第39章呼吸器系

Section Summaryこの節のまとめ

The lungs can hold a large volume of air, but they are not usually filled to maximal capacity. Lung volume measurements include tidal volume, expiratory reserve volume, inspiratory reserve volume, and residual volume. The sum of these equals the total lung capacity. Gas movement into or out of the lungs is dependent on the pressure of the gas. Air is a mixture of gases; therefore, the partial pressure of each gas can be calculated to determine how the gas will flow in the lung. The difference between the partial pressure of the gas in the air drives oxygen into the tissues and carbon dioxide out of the body.

肺は大量の空気を収容できるが、通常は最大容量まで満たされてはいない。肺気量には、一回換気量、予備呼気量、予備吸気量、残気量がある。これらを合計すると全肺気量になる。肺への気体の出入りは、気体の圧力に依存する。空気は混合気体なので、各気体の分圧を計算することで、肺内での流れを判断できる。空気中の気体の分圧の差が、酸素を組織へ、二酸化炭素を体外へと移動させる。

Visual Connection Questions図を使った問題

Exercises 7練習問題 7

Exercise 7問題 7

Figure 39.13 Which of the following statements is false?

図39.13　次の文のうち、誤っているものはどれか。

In the tissues, $P_{O_{2}}$ drops as blood passes from the arteries to the veins, while $P_{{CO}_{2}}$ increases.
組織では、血液が動脈から静脈へ通過するにつれて $P_{O_{2}}$ が低下し、 $P_{{CO}_{2}}$ は上昇する。
Blood travels from the lungs to the heart to body tissues, then back to the heart, then the lungs.
血液は肺から心臓、体の組織へと流れ、その後、心臓へ戻り、次いで肺へ流れる。
Blood travels from the lungs to the heart to body tissues, then back to the lungs, then the heart.
血液は肺から心臓、体の組織へと流れ、その後、肺へ戻り、次いで心臓へ流れる。
$P_{O_{2}}$ is higher in air than in the lungs.
$P_{O_{2}}$ は、肺内より外気中のほうが高い。

Solution解き方

Figure 39.13 C

図39.13　C

Review Questions確認問題

Exercises 8–10練習問題 8–10

Exercise 8問題 8

The inspiratory reserve volume measures the ________.

予備吸気量は、＿＿＿＿を表す。

amount of air remaining in the lungs after a maximal exhalation
最大限に息を吐いた後に肺内に残る空気量
amount of air that the lungs holds
肺が収容する空気量
amount of air that can be further exhaled after a normal breath
通常の呼吸の後に、さらに吐き出せる空気量
amount of air that can be further inhaled after a normal breath
通常の呼吸の後に、さらに吸い込める空気量

Solution解き方

Exercise 9問題 9

Of the following, which does not explain why the partial pressure of oxygen is lower in the lung than in the external air?

肺内の酸素分圧が外気より低い理由の説明になっていないものは、次のうちどれか。

Air in the lung is humidified; therefore, water vapor pressure alters the pressure.
肺内の空気は加湿されているため、水蒸気圧によって圧力が変わる。
Carbon dioxide mixes with oxygen.
二酸化炭素が酸素と混ざる。
Oxygen is moved into the blood and is headed to the tissues.
酸素が血液へ移動し、組織へ向かう。
Lungs exert a pressure on the air to reduce the oxygen pressure.
肺が空気に圧力をかけ、酸素の圧力を下げる。

Solution解き方

Exercise 10問題 10

The total lung capacity is calculated using which of the following formulas?

全肺気量を求める式は、次のうちどれか。

residual volume + tidal volume + inspiratory reserve volume
残気量＋一回換気量＋予備吸気量
residual volume + expiratory reserve volume + inspiratory reserve volume
残気量＋予備呼気量＋予備吸気量
expiratory reserve volume + tidal volume + inspiratory reserve volume
予備呼気量＋一回換気量＋予備吸気量
residual volume + expiratory reserve volume + tidal volume + inspiratory reserve volume
残気量＋予備呼気量＋一回換気量＋予備吸気量

Solution解き方

Critical Thinking Questions考察問題

Exercises 11–14練習問題 11–14

Exercise 11問題 11

What does FEV1/FVC measure? What factors may affect FEV1/FVC?

FEV1／FVCは何を測るものか。どのような要因がFEV1／FVCに影響しうるか。

Solution解き方

FEV1/FVC measures the forced expiratory volume in one second in relation to the total forced vital capacity (the total amount of air that is exhaled from the lung from a maximal inhalation). This ratio changes with alterations in lung function that arise from diseases such as fibrosis, asthma, and COPD.

FEV1／FVCは、努力性肺活量全体（最大限に吸気した状態から肺から吐き出す空気の総量）に対する、1秒間の努力呼気量の比を表す。この比は、肺線維症、喘息、COPDなどの疾患による肺機能の変化に伴って変わる。

Exercise 12問題 12

What is the reason for having residual volume in the lung?

肺に残気量があるのはなぜか。

Solution解き方

If all the air in the lung were exhaled, then opening the alveoli for the next inspiration would be very difficult. This is because the tissues would stick together.

英語のヒント

肺内の空気をすべて吐き出すと、次の吸気で肺胞を開くことが非常に難しくなる。組織どうしが貼り付いてしまうためである。

Exercise 13問題 13

How can a decrease in the percent of oxygen in the air affect the movement of oxygen in the body?

