心臓の解剖学と循環

医師から学ぶ、心臓のしくみ。

血液はどのように心臓を通過するのか？

心臓が鼓動すると、循環系と呼ばれる血管系に血液が送り込まれる。血管は弾力性のあるチューブで、血液を体の隅々まで運びます。

血液は必要不可欠なものです。肺から新鮮な酸素と栄養を体の組織に運ぶだけでなく、二酸化炭素を含む体の老廃物を組織から運び出す働きもあります。これは、生命を維持し、体のすべての組織の健康を促進するために必要なことです。

血管は大きく分けて3種類あります。

• 動脈です。

  心臓から出る大きな動脈である大動脈から始まります。動脈は、酸素を多く含む血液を心臓から全身の組織へ運びます。動脈は何度か分岐し、心臓から遠く離れた場所に血液を運ぶため、だんだん小さくなっていきます。

• 毛細血管です。

  動脈と静脈をつなぐ小さくて細い血管です。その薄い壁によって、酸素、栄養分、二酸化炭素、その他の老廃物が私たちの臓器の細胞と行き来することができます。

• 静脈です。

  血液を心臓に戻す血管です。この血液は酸素が不足しており（酸素欠乏性）、体外に排泄・除去すべき老廃物を豊富に含んでいます。静脈は心臓に近づくにつれて大きくなっていきます。上大静脈は頭や腕の血液を心臓に運ぶ大きな静脈で、下大静脈は腹部や脚の血液を心臓に運ぶ静脈である。

この動脈、静脈、毛細血管からなる広大な血管系は、全長60,000マイル以上にも及びます。これは地球を2周以上するのに十分な長さです。

血液は、体の血管の中を絶えず流れています。心臓はそのすべてを可能にするポンプなのです。

心臓はどこにあり、どのような形をしていますか？

心臓は胸郭の下、胸骨の左側、肺と肺の間にあります。

心臓の外側を見ると、心臓は筋肉でできていることがわかります。強い筋肉の壁が収縮（スクイーズ）して、動脈に血液を送り出しています。心臓につながる主な血管は、大動脈、上大静脈、下大静脈、肺動脈（心臓から酸素の少ない血液を肺に運び、酸素を供給）、肺静脈（肺から酸素の多い血液を心臓に運ぶ）、冠動脈（心筋に血液を供給）です。

心臓は、内部が空洞の4室構造になっている臓器です。中隔と呼ばれる壁で左右に分かれている。左右の心臓はさらに、静脈から血液を受け取る心房と呼ばれる上部の部屋と、動脈に血液を送り出す心室と呼ばれる下部の部屋に分かれている。

心房と心室は協力して収縮と弛緩を繰り返し、心臓から血液を送り出しています。血液は心臓の各部屋から出るとき、弁を通過する。心臓内には4つの心臓弁がある。

• 僧帽弁

(リ)

• 三尖弁

• 大動脈弁

• 肺動脈弁(肺動脈弁ともいう)

三尖弁と僧帽弁は心房と心室の間にある。大動脈弁と肺動脈弁は、心室と心臓から出る主要な血管の間にある。

心臓弁は、家庭の配管にある一方通行の弁と同じような働きをしています。血液が間違った方向に流れるのを防ぐのです。

それぞれの弁には、葉状または尖状と呼ばれる一連のフラップがあります。僧帽弁は2枚、その他の弁は3枚の葉状体を持っています。小葉は、環状体と呼ばれる丈夫な繊維組織の輪に取り付けられ、支えられています。環状組織は、弁の形状を適切に維持するのに役立ちます。

僧帽弁と三尖弁の葉身は、索状腱膜と呼ばれる丈夫な繊維状のひもで支えられています。これは、パラシュートを支える紐に似ています。腱膜は、弁尖から心室内壁の一部である乳頭筋という小さな筋肉まで伸びています。

血液はどのように心臓を流れるのか？

心臓は右側と左側が協力して動いています。以下のようなパターンが何度も繰り返され、血液は心臓、肺、体へと絶え間なく流れています。

右側

右

左側

• 肺静脈は、肺から左心房に酸素を多く含む血液を排出する。

• 心房が収縮すると、血液は左心房から開いた僧帽弁を通って左心室へ流れ込みます。

• 心室が満杯になると、僧帽弁は閉じます。これにより、心室が収縮している間、血液が心房に逆流するのを防ぐことができます。

• 心室が収縮すると、血液は心臓から大動脈弁を通って大動脈に入り、体内へ送られます。

肺の中の血液はどのように流れているのでしょうか？

血液は肺動脈弁を通過して、肺に入ります。これを肺循環といいます。肺動脈から肺の中の細い毛細血管に血液が流れ込みます。

ここで、酸素が肺の小さな気嚢から毛細血管の壁を通って、血液の中に移動します。同時に、代謝の老廃物である二酸化炭素が血液から気嚢に移動します。二酸化炭素は息を吐くときに体外に排出されます。血液が浄化され、酸素が供給されると、肺静脈を通って左心房に戻る。

冠動脈とは？

他の臓器と同様に、心臓も酸素と栄養の供給を必要とする組織でできています。心臓の部屋は血液で満たされていますが、心臓はこの血液から栄養を受け取ることはありません。心臓は、冠動脈と呼ばれる動脈網から血液を供給されています。

大動脈と左心室が合流する付近で、大動脈から2本の主要な冠動脈が分岐しています。

• 右冠動脈

  は、右心房と右心室に血液を供給している。通常、後下行動脈に分岐し、左心室の下部と中隔の背面に血液を供給している。

• 左冠状動脈主幹部

  は、回旋動脈と左前下行動脈に分岐する。回旋動脈は左心房、左心室の側面、背面に血液を供給し、左前下行動脈は左心室の前面と底面、中隔の前面に血液を供給しています。

これらの動脈とその枝は、心筋のすべての部位に血液を供給しています。

冠動脈が狭くなって心筋への血流が制限されると（冠動脈疾患）、通常は開いていない心臓の小さな血管のネットワークである側副血行路が拡大し、活動するようになることがあります。これにより、閉塞した動脈を回って心筋に血液が流れ込み、心臓の組織が傷害されないように保護されるのです。

心臓はどのように拍動しているのか？

心房と心室が協力して、交互に収縮と弛緩を繰り返しながら、心臓は拍動し、血液を送り出しています。これを可能にしているのが、心臓の電気系です。

心拍は、心臓の中の特別な経路を通る電気的インパルスによって引き起こされます。

• インパルスは、右心房にあるSAノード（洞房結節）と呼ばれる特殊な細胞の小さな束から始まります。この結節は、心臓の自然なペースメーカーと呼ばれています。電気活動は心房の壁を伝って広がり、心房を収縮させる。

• 心房と心室の間にある心臓の中心部の細胞群、房室結節（ぼうしつけっせつ）は、電気信号が心室に入る前に速度を遅くするゲートのようなものです。この遅れによって、心室が収縮する前に心房が収縮する時間ができるのです。

• ヒス・プルキンエネットワークは、心室の筋壁にインパルスを送り、心室を収縮させる繊維の通り道である。

安静時、正常な心臓は1分間に約50～99回拍動しています。運動、感情、発熱、一部の薬物により、心臓の拍動が速くなり、時には1分間に100回を大きく超えることもあります。