呼吸器疾患は.人間の最も一般的な疾患の一つである。中でも慢性気管支炎.肺気腫.喘息.結核などは再発しやすいため.呼吸器系の機能障害を引き起こし.運動能力や日常生活に影響を及ぼしたり.他の器官の機能異常と結びつき.重症の場合は身体障害に至ることもあります。呼吸器疾患のリハビリテーションとして運動療法は非常に有効な方法である。本稿では.呼吸器疾患患者が簡便な自己運動とリハビリテーションを実施できるよう.呼吸器系の解剖学・生理学から運動療法の基本原理と方法.各種呼吸器疾患に対する具体的な治療計画について説明する。
I. 呼吸の基礎知識
1.呼吸とは何か？呼吸」とは.肺からガスを排出することで.主に二酸化炭素を排出します。「吸気」とは.新鮮な空気を肺に吸い込むことで.主に空気中の酸素を取り込むことだと.ほとんどの人が知っています。呼吸のプロセスは.生命活動の基本です。
表面上.呼吸の主な臓器は肺です。しかし.吸い込んだ酸素と吐き出した二酸化炭素は.主に肺で作られたり.消費されたりしているわけではありません。酸素はエネルギー物質の「燃焼」に直接関与し.「燃焼」の重要な産物が二酸化炭素であり.これはガス代謝と呼ばれる生理的過程である。身体のエネルギー代謝は.石炭の燃焼に似ています。酸素が不足すると石炭の火は強くなく.酸素がなければ火は消えてしまいますが.酸素が十分にあれば石炭は完全に燃焼して最大の熱を生み出すことができます。体の代謝エネルギーの材料は石炭ではなく.グリコーゲン.糖分.脂肪などである。それらの「燃焼」には.酸素の参加が必要です。呼吸が止まり.酸素が吸えなくなり.二酸化炭素が排出されなくなり.生命は停止してしまう。人間は食べ物がなくても数日は生きられるが.酸素がなければ数分しか生きられない。酸素の消費量はエネルギー代謝の度合いに関係するため.体の酸素吸収能力はエネルギー代謝の度合いに直結する。呼吸.循環.運動機能は.呼吸ガスの測定によって体内に吸収された酸素の量を知ることで.医学的に評価することができる。
身体は.外界から「輸入」される酸素と「輸出」される二酸化炭素のバランスを保っている。輸入」された酸素が不足すると.胸が苦しくなる.息苦しい.めまいがする.顔が青くなるなどの低酸素の症状が出る。輸入した酸素の管理は非常に厳しい。酸素は体内に貯めておくことができません。低酸素状態でなければ.「輸入」した酸素を増やすことはできず.たとえ酸素を吸入しても効果はありません。したがって.酸素不足の状態では.酸素は生体にとって何の価値もないのです。健常者や軽度の呼吸器疾患の患者さんは.静かな状態では低酸素にならないので.この時の酸素吸入は有益ではなく.他の問題が起こる可能性が高くなります。一方.「出口」の二酸化炭素が不足すると.体内の酸が蓄積され.呼吸性アシドーシスになることがあります。出口」の二酸化炭素が過剰になるのは.過呼吸.ストレス.心気症発作などの場合に見られ.手足のしびれ.めまいなどの症状として現れる呼吸性アルカローシスになる可能性があります。呼吸はバランスがとれている方がよく.多すぎても少なすぎても生体にはよくありません。
2.運動能力と呼吸の関係：運動はエネルギーを消費する必要があり.その際.酸素も消費する必要があります。運動時の酸素摂取量は.運動時に消費されるエネルギーを表し.人間の運動レベルの指標として利用することができる。人間の運動時の最大酸素摂取量が多いほど.運動能力が高いと言えます。アスリートは一般人に比べて.最大酸素摂取量がかなり多い。そして.長時間運動をしないと.筋肉の代謝が悪くなり.酸素摂取量が著しく減少する。呼吸器系.循環器系の両疾患を持つ患者や運動不足の人では.酸素摂取量が減少します。大筋群のパワーエクササイズ・トレーニングは.有酸素性代謝能力を向上させる運動法である。呼吸器系リハビリテーションの最終目標は.身体の代謝を改善し.運動能力を向上させることである。したがって.有酸素運動トレーニングが呼吸リハビリテーションに及ぼすプラスの効果を無視することはできません。
