呼吸

脳が呼吸をコントロールする方法

延髄と呼ばれる脳幹の一部が呼吸をコントロールしている。髄質のニューロンのグループは、息を吸うとき、呼吸を速くするとき、呼吸を遅くするときに呼吸筋に伝えています。

脳幹は人の血液中の二酸化炭素の量を測定します。二酸化炭素が多すぎると、髄質は体に早く呼吸するように指示します。これは、人が余分な二酸化炭素を吐き出すのに役立ちます。血液中の二酸化炭素の量が再び正常になると、髄質は再びゆっくりと呼吸するように体に指示します。

また、体は血液中の酸素量を測っています。血液中に十分な酸素がない場合、髄質は、より多くの酸素を取り入れるために、より速く呼吸するように体に伝えます。血液中に十分な酸素があれば、髄質は再びゆっくりと呼吸するように体に指示します。

延髄（赤色の部分

呼吸筋

人が呼吸をするためには、特定の筋肉が適切なタイミングで収縮（きつくなる）と弛緩をしなければなりません。髄質にある神経細胞の特別なグループは、これらの呼吸筋に、いつ収縮（これにより人は息を吸うようになる）し、いつリラックス（これにより人は息を吐くようになる）するかを教えています。呼吸をコントロールする筋肉には、いくつかの主要なグループがあります。

ダイアフラム

横隔膜は呼吸をコントロールする主な筋肉です。胸郭の下部に沿って走る一枚の筋肉です。横隔膜が弛緩しているときは、ドーム状（半円のような形）になっています。髄膜が横隔膜に体に息を吸わせるように指示を出すと、横隔膜は下に引っ張られて真っ直ぐになります。これにより、胸の中に余裕が生まれ、肺に空気を入れるスペースができます。肺に空気が入ってきます（これが吸入です）。息を吐くときには、横隔膜が再び緩み、空気が肺から出ていきます。

人の呼吸能力の約60％～70％は横隔膜から来ています。

横隔膜は、フレンズ神経と呼ばれる神経の特別なセットによって制御されています。髄質はフレニック神経を介してメッセージを送ることで、横隔膜が収縮するタイミングを伝えています。横隔膜は呼吸に非常に重要であるため、フレニック神経は体の中で非常によく保護されています。脊髄の一番上、首の近くにあります。

肋間（肋骨の筋肉

肋間筋はそれぞれの肋骨の間を走っています。人が息を吸う必要があるとき、これらの筋肉は収縮し、肋骨を上に引っ張ります。これにより、肺が満たされるために胸の中に余裕が生まれます。

人が安静にしているとき、呼吸能力の約3割から4割は肋間筋から来ています。

肋間筋は肋間神経によって制御されています。髄質は、これらの神経を介してメッセージを送信することによって収縮するときに肋間に伝えます。肋間神経はフレニック神経ほど保護されていません。肋間神経は胸椎（背中の上部から中部にある）に沿って走っていて、肋間筋につながっています。つまり、胸椎を痛めてしまうと、肋間筋を使うことができなくなってしまうのです。そうなると、呼吸能力の30％～40％が失われてしまいます。しかし、横隔膜を制御する神経は背骨のはるか上にあり、よりよく保護されているので、人はまだ呼吸するために横隔膜を使用することができます。彼らはまだ呼吸する能力の60％から70％を持っているだろう。

アクセサリーの筋肉

付帯筋とは、人が呼吸に余分な助けが必要な時にだけ使う筋肉です。これが正常な場合もあります。例えば、多くの運動をしたばかりの人は、余分な酸素を必要としているかもしれません。髄質は、人が胸を上げて肺を満たすためのスペースを作るのを容易にするために、付属筋を蹴り込むように指示します。最も重要な付属筋は、胸部、腹部、首の筋肉です。

しかし、安静にしているときに付属の筋肉を使って呼吸をしなければならない場合は、体が必要とする酸素が得られていないことを示しています。正常な呼吸をするためには、薬の投与やマスクを介した余分な酸素の投与、あるいは緊急時の治療が必要になるかもしれません。例えば、喘息や慢性閉塞性肺疾患（COPD）の人は、呼吸に問題があるときに吸入器を使用することがよくあります。吸入器は、アルブテロールのような薬を気管と肺の中にパフします。これにより、空気の通り道が広くなり、以前よりも呼吸がしやすくなります。

吸入器


ダイアフラム（緑色）の動作のアニメーション

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