呼吸は、人体が自分自身とその活動を維持するために必要なエネルギーを得る しかし、どのように動作しますか?
Abstract
呼吸は、化学的および機械的プロセスを使用して、身体のすべての細胞に酸素をもたらし、二酸化炭素を取り除きます。 当社の体に必要な酸素を得るエネルギー燃料のすべての私たちの生活プロセス。 二酸化炭素はそのプロセスの廃棄物です。, 呼吸器系は、その伝導および呼吸ゾーンを有し、環境から肺に空気をもたらし、肺および細胞内の両方でガス交換を容易にする。 看護師は、呼吸の問題を持つ患者の世話をし、潜在的に急性の状況で命を救うことができるように、呼吸がどのように機能するか、呼吸と呼吸パターンのバイタルサインをしっかりと理解する必要があります。
引用:Cedar SH(2018)あなたが取るすべての息:呼吸のプロセスが説明されています。 114:1,47-50.,
著者:SH Cedarは、ロンドンサウスバンク大学保健社会ケア学校の人間生物学の准教授であり、健康のための生物学:日常生活の活動を適用する。
- この記事は、二重盲検ピアレビューされています
- 記事を読むか、ここで印刷に適したPDFをダウンロードするために下にスクロールします
はじめに
緊急事態”. で大きな違いが生じていたことも、よろしくお願いしますって生まれたばかりの赤ちゃんを欲しいということで相談を受次々と亡くなっている。, なぜ呼吸がとても重要なのですか? 私たちがそんなに必要とする息の中には何がありますか? 呼吸を止めるとどうなりますか? これらは明白な質問に見えるかもしれませんが、呼吸のメカニズムはしばしばあまり理解されておらず、健康評価や診断におけるそれらの重要性 この記事では、呼吸の解剖学と生理学について説明します。,
緑の植物とのコラボレーション
私たちは、筋肉を収縮させたり、ニューロンの休息能力を維持したりするなど、私たちの体のすべての活動に燃料を供給するためにエネルギーを必要とし、私たちが使用するエネルギーを得るために働かなければなりません。
緑の植物は太陽光から直接エネルギーを取り、それを炭水化物(糖)に変換します。 しにはできませんが、私たちはエネルギー貯炭水化物燃料その他の反応ているのです。 これを行うには、砂糖と酸素を組み合わせる必要があります。, 従って私達は私達が働くように要求する砂糖および酸素を両方集める必要がある。 実際、私達は私達がエネルギーを作り出す必要がある酸素および砂糖を得る私達のエネルギーの多くを使う。
私たちは緑の植物や緑の植物を食べた動物から炭水化物を供給し、空気から酸素を供給します。 緑の植物は光合成の廃棄物として酸素を放出します;私たちはその酸素を使って代謝反応に燃料を供給し、二酸化炭素を廃棄物として放出します。 植物は炭水化物の炭素源として私たちの廃棄物を使用しています。,
化学結合を壊す
エネルギーを得るためには、糖などの分子の化学結合に含まれるエネルギーを放出しなければなりません。 私たちが食べる食べ物(炭水化物やタンパク質など)は、胃腸管で消化されて、血液中に入るのに十分な小ささの分子(糖やアミノ酸など)になります。 血液は糖を細胞に運び、ミトコンドリアはそれらが含むエネルギーを放出するためにそれらの化学結合を破壊する。 細胞はそのプロセスを実行できるように酸素を必要とします。 私達の体のあらゆる細胞がエネルギーを必要とするので、各自は酸素を必要とする。,
放出されるエネルギーは、三つのリン酸基を含むアデノシン三リン酸(ATP)と呼ばれる化合物に貯蔵される。 活動を行うためにエネルギーが必要な場合、ATPは二つのリン酸基のみを含むアデノシン二リン酸(ADP)に分解されます。 第三のリン酸基とATPとの間の化学結合を破壊すると、大量のエネルギーが放出される。
内外呼吸
私たちの肺は、エネルギーを得るために私たちを可能にするために、血液や心臓血管系を介して外気から細胞に酸素を供給します。, 私たちが呼吸すると、酸素は肺に入り、血液中に拡散します。 それは心臓に運ばれ、細胞にポンプで送られます。 同時に、体の細胞内の糖の分解からの二酸化炭素の廃棄物は、血液に拡散し、血液から肺に拡散し、私たちが呼吸すると排出されます。 あるガス(酸素)が別のガス(二酸化炭素)と交換されます。 このガスの交換は、肺(外部呼吸)および細胞(内部呼吸)の両方で行われる。 図1は、ヒトにおけるガス交換を要約している。,