3.吸入した酸素はどのように組織に到達するか：肺と気管支が最初のリンク：空気は気管を通って肺に吸入され.肺血管とのガス交換が行われます。ガス交換前の血液は暗赤色の静脈血.ガス交換後の血液は明赤色の動脈血となる。循環器系は2番目のリンクで.血液はガスを運ぶ役割を果たし.心臓は血液ポンプとして動脈に血液を送り込み.組織に伝達し.組織がガス交換をした後.静脈を通って心臓に戻る。といった具合です。したがって.循環器と血液の機能は.ガス代謝の過程にも直接影響する。体内組織のエネルギー消費量と酸素摂取能力は.第3のリンクである。体組織のエネルギー消費レベルが低かったり.酸素を取り込む能力が低ければ.呼吸にも影響が出ます。もちろん.呼吸は単純な肺の機能ではありません。生理学では.呼吸を内呼吸と外呼吸の2つのプロセスに分類しています。外呼吸は.外気を体内に取り入れるプロセスです。内呼吸は.体内に入ったガスが体内で交換.運搬.代謝されるプロセスである。この2つは相互に関連しており.共に生体の呼吸プロセスに影響を与える。生理機能の観点からは.内呼吸過程は外呼吸過程と同様に重要であるが.見落とされがちである。
4.呼吸の扉：外呼吸の「扉」は鼻腔.口腔.喉頭蓋.喉頭であり.これらの構造の主な機能は.気道に不利な要素をできるだけ排除することである。鼻腔と口腔は奥でつながっており.最終的には咽頭を通って気管に到達する。鼻の役割は嗅覚だけではありません。鼻腔はかなり湾曲しており.中央に鼻中隔があり.鼻腔外壁には鼻甲介という3つのひだがあり.これが鼻腔を上・中・下の3つの管に分割している。鼻腔の空洞壁には.血管や発達した粘液腺が豊富にあり.太くて短い鼻毛も生えています。血管はたくさんのヒーターのようなもので.吸い込んだ冷たい空気の温度を素早く上昇させる。粘液腺は噴霧器のようなもので.吸い込んだ空気を湿らせるのに役立ち.鼻毛はフィルターの役割を果たし.空気中の塵や異物を遮断して肺の汚染を軽減してくれるのだ。したがって.鼻呼吸をすることで.吸い込んだ空気の温度や湿度を比較的一定に保つことができ.外部の気候変動による呼吸器への刺激を軽減することができます。もちろん.一般的に鼻呼吸を奨励すべきなのは言うまでもありません。しかし.鼻甲介は血管が非常に豊富で.外部の細菌やほこりにさらされることが多いため.感染しやすく.肥大化しやすいのです。風邪をひいたときの鼻の症状としては.まず鼻水や鼻づまりがありますが.これは鼻 turbinates の肥大と粘液の分泌の増加を反映しています。このとき.呼吸路は非常に狭くなり.さらに激しい運動時には鼻腔も相対的に狭く見えるようになり.生体はそれを補うために他の呼吸路を選択しなければならないが.最も有効な追加チャネルは口腔である。
口腔は鼻腔よりはるかに広いので.呼吸の際に流動性がある。しかし.口腔にはろ過の機能がない。同時に.気流が速すぎるため.空気を温めたり湿らせたりする作用があまりなく.呼吸時に好ましくないガスを肺に吸い込む危険性がある。口腔の役割は.非常時の出入り口として使われる「平和の扉」に例えることができる。呼吸器の運動やリハビリテーションにとって.口腔の特別な役割は.口唇を任意の大きさに調節することができるため.呼吸抵抗を制御することができ.慢性肺気腫の患者さんの訓練に大きな価値があります。
