なぜ呼吸は止められるか

徹底解剖！ 呼吸は、かくも面白い

“麻酔を核とした総合誌”LiSAの、「眠りのバイオロジー」に続く増刊第2弾。ホメオスタシスに重要な意味をもつ“呼吸”のさまざまな側面にスポットを当て、そのことで呼吸の全体像、ホメオスタシスを理解しようという試み。オムニバス形式で全24章の構成。教科書的な記述ではなくLiSAならではの切り口によって、“呼吸”の面白さが存分に引き出されている。

1．呼吸と心：呼吸 ?心理・哲学・東洋思想：キーワードはセロトニン呼と吸坐禅の呼吸法と大脳皮質活動呼吸法は爽快な心を演出するセロトニン神経の活性化をとらえる釈迦は理解していたセロトニン神経の心身への影響パニック発作とセロトニン神経 心の三原色（三つの神経系）東洋思想の「気」と西洋医学の「精気論」2．呼吸と心：揺らぎをもつ換気運動が描く呼吸の新しい力学描像揺らぎに見いだされたフラクタル構造運動の揺らぎとトレンド揺らぎのある換気運動の運動方程式：Nelson-Mead方程式Nelson-Mead方程式が描く呼吸の力学的描像機械論的パラダイムから生命論的パラダイムへ干渉する換気運動：呼吸の量子力学3．形態構造と換気力学：肺の形態と機械特性 ?フラクタル構造に立脚して?フラクタル解析とはCOPD患者におけるフラクタル解析の役割Elastic Spring Network Modelによるシミュレーション4．形態構造と換気力学：chest wallと肺 ?相互関係の異変と修復?chest wallとの出合いchest wallと肺の関係chest wallと肺の異常な関係の修復chest wallそのものの異変と修復5．形態構造と換気力学：呼吸筋とその疲労呼吸筋は二重の調節を受けている呼吸筋は疲労する呼吸筋疲労を起こす因子呼吸筋疲労の治療6．形態構造と換気力学：人間はどこまで呼吸の音を解き明かしたか?呼吸音，聴診，打診?呼吸にまつわる三つのテーマ呼吸音聴診打診胸郭の中からのノック音7．呼吸調節：統合制御システムとしての呼吸調節系ー古典編ー反射性呼吸調節化学性呼吸調節低酸素性呼吸抑制8．呼吸調節：呼吸リズム生成とカオス呼吸リズムとその調節因子の進化史呼吸リズムの形成の核となる領域呼吸中枢研究におけるin vitro標本の進化呼吸リズムの形成機序に関する学説呼吸リズムの同期現象における電気シナプスの重要性中枢化学感受性はどこに？呼吸リズムのカップルド・オッシレータ仮説呼吸リズムはカオスか？9．呼吸調節：呼吸調節四方山話【臨床的な問題点：呼吸調節を修飾する因子】喉頭痙攣咽喉頭部の受動的閉鎖と「麻酔時」無呼吸気管支痙攣しゃっくり自発過換気と肺塞栓無呼吸テストのやり方【呼吸調節研究の歴史：呼吸調節の二酸化炭素依存性が決まるまで】ガレノスの脊髄離断実験化学調節の創始からMiescher-Ruschの二酸化炭素作用示唆までHaldaneが二酸化炭素の作用を確立10．呼吸調節：呼吸調節異常とその病態生理呼吸循環中枢の役割呼吸の営みは複雑だからおもしろい無呼吸はなぜ起こるのか ？無呼吸が起こると何が問題か ？SASの臨床症状SASは肥満に多い：“少年Joe”はあなたの周りにいる呼吸中枢機能の低下と呼吸困難感呼吸中枢の過敏性：過呼吸症候群11．呼吸調節：行動性呼吸調節共同運動パターンの違いは何で決まる正常呼吸しゃっくり嘔吐欠伸咳と無呼吸12．特殊環境下での呼吸：水中・高気圧環境下での呼吸【息こらえ潜水】圧力の影響息こらえ潜水における深度限界潜水中のblood shift息こらえ時間の限界浅海失神shallow water black out【高気圧環境下における呼吸】環境圧潜水呼吸ガス密度の増大による呼吸抵抗の増大潜水によって起こる二酸化炭素蓄積性の頭痛大気圧復帰時（減圧時）に発症する肺過膨張症候群13．