「深呼吸」はこの項目へ転送されています。その他の用法については「深呼吸 (曖昧さ回避)」を、呼吸のその他の用法については「呼吸 (曖昧さ回避)」を、類義語の換気(ventilation)については「換気 (医学)」をご覧ください。
外呼吸のガス交換の概略図(分圧単位:kPa、7.5倍するとmmHgの値)。酸素(O2)を含んだ空気を吸気し、細胞呼吸で酸素が減り二酸化炭素(CO2)が多くなった血液と空気の間でガス交換し、呼気として吐き出す。
生物における呼吸(こきゅう、英: breathing)は、以下の2種類に分けられる[1]。
細胞呼吸(または内呼吸):血液と細胞とのガス交換。細胞が最終二酸化炭素 (CO2) を放出する異化代謝系。
外呼吸:空気と血液とのガス交換。多細胞生物体が外界から酸素を取り入れ、体内で消費して二酸化炭素 (CO2) を放出すること
広義には最終電子受容体として酸素を用いない『嫌気呼吸』もその意味合いに含まれるが、通例では呼吸とは酸素を用いる好気呼吸として用いる。
細胞呼吸 好気呼吸の概略図詳細は「細胞呼吸」を参照
細胞呼吸または内呼吸は酸素や栄養素からアデノシン三リン酸(ATP)として化学エネルギーを取り出し、老廃物を排出する生物の各細胞で起こる一連の異化代謝反応である[2][3]。取り出したエネルギーは生合成、運動、細胞膜を介した分子輸送などに使われる。 酸素を利用するに当たっては、動物の場合全身の細胞にくまなく酸素を行き渡らせるため、血液によって酸素を運搬する必要がある。節足動物・軟体動物などではヘモシアニン、脊椎動物では、赤血球中のヘモグロビンがこの役割を担う。 血中への酸素取り込みは、植物の場合葉などの気孔と樹皮の皮目で、魚類・水棲甲殻類はエラ呼吸で、陸上の昆虫は気門の呼吸、両生類は幼生時にはエラ呼吸、成体時には肺呼吸、爬虫類、鳥類、哺乳類は肺呼吸で行う。エラ呼吸は水流の一定の流れを利用するが、肺は出口がひとつしかないため吸気、呼気を繰り返すことで定期的に肺内の空気を交換しなければならない。このために行う胸郭運動を呼吸運動と呼び、これをやめることはできない。呼吸運動は随意運動であると同時に、脳幹の呼吸中枢(ヒトでは延髄にある)によって自動的に制御される。そのため睡眠中も不随意な呼吸運動が保たれる。この中枢機構に問題があり、睡眠時に呼吸不全に陥る疾患が先天性中枢性肺胞低換気症候群である。
外呼吸
生物の呼吸
哺乳類の呼吸
肺や筋肉の動き詳細は「呼吸筋」を参照.mw-parser-output .tmulti .thumbinner{display:flex;flex-direction:column}.mw-parser-output .tmulti .trow{display:flex;flex-direction:row;clear:left;flex-wrap:wrap;width:100%;box-sizing:border-box}.mw-parser-output .tmulti .tsingle{margin:1px;float:left}.mw-parser-output .tmulti .theader{clear:both;font-weight:bold;text-align:center;align-self:center;background-color:transparent;width:100%}.mw-parser-output .tmulti .thumbcaption{background-color:transparent}.mw-parser-output .tmulti .text-align-left{text-align:left}.mw-parser-output .tmulti .text-align-right{text-align:right}.mw-parser-output .tmulti .text-align-center{text-align:center}@media all and (max-width:720px){.mw-parser-output .tmulti .thumbinner{width:100%!important;box-sizing:border-box;max-width:none!important;align-items:center}.mw-parser-output .tmulti .trow{justify-content:center}.mw-parser-output .tmulti .tsingle{float:none!important;max-width:100%!important;box-sizing:border-box;align-items:center}.mw-parser-output .tmulti .trow>.thumbcaption{text-align:center}}肋骨による「ポンプハンドル運動」と「バケツハンドル運動」胸郭の拡大における呼吸筋の拡大。上図のような肋骨の動きはポンプハンドル運動
哺乳類の肺は自ら膨らまずに、胸腔の容積が増加したときのみ膨張する[4][5]。ヒトにおいては、他の哺乳類同様に主に横隔膜の収縮によって肺は膨らむが、肋間筋(英語版)が収縮して胸郭が上向きおよび外向きに引っ張られることでも膨張される[6]。