咽頭は.口腔.鼻腔.喉頭をつなぐとともに.消化管上端と気管を拡大し交差させた部分である。咽頭の表面には.血管や粘液腺やリンパ組織を含む粘膜が豊富にあり.呼吸器系を保護する一定の機能を有している。扁桃腺と咽頭のリンパ系は.外からの細菌の侵入に対してある程度防御することができる。しかし.これらの部位が慢性的に感染した場合.再び呼吸器の慢性細菌感染の原因となることがあります。
咽頭の下には.喉頭と声帯があります。喉頭は.美しい音を出すための調音器官であるだけでなく.呼吸器や消化管の「降り口」としての役割も担っています。喉頭には.軟骨と粘膜で構成された喉頭蓋という非常に繊細な装置があります。喉頭蓋を制御する筋肉は横紋筋なので.人の主観で制御することができる。息を吸うときは.喉頭蓋が喉仏の上に設置され.食道を閉じて消化管にガスが入らないようにする。食べるときは.喉頭蓋が逆さになり.気管口をしっかり塞いで食べ物が気管に入らないようにします。神経麻痺や炎症などで喉頭蓋に異常があると.食事の際に気管に食べ物を吸い込み.炎症を起こして気管が閉塞してしまうこともあります。高齢者は神経の調節機能が低下しているため.喉頭蓋の制御機能が低下しやすく.食事中に急に気が散って喉頭蓋の機能が制御できなくなり.窒息や咳をすることもあります。慢性肺気腫の患者さんでは.病気の発作を誘発する可能性を減らすために.窒息や咳をしないように特に注意する必要があります。また.喉頭蓋のコントロールは.咳をする際のポイントの一つです。喉頭蓋のコントロールがうまくいかないと.咳の異常が起こります。
喉頭蓋の下にある第二の扉は.声帯です。声門は左右の声帯で制御される真の調音器官であり.呼吸に直接影響を与えることはほとんどありません。声帯の下には気管があります。
(I)
呼吸器疾患は.人間の最も一般的な病気の一つです。誰もが一生のうちに経験する呼吸器疾患ですが.中でも慢性気管支炎.肺気腫.喘息.結核などは再発しやすいため.呼吸器の機能不全に陥り.運動能力や日常生活に影響を与えるとともに.他のシステムの機能異常と結合して.重症の場合は身体障害に至ることがあります。
呼吸器疾患のリハビリテーションとして運動療法は非常に有効な方法である。本稿では.呼吸器疾患患者が簡便な自己運動とリハビリテーションを実施できるよう.呼吸器系の解剖学・生理学から運動療法の基本原理と方法.各種呼吸器疾患に対する具体的な治療計画について解説する。
I. 呼吸の基礎知識
1.呼吸とは何か？呼吸」とは.肺からガスを排出することで.主に二酸化炭素を排出します。「吸気」とは.新鮮な空気を肺に吸い込むことで.主に空気中の酸素を取り込むことだと.ほとんどの人が知っています。呼吸のプロセスは.生命活動の基本です。
表面上.呼吸の主な臓器は肺です。しかし.吸い込んだ酸素と吐き出した二酸化炭素は.主に肺で作られたり.消費されたりしているわけではありません。酸素はエネルギー物質の「燃焼」に直接関与し.「燃焼」の重要な産物が二酸化炭素であり.これはガス代謝と呼ばれる生理的過程である。身体のエネルギー代謝は.石炭の燃焼に似ています。酸素が不足すると石炭の火は強くなく.酸素がなければ火は消えてしまいますが.酸素が十分にあれば石炭は完全に燃焼して最大の熱を生み出すことができます。体の代謝エネルギーの材料は石炭ではなく.グリコーゲン.糖分.脂肪などである。それらの「燃焼」には.酸素の参加が必要です。呼吸が止まり.酸素が吸えなくなり.二酸化炭素が排出されなくなり.生命は停止してしまう。人間は食べ物がなくても数日は生きられるが.酸素がなければ数分しか生きられない。酸素の消費量はエネルギー代謝の度合いに関係するため.体の酸素吸収能力はエネルギー代謝の度合いに直結する。呼吸.循環.運動機能は.呼吸ガスの測定によって体内に吸収された酸素の量を知ることで.医学的に評価することができる。