ソース:ピーター-ラム
肺に空気をもたらす
私たちの呼吸器系は、伝導ゾーンと呼吸ゾーンからなります。 伝導ゾーンは、空気が移動する一連のチューブを介して外部環境から肺に空気をもたらす。 これらは次のとおりである:
- 鼻腔;
- 咽頭(口および鼻腔の後ろの喉の一部)、
- 喉頭(ボイスボックス)、
- 気管(気管);
- 気管支および細気管支。,
肺に空気を伝導する以外に、これらのチューブもまた:
- 入ってくる空気を温める。
- それから小さな粒子をろ過する。
- 肺におけるガス交換を容易にするために、それを湿らせる。
- 肺におけるガス交換を容易にするために、これらのチューブを使用する。
鼻腔には、冷たい鼻に暖かい血液をもたらす多数の小さな毛細血管があります。 血液からの暖かさは、鼻に入る冷たい空気に拡散し、それを温めます。,
咽頭および喉頭(上気道を形成する)および気管(下気道)の内層は、毛または繊毛がほとんどない小さな細胞を有する。 これらの毛は塵のような小さい浮遊粒子を、引っ掛け、肺に達することを防ぎます。
鼻腔、上気道および下気道の内層には、粘液を分泌する杯細胞が含まれています。 それが入ってくると粘液は空気を湿らせ、身体の内部環境により適しています。, それはまた繊毛が肺からそれから上向きにそして掃除する従って肺で引っ掛かられて得るよりもむしろ消化力のための胃に飲み込まれる粒子を このメカニズムの移動捕捉粒子はこのようにしていmucociliaryエスカレーター
肺は風船のようなものです:彼らは自分で膨らませるのではなく、空気が吹き込まれた場合にのみ膨らませます。 私たちは肺に吹き込み、それらを膨らませることができます–これは心肺蘇生に使用される二つの技術の一つです–しかし、それは健康な人の通常の, 私たちは自分で空気を吸い込んで吐き出さなければなりません。 どうやってそれを行うのですか?
肺の空気量を制御する
胸腔(胸部)には二つの肺(右と左)が含まれています。 肺の周囲には肋骨があり、それらを損傷から保護するだけでなく、肋間筋のアンカーとしても機能します。 肺の下には、非常に大きなドーム型の筋肉、横隔膜があります。 これらの筋肉はすべて、頭頂膜および内臓膜(頭頂膜および内臓胸膜とも呼ばれる)によって肺に付着している。,
頭頂膜は筋肉に付着し、内臓膜は肺に付着する。 これら二つの膜、胸水の間の液体は、ガラスの窓ガラスがぬれたとき一緒に付くようにちょうどそれらを一緒に付けます。
内臓膜が肺を覆い、その一部であり、胸水によって頭頂膜にくっついているので、胸郭の筋肉が動くと、肺はそれらとともに動く。, 空気が膜の間に入ると、筋肉はまだ収縮してリラックスすることができますが、もはや肺に付着しなくなり、肺が崩壊します。 胸膜腔内の空気のこの異常なコレクションは、気胸と呼ばれています。 胸水の液体が感染すると、その人は胸膜炎を発症する。
肋間筋が収縮すると、それらは胸腔から上に移動して離れる。 横隔膜が収縮すると、腹部に向かって下に移動します。, この筋肉の動きにより、肺が膨張し、ベローズ(吸入)のように空気で満たされます。 逆に、筋肉が弛緩すると、胸腔が小さくなり、肺の容積が減少し、空気が排出される(呼気)。
同じ圧力
胸筋が収縮すると、肺の容積が拡大するので、その内部の圧力が突然少なくなります。 すでに肺の中の空気はより多くのスペースを持っているので、同じ圧力で肺の壁に押し付けられていません。 圧力を同じにするために、圧力が内側と外側が同じになるまで空気が突入します。, 逆に、筋肉が弛緩すると、肺の容積が減少し、肺の空気はより少ないスペースを有し、高圧に今ある、従って圧力が等しくなるまで空気は排出される。 要するに:
- 体積(V)が増加すると、圧力(P)が減少し、空気が肺に突入する–私たちは吸い込む。
- Vが減少すると、pが増加し、空気が肺から絞り出され
ガス交換
伝導ゾーンの仕事は、途中で空気を温め、湿らせ、ろ過しながら肺に空気を入れることです。, 空気が呼吸ゾーン(肺胞管および肺胞で構成される)に入ると、外部ガス交換が行われる(図2)。
ソース:ピーターラム
肺には、肺胞と呼ばれる気嚢を形成する薄い層の細胞が含まれており、それぞれが心臓から出てくる肺動脈にリンクされている肺 肺胞は液体分泌物(肺サーファクタント)によって開いたままにされているので、空気が肺から排出されるときに一緒にくっつかない。, 未熟児は十分な肺界面活性剤を持っていないので、肺に噴霧する必要があります。