特殊環境下での呼吸：運動と呼吸運動時換気応答運動時換気亢進のメカニズム運動時呼吸調節のoverall concepts14．特殊環境下での呼吸：麻酔と呼吸【麻酔薬による換気調節への影響】相互作用として働く呼吸調節代謝状態を考慮して呼吸抑制を判断する麻酔下でのCO2応答と低酸素応答CO2無呼吸閾値のとらえ方各種麻酔薬の呼吸調節系への影響術後の低酸素応答抑制の臨床的意義【麻酔薬による換気力学への影響】換気力学力学モデル力学モデルの測定方法吸入麻酔薬の効果肺気量・換気パターンに対する麻酔の影響15．比較呼吸生理学呼吸器の獲得がもたらしたこと無脊椎動物の多様な呼吸器脊椎動物の呼吸16．細胞呼吸生命の炎?呼吸細胞呼吸の歴史完璧なリサイクルシステム緩やかな酸化，または制御された燃焼エネルギー工場とエネルギー通貨：ミトコンドリアとATP化学説と化学浸透説?胃液分泌と同じ？細胞内のO2環境は先カンブリア代と同じ：O2は猛毒酸素毒性と活性酸素種一酸化窒素（NO）は諸刃の剣？酸素供給と消費とのバランス中途半端はかえってよくない！細胞呼吸に関係する疾患エネルギー調節系細胞呼吸の測定17．呼吸感覚と呼吸困難感呼吸感覚の神経生理学呼吸感覚のpsychophysics大脳皮質による行動性調節（意識的呼吸）18．睡眠と呼吸：発達・加齢から見た睡眠時の呼吸睡眠時の呼吸パターン：加齢に伴う変化咽頭気道はどのように維持されるか：神経性咽頭気道維持機構の働き咽頭気道はどのように維持されるか：解剖学的構造の重要性咽頭気道の開存性変化を考えるモデル加齢に伴う咽頭の解剖学的構造の変化を支持するデータ加齢に伴う咽頭気道の神経性調節機構の変化を支持するデータ加齢に伴う咽頭気道の開存性と睡眠時異常呼吸の頻度の変化19．睡眠と呼吸：顎顔面形態から見た日本人の睡眠時の呼吸：“北方モンゴロイド”と“南方モンゴロイド”肥満でないヒトにも潜む“睡眠時無呼吸症候群”動物社会とヒトのいびき日本人のOSAS日本人の顔の成り立ち食生活の変化は何をもたらしたか20．睡眠と呼吸：遺伝子生理学から見た睡眠時の呼吸whole body plethysmograph法による呼吸測定と脳波筋電図の同時記録によるマウスの睡眠時無呼吸研究whole body plethysmograph法による呼吸測定と脳波筋電図の同時記録を用いたオレキシン欠損マウス研究?sleepmedicineの発展21．呼吸の分子生物学・細胞生物学：呼吸中枢研究の最前線：細胞・分子レベルのアプローチ呼吸中枢が担う使命と研究課題中枢神経系は“情報処理器管”呼吸中枢研究の新しい動向イオンチャネルの仕組みと役割イオンチャネルの分類膜コンダクタンスによる神経間伝達情報の修飾イオンチャネルの研究方法：パッチ・クランプ法呼吸性ニューロン研究のための新しい標本呼吸制御システム研究の新しい方策呼吸中枢において現在注目されているイオンチャネルと受容体22．呼吸の分子生物学：現在と未来分子遺伝学の医療へのインパクト分子遺伝学の医学へのインパクト生理学の立場から見た今後の課題23．肺移植と呼吸肺移植の現状移植直後の最大の難関：虚血再灌流肺損傷の発生呼吸困難感の軽減肺移植で失う肺の機能脱神経の影響神経系の機能はもどらないのか？喘息は移植される？急性期管理が慢性拒絶反応に影響する？慢性拒絶反応のなぞ24．呼吸ガス?物理化学的性状と生物学的意義酸素血液中の二酸化炭素（CO2）血液によるCO2運搬炭酸脱水酵素の局在とCO2輸送およびCO2?HCO3?緩衝系