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理学療法士国家試験
生理学（呼吸・循環系）
解説
強制吸気時に働く筋肉は、横隔膜と外肋間筋が主要な役割を果たします。これらの筋肉が収縮することで、肺が膨らみ空気が吸い込まれます。
選択肢別解説
横隔膜は、強制吸気時に働く筋肉であり、正解です。横隔膜が収縮することで、胸腔の容積が増加し、肺が膨らんで空気が吸い込まれます。
腹直筋は、強制呼気時に働く筋肉であり、間違いです。腹直筋が収縮することで、腹圧が上昇し、肺が縮んで空気が吐き出されます。
肋下筋は、呼気時に働く筋肉であり、間違いです。肋下筋が収縮することで、肋骨が下がり、肺が縮んで空気が吐き出されます。
外肋間筋は、強制吸気時に働く筋肉であり、正解です。外肋間筋が収縮することで、肋骨が上がり、胸腔の容積が増加し、肺が膨らんで空気が吸い込まれます。
内腹斜筋は、強制呼気時に働く筋肉であり、間違いです。内腹斜筋が収縮することで、腹圧が上昇し、肺が縮んで空気が吐き出されます。
解説
微小循環は、毛細血管を中心とした循環で、内部環境の維持に重要な役割を果たしています。物質輸送機構、血管の構造、血流速度、血管抵抗などが微小循環の特徴です。
選択肢別解説
選択肢1は正しいです。物質輸送機構は、毛細血管によって水溶性物質が拡散されることで行われます。
選択肢2も正しいです。メタ細動脈（細動脈）は平滑筋を持っており、血管の収縮や拡張を調節することができます。
選択肢3も正しいです。毛細血管は内皮細胞で構成されており、物質の輸送や血管の透過性を調節する役割を果たしています。
選択肢4は誤りです。血流速度は、毛細血管の細静脈端で最小になります。これにより、物質の交換が効率的に行われることができます。
選択肢5は正しいです。細動脈は交感神経によって調節され、血管抵抗を決定する主要部位となっています。これにより、血流の分布や血圧の調節が可能です。
解説
この問題では、心臓に関する正しい情報を選択肢の中から選ぶ必要があります。正しい選択肢は、ノルアドレナリンが心筋収縮力を増加させるというものです。
選択肢別解説
冠動脈の血流は、収縮期ではなく拡張期に増加します。これは、交感神経刺激によって引き起こされます。
左心房と左心室は同時に収縮が始まるわけではありません。左心房が収縮するとき、左心室は拡張しています。
心筋は伸張されると収縮力が低下するのではなく、逆に収縮力が増加します。これは、Starlingの法則として知られています。
心筋の収縮は、H+の細胞内流入ではなく、Ca2+の細胞内流入によって生じます。
ノルアドレナリンは副腎髄質から分泌され、交感神経刺激時に血圧上昇などの作用があります。これにより、心筋収縮力が増加するため、この選択肢は正しいです。
解説
この問題では、呼吸生理に関する正しい説明を選ぶ必要があります。正しい選択肢は4で、動脈血二酸化炭素分圧が上昇するとヘモグロビンから酸素が解離しやすくなるという説明です。
選択肢別解説
選択肢1は間違いです。呼吸中枢は視床下部ではなく、延髄の腹側部と背側部にあります。
選択肢2は間違いです。外肋間筋は安静呼吸の呼気筋としてではなく、安静・努力性吸気時に作用します。
選択肢3は間違いです。内呼吸は血液と組織との間で行われるガス交換を指します。一方、肺胞と毛細血管との間のガス交換は外呼吸と呼ばれます。
選択肢4は正しいです。動脈血の二酸化炭素分圧（PaCO2）が上昇すると、ヘモグロビンから酸素が解離しやすくなります。これはヘモグロビン酸素解離曲線において、曲線が右方向に移動することを示しています。
選択肢5は間違いです。頸動脈小体は動脈血酸素分圧の低下によって興奮し、舌咽神経を介してインパルスを中枢に送り、呼吸を促進します。動脈血二酸化炭素分圧の変化を感知しやすいという説明は正しくありません。
解説
血液凝固因子は、血液が凝固する際に関与するタンパク質で、主に肝臓で合成される。この問題では、トロンビンとフィブリノゲンが血液凝固因子である。
選択肢別解説
アルブミンは血液凝固因子ではなく、血漿蛋白質の一種であり、肝臓で合成される。血漿膠質浸透圧を保ち、pH緩衝作用や組織へのアミノ酸供給源として機能する。
トロンビンは血液凝固因子であり、血液凝固に関与する。フィブリノゲンを線維状に伸ばしてフィブリンに変えることで、血液を凝固させる。
