出典：第一種衛生管理者2023年（令和5年度）10月公表問題｜労働生理第37問
問題
呼吸に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。
(1) 呼吸運動は、横隔膜、肋（ろっ）間筋などの呼吸筋が収縮と弛緩をすることにより行われる。
(2) 胸郭内容積が増し、その内圧が低くなるにつれ、鼻腔（くう）、気管などの気道を経て肺内へ流れ込む空気が吸気である。
(3) 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、外呼吸である。
(4) 血液中の二酸化炭素濃度が増加すると、呼吸中枢が刺激され、呼吸が速く深くなる。
(5) 呼吸のリズムをコントロールしているのは、間脳の視床下部である。
第１種衛生管理者｜呼吸の仕組みと呼吸中枢の役割を解説
呼吸は、呼吸筋の働きによって肺に空気を出入りさせ、肺胞で血液とのガス交換を行う仕組みです。答えは(5)です。呼吸のリズムを主にコントロールしているのは間脳の視床下部ではなく、延髄にある呼吸中枢です。視床下部は体温調節や自律神経、内分泌などに関係する部位であり、呼吸リズムの中枢として覚えると誤りになります。
(1) 呼吸運動は、横隔膜、肋（ろっ）間筋などの呼吸筋が収縮と弛緩をすることにより行われる。
適切です。呼吸運動は、横隔膜や肋間筋などの呼吸筋の働きによって行われます。吸気で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。その結果、胸腔内の容積が増えて肺に空気が入りやすくなります。安静時の呼気は、主にこれらの筋肉が弛緩し、肺や胸郭が元に戻ろうとする力によって起こります。
(2) 胸郭内容積が増し、その内圧が低くなるにつれ、鼻腔（くう）、気管などの気道を経て肺内へ流れ込む空気が吸気である。
適切です。吸気は、胸郭内の容積が増加して肺内圧が外気圧より低くなることで、空気が肺内へ流れ込む現象です。空気は圧力の高い方から低い方へ移動するため、鼻腔、咽頭、喉頭、気管、気管支を通って肺に入ります。胸郭の拡大と内圧低下を結びつけて理解すると、吸気の仕組みを判断しやすくなります。
(3) 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、外呼吸である。
適切です。外呼吸とは、肺胞内の空気と肺胞周囲の毛細血管の血液との間で、酸素と二酸化炭素を交換することです。酸素は肺胞から血液中へ移動し、二酸化炭素は血液中から肺胞へ移動して呼気として排出されます。これに対して、血液と全身の組織細胞との間で行われるガス交換は内呼吸といいます。
(4) 血液中の二酸化炭素濃度が増加すると、呼吸中枢が刺激され、呼吸が速く深くなる。
適切です。血液中の二酸化炭素濃度が増えると、血液は酸性に傾きやすくなります。この変化が呼吸中枢を刺激し、呼吸を速く深くして二酸化炭素を体外へ排出しようとします。呼吸調節では、酸素濃度の低下だけでなく、二酸化炭素濃度の上昇が重要な刺激になる点が試験でよく問われます。
(5) 呼吸のリズムをコントロールしているのは、間脳の視床下部である。
不適切です。呼吸のリズムを主にコントロールしているのは、間脳の視床下部ではなく、延髄にある呼吸中枢です。延髄の呼吸中枢は、血液中の二酸化炭素濃度などの変化を受けて、呼吸の速さや深さを調節します。視床下部は体温調節、摂食、飲水、自律神経系やホルモン分泌の調節などに関係するため、呼吸リズムの中枢と混同しないことが大切です。
この問題で覚えるポイント
呼吸運動は、横隔膜や肋間筋などの呼吸筋の収縮と弛緩によって起こります。吸気では胸郭内容積が増え、肺内圧が低下し、空気が肺内へ流入します。肺胞と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。血液中の二酸化炭素濃度が増加すると呼吸中枢が刺激され、呼吸は速く深くなります。呼吸のリズムを調節する中枢は延髄であり、視床下部ではありません。視床下部は体温調節や自律神経、内分泌の調節に関係すると整理しておくと、脳の部位に関する問題にも対応しやすくなります。
ひっかけポイント
この問題の最大のひっかけは、脳の部位の役割を混同させる点です。視床下部は自律神経や体温調節に関係するため、生命維持に重要な部位という印象から呼吸中枢も視床下部にあると考えてしまいやすいです。しかし、呼吸リズムの中心は延髄です。また、呼吸では「吸気は胸郭内容積の増加と内圧低下で起こる」「肺胞でのガス交換は外呼吸」「二酸化炭素増加で呼吸が促進される」という基本知識が正誤判断に直結します。文章の一部がもっともらしくても、中枢の場所が違えば誤りになるため、機能と部位をセットで覚えることが重要です。