吸入中、各肺胞は、窒素(ほぼ80%)、酸素(ほぼ20%)、および0.04%の二酸化炭素を含む他のガスを含む様々なガスを含む空気を受け取る。, その後、拡散の原理を用いて、外部ガス交換が行われる:
- 酸素は、肺に高濃度の酸素があり、血液中に低濃度であるため、肺胞から肺毛細管に拡散する。
- 二酸化炭素は、血液中に高濃度の二酸化炭素があり、肺に低濃度であるため、肺毛細管から肺毛細管に拡散する。
- 窒素は、両方の方法で拡散する。,
言い換えれば、高濃度の酸素を吸い込み、それが肺から血液中に拡散し、高濃度の二酸化炭素が血液から肺に拡散し、吐き出します。 血液中に入ると、酸素は赤血球のヘモグロビンに結合し、肺静脈を通って心臓に運ばれ、全身血管系に送り込まれ、最終的には体のすべての細胞に運
呼吸を制御する
私たちが呼吸していない主な手がかりは、二酸化炭素の蓄積ほど酸素の不足ではありません。, 私たちの筋肉が活動を行うとき、酸素が使い果たされ、二酸化炭素–廃棄物–が細胞内に蓄積します。 筋肉活動の増加は、酸素の使用の増加、グルコース形成ATPの産生の増加、およびしたがって二酸化炭素のレベルの増加を意味する。
二酸化炭素は細胞から血液中に拡散する。 脱酸素化された血液は、静脈によって心臓に向かって運ばれます。 それは心臓の右側に入り、肺系にポンプで送られる。 二酸化炭素は肺に拡散し、私達が吐き出すと同時に排出されます。,
脱酸素化された血液が静脈を移動する間、脳および血管(化学受容体)の検出器は血液のpHを測定します。 脳内に位置する中央化学受容体は、血液中のpH変化に特に敏感であるため、呼吸のコントロールセンターを構成します。, 二酸化炭素のレベルが上がると同時に、血pHは落ちます;これは中央化学受容体によって取られ、フィードバックのメカニズムによって、呼吸を変えるた
呼吸を変える
私たちは私たちの活動に合わせて呼吸を変えます。 き骨格筋を用いてエネルギーおよびそのために必要なのは砂糖と酸素からなる。 筋肉に酸素およびブドウ糖を持って来、二酸化炭素を取り除くよい血液の供給があります。, 筋肉がより多く動くにつれて–例えば、歩くことから走ることに行くと–心臓はより速くポンプでくみ、血液供給を増加させ(心拍数を増加させ)、より速く呼吸してより多くの酸素を血液中に入れる(呼吸数を増加させる)。呼吸数は、必要な酸素の量に合わせて増加または減少させることができる。 呼吸数を増加させるために、肺のエフェクターはより速く換気するために誘発される(吸い込み、吐き出す)、従って二酸化炭素は取除かれ、酸素はよりすぐ, 同時に、脳はより速く鼓動するために心臓にメッセージを送り、酸素化された血液をより迅速に細胞に送り出します。 呼吸の深さはまた空気のより大きくかより小さい容積が肺に取られるように変えることができます。
呼吸数は呼吸バイタルサイン(ボックス1)の一つです。 呼吸器系の問題を診断するには、これらのバイタルサインを安静時および仕事中に測定する必要があります(Cedar、2017)。 患者が測定されると言われるとき、彼らは通常、通常よりも遅くまたは速く呼吸し始めるので、呼吸数は測定するのが難しいです。, 看護師が患者に体温を測定し、同時に呼吸数を測定することを伝えることは有益かもしれません。
ボックス1. 呼吸のバイタルサイン
- 呼吸数(RR)–毎分の呼吸数。,肺活量計を使用して測定することができるpacities(呼吸の深さそして容積)、:
- Vital capacity=ERV+TV+IRV
- Inspiratory capacity=TV+IRV
- Functional residual capacity=ERV+RV
- Total lung capacity=RV+ERV+TV+IRV
- 酸素飽和度:血の総ヘモグロビンに対する酸素飽和ヘモグロビンのパーセント(およそ98%低い飽和は、rrおよび/または肺容量を増加させる
安静時の呼吸速度および深さを正確に測定することは、肺機能および酸素流量の重要な尺度, 呼吸速度と安静時の深さの変化は、身体の物理的な変化についてだけでなく、私たちの心の状態と私たちの感情が私たちの呼吸に影響を与えるので、
呼吸の寿命
私たちの呼吸バイタルサインは、私たちの活動に応じて一日の過程で変化するだけでなく、私たちの生涯の過程でも変化します。
