呼吸とは生体と外界とのガス交換であって、生体が生命を維持するための必要な酸素をたえず外界から取り入れ、一方体内で生じた炭酸ガスを体外に放出する機能をいう。呼吸器は空気の通路である気道と肺からなり、まず、肺で外界の空気と血液とガス交換が行われる。これを外呼吸または肺呼吸という。ついで血液によって組織細胞にガスが運搬され、細胞と血液との間で再びガス交換が行われる。これを内呼吸または組織呼吸という。
呼吸器：気道と肺から構成される
気道と肺胞
気道：口腔→咽頭→口頭→気管→気管支→気管支枝→細気管支→終末細気管支→肺胞管→肺胞嚢→肺胞
肺胞の大きさ：半径250〜300μm
肺の毛細管の直径：約8μm
肺胞数：約5〜6億個
総肺呼吸面積：100m^2
図 肺小葉
Br：細気管支，T：終末細気管支，R：呼吸細気管支，D：肺胞管，S：肺胞嚢，a：肺胞
図 呼吸表面
（赤血球7.5μm，呼吸上皮0.05〜0.3μm，基底膜0.02〜0.2μm，血管内皮0.04〜0.2μm，内張り被膜（表面粘液）0.01μm，肺胞50〜300μm，血漿，呼吸表面，0.2〜0.6μm）
呼吸上皮：約0.1μmの薄膜→毛細血管内皮に接し、容易にガス交換を許す呼吸表面を形成
１．吸息運動
胸郭の挙上と横隔膜の沈下
図 呼吸による体壁、横隔膜の動き
（吸息，呼息）
２．吸気運動
主呼息筋（内肋間筋）の収縮による胸郭の沈下
補助呼息筋（腹壁筋）の収縮による横隔膜挙上が主
胸郭の自重による沈下、肺胞の弾力による縮小も関与
図 呼吸運動に伴う肺内圧，胸腔内圧，換気量，気流速度の変化
安静呼吸時の呼吸気量：500ml程度：一回換気量（tidal volume）
深呼吸時：これより約1800ml多く吸入可：予備吸気量（complimentary volume）
呼息に対しても約1500ml余分に呼出できる：予備呼気量（expiratory reserve volume）
肺活量（vital volume）＝（一回換気量）＋（予備吸気量）＋（予備呼気量）
肺内の空気を全部呼出することはできない：残気量（residual volume）
機能的残気量：一般に呼出運動が終わったときに肺内に残っている空気量
（全肺気量）＝（肺活量）＋（残気量）
呼吸死腔：呼吸上皮のない気管支に入った空気はそのまま呼出され、ガス交換されない。このようなガス交換に関係無い容積。
図 呼吸量
（予備吸気量，死腔，１回換気量，予備呼気量，残気量，深呼吸，機能的残気量，肺活量，全肺気量）
図 ミオグロビン（Mb）の酸素解離曲線，Hbはヘモグロビンの曲線
（O2，O2Hb）
血液によるガス運搬については血液の項を参照せよ。
骨格筋内のミオグロビン：ヘモグロビンに類似
O2結合力が強く、静脈血からもO2を取り込むことができる。
表 吸気と呼気の組成（容積％）
| 吸気 | 呼気（観測値） | 呼気（補正値） | |
| O2 | 20.94 | 16.55 | 16.44 |
| N2 | 79.03 | 79.58 | 79.03 |
| CO2 | 0.03 | 3.87 | 3.84 |
| 計 | 100. | 100. | 99.31 |
| 分圧（mmHg） | 容積（％） | ||||||
| 吸気 | 呼気 | 肺胞気 | 動脈血 | 静脈血 | 動脈血 | 静脈血 | |
| O2 | 158.0 | 116 | 100 | 95 | 40 | 19(0.25) | 13(0.1) |
| CO2 | 0.3 | 32 | 40 | 40 | 46 | 47(3) | 52(3) |
| N2 | 596.0 | 565 | 573 | 573 | 573 | 1(1) | 1(1) |
| 水蒸気 | 5.7 | 47 | 47 | 47 | 47 | 括弧内は遊離のガス | |
| 計 | 760 | 760 | 760 | 755 | 706 | ||
中枢化学性調節：中枢を流れる血液の温度、組成によって呼吸中枢の興奮性が変化（CO2，pHの減少，温度上昇により興奮性増大，CO2に対する感受性がもっとも大きい）
末梢性化学性調節：頚動脈球、大動脈の壁に存在する化学受容器（CO2，O2分圧）
肺迷走神経反射：肺の伸展・収縮により興奮する張力受容器
頚動脈洞及び大動脈弓反射：大動脈圧の変動に対する反射 上昇時に呼吸抑制、下降時に呼吸促進
種々の求心性反射：くしゃみなど
大脳皮質の随意支配
図 呼吸運動の調節
（呼吸中枢，肺，気管，鼻腔，大脳皮質，血液，頚動脈球，頚動脈洞，大動脈弓，横隔膜，外肋間筋，皮膚）