身体は.外界から「輸入」される酸素と「輸出」される二酸化炭素のバランスを保っている。輸入」された酸素が不足すると.胸が苦しくなる.息苦しい.めまいがする.顔が青くなるなどの低酸素の症状が出る。輸入した酸素の管理は非常に厳しい。酸素は体内に貯めておくことができません。低酸素状態でなければ.「輸入」した酸素を増やすことはできず.たとえ酸素を吸入しても効果はありません。したがって.酸素不足の状態では.酸素は生体にとって何の価値もないのです。健常者や軽度の呼吸器疾患の患者さんは.静かな状態では低酸素にならないので.この時の酸素吸入は有益ではなく.他の問題が起こる可能性が高くなります。一方.「出口」の二酸化炭素が不足すると.体内の酸が蓄積され.呼吸性アシドーシスになることがあります。出口」の二酸化炭素が過剰になるのは.過呼吸.ストレス.心気症発作などの場合に見られ.手足のしびれ.めまいなどの症状として現れる呼吸性アルカローシスになる可能性があります。呼吸はバランスがとれている方がよく.多すぎても少なすぎても生体にはよくありません。
2.運動能力と呼吸の関係：運動はエネルギーを消費する必要があり.その際.酸素も消費する必要があります。運動時の酸素摂取量は.運動時に消費されるエネルギーを表し.人間の運動レベルの指標として利用することができる。人間の運動時の最大酸素摂取量が多いほど.運動能力が高いと言えます。アスリートは一般人に比べて.最大酸素摂取量がかなり多い。そして.長時間運動をしないと.筋肉の代謝が悪くなり.酸素摂取量が著しく減少する。呼吸器系.循環器系の両疾患を持つ患者や運動不足の人では.酸素摂取量が減少します。大筋群のパワーエクササイズ・トレーニングは.有酸素性代謝能力を向上させる運動法である。呼吸器系リハビリテーションの最終目標は.身体の代謝を改善し.運動能力を向上させることである。したがって.有酸素運動トレーニングが呼吸リハビリテーションに及ぼすプラスの効果を無視することはできません。
3.吸入した酸素はどのように組織に到達するか：肺と気管支が最初のリンク：空気は気管を通って肺に吸入され.肺血管とのガス交換が行われます。ガス交換前の血液は暗赤色の静脈血.ガス交換後の血液は明赤色の動脈血となる。循環器系は2番目のリンクで.血液はガスを運ぶ役割を果たし.心臓は血液ポンプとして動脈に血液を送り込み.組織に伝達し.組織がガス交換をした後.静脈を通って心臓に戻る。といった具合です。したがって.循環器と血液の機能は.ガス代謝の過程にも直接影響する。体内組織のエネルギー消費量と酸素摂取能力は.第3のリンクである。体組織のエネルギー消費レベルが低かったり.酸素を取り込む能力が低ければ.呼吸にも影響が出ます。もちろん.呼吸は単純な肺の機能ではありません。生理学では.呼吸を内呼吸と外呼吸の2つのプロセスに分類しています。外呼吸は.外気を体内に取り入れるプロセスです。内呼吸は.体内に入ったガスが体内で交換.運搬.代謝されるプロセスである。この2つは相互に関連しており.共に生体の呼吸プロセスに影響を与える。生理機能の観点からは.内呼吸過程は外呼吸過程と同様に重要であるが.見落とされがちである。
