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理由で解く 柔道整復師
QJ28A087 生理学
肺胞換気量＝（1回換気量−死腔量）×呼吸数で計算する。4つを計算すると、2の「10／分×650mL」が5,000mL／分で最大となる。
吸い込んだ空気のうち、気道（鼻腔から終末細気管支まで）に留まってガス交換に関与しない分を解剖学的死腔といい、成人でおよそ150mLである。死腔は1回の呼吸ごとに必ず捨てられるため、呼吸数が増えるほど死腔で失われる量（死腔換気量＝死腔量×呼吸数）も比例して増える。この問題の巧妙な点は、分時換気量（1回換気量×呼吸数）だけを見ると4が6,750mLで最も大きいのに、死腔換気量が2,250mLと最も多いため、実際にガス交換に使える肺胞換気量では4,500mLと最下位になることである。つまり「浅く速い呼吸」は効率が悪く、「深くゆっくりした呼吸」の方がガス交換上は有利になる。臨床で頻呼吸の患者に深呼吸を促すのも、運動時に呼吸数だけでなく1回換気量を増やすのも同じ理屈である。
🔗 関連図（かずひろ解剖学 図解ライブラリ）
気管支から肺胞まで▶ この図の説明を読む
この図の解説
この図は気管から肺胞に至る空気の通り道を、太い管から末梢へと段階的に描いている。左側の気管支樹が導管域、右上の拡大図が呼吸域にあたる。まず着目したいのは、区域気管支の先で軟骨が消える点で、吹き出しの「軟骨が無くなったところから細気管支」が示すとおり、ここから壁は軟骨を失い平滑筋と粘膜が主体になる。右端の矢印が表すように、末梢へ向かうほど軟骨は減り平滑筋は増える。細気管支はさらに終末細気管支へ分かれ、その先の呼吸細気管支から壁に肺胞が現れ、肺胞管・肺胞嚢を経てガス交換の場となる。つまり「呼吸」の名がつく呼吸細気管支より末梢が呼吸域で、そこで初めて肺胞が登場する。分岐の順序、軟骨と平滑筋の量的変化、肺胞が出現する位置の三つを結びつけて押さえたい。
学習の要点
- 気管支は分岐を繰り返し、区域気管支の先で軟骨を失って細気管支となり、終末細気管支→呼吸細気管支と続いて肺胞が出現する。
- 覚え方のコツ: 「呼吸」の名がつく呼吸細気管支から呼吸(ガス交換)が始まる。肺胞が現れるのも呼吸細気管支から、と一組で覚える。
- 関連知識: 細気管支は軟骨を欠き平滑筋と粘膜だけになる。この平滑筋がけいれん性に過度に収縮して空気の流入が妨げられるのが気管支喘息の発作である。
- よくある間違い: 肺胞が終末細気管支から出ると取り違えやすいが、肺胞が現れるのは一段先の呼吸細気管支から。終末細気管支まではまだ導管域。
- 臨床応用: 前頸部では体表から気管を触れられる。声門が異物や浮腫でふさがれたときは、喉頭より下で気管を切り開く気管切開により気道を確保する。
比較表
| 領域 | 構成する管・袋 | ガス交換 | 壁の軟骨 |
|---|---|---|---|
| 導管域 | 気管・気管支・葉/区域気管支・細気管支・終末細気管支 | 関与しない | 区域気管支まで有→細気管支で消失 |
| 呼吸域 | 呼吸細気管支・肺胞管・肺胞嚢・肺胞 | 行われる | なし |
確認問題（その場で確認・記録には残りません）
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スパイロメーター▶ この図の説明を読む
この図の解説
この図は、スパイロメーター(肺機能検査)で記録される肺気量分画を示す。まず左の波形に注目する。小刻みに上下する部分が安静時呼吸で、この1往復で出し入れされる空気量が1回換気量(TV、約500ml)である。中央で波形が大きく跳ね上がり深く落ち込むのが強制呼吸で、安静吸息の上にさらに吸い込める分が予備吸気量(IRV、約2〜3ℓ)、安静呼息の上にさらに吐き出せる分が予備呼気量(ERV、約1ℓ)にあたる。最大に吐き出しても肺には残気量(RV、約1〜1.5ℓ)が残る。右側には、4つの基本分画の帯と、それらを組み合わせた「容量」の帯が並ぶ。TV+IRVが最大吸気量(IC)、TV+IRV+ERVが肺活量(VC)、VC+RVが全肺気量(TLC)、ERV+RVが機能的残気量(FRC)である。分画(volume)と容量(capacity)の区別が読み取りの要となる。
学習の要点
- 基本の4分画(TV・IRV・ERV・RV)は重ならず、これらを足し合わせたものが各種の容量(capacity)になる。
- 覚え方のコツ: 肺活量=TV+IRV+ERV(残気量を含まない)、全肺気量=肺活量+残気量(すべて含む)。「残気を足すと全肺、引くと肺活」。
- 関連知識: 肺胞に常に空気が残るのは、胸膜腔が陰圧に保たれ肺が完全にはしぼまないため。気胸で陰圧が失われると肺は弾性で縮む。
- よくある間違い: 肺活量に残気量を含めてしまう誤り。最大に吐いても肺は空にならず、残気量は肺活量に入らない。
- 臨床応用: 拘束性換気障害では肺活量(%肺活量)が低下し、閉塞性換気障害では残気量・機能的残気量が増える傾向がある。
比較表
| 区分 | 略号 | 内訳 | 目安の量 |
|---|---|---|---|
| 1回換気量 | TV | 単一分画 | 約500ml |
| 予備吸気量 | IRV | 単一分画 | 約2〜3ℓ |
| 予備呼気量 | ERV | 単一分画 | 約1ℓ |
| 残気量 | RV | 単一分画 | 約1〜1.5ℓ |
| 最大吸気量 | IC | TV+IRV | ― |
| 機能的残気量 | FRC | ERV+RV | 約2〜2.5ℓ |
| 肺活量 | VC | TV+IRV+ERV | 約3〜5ℓ |
| 全肺気量 | TLC | VC+RV | ― |
確認問題（その場で確認・記録には残りません）
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- 肺胞換気量＝（1回換気量−死腔量）×呼吸数。分時換気量＝1回換気量×呼吸数と区別する。
- 解剖学的死腔は成人で約150mL。鼻腔から終末細気管支までの導管部。
- 死腔換気量＝死腔量×呼吸数。呼吸数が増えるほど無駄になる量も増える。
- 分時換気量が同じでも、浅く速い呼吸は肺胞換気量が小さく効率が悪い。
- 本問では分時換気量の最大（選択肢4）と肺胞換気量の最大（選択肢2）が一致しない点が要。
| 選択肢 | 呼吸数×1回換気量 | 分時換気量 | 死腔換気量 | 肺胞換気量 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 8／分×750mL | 6,000mL | 1,200mL | 4,800mL |
| 2 | 10／分×650mL | 6,500mL | 1,500mL | 5,000mL（最大） |
| 3 | 12／分×550mL | 6,600mL | 1,800mL | 4,800mL |
| 4 | 15／分×450mL | 6,750mL（最大） | 2,250mL | 4,500mL（最小） |
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