生体は体外より食物をとり、その栄養素を酸化分解し、その際に生ずる化学的エネルギーを源として活動し、その成分をもとにしてたえず身体構成成分を更新している。この働きを物質代謝（metabolism）と呼ぶが、一方この代謝過程で生じた不用の分解産物や組織の老廃物はいろいろの器官を通じて体外に捨てられ、それによって生体は正常の働きを保っている。このような働きを排泄（excretion）と呼ぶ。
排泄をつかさどる器官：腎臓、肺、皮膚、消化腺
揮発性物質（主としてCO2）：水蒸気と混ざって呼気として肺から排出される。
体液中の不揮発性成分：腎臓から尿として排出される。
ある種の難溶性物質は唾液腺（Hg，Pb，�機砲簑臘押�Ca，Fe）から固形物として糞便に混じて排泄される。肝から排泄される胆汁色素は血色素の代謝物である。
排泄器官としては腎臓と肺が最も重要なものである。
腎から排泄される水溶液を尿urineと呼ぶ。これは腎を流れる血漿の諸成分をもとにしてたえず生成されている。
腎臓の機能を列挙すると
１）排泄機能：体にとって不用な物質を体外に捨てるのみでなく、有用な物質もそれが過剰に存在するときは尿中に捨てる。
２）体液の恒常性維持機能：体液の浸透圧、容積、水素イオン濃度、種々のイオン組成の恒常化をはかる。
３）循環調節機能：腎血流が全身循環の予備貯槽的役割を果たす。
４）内分泌機能：腎からレニンが生成され、アンジオテンシン系に働き血圧を高める一方、副腎皮質における電解質コルチコイドの分泌を促す。また造血促新物質の生産を行う。
図 泌尿器系統
（腹部大動脈，大静脈，右腎，左腎，尿管，膀胱，内膀胱括約筋，外膀胱括約筋，尿道）
図 ネフロンの構造
（皮質，輸出細動脈，輸入細動脈，糸球体，ボウマン嚢，近位曲尿細管，遠位曲尿細管，髄質，腎静脈へ，ヘンレ係蹄，毛細血管網，集合管，乳頭管，腎杯，腎孟）
ネフロン：腎実質は顕微鏡的に見ると、規則正しく配列した多数のネフロン（nephron、腎単位ともいう）と呼ばれる一連の微小な構造物からなる。
糸球体の役割は血液をろ過することである。糸球体でろ過されてボーマン嚢腔に出てくる原尿の総和は1日100lにもなる。尿は糸球体でろ過された水と溶質が尿細管で再吸収と分泌による修飾を受けてできる。尿細管は近位尿細管、ヘンレ係蹄、遠位尿細管、集合管などに分類される。近位尿細管では、約80％の水とNa+が再吸収され、K+、ブドウ糖、アミノ酸、再利用可能な低分子タンパクが再吸収されている。ヘンレ係蹄下行脚は水透過性が良く、多くの水が間質に移動するので原尿が濃縮され高浸透圧な尿ができる。
水や電解質の最終的な調節は集合管で行われる。尿細管での水・電解質輸送には多くのホルモンが関与している。代表的なものが抗利尿ホルモンやアルデステロンである。集合管から腎孟へ排泄された尿は、両側の尿管を伝わって膀胱に貯えられ、膀胱が充満すれば、尿は尿道を経て体外に排泄される。1日の尿量は約1.5lである。
図 ネフロンの再吸収と分泌
（輸入細動脈，輸出細動脈，糸球体，ボウマン嚢，ろ過圧70mm，嚢内圧15mm，膠質浸透圧25mm，有効ろ過圧=70-15-25=30mmHg）
（糸球体，近位尿細管，ヘンレ係蹄，遠位尿細管，集合管，水分：不可避的再吸収（原尿の7/8），任意調節的再吸収（原尿の1/8），原尿，Na，Cl，Ca，K，糖，アミノ酸，水，Na，フェノールレッド，パラアミノ馬尿酸，ペニシリン，Na，Cl，HCO3，K，H，NH3，水，NaCl，水，尿，水分：原尿の1%，尿素，尿酸，クレアチニン，硫酸，その他）
表 尿中成分とその血漿に対する濃縮比
| 尿中濃度U(%) | 血漿濃度P(%) | 尿濃縮比U/P | 1日排泄量(g) | |
| 水 | 95 | 90 | - | 1〜1.5l |
| 蛋白 | 0 | 8 | - | 0 |
| ブドウ糖 | 0 | 0.1 | - | 0 |
| HCO3 | 0 | 0.15 | - | 0 |
| Na | 0.35 | 0.33 | 1 | 3.5〜5 |
| Cl | 0.6 | 0.36 | 1.7 | 6〜9 |
| Ca | 0.015 | 0.01 | 1.5 | 0.15〜0.2 |
| K | 0.15 | 0.017 | 9 | 1.5〜2.2 |
| Mg | 0.006 | 0.003 | 2 | 0.06〜0.09 |
| PO4(Pとして) | 0.15 | 0.003 | 50 | 1.5〜2.2 |
| SO4(Sとして) | 0.18 | 0.002 | 90 | 1.8〜2.7 |
| 尿素 | 2 | 0.03 | 70 | 20〜30 |
| 尿酸 | 0.05 | 0.002 | 25 | 0.5〜0.8 |
| クレアチニン | 0.1 | 0.001 | 100 | 1〜1.5 |
| 馬尿酸 | 0.07 | 0 | - | 0.7〜1 |