空気中の酸素の割合が低下すると、体内での酸素の移動にはどのような影響があるか。

Solution解き方

Oxygen moves from the lung to the bloodstream to the tissues according to the pressure gradient. This is measured as the partial pressure of oxygen. If the amount of oxygen drops in the inspired air, there would be reduced partial pressure. This would decrease the driving force that moves the oxygen into the blood and into the tissues.

P_{O_{2}}

is also reduced at high elevations:

P_{O_{2}}

at high elevations is lower than at sea level because the total atmospheric pressure is less than atmospheric pressure at sea level.

酸素は圧力勾配に従って、肺から血流へ、さらに組織へ移動する。この圧力は酸素分圧として測定する。吸気中の酸素量が減ると、分圧が低下し、酸素を血液や組織へ移動させる駆動力が小さくなる。標高が高い場所でも

P_{O_{2}}

は低くなる。高地では全大気圧が海面での大気圧より低いため、

P_{O_{2}}

も海面より低くなる。

Exercise 14問題 14

If a patient has increased resistance in their lungs, how can this be detected by a doctor? What does this mean?

患者の肺の抵抗が増加している場合、医師はどのように検出できるか。それは何を意味するか。

Solution解き方

A doctor can detect a restrictive disease using spirometry. By detecting the rate at which air can be expelled from the lung, a diagnosis of fibrosis or another restrictive disease can be made.

医師はスパイロメトリーを用いて、拘束性疾患を検出できる。肺から空気を吐き出す速度を測定することで、肺線維症などの拘束性疾患を診断できる。

alveolar

P_{O_{2}}

肺胞

P_{O_{2}}

partial pressure of oxygen in the alveoli (usually around 100 mm Hg)

肺胞内の酸素分圧。通常は約100mmHg。

expiratory reserve volume (ERV)

予備呼気量（ERV）

amount of additional air that can be exhaled after a normal exhalation

通常の呼気後に、さらに吐き出せる空気量。

FEV1/FVC ratio

FEV1／FVC比

ratio of how much air can be forced out of the lung in one second to the total amount that is forced out of the lung; a measurement of lung function that can be used to detect disease states

肺から強く吐き出せる総空気量に対する、1秒間に強く吐き出せる空気量の比。病態の検出に利用できる肺機能の指標。

forced expiratory volume (FEV)

努力呼気量（FEV）

(also, forced vital capacity) measure of how much air can be forced out of the lung from maximal inspiration over a specific amount of time

努力性肺活量ともいう。最大限に吸気した状態から、一定時間内に肺から強く吐き出せる空気量の測定値。

functional residual capacity (FRC)

機能的残気量（FRC）

expiratory reserve volume plus residual volume

予備呼気量と残気量の和。

inspiratory capacity (IC)

最大吸気量（IC）

tidal volume plus inspiratory reserve volume

一回換気量と予備吸気量の和。

inspiratory reserve volume (IRV)

予備吸気量（IRV）

amount of additional air that can be inspired after a normal inhalation

通常の吸気後に、さらに吸い込める空気量。

lung capacity

肺容量

measurement of two or more lung volumes (how much air can be inhaled from the end of an expiration to maximal capacity)

2つ以上の肺気量を合わせた測定値。呼気の終了時から最大容量まで、どれだけ空気を吸い込めるかなどを表す。

lung volume

肺気量

measurement of air for one lung function (normal inhalation or exhalation)

通常の吸気または呼気という、1つの肺機能に対応する空気量の測定値。

partial pressure

分圧

amount of pressure exerted by one gas within a mixture of gases

混合気体の中の1種類の気体が及ぼす圧力。

residual volume (RV)

残気量（RV）

amount of air remaining in the lung after a maximal expiration

最大限に息を吐いた後にも肺内に残る空気量。

respiratory quotient (RQ)

呼吸商（RQ）

ratio of carbon dioxide production to each oxygen molecule consumed

酸素分子の消費量に対する二酸化炭素の産生量の比。

spirometry

スパイロメトリー

method to measure lung volumes and to diagnose lung diseases

肺気量の測定や肺疾患の診断を行う方法。

tidal volume (TV)

一回換気量（TV）

amount of air that is inspired and expired during normal breathing

通常の呼吸で吸ったり吐いたりする空気量。

total lung capacity (TLC)

全肺気量（TLC）

sum of the residual volume, expiratory reserve volume, tidal volume, and inspiratory reserve volume

残気量、予備呼気量、一回換気量、予備吸気量の和。

venous

P_{{CO}_{2}}

静脈血の

P_{{CO}_{2}}

partial pressure of carbon dioxide in the veins (40 mm Hg in the pulmonary veins)

静脈中の二酸化炭素分圧。肺静脈では40mmHg。

venous

P_{O_{2}}

静脈血の

P_{O_{2}}

partial pressure of oxygen in the veins (100 mm Hg in the pulmonary veins)

静脈中の酸素分圧。肺静脈では100mmHg。

vital capacity (VC)

肺活量（VC）

sum of the expiratory reserve volume, tidal volume, and inspiratory reserve volume

予備呼気量、一回換気量、予備吸気量の和。