１、 心臓の解剖生理
１）心臓の構造と機能
心臓は胸骨と肋軟骨の後ろで、左右の肺に挟まれ、

心膜に包まれて縦隔に中部に位置を占める。

 

心臓は心膜に包まれているが、心外膜と心囊膜の間には少量の心囊液(漿液)が

存在する。

 

心臓の長軸は、斜めに右上後から左前下に向かう。

前下端部の心尖は第5肋間腔に位置する。

 

心臓全体の約2/3が正中線の左側にある。
＜右心房と右心室＞
右心房には上・下大静脈および冠状静脈洞が開口している。

 

心房中隔には卵円窩がある。

右心室との境には三尖弁があり、弁の遊離縁には腱索および乳頭筋によって

右心室内壁に固定されている。

 

右心室内壁には多数の肉柱があり、左心室内よりも発達が良好である。

肺動脈のとの境には肺動脈弁があり、

前尖・右尖・左尖の3つの半月状弁で形成されている。
＜左心房と左心室＞
左心房には左右の上・下肺静脈が流入する。

左心室との境には僧帽弁があり、これは後尖と前尖で形成される二尖弁である。

 

三尖弁と同様に弁の遊離面には腱索があり、これが乳頭筋に連続して

左心室内壁に固定されている。

 

乳頭筋は右心室のものより大きいが、発達は右心室より経度である。

大動脈との境には大動脈弁があり、これは左冠尖・右冠尖・無冠尖の

3つの弁からなる半月状弁である。

 

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２）刺激伝導系
刺激伝導系は洞結節から始まり、心房内伝導は3本の結節間路でつながり、

房室結節に集まる。

 

房室結節を出るヒス束は中心線維体の右半分を穿通し、

心室中隔の膜様部付近で左脚後枝が枝分かれし、ついで左脚前枝と右脚に分かれる。

 

両脚はさらに細かく枝分かれし、両心室内に扇状に分布する。

両脚の先端をプルキンエ線維という。

 

つまり、刺激伝導系は洞結節、房室結節、ヒス束、左脚・右脚、

プルキンエ線維の順に伝わる。

 

刺激伝導系の組織は横紋筋線維である。
心電図のP波は心房の興奮を表し、QRS波は心室の興奮を表す。

T波は、心室の興奮が回復していく過程を表している。

PQ時間は房室伝導時間を表す。

 

 

３）体循環と肺循環
体循環は左心室→大動脈→組織→大静脈→右心房の経路をとる。

肺循環は右心室→肺動脈→肺組織→肺静脈→左心房の経路をとる。

 

これらの力学的条件は、心臓のポンプ作用、循環血液量、

血管系の容積、循環抵抗拡張期・収縮期などによって決まる。

 

体循環と肺循環の血液量、つまり左心室と右心室の拍出量は等しいはずであるが、

体循環系と肺循環系の間には一部短絡がある

(例えば、気管支動脈が肺静脈へ、冠状動脈の一部が左心房に還流する)。

 

このため、正常でも約2％の体循環血は右心系へ帰らない。

この短絡量は、病的な場合に(チアノーゼ型先天性心疾患などにおいて)

異常に増すことが知られている。

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４）冠循環

 

①冠動脈の仕組み
心臓は、心筋の収縮によって全身に血液を送る。

そのため、心筋が行う仕事量は大きく、

心筋へと血液を送る特別の血管が必要になる。

それが冠動脈である。
冠動脈は大動脈の根元から左右に1本ずつ出ている。

そして、主に3本の冠動脈が心臓を取り巻いて、

枝分かれしながら心筋の各部に入り込んで、必要な栄養分を供給している。

 
・右冠動脈

心臓の右側を走り、右心室と左心室の下面、心室中隔の後部分に血液を供給する。

 
・左前下行枝

大動脈から左冠動脈として出るが、すぐに左前下行枝と左回旋枝に分かれる。

左前下行枝は心臓の前面を走り、左心室の全面から側面、

心室中隔の大部分に血液を供給する。

 
・左回旋枝

心臓の後面を走り、左心室の側面から後面に血液を供給する。

 

 

②冠動脈の働き
心臓の活動維持のためには、心筋への酸素・栄養分の供給が必要である。

そのために毎分250mlの動脈血が冠動脈へ送り込まれている。

 

