高知県No.1 RUNNERへの道

P41~47【3 呼吸管理に必要な生理】をまとめてみた①

おはようございます!

ほのぼのランナーのgoshiです!

 

私は理学療法士ですが、呼吸の分野は学生時代から逃げてきました。

ランニングは呼吸も大切です!

「基礎から学ぶ機会はやらざる負えない環境を作るしかない!」と思い、今回受講中です。

 

勉強もなかなか進まないため、ブログを利用して、2021年7月に行われる「3学会合同呼吸療法認定士」のテストへ向けて勉強した内容をひたすら書いていく内容です。

 

・3学会合同呼吸療法認定士を受ける方!

・呼吸に興味があるランナーさん!

 

少しでもお役立ち情報を届けることができたらと思います。

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今回からは、生理学です。

 概論

  • 私達の体が動くためには、「エネルギー」が必要です。
  • 栄養素(炭水化物や脂質、アミノ酸)を燃焼させてできた、アデノシン三リン酸(ATP)をエネルギーといいます。
  • エンジンが燃料を空気中の酸素で燃焼させて動力エネルギーを作るように、人間の体においても、栄養素を燃焼(代謝)させるためには、「酸素」は欠かすことができません。
  • 細胞における酸素と人酸化炭素の出入りを「内呼吸」といいます。
  • 燃焼に伴って作られた水と「二酸化炭素」のうち、「二酸化炭素」は循環系を介して肺に戻り、呼気の際に気道を通じて体の外へ出ます。
  • 外気から酸素を取り入れ、代謝により作られた二酸化炭素を体の外へ出す機能を「外呼吸」といいます。
  • 安静時の成人の1分辺りの酸素消費量は「250ml」であり、「200mlの二酸化炭素」が出ています。

 気道の生理的役割

  • 気道系は鼻腔、口腔から咽頭喉頭にいたる「上気道」と、気管支、細気管支、呼吸細気管支、肺胞までの「下気道」に分けられます。

気道の重要な役割(4つ)

  1. 呼吸ガスの導管
  2. 吸気の加温・加湿
  3. 吸気中の異物や病原体の侵入阻止
  4. 誤嚥の阻止
  • 呼吸ガスの出入りだけではなく、外部環境の様々な侵襲からガス交換の場である呼吸器を保護する役割も果たしています。

換気のメカニズム

呼吸筋のポンプ作用

  • 肺は自らが拡張することはなく、肺への吸気やあこ機を担っているのは「胸郭のポンプ機能」によります。
  • そのポンプ機能の駆動力となっているのが「呼吸筋」です。
  • 吸気は、「横隔膜」の収縮によって横隔膜が腹側に下がり、胸腔内で肺を外側に広がろうとする胸郭の性質により常に「陰圧」となっています。
  • 胸腔内圧は、胎位や部位によって異なります。
  • 1cm垂直方向に上に行くにつれ「0.25cmH2O」ずつ低下します。
  • 横隔膜の弛緩した呼気終末時の機能的残気量レベルでは、肺底部で「-25cmH2O」、肺尖部で-10cmH2O前後に達します。
  • この力が肺胞内に及んで、一時的に僅かな陰圧を生じるため、肺胞内圧が大気圧と平衡に達するまでの間、吸気が生じます。
  • 呼気時には横隔膜は弛緩し、肺は自らの持つ弾性(縮もうとする力)によって収縮します。
  • 胸腔内圧は陰圧を保ったまま上昇し、肺胞内圧はわずかに陽圧となって呼気が促進されます。

呼吸のメカニックス

気道抵抗

  • 成人の安静時呼吸において、必要分時換気量が5-6Lであるとすると、1回換気量が400-500mLで呼吸数が12-15回程度に保たれている。
  • 呼吸仕事量は摩擦抵抗仕事量(気道抵抗に打ち勝つ仕事量)と弾性仕事量(肺と胸郭の弾性に対する仕事量)を合わせたものである。
  • 呼吸により気道内に気流が生じると、気体分子間の摩擦及び気体分子と気道壁との摩擦により、摩擦抵抗を生じる。言い換えると、気道を通じて肺胞にガスが送り込まれるには圧力が必要であり、ガスが1本の管を流れる時、その両端に働く圧較差(P)とその気流抵抗(V) は比例関係にあります。(ポアズイユの法則)

 V=P×πr4/8μl

 (r:管の半径、l:管の長さ、μ:流体の粘性)

  • 気道抵抗(R)は気道内に1L/secの気流を生じるために必要なその時の駆動圧(P)であり、圧力を気流速度で割った値、すなわち、
  • R=P/V=8μl/πr4 (単位:cmH2O/L/sec)
  • として表され、抵抗は半径の4乗に反比例して大きくなる。
  • 例えば、内径4mmの気管チューブでは、同じ長さの8mmの気管チューブを通じて吸った場合よりも16倍の抵抗がある。

*やばい、、ここテキストを丸写しなのですが、ほぼわかりません、、、

*とりあえず進みます。

  • 人工呼吸中の気道抵抗は、
  • R≒(最高気道内圧-吸気プラトー圧)/気流速度V
  • という近似式から推定でき、量規定換気で一定の流速を持って吸気を送り、その際の最高気道内圧とプラトー圧との差から求めることができます。
  • 気道内圧は換気量、肺と胸郭の弾性、気道抵抗によって決まり、プラトー圧は弾性によって決まるものです。
  • 吸気終了時の最高気道内圧とプラトー圧の差が大きい場合には、気道抵抗が高いと推定できます。
  • 最高気道内圧が高く、かつ最高気道内圧とプラトー圧に差がない場合には、コンプライアンスが低いと判断できます。

 まとめ

  • 呼吸筋の基礎的なところは必要
  • 気道についての基礎知識が必要

  

※間違った情報があれば申し訳ありません。

※各自で要確認!!

 

参考文献

・第25回3学会合同呼吸療法認定士 認定講習会テキスト

・呼吸療法認定士予想問題集

・呼吸療法認定士再現過去問題集(アプリ付き)

・呼吸リハビリテーション

・グーグル先生

 

これらを駆使して理解していきます!

 

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つまりスマホで勉強できるものはこれ!

私はこれでスキマ時間に勉強中!