで小児の呼吸器感染症 : 症状や迅速検査から抗菌薬を選択数日後に効果を判定し、追加治療を検討

松村成一,永田智
日経ドラッグインフォメーションpremium (177), PE13-16, 2021-07
NAID 40019380275

臨床研究・症例報告原発性線毛機能不全症例に対して乳児早期に開始した呼吸理学療法の経験

渡部潤一,橘芙美,高橋由博
小児科臨床 65(9), 2049-2053, 2012-09
NAID 40019378454

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★リンクテーブル★

国試過去問	「112F057」「095E025」「101C035」「104B010」「107G069」「104C004」「101B066」「112F022」「084A077」「072A079」
リンク元	「呼吸困難」「呼吸数」「呼吸器系」「呼吸管理」「陥没呼吸」
拡張検索	「延髄背側呼吸性ニューロン群」「延髄腹側呼吸性ニューロン群」

「112F057」

　　[★]

出生直後の新生児。在胎38週3日で常位胎盤早期剥離と診断され、緊急帝王切開で出生した。ApgarスコアはO点(1分)であり、直ちに蘇生を開始した。
Apgarスコアの項目で最初に1点以上になるのはどれか。

a　呼吸
b　心拍
c　皮膚色
d　筋緊張
e　刺激に対する反応

[正答]

※国試ナビ4※　［112F056］←［国試_112］→［112F058］

「095E025」

　　[★]

麻痺性腸閉塞における特徴的腹部聴診所見はどれか。

a. 腸雑音が消失する。
b. 腸雑音が金属性となる。
c. 血管性雑音を聴取する。
d. 腸管内の液体貯留音が消失する。
e. 呼吸に伴う腹膜摩擦音を聴取する。

[正答]

※国試ナビ4※　［095E024］←［国試_095］→［095E026］

「101C035」

　　[★]

駅の構内で中年男性が倒れているのを発見した。まず行うのはどれか。

a. 脈の触知
b. 呼吸の確認
c. 気道の確保
d. 意識状態の確認
e. 対光反射の確認

[正答]

※国試ナビ4※　［101C034］←［国試_101］→［101C036］

「104B010」

　　[★]

心臓死の確認に必要なのはどれか。3つ選べ。

a　呼吸の停止
b　瞳孔の散大
c　心拍動の停止
d　腱反射の消失
e　心電図の平低化

[正答]

※国試ナビ4※　［104B009］←［国試_104］→［104B011］

「107G069」

　　[★]

Apgarスコアの項目に含まれないのはどれか。

a　体温
b　呼吸
c　筋緊張
d　心拍数
e　皮膚色
f　刺激に対する反射

[正答]

※国試ナビ4※　［107G068］←［国試_107］→［107H001］

「104C004」

　　[★]

2か月の乳児の活動性低下の評価に有用なのはどれか。

a　体温
b　呼吸
c　顔貌
d　皮膚
e　泣き声

[正答]

※国試ナビ4※　［104C003］←［国試_104］→［104C005］

「101B066」

　　[★]

法的脳死判定に必須でない項目はどれか。

[正答]

※国試ナビ4※　［101B065］←［国試_101］→［101B067］

「112F022」

　　[★]

喉頭の機能として誤っているのはどれか。

a　嚥下
b　構音
c　呼吸
d　咀嚼
e　発声

[正答]

※国試ナビ4※　［112F021］←［国試_112］→［112F023］

「084A077」

　　[★]

硬膜外麻酔の利点はどれか

(1) 麻酔効果発現が早い。
(2) 麻酔効果が確実である
(3) 麻酔域の調節が容易である。
(4) 呼吸機能の抑制が少ない
(5) 局所麻酔中毒が起こりにくい

a. (1)(2)
b. (1)(5)
c. (2)(3)
d. (3)(4)
e. (4)(5)

「072A079」

　　[★]

呼吸。適切な組み合わせ３つ。

「呼吸困難」

　　[★]

英: dyspnea (M)
関: 呼吸、呼吸苦、呼吸不全

研修医のための小児救急ABC 呼吸困難と呼吸不全

概念

息が苦しいという自覚症状。呼吸時の不快な感覚である。呼吸苦とも記載されることがあるが、呼吸困難とする。息切れも同義とされている。
呼吸困難という自覚症状があるにもかかわらず、必ずしも呼吸不全という客観的な病態に陥っていないことがあるので注意。