ヘモグロビンは血液凝固因子ではなく、赤血球に含まれるタンパク質である。酸素の運搬に関わり、酸素を組織に運ぶ役割を果たす。
フィブリノゲンは血液凝固因子であり、血小板周囲でフィブリン（線維素）に転換される。フィブリンは、血小板血栓を網目状に包むことにより、さらに血栓を補強する。
エリスロポエチンは血液凝固因子ではなく、赤色骨髄における赤血球の産生を促進するホルモンである。腎臓や肝臓で産生され、赤血球の生成を刺激する。
解説
心室収縮期は、心室圧の早期上昇、房室弁の閉鎖から大動脈弁の閉鎖、拡張期の開始に至るまで持続する。この期間には、僧帽弁が閉鎖し、肺動脈弁が開放される。
選択肢別解説
三尖弁は、心室拡張期の始めに開放するため、心室収縮期には開放していません。
心室筋が収縮を始めると、心室内圧が上昇する。これによって左心室と左心房の間にある僧帽弁（左房室弁）が閉鎖する。このため、選択肢2は正しいです。
心室内圧が大動脈圧よりも高くなることにより、圧差によって大動脈弁が開放する。選択肢3は、心室収縮期には大動脈弁が開放されるため、間違いです。
肺動脈圧は、心室拡張期に低下する。一般に、肺動脈圧の正常値は収縮期圧15～30 mmHg、拡張期圧2～8 mmHgである。選択肢4は、心室収縮期には関係がないため、間違いです。
心室収縮期の駆出期に入ると、心室内圧が動脈圧よりも高くなるため、大動脈弁と肺動脈弁が開放し、血液が動脈に駆出される。このため、選択肢5は正しいです。
解説
Bohr効果により、酸素解離曲線が右方偏位すると、ヘモグロビンの酸素親和性が低下し、末梢組織への酸素供給が容易になります。pHの低下、体温の上昇、PCO2の上昇が酸素解離曲線を右方偏位させる要因です。
選択肢別解説
pHの低下は、酸素解離曲線を右方偏位させ、ヘモグロビンの酸素親和性を低下させるため、末梢組織への酸素供給が増加します。これはBohr効果と呼ばれます。
体温の低下は、エネルギー代謝が低下し、末梢組織への酸素供給が低下するため、末梢組織への酸素供給を増やす要因ではありません。体温が上昇すると、酸素解離曲線が右方偏位し、末梢組織への酸素供給が増加します。
PCO2の低下は、末梢組織への酸素供給を低下させる要因です。PCO2が上昇すると、酸素解離曲線が右方偏位し、末梢組織への酸素供給が増加します。
赤血球数の減少は、末梢組織への酸素供給を低下させる要因です。赤血球数が増加すると、酸素運搬能力が向上し、末梢組織への酸素供給が増加します。
ヘモグロビン濃度の減少は、末梢組織への酸素供給を低下させる要因です。ヘモグロビン濃度が増加すると、酸素運搬能力が向上し、末梢組織への酸素供給が増加します。
解説
エリスロポエチンは赤血球の産生を促進するホルモンで、主に腎臓で産生される。動脈血酸素分圧の低下がエリスロポエチンの産生を促進する。
選択肢別解説
血圧の低下はエリスロポエチンの産生を促進しない。血圧の低下は、レニン-アンジオテンシン-アルドステロン系を活性化し、血圧を上昇させる。
血糖値の低下はエリスロポエチンの産生を促進しない。血糖値の低下は、インスリン分泌の抑制とグルカゴン分泌の促進により、血糖値を上昇させる。
腎機能の低下はエリスロポエチンの産生を減少させる。腎臓はエリスロポエチンの主な産生臓器であるため、腎機能が低下するとエリスロポエチンの産生が減少し、貧血が生じることがある。
動脈血酸素分圧の低下はエリスロポエチンの産生を促進する。貧血や呼吸障害、血流障害などで動脈血酸素分圧が低下すると、赤血球生育促進因子であるエリスロポエチンの生産が促進される。
血中カルシウム濃度の低下はエリスロポエチンの産生を促進しない。血中カルシウム濃度が低下すると、上皮小体からパラソルモンが分泌され、骨からカルシウムが溶出し血中カルシウム濃度を上昇させる。
解説
心電図の波形には、P波、PR間隔、QRS波、ST間隔、T波などがあり、それぞれ異なる心臓の動きを示しています。
選択肢別解説
P波はHis束の興奮ではなく、心房の興奮を意味します。
PR間隔は房室伝導時間であり、正しいです。正常では0.20秒以内であることが一般的です。
QRS波はPurkinje線維の興奮ではなく、心室の脱分極を意味します。U波がPurkinje線維の興奮を表すという説もありますが、明確ではありません。
ST間隔は心室内興奮到達時間ではなく、心室の再分極過程を意味します。
T波は心室の脱分極ではなく、心室の再分極を意味します。