チェイン・ストークス呼吸とは何か

定義

チェイン・ストークス呼吸は、イギリスの医師ジョン・チェインとウィリアム・ストークスの名前に由来する呼吸パターンです。19世紀初頭に報告されました。特徴は、10〜60秒続く無呼吸（呼吸停止）に続き、呼吸の深さと頻度が徐々に増加し、再び減少していくサイクルです。

原因

脳幹への血流が低下するあらゆる状態で発生します。例として、昏睡状態に伴う大脳皮質の機能低下、基底核疾患、うっ血性心不全などが挙げられます。呼吸は主に脳幹の延髄が制御しているため、血流低下が呼吸リズムを乱すのです。

脳と呼吸の関係

呼吸は横隔膜と肋間筋のリズミカルな収縮・弛緩で行われますが、これらの筋肉は延髄からの神経インパルスに依存しています。チェイン・ストークス呼吸を引き起こすインパルスは、頸部や延髄内部の化学受容体からの信号によって誘発されます。

二酸化炭素と化学受容体

頸部や脳内の化学受容体は血液中の水素イオン（H⁺）濃度の変化を感知します。無呼吸期に動脈血中の二酸化炭素が上昇すると、H⁺濃度が上がり、受容体が刺激されて延髄の呼吸ニューロンに信号が送られます。結果として横隔膜と肋間筋が収縮し、急速な呼吸が始まります。この呼吸により血中の二酸化炭素が肺へ排出され、H⁺濃度が低下し、再び呼吸が減速します。

予後

チェイン・ストークス呼吸は重篤な脳障害を示すことが多く、予後不良のサインとされています。前頭葉が損傷すると呼吸制御が脳幹へ移行し、意識レベルの低下とともにこの特有のパターンが顕在化します。酸素濃度ではなく二酸化炭素濃度の変動に基づく呼吸変化は、数世紀前にチェインとストークスが記述したものと同様です。