4.呼吸の扉：外呼吸の「扉」は鼻腔.口腔.喉頭蓋.喉頭であり.これらの構造の主な機能は.気道に不利な要素をできるだけ排除することである。鼻腔と口腔は奥でつながっており.最終的には咽頭を通って気管に到達する。鼻の役割は嗅覚だけではありません。鼻腔はかなり湾曲しており.中央に鼻中隔があり.鼻腔外壁には鼻甲介という3つのひだがあり.これが鼻腔を上・中・下の3つの管に分割している。鼻腔の空洞壁には.血管や発達した粘液腺が豊富にあり.太くて短い鼻毛も生えています。血管はたくさんのヒーターのようなもので.吸い込んだ冷たい空気の温度を素早く上昇させる。粘液腺は噴霧器のようなもので.吸い込んだ空気を湿らせるのに役立ち.鼻毛はフィルターの役割を果たし.空気中の塵や異物を遮断して肺の汚染を軽減してくれるのだ。したがって.鼻呼吸をすることで.吸い込んだ空気の温度や湿度を比較的一定に保つことができ.外部の気候変動による呼吸器への刺激を軽減することができます。もちろん.一般的に鼻呼吸を奨励すべきなのは言うまでもありません。しかし.鼻甲介は血管が非常に豊富で.外部の細菌やほこりにさらされることが多いため.感染しやすく.肥大化しやすいのです。風邪をひいたときの鼻の症状としては.まず鼻水や鼻づまりがありますが.これは鼻 turbinates の肥大と粘液の分泌の増加を反映しています。このとき.呼吸路は非常に狭くなり.さらに激しい運動時には鼻腔も相対的に狭く見えるようになり.生体はそれを補うために他の呼吸路を選択しなければならないが.最も有効な追加チャネルは口腔である。
口腔は鼻腔よりはるかに広いので.呼吸の際に流動性がある。しかし.口腔にはろ過の機能がない。同時に.気流が速すぎるため.空気を温めたり湿らせたりする作用があまりなく.呼吸時に好ましくないガスを肺に吸い込む危険性がある。口腔の役割は.非常時の出入り口として使われる「平和の扉」に例えることができる。呼吸器の運動やリハビリテーションにとって.口腔の特別な役割は.口唇を任意の大きさに調節することができるため.呼吸抵抗を制御することができ.慢性肺気腫の患者さんの訓練に大きな価値があります。
咽頭は.口腔.鼻腔.喉頭をつなぐとともに.消化管上端と気管を拡大し交差させた部分である。咽頭の表面には.血管や粘液腺やリンパ組織を含む粘膜が豊富にあり.呼吸器系を保護する一定の機能を有している。扁桃腺と咽頭のリンパ系は.外からの細菌の侵入に対してある程度防御することができる。しかし.これらの部位が慢性的に感染した場合.再び呼吸器の慢性細菌感染の原因となることがあります。
咽頭の下には.喉頭と声帯があります。喉頭は.美しい音を出すための調音器官であるだけでなく.呼吸器や消化管の「降り口」としての役割も担っています。喉頭には.軟骨と粘膜で構成された喉頭蓋という非常に繊細な装置があります。喉頭蓋を制御する筋肉は横紋筋なので.人の主観で制御することができる。息を吸うときは.喉頭蓋が喉仏の上に設置され.食道を閉じて消化管にガスが入らないようにする。食べるときは.喉頭蓋が逆さになり.気管口をしっかり塞いで食べ物が気管に入らないようにします。神経麻痺や炎症などで喉頭蓋に異常があると.食事の際に気管に食べ物を吸い込み.炎症を起こして気管が閉塞してしまうこともあります。高齢者は神経の調節機能が低下しているため.喉頭蓋の制御機能が低下しやすく.食事中に急に気が散って喉頭蓋の機能が制御できなくなり.窒息や咳をすることもあります。慢性肺気腫の患者さんでは.病気の発作を誘発する可能性を減らすために.窒息や咳をしないように特に注意する必要があります。また.喉頭蓋のコントロールは.咳をする際のポイントの一つです。喉頭蓋のコントロールがうまくいかないと.咳の異常が起こります。
喉頭蓋の下にある第二の扉は.声帯です。声門は左右の声帯で制御される真の調音器官であり.呼吸に直接影響を与えることはほとんどありません。声帯の下には気管があります。