冠動脈への血液循環は、心臓の収縮期に血流が生じるだけでなく、

拡張期にも血流が増加するのが特徴である。

特に、左前下行枝と左回旋枝で著しい増加がみられる。

 
また、心内膜側では、収縮期には冠動脈の血流が途絶え、

拡張期にだけ血流が生じるために、心筋虚血(酸素不足)が起こりやすくなる。

 

 

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５）心周期
①収縮期

 
洞房結節で発生した興奮波は房室結節を通過して心室に達し脱分極を起こす。

心室の脱分極は心電図上ではQRS波として表される。

 

この脱分極が心室の収縮を引き起こし、心室内圧を上げる。

心室内圧が心房内圧を上回ると開いていた房室弁が押し上げられて、閉じ、

心房への血液の逆流を防ぐ。

 

同時に肺動脈弁と大動脈弁が開き、肺動脈と大動脈へそれぞれ血液が拍出される。

心室内圧が上昇し房室弁が閉じ、半月弁が開くまでのわずかな時期を

等容量収縮期という。

 

心室内圧が肺動脈圧や大動脈圧を上回ると半月弁が開き心室駆血が起こる(拍出期)。

血液の駆出は最初は速く、次第にゆっくりとなる。

各心室が収縮することによって駆出された血液量は1回拍手出量と呼ばれている。

 

 

心室の収縮が起こり、血液が拍出されると、肺動脈圧と大動脈圧は上昇する。

収縮期が終了に近づくにつれ、心室からの駆出率は低下し、

肺動脈と大動脈の内圧はそれぞれ心室内圧を上回ってくる。

 

これによって肺動脈弁も大動脈弁も閉じ、心室内への血液の逆流を防ぐと同時に

血液の駆出も終わる。

 
②拡張期

 
肺動脈弁と大動脈弁が閉じ、心室筋が弛緩し始めると同時に心室内圧は急激に

低下していき、肺動脈や大動脈内の血液も末梢へと流れていくため、

大動脈圧も徐々に低下していく。

 

一方、心室が収縮している間、静脈から心房に血液が流れ込んでくるため

心房内圧はゆっくりと上昇する。

 

心室内圧が心房内圧よりも高く、房室弁も閉じている短い時期が

等容量性弛緩期である。

この時期の心室内の血液量は一定のままの状態である。

 

心室内圧が心房内圧よりも低下すると房室弁が開き、心室に血液が充満し始める。

心房と心室が弛緩している間、上・下大静脈から右心房へ、

肺静脈から左心房へ血液が流れてくる。

 

心房へ血液が流入すると心房内圧は心室内圧よりも上昇する。

これによって房室弁が開き、心房から心室へと血液は流れる。

 

この間肺動脈圧や大動脈圧が各心室圧よりも高いため肺動脈弁と大動脈弁は

閉じたままである。

これによって血液が心室内に充満する。

 
通常、心室弛緩期(0.5sec)の方が心室収縮期(0.3sec)よりも長い。

運動して心拍数が上昇しているときは収縮期よりも弛緩期は短縮する。

 

しかし、心室の充満は主として弛緩期早期におこることから、

時間が短縮されても心室に血液が充満する上でさほど障害とはならない。

 

すなわち、通常、心房がまとまって収縮する前に心室内には

約80％の血液が貯留しており、心房が収縮することによって心室が満杯になる。

 
心室が収縮する直前の弛緩終了時、各心室内に貯留している血液量は

拡張終期心室容積と呼ばれ、

心室の１回の仕事量の決定に重要な役割を果たす要因である。

 
健康な成人男性の安静時における拡張終期心室容積は120～130mlである。
弛緩期中大動脈や肺動脈中の血液は移動しているため、

肺動脈圧や大動脈圧は低下している。

 

しかし、それぞれ大動脈弁、肺動脈弁が閉じていることと動脈壁が弾性をもつため、

各心室内圧の変動と違って動脈圧が0mmHgになることはない。

 

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６）スターリングの心臓の法則

 

心筋は弛緩したときの筋張に従って発生する張力が異なってくる。

これを心臓に当てはめたものがスターリングの法則で、

拡張終期心室容積によって、さらには静脈還流量によって決定される。

 

 

より多くの血液が静脈から戻ってくれば心臓はそれだけ心筋線維が強く伸展される。

心筋が伸ばされればそのぶん元に戻そうとする力が増し、収縮力が増加する。

 

 

その結果多くの血液を拍出することができる。

このように心臓内の血液量に依存して収縮力が調整される。

 

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