Question 1

呼吸運動のメカニズムに関する次の記述のうち、正しいものはどれか。

Accepted Answer

横隔膜と肋間筋が収縮して胸郭内の容積が広がることで肺が受動的に膨らみ、空気が肺に吸い込まれる。【解説】肺自体には筋肉がなく自力で動くことはできません。横隔膜が収縮して下がり、肋間筋の働きで肋骨が持ち上がることで胸郭内の容積が広がり、内部の圧力が下がることで空気が肺に受動的に吸い込まれます。【他の選択肢が不適切な理由】肺自体には呼吸運動を行う筋肉がなく、能動的に膨らむことはできません。呼吸運動は消化管の平滑筋の動きとは異なる仕組みです。息を吸うときは胸郭内の容積は広がり、吐くときに狭くなります。

Question 2

外呼吸と内呼吸の違いに関する次の記述のうち、正しいものはどれか。

Accepted Answer

外呼吸は肺胞と毛細血管の間で行われるガス交換を指し、内呼吸は全身の組織細胞と毛細血管の間で行われるガス交換を指す。【解説】外呼吸（肺呼吸）は肺胞と肺の毛細血管との間で酸素と二酸化炭素を交換する働きを指し、内呼吸（組織呼吸）は全身の組織細胞とそこを通る毛細血管との間で行われるガス交換を指します。【他の選択肢が不適切な理由】外呼吸は単なる空気の出し入れではなくガス交換そのものを指す用語です。外呼吸と内呼吸は行われる場所がそれぞれ肺胞と組織細胞で異なり、名称も逆ではありません。

Question 3

肺胞で行われるガス交換に関する次の記述のうち、正しいものはどれか。

Accepted Answer

肺胞内の空気と肺胞を取り巻く毛細血管内の血液との間で、酸素と二酸化炭素がそれぞれ濃度の高い方から低い方へ拡散することで交換される。【解説】肺胞のガス交換は、肺胞内の酸素濃度が血液中より高いため酸素が血液へ、逆に血液中の二酸化炭素濃度が肺胞内より高いため二酸化炭素が肺胞へと、それぞれ濃度差に従って拡散する受動的な現象です。【他の選択肢が不適切な理由】肺胞でのガス交換はエネルギーを使う能動輸送ではなく拡散による受動的な現象です。二酸化炭素も肺胞から呼気として排出されており腎臓が主な排出経路ではありません。ガス交換に弁の開閉は関与しません。

Question 4

呼吸運動を調節している中枢に関する次の記述のうち、正しいものはどれか。

Accepted Answer

呼吸中枢は脳幹の延髄にあり、血液中の二酸化炭素濃度の変化などを感知して呼吸の深さや回数を自動的に調節している。【解説】呼吸中枢は脳幹の延髄に存在し、血液中の二酸化炭素濃度の上昇などを感知して呼吸の深さや回数を無意識のうちに調節しています。そのため睡眠中でも呼吸は継続します。延髄が感知するのは主に血液中の二酸化炭素濃度の変化であり、酸素濃度の変化に対する感受性は二酸化炭素ほど鋭敏ではないとされています。【他の選択肢が不適切な理由】呼吸は延髄の働きにより無意識下でも継続され、常に意識的な指令を必要とするわけではありません。呼吸中枢は延髄にあり、心臓の洞房結節とは別の組織です。呼吸運動は延髄の呼吸中枢による調節を受けています。

Question 5

健康な成人が安静にしているときの1回換気量のおおよその基準値として、最も適切なものはどれか。

Accepted Answer

約500mL程度。【解説】安静時に1回の呼吸で肺に出入りする空気の量である1回換気量は、健康な成人でおおむね約500mL程度とされています。1回換気量は深呼吸をすればさらに増加させることができ、安静時よりも多くの空気を肺に取り込むことが可能です。【他の選択肢が不適切な理由】約50mLでは呼吸として機能する量として少なすぎます。約2000mLや約5000mLは最大限に吸い込める肺活量に近い量であり、安静時の1回換気量としては過大な値です。

