心臓と血管の仕組みと病気
心臓の仕組みと働き
1. 心臓の機能
心臓は、筋肉でできた器官で、胸部の中心にあります。心臓の右側と左側にはそれぞれ2つの部屋があり、心房と心室より血液を大動脈に送り出します。この一連の動きは休むことなく、1日におよそ10万回も繰り返されています。
血液が一方向のみに流れるよう、それぞれの心室には血液を取り込む弁と、血液を送り出す弁があります。左心室の入口には僧帽弁、三尖弁には乳頭筋と腱組織につながっています。
心臓の唯一の機能は、ポンプです。心臓の右側部分は、肺へと血液を送り出します。心臓の左側部分は全身に血液を送り出します。これにより、全身の組織に酸素と栄養分が運搬されます。
Netterより引用
血液循環はまず、黒い全身からの血液が、2本の太い静脈(大静脈)を通って右心房に入ります。右心房内の血液が三尖弁を通って右心室に流れ込みます。
右心室が収縮すると、血液は肺動脈弁を通過して肺動脈に入り、そこで酸素を取り込み、二酸化炭素を放出します。この二酸化炭素は息とともに吐き出されます。
肺からの血液は、肺静脈を通って左心房に入ります。左心室にさらに血液を大動脈弁を通過して体内で最も太い大動脈内に送り出されます。
心臓の右側部分から肺を通って左心房に至る循環は肺循環、心臓の左側部分からほぼ全身を通って右心房に至る循環は体循環と呼ばれます。
2. 心臓自身の血液供給
体のすべての器官と同様に、心臓も酸素の豊富な血液を常に必要としています。心筋に酸素の血液を供給するのは、冠循環と呼ばれる動脈と静脈からなるしくみです。
心臓から出た直後の大動脈から枝分かれする右冠動脈と左冠動脈は、心筋に酸素の豊富な血液を運びます。
左心室は酸素を含んだ血液を大動脈へと送り出します。この血液は主要な動脈を経由して小動脈へと分岐し、さらに細かい細動脈へと分かれていきます。その後、細動脈は毛細血管の網を形成し、組織へ酸素と栄養素を届けます。
3. 心拍の調節
心臓の収縮は非常に規則正しく、調節されています。
周期的な電気刺激が、毎回同じように心臓内の一定の経路に沿って調節された速度で流れます。この電気刺激は、心臓の生体ペースメーカー部である洞結節という右心房の壁の内部にある小さな組織)で発生します。
心拍の速度は、心拍を速める交感神経系と心拍を遅くする副交感神経系という2つの逆の働きをする神経系によって決まります。
血管の仕組みと働き
血管と血液の循環
血管系は、動脈、細動脈、毛細血管、細静脈、静脈から構成されます。
血液はすべて、これらの血管系で運ばれます。動脈は丈夫で柔軟で弾力性があり、心臓から血液を送り出し、非常に高い血圧にも耐えることができます。動脈には弾力性があり血圧を維持するのに有用です。動脈はより細い血管へと枝分かれしていき、全身に運ばれやがて毛細血管と呼ばれる血管に続いています。
毛細血管の薄い壁を通して、血液中の酸素と栄養分が組織内に移動し、組織内の老廃物が血液中に移動します。その後、血液は毛細血管から細静脈に入り、静脈を流れて心臓に戻ります。
動脈と細動脈は、特定の部位への血流の量を増減できるように、血管の直径を調節する筋肉の壁を備えています。
動脈と細動脈
動脈は、心臓から体の末端に向かって血液を運ぶ役割を持つ血管であり、大動脈から分岐して細い動脈へと繋がっています。
動脈の壁は、内皮細胞と結合組織からなる内膜、平滑筋と弾性線維からなる中膜、疎性結合組織からなる外膜の３層の構造です。中間の中膜は平滑筋と弾性線維から成り、弾力性があり、血圧の変動に耐えつつ丸みを保つことができます。外側の外膜は疎性結合組織でできています。
大動脈などの動脈は、中膜に豊富な弾性線維を持つため「弾性動脈」とも呼ばれています。一方、細い動脈は平滑筋がより発達しているため、「筋性動脈」とも称されています。
毛細血管
毛細血管は、太さが５〜10μmほどの微細な網目状の血管で、細動脈から組織を介して細静脈を連結しています。この血管の壁は、単層の内皮細胞から構成されています。血管壁内の内皮細胞間の隙間を通じて、血液と組織との間で酸素と二酸化炭素の交換、栄養素の供給、老廃物の回収など、物質の移動が行われます。
静脈と細静脈
静脈は体全体から血液を心臓に戻す役割を持つ血管で、動脈と比較すると壁が薄く、柔らかく、弾力性が少ない特徴があります。
血液は、毛細血管から非常に細い血管である細静脈を経由し、それから更に静脈を通じて心臓へと戻っていきます。静脈内の血圧が低いため、その壁は動脈に比べてかなり薄い構造をしています。
