胎児は子宮の中で液体（羊水）の中で生きています。呼吸はせず、肺はつぶれて何の働きもしません。必要な酸素は母体から胎盤を通じて供給されますが、胎児の循環経路はこれに適応しています。胎児循環経路は、成長する胎児の組織や臓器に酸素を含んだ血液（と栄養分）を供給します。また、二酸化炭素や老廃物を胎盤に移して除去します。胎児の心臓循環は、出生後と同じ血管と心室を使いますが、流れは数カ所異なります。
胎児循環とは？
循環とは、体内の動脈や静脈を流れる血液のことです。血液は、酸素、アミノ酸、炭水化物、ホルモン、その他の必須物質を全身の細胞や組織に運びます。出生後、循環系は肺から酸素を、腸から栄養を取り込む。老廃物は、肺、腎臓、肝臓、腸から排出されます。
胎児にとって、胎盤は酸素と栄養の供給源です。また、老廃物の処理ルートでもあります。赤ちゃんの循環系は外の世界で生きていくために発達していますが、発達している間は、すべての必要を胎盤に頼らざるを得ません。
胎児の循環は、心臓や主要な血管のさまざまな場所で、血流の方向に加えられる複雑な変化です。これらの適応とシャントにより、胎児は成長と発達のために酸素と栄養を分配することができます。
胎児の血液循環は、自然が生み出した非常に巧みな操作である。同じ心臓と血管で、胎児の全く異なる要求に対応し、赤ちゃんが生まれ、呼吸を始めた瞬間に変化する。
胎児の循環と出生後の循環はどう違うのか？
胎児の循環を説明するには、2つの事実が必要です。
肺は働いていない。胎児は子宮の中で羊水の中で生活しており、呼吸はしていない。出生後、右側の心臓は酸素を得るために脱酸素化した血液を肺に送り出す。この機能は胎児期には不可能なので、心臓の右側は大動脈に血液を供給するために再利用される。
胎盤は酸素の供給源です。そこから出ている静脈は酸素と栄養を運び、臍帯動脈は二酸化炭素と老廃物を胎盤に運びます。そのため、胎児の心臓循環は、胎盤から来た血液を肺ではなく、組織や細胞にシャントする必要があるのです。
出生後の循環は、肺側（心臓の右側から肺に送られる血液）に比べて全身側（心臓の左側から酸素を含んだ血液が供給される）の血圧が高くなります。一方、胎児循環は肺循環の圧力が高く、シャントを通って胎児の体や胎盤に血液が流れるように促されています。出生後、肺循環の圧力が下がり、シャントが閉じて、正常な循環が確立されます。
胎児循環ステップ
胎児循環は、同じ血管と心室を使用して、非常に異なった機能を果たしている。これは、出生後に閉じる様々な開口部や通路を通して血液をシャントすることで実現されています。
胎盤からの酸素を多く含む血液は、臍帯静脈を通って胎児に戻されます。この静脈は、胎盤と胎児をつなぐ臍帯の中を通っています。
酸素を含んだ血液はこの静脈を流れ、静脈管と呼ばれるシャントを通過します。全身から流れてきた血液は、上大静脈と下大静脈の両方を通って心臓に戻ります。
上大静脈と下大静脈は、心臓の右心房に開口しています。胎児期には、右心房と左心房の間に卵円孔と呼ばれる開口部が存在します。酸素を多く含む血液は、この第二シャントを通って左心房に入り、左心室へと流れ込む。
左心室はこの血液を大動脈に送り込み、そこから頭や腕に到達します。最も酸素を多く含む血液は、このような仕組みで脳に到達します。
右心房の血液の一部は、右心室に入ります。その後、肺動脈に送り込まれます。
肺の高気圧により、この血液の多くは動脈管と呼ばれる第3のシャントを通って大動脈に送り込まれます。胎児の下半身に送り込まれ、臍帯動脈に入ります。
本の臍帯動脈は臍帯の中を走り、血液を胎盤に運びます。二酸化炭素や老廃物は母体の循環に移され、酸素や栄養が吸収されます。
胎児循環におけるシャントの役割
静脈管（じょうみゃくかん）。このシャントにより、酸素を含んだ血液は肝臓を迂回することができる。静脈管は、全身血圧の上昇とプロスタグランジンと呼ばれる化学物質により、生後すぐに閉鎖される。
卵円孔。胎児の心臓にあるこの開口部は、右心房から左心房への流れを可能にします。これにより、酸素を含んだ血液が発達中の身体の様々な部位に送られます。これが出生時に閉じない場合、先天性心疾患の一種とみなされます。
動脈管（どうみゃくかん 肺動脈と大動脈の間にあるこの血管は、右心室からの血液が、働いていない肺に行かずに大動脈に入ることを可能にします。これが出生時に閉じていない場合は、先天性心疾患の一種と考えられています。
これらのシャントは、まだ機能していない臓器を避けるために胎児期に必要とされます。出生後、肝臓は腸からの血液を濾過し、栄養分を取り出して利用します。また、化学物質、毒素、その他の危険な分子も除去する。しかし、この血液のろ過が必要なのは、赤ちゃんが口から栄養を摂取し、腸から栄養を吸収した後だけなのです。同様に、肺もまた、赤ちゃんが空気を吸い始めるまでは、酸素供給のための血液を受け取る必要はない。
このバイパス経路のおかげで、通常なら死に至るような心臓の奇形でも生き延びることができるのです。これらの赤ちゃんは、これらの通路が閉じ始めると、出生後に影響を受けます。
胎児循環の終了
出生時に、へその緒はクランプされるか、結ばれて切断されます。生まれたばかりの赤ちゃんは、もはやそれを通して酸素を得ることはできません。赤ちゃんが呼吸を始めると、肺が拡張します。肺動脈からの血液はもはや動脈管を通らず、数時間から数日で閉塞する。左心房内の圧力が高くなると、卵円孔も閉じます。静脈管も閉じる。これで胎児循環からの脱却は完了です。
卵円孔と動脈管は、超音波検査や胎児心エコーで見ると正常（と予想）されます。出生後も開いたままであれば、異常とみなされます。