出生前に、胚および胎児は母親の血液から胎盤を通して酸素を引き出す。, ヘモグロビンの変更は生れの後で空気で見つけるより低い集中で血からの酸素を取ることを胚/胎児が可能にするために起こります。 出生直後、新生児は血液から酸素を引き出すことから肺を膨らませて空気を取り込むことに切り替えなければならない(Schroeder and Matsuda、1958;Rhinesmith et al、1957)。
赤ちゃんは成人よりもはるかに速い心拍数と呼吸数を持っています:肺が小さいため、毎分約40回の呼吸を取ります(Royal College of Nursing、2017)。, 心拍数および呼吸数は、肺が膨張および収縮することが少なくなることもあるため、年齢が進むにつれて遅くなります。 年齢とともに弾力性が低下すると、骨格筋だけでなく平滑筋や心筋もすべての筋肉が伸縮する速度を低下させます(Sharma and Goodwin、2006)。
私たちが死ぬとき、死の兆候の一つは呼吸の停止です。 酸素は血液中に拡散しなくなり、ATPが使い果たされ、より多くを合成することができなくなるにつれて、チアノーゼになります。 私達はエネルギーを使い果たし、ボディのプロセスすべては止まる。, 脳では、電位差(ボルト単位で測定)はニューロンの内外で同じになり、電気的活動が停止します。 脳は、生命を維持するために必要な不随意活動を含むすべての活動を停止します。
呼吸状態
医療専門家は、どのような状況でも呼吸に問題がある患者に遭遇する可能性があります。,慢性閉塞性肺疾患–多くの場合、喫煙や汚染によって引き起こされる;
肺疾患はどの年齢でも現れることがありますが、感受性は年齢とともに増加します。
- 肺の弾力性が低下します。
- 私たちの生命能力が低下します。
- 私たちの血中酸素レベルが低下します。
- 二酸化炭素の刺激効果が減少します。
- 気道感染のリスクが高まります。
呼吸緊急事態
急速に悪化している患者は直ちに評価されなければならず、看護介入は回復を確実にするために長い道のりを歩むことができる(Fournier、2014)。, 急性の状況では、最初の介入の一つは、空気が肺に引き込まれることができるように気道(上気道)が明確であることを確認することです。 これがABCDEチェックリストの最初のステップです。 ABCDEは、気道、呼吸、循環、障害、曝露の略である。
ABCDEアプローチは、ここでより詳細に概説されています。
正常に呼吸できないことは非常に悲惨であり、人が苦しむほど、呼吸が損なわれる可能性が高くなります。, 私たちの肺の一つが崩壊した場合、我々はそれなしで管理することができますが、我々は少なくとも一つの機能肺が必要です。 私達は私達が絶えず使用する私達の体で貯えられるATPの約90秒の価値を有する、従って私達は酸素を得られる必要がある。
重要な呼吸徴候と人間の呼吸パターン(ボックス2)をしっかりと理解することが重要です。 このようなノウハウを武器に、看護師は急性の変化に迅速に反応し、潜在的に命を救い、健康を回復することができます(Fletcher、2007)。
ボックス2。,iesは、分子中の化学結合を破壊することによって得られます
フレッチャー-M(2007)看護師は呼吸ケアの道をリードしています。 103:24,42.
fournier M(2014)呼吸不全患者のケア。 今日のアメリカの看護師;9:11.
ノイマン-ミスター(2011年)。 IEEEパルス;2:1,39-44.
Rhinesmith HS et al(1957)ヒトジニトロフェニル(DNP)グロビンの加水分解に関する定量的研究:正常成人ヒトヘモグロビンにおけるポリペプチド鎖の数と種類。 アメリカ化学協会のジャーナル;79:17、4682-4686。,
ロイヤル-カレッジ-オブ-ナーシング(2017)幼児、子供、若者のバイタルサインを評価、測定、モニタリングするための基準。 ロンドン:RCN。
Schroeder WA,Matsuda G(1958)ヒト胎児ヘモグロビンのN末端残基。 アメリカ化学協会のジャーナル;80:6、1521。
Sharma G,Goodwin J(2006)老化が呼吸器系の生理学および免疫学に及ぼす影響。 老化における臨床的介入;1:3,253-260.
コメントを残す