腸呼吸

腸呼吸（ちょうこきゅう、）とは、腸管上皮、通常は尾腔（総排泄腔）を介してガス交換が行われる呼吸法である。これは、低酸素環境下における血中酸素補給手段として、様々な種において代替呼吸機構として利用されている。

ヒト等哺乳類動物でも限定的ながら腸呼吸の機能を持ち、肺呼吸に代わる非常手段（腸換気、ちょうかんき、）として医療応用も研究されている。

 カメ 
カメのうち、特に潜水に特化した種の中には、潜水中に総排泄腔呼吸に大きく依存している種がある。カメは、総排泄腔に一対の付属の浮袋を持ち、水中から酸素を吸収することでこれを実現しているThe Straight Dope - Is it true turtles breathe through their butts?。

 ドジョウ 
ドジョウは、生息地の周期的な乾燥に適応するために、泥の中に穴を掘り、消化管の後端を通してガス交換を行っているMcMahon, B. R. & Burggren, W. W. Respiratory physiology of intestinal air breathing in the teleost fish Misgurnus anguillicaudatus. J. Exp. Biol. 133, 371–393 (1987).Ghosh, S. K., Ghosh, B. & Chakrabarti, P. Fine anatomical structures of the intestine in relation to respiratory function of air-breathing loach, Lepidocephalichthys guntea. Acta Ichthyol. Piscat. 41, 1–5 (2011).。

 ナマコ 
ナマコは、肛門のすぐ内側にある総排泄腔で分岐する一対の「呼吸樹」を介して総排泄腔呼吸を行う。つまり、肛門から水を吸い込み、ガス交換を行い、後に水を排出することで「呼吸」を行う。これらの「呼吸樹」は、共通管から分岐する一連の細い管で構成され、消化管の両側に位置している。ガス交換は、これらの管の薄い壁を介して、体腔内の体液との間で行われるAquarium Invertebrates by Rob Toonen, Ph.D.。

 ナマコの寄生生物 
様々な魚類、多毛類、さらにはカニ類が、ナマコの総排泄腔呼吸器官を通る絶え間ない水の流れを利用し、同時にナマコ自身の体内に生息することで保護を受けるように特化している。夜間には、これらの種の多くはナマコの肛門から出て餌を探すAquarium Invertebrates by Rob Toonen, Ph.D.。

 医療利用 
研究によると、哺乳類は実験室環境では限定的ながら腸呼吸を行う能力があることが示されている。

ガス換気に特化した肺胞血管内皮細胞で特異的に発現する遺伝子のいくつかが直腸に配向する血管内皮細胞にも発現していることが発見されており、退化したと思われていた腸呼吸の機能が部分的に残存している可能性が示唆された。

低酸素状態に置かれたマウスに腸から酸素を供給したところ、対照群では平均11分生存したのに対し、マウスは平均18分生存した。2024年のイグノーベル賞では、ブタにも同様の能力があることを証明した研究に生理学賞が授与された。酸素を導入する前に腸の内壁を擦りむいたところ、ほとんどの動物は少なくとも50分は生存した。この戦略の有効性、パーフルオロカーボンのこの応用の安全性、およヒトへの適応の実現可能性に関する調査が計画されている。呼吸器疾患や肺損傷のある人に応用できる可能性がある。

二酸化炭素を除去する効果もある。

 関連項目 
 呼吸
 液体呼吸
 皮膚呼吸
 肺呼吸

 脚注 

Category:呼吸
Category:呼吸生理学
Category:消化器