原因疾患

	慢性呼吸困難		急性呼吸困難
呼吸器疾患	閉塞性障害	慢性閉塞性肺疾患肺リンパ脈管筋腫症びまん性汎細気管支炎気管支拡張症	気管支喘息発作アナフィラキシー上気道閉塞気道内異物肺炎・細気管支炎慢性呼吸器疾患の急性増悪緊張性気胸
	拘束性障害	肺線維症間質性肺炎
	混合性障害	塵肺
循環器疾患	肺高血圧症慢性心不全狭心症		急性冠症候群急性心不全非心原性肺水腫致死性不整脈肺血栓塞栓症慢性呼吸器疾患に伴う右心不全
血液疾患	貧血		急性出血
神経筋疾患	重症筋無力症ギラン・バレー症候群筋萎縮性側索硬化症進行性筋ジストロフィー
代謝疾患	甲状腺機能亢進症		糖尿病性ケトアシドーシス尿毒症性アシドーシス
腎疾患	腎性貧血		糖尿病腎症に伴う肺水腫急速進行性糸球体腎炎の肺障害
中枢神経系疾患	脳炎脳腫瘍髄膜炎
精神神経系疾患			過換気症候群神経症性障害心身症

鑑別診断

IMD

呼吸困難の原因となる病態・疾患
呼吸困難の機序	原因	病態.疾患
①換気(労作)の増加	低酸素血症 (hypoxemia)	チアノーゼをきたすCHD：Fallot四徴症など高山病肺動静脈瘻肺実質病変：肺炎、腫瘍など無気肺肺塞栓症新生児呼吸窮迫症候群
	高炭酸ガス血症	閉塞性肺機能障害、肺胞低換気(「②換気能力の低下」参照)
	アシドーシス(anaerobic and metabolic acidosis)	心疾患：肺動脈弁狭窄症、MSによる心拍出量の低下重症貧血妊娠腎不全糖尿病
	発熱	感染症など
②換気能力の低下	閉塞性肺機能障害	気道の閉塞：喉頭炎、声帯麻痺、異物など閉塞性肺疾患：慢性気管支炎、慢性肺気腫、気管支喘息、DPB
	拘束性肺機能障害	肺高血圧症：左心不全、MS 肺切除胸水の貯留気胸腫瘍、肺炎食道裂孔ヘル二ア胸郭成形、脊柱後弯・脊柱側弯、強直性脊椎炎間質性肺炎(特発性、続発性) 塵肺、過敏性肺炎、サルコイドーシス、BO 反復性誤嚥性肺炎 Langerhans肉芽腫症
	肺胞低換気	神経・筋機能不全：ポリオ、多発性神経障害、MG、筋ジストロフィー低K血症など
③心因性呼吸困難	不安、抑うつ、医原性	過換気症候群
CHD：先天性心疾患、MS：僧帽弁狭窄症、DPB：びまん性汎細気管支炎、BO：閉塞性細気管支炎、MG：重症筋無力症

胸痛と呼吸困難

参考1

気胸、肺炎、胸膜炎、慢性閉塞性肺疾患、慢性閉塞性肺疾患の悪化、肺癌などの肺疾患、心不全

参考

1. 肺血栓塞栓症および深部静脈血栓症の診断、治療、予防に関するガイドライン（2009年改訂版）

http://www.j-circ.or.jp/guideline/pdf/JCS2009_andoh_h.pdf

「呼吸数」

　　[★]

英: respiratory frequency, respiratory rate RR, f
関: 呼吸

正常の呼吸

出典不明

乳児：40回/分
幼児：30回/分
学童：30回/分以下
成人：15-20回/分　10-15回/分(医学事典)

SPE.376

/分

新生児：29-32
乳児　：22-28
幼児　：20-28
学童　：18-20
成人　：16-18

出典不明

	呼吸数(回/分)	脈拍数(回/分)	脈拍数/呼吸数比
新生児	40～50	120	2.4～3.0
乳児	30～40	120	3.0～4.0
幼児	20～30	90	3.0～4.5
学童	18～20	80	4.0～4.4
成人	16～18	70	3.9～4.4