出典：第二種衛生管理者2022年（令和4年度）10月公表問題｜労働生理第21問
問題
呼吸に関する次の記述のうち、正しいものはどれか。
(1) 呼吸は、胸膜が運動することで胸腔（くう）内の圧力を変化させ、肺を受動的に伸縮させることにより行われる。
(2) 肺胞内の空気と肺胞を取り巻く毛細血管中の血液との間で行われるガス交換は、内呼吸である。
(3) 成人の呼吸数は、通常、1分間に16～20回であるが、食事、入浴、発熱などによって増加する。
(4) チェーンストークス呼吸とは、肺機能の低下により呼吸数が増加した状態をいい、喫煙が原因となることが多い。
(5) 身体活動時には、血液中の窒素分圧の上昇により呼吸中枢が刺激され、1 回換気量及び呼吸数が増加する。
第二種衛生管理者｜第二種衛生管理者過去問｜呼吸の仕組みと呼吸数の正常値｜外呼吸・呼吸中枢の基礎知識を解説を解説
呼吸の基本的な仕組み、外呼吸と内呼吸の違い、成人の正常な呼吸数、呼吸中枢を刺激する要因を確認する問題です。答えは(3)です。成人の安静時呼吸数は通常1分間に16～20回程度であり、食事、入浴、発熱、運動などで代謝が高まると、酸素の需要が増え、二酸化炭素の排出も必要になるため呼吸数は増加します。
(1) 呼吸は、胸膜が運動することで胸腔（くう）内の圧力を変化させ、肺を受動的に伸縮させることにより行われる。
不適切です。その理由は、呼吸運動を起こす主体は胸膜ではなく、横隔膜や肋間筋などの呼吸筋だからです。吸息時には横隔膜が収縮して下がり、外肋間筋の働きで胸郭が広がります。すると胸腔内圧が低下し、肺が受動的に広がって空気が入ります。肺そのものには自力で大きく動く力はなく、胸郭の動きに伴って伸縮します。胸膜は肺と胸壁の間にある膜で、肺が胸郭の動きに合わせてなめらかに動くために重要ですが、呼吸運動を直接行う器官ではありません。
(2) 肺胞内の空気と肺胞を取り巻く毛細血管中の血液との間で行われるガス交換は、内呼吸である。
不適切です。その理由は、肺胞と肺毛細血管の間で行われるガス交換は外呼吸だからです。外呼吸では、肺胞内の酸素が血液中へ移動し、血液中の二酸化炭素が肺胞内へ移動します。これに対して内呼吸は、血液と全身の組織細胞との間で行われるガス交換をいいます。試験では、肺で行うガス交換が外呼吸、組織で行うガス交換が内呼吸、と整理しておくと判断しやすくなります。
(3) 成人の呼吸数は、通常、1分間に16～20回であるが、食事、入浴、発熱などによって増加する。
適切です。その理由は、成人の安静時呼吸数は一般に1分間に16～20回程度であり、身体の代謝が高まる場面では呼吸数が増えるためです。食事後は消化吸収のために代謝が高まり、入浴時は体温や循環の変化が起こり、発熱時は体温上昇により酸素消費量が増えます。その結果、体内で発生する二酸化炭素も増えるため、呼吸中枢が刺激され、呼吸数が増加します。正常値と増加要因をセットで覚えておくと、同じテーマの問題にも対応しやすくなります。
(4) チェーンストークス呼吸とは、肺機能の低下により呼吸数が増加した状態をいい、喫煙が原因となることが多い。
不適切です。その理由は、チェーンストークス呼吸は単なる呼吸数の増加ではなく、呼吸がだんだん深く大きくなった後、次第に浅くなり、一時的な無呼吸を挟んで再び呼吸が始まる周期的な異常呼吸だからです。脳の障害、心不全、重症疾患などでみられることがあります。肺機能低下により呼吸数が増える状態を説明しているわけではなく、喫煙が主な原因とされるものでもありません。名称だけで判断せず、呼吸のリズムに異常がある状態として押さえることが大切です。
(5) 身体活動時には、血液中の窒素分圧の上昇により呼吸中枢が刺激され、1 回換気量及び呼吸数が増加する。
不適切です。その理由は、身体活動時に呼吸中枢を刺激する主な要因は、血液中の二酸化炭素分圧の上昇や血液の酸性化であり、窒素分圧の上昇ではないからです。運動などで筋肉の活動量が増えると、酸素消費量が増え、二酸化炭素の産生量も増加します。二酸化炭素が増えると呼吸中枢が刺激され、1回換気量と呼吸数が増えます。窒素は通常の呼吸調節の中心的な刺激ではありません。
この問題で覚えるポイント
呼吸運動は胸膜ではなく、横隔膜や肋間筋などの呼吸筋によって行われます。肺は自ら能動的に動くのではなく、胸郭内の圧力変化により受動的に伸縮します。肺胞と肺毛細血管の間のガス交換は外呼吸、血液と組織細胞の間のガス交換は内呼吸です。成人の安静時呼吸数は通常1分間に16～20回程度で、食事、入浴、発熱、運動などで増加します。呼吸中枢を刺激する重要な要因は、血液中の二酸化炭素分圧の上昇や血液の酸性化です。チェーンストークス呼吸は、呼吸の深さが周期的に変化し、無呼吸を伴うことがある異常呼吸として整理しておきましょう。
ひっかけポイント
このテーマでは、外呼吸と内呼吸の混同が最も狙われやすいです。肺で行われるから内側の呼吸と考えてしまうと誤答につながりますが、肺胞と血液の間のガス交換は外呼吸です。また、呼吸運動については、肺や胸膜が自力で動くように表現されることがありますが、実際に胸腔内圧を変化させる中心は横隔膜や肋間筋です。呼吸数の正常値は16～20回という数値を覚えるだけでなく、代謝が高まると呼吸数が増えるという流れで理解すると安定します。身体活動時の呼吸促進では、窒素ではなく二酸化炭素が重要である点も頻出のひっかけです。
