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生理学において、呼吸とは、呼吸器系を用いて外部環境から体組織へ酸素を輸送し、二酸化炭素を体外へ排出する生物学的プロセスである。[ 1 ]
呼吸の生理学的定義は、生物が栄養素を酸化して老廃物を放出することによってエネルギー（ ATPとNADPHの形）を得る代謝プロセスである細胞呼吸の生物学的定義とは異なります[ 2 ]。生理学的呼吸は細胞呼吸、ひいては動物の生命を維持するために必要ですが、これらのプロセスは異なります。細胞呼吸は生物の個々の細胞で行われるのに対し、生理学的呼吸は生物と外部環境との間の代謝物の拡散と輸送に関係しています。
肺でのガスの交換は、換気（一般に呼吸と呼ばれる）と灌流によって行われます。[ 1 ]換気とは肺の空気の出入りを指し、灌流とは肺毛細血管内の血液の循環を指します。[1] 哺乳類では、生理的呼吸は吸気と呼気の呼吸サイクルを含みます。吸気（息を吸うこと）は通常、肺に空気を取り込む能動的な動きであり、肺胞内の空気と肺毛細血管内の血液 との間でガス交換が行われます。横隔膜筋の収縮により圧力変動が生じ、これは呼吸器系の弾性、抵抗、慣性成分によって生じる圧力に等しくなります。対照的に、呼気（息を吐くこと）は通常受動的なプロセスですが、機能的過圧を発生させる場合（話す、歌う、ハミングする、笑う、息を吹きかける、鼻を鳴らす、くしゃみをする、咳をする、パワーリフティング）など、多くの例外があります。水中での呼気時（水泳、ダイビング）、より迅速なガス交換が必要となる高レベルの生理的運動時（ランニング、登山、投擲）、または呼吸制御瞑想の一部の形態において、呼吸制御が必要となる。人間が話したり歌ったりするには、多くの哺乳類にはできない持続的な呼吸制御が必要となる。
呼吸の過程では、一回の吸気（一回の呼吸につき約350ml）で肺胞が大気で満たされるわけではなく、吸い込まれた空気は、一回の呼気後に肺に残る機能的残気量と呼ばれる大量のガス（成人では約2.5リットル）と慎重に希釈され、完全に混合されます。この機能的残気量のガス組成は、周囲の空気のガス組成とは大きく異なります。生理的呼吸には、機能的残気量の組成が一定に保たれ、肺毛細血管の血液に溶解したガスと平衡し、ひいては全身のガスと平衡を保つメカニズムが含まれます。したがって、厳密に言えば、 「呼吸」と「換気」という言葉は、 「呼吸」の同義語ではなく、下位語です。しかし、この規定は、ほとんどの医療従事者でさえ一貫して守られていません。なぜなら、厳密に言えば「呼吸数（RR）」という用語は医療において確立された用語であるにもかかわらず、一貫して「換気数」に置き換える必要があるからです。呼吸の過程では、CH結合が酸化還元反応によって切断され、二酸化炭素と水が生成されます。この細胞におけるエネルギー生成過程を細胞呼吸と呼びます。
呼吸の生理学を分類する方法はいくつかあります。