Question 6

健康な成人が安静にしているときの呼吸数のおおよその基準値として、最も適切なものはどれか。

Accepted Answer

1分間に16～20回程度。【解説】健康な成人の安静時の呼吸数はおおむね1分間に16～20回程度とされ、運動や発熱、精神的な緊張などにより増加することがあります。呼吸数は体温の上昇や精神的な緊張、酸素需要の増加などに応じて変化する、生命維持のための重要な指標の一つです。【他の選択肢が不適切な理由】1分間に60～80回や40～50回は安静時の呼吸数としては明らかに多すぎます。1分間に2～4回は極端に少なく、通常の安静時呼吸数としては該当しません。

Question 7

血液中で酸素を運搬する働きに関する次の記述のうち、正しいものはどれか。

Accepted Answer

赤血球に含まれるヘモグロビンが酸素濃度の高い肺胞で酸素と結合し、酸素濃度の低い組織でその酸素を放出することで酸素を運搬する。【解説】赤血球中のヘモグロビンは酸素濃度が高い肺胞では酸素と結合しやすく、酸素濃度が低い末梢組織では酸素を放出しやすいという性質を持ち、この性質を利用して肺で取り込んだ酸素を全身の組織へ運搬しています。【他の選択肢が不適切な理由】酸素の大部分はヘモグロビンと結合した形で運ばれ、血漿に溶け込む量はごくわずかです。ヘモグロビンを含むのは白血球ではなく赤血球です。血小板は止血に関わる血球成分であり酸素の運搬には関与しません。

Question 8

空気が鼻や口から肺胞まで到達する経路（気道）に関する次の記述のうち、正しいものはどれか。

Accepted Answer

空気は鼻腔または口腔から入り、咽頭、喉頭を経て気管に至り、気管支で枝分かれしながら最終的に肺胞へと到達する。【解説】吸い込まれた空気は鼻腔・口腔から咽頭、喉頭、気管へと進み、気管はさらに左右の気管支に分かれ、肺の中で樹木のように細かく枝分かれを繰り返しながら、最終的にガス交換の場である肺胞に到達します。【他の選択肢が不適切な理由】空気は食道ではなく気管を通って肺へ向かい、食道は飲食物の通り道です。空気は咽頭・喉頭・気管を経由してから肺胞に到達します。気管支は肺の内部にも広がり枝分かれしながら肺胞へつながっています。

Question 9

胸式呼吸と腹式呼吸に関する次の記述のうち、正しいものはどれか。

Accepted Answer

胸式呼吸は主に肋間筋の働きにより胸郭を広げて行う呼吸で、腹式呼吸は主に横隔膜の上下運動によって行う呼吸である。【解説】胸式呼吸は肋間筋が肋骨を動かし胸郭を広げることで行われ、腹式呼吸は横隔膜が上下に動くことで胸郭内の容積を変化させる呼吸です。通常の呼吸では両者が組み合わさって行われています。【他の選択肢が不適切な理由】胸式呼吸は肋間筋の働きが中心であり横隔膜のみで行われるものではありません。腹式呼吸でも横隔膜の動きにより肺自体は膨らんだり縮んだりしています。通常、人の呼吸は胸式と腹式が組み合わさって行われます。

Question 10

血液中の二酸化炭素濃度と呼吸の調節との関係に関する次の記述のうち、正しいものはどれか。

Accepted Answer

血液中の二酸化炭素濃度が上昇すると呼吸中枢が刺激され、呼吸が深く速くなることで体外への二酸化炭素の排出が促進される。【解説】体内で二酸化炭素が増えて血液中の濃度が上昇すると、延髄の呼吸中枢がこれを感知して呼吸を深く速くするよう働きかけ、換気量を増やすことで余分な二酸化炭素を体外へ排出しようとします。【他の選択肢が不適切な理由】二酸化炭素濃度の上昇は呼吸を抑制するのではなく促進する方向に働きます。呼吸の速さや深さは血液中の二酸化炭素濃度の変化に応じて調節されており一定ではありません。呼吸調節には酸素濃度だけでなく二酸化炭素濃度も重要な役割を果たします。

呼吸器系の一問一答