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心臓の構造と働き

心臓のポンプ機能

心臓の血流

心臓は胸腔内にある握りこぶし大の臓器で、胸骨と第2~6肋骨隠れてやや左寄りに位置する。
心臓は、全身に血液を循環するポンプ機能があり、心臓の右側は肺に血液を送るためのポンプ、左側は全身に血液を送るためのポンプになっている。
さらに、左右の部屋は上下にも分かれていて、上を心房、下を心室と呼び、右心房右心室左心房左心室と呼ばれる4つの部屋にわかれている。

心室の壁は心房より厚い心筋に囲まれており、これが強い収縮力を生み出し、血液を送り出している。

心臓の血液の流れ

全身を巡ってきた血液は下大静脈上大静脈を通じて右心房に戻ってくる。右心房と右心室の間の三尖弁が開くと、右心房にためられた静脈血が右心室に送られて、右心室にある肺動脈弁が開くと、静脈血は酸素をもらうために左右の肺に排出されていく。

酸素を受け取った動脈血は、左右4本の肺静脈から左心房に送られて、左心房と左心室の間の僧帽弁が開いて左心室へと送られる。
左心室は全身に血液を送る最も重要なポンプ機能を担っているため、心室の壁も一番厚くなっている。
左心室には大動脈へと血液を送り出す、大動脈弁があり、そこが開くと勢いよく血液が大動脈弓のカーブを通り、下行大動脈へと向かう。

また、大動脈弓からは3本の動脈が上向きにでていて、右から腕頭動脈、左総頚動脈、左鎖骨下動脈となっている。
腕頭動脈は、その名の通り(右)腕と頭に血液を送っており、途中で右鎖骨下動脈、右総頸動脈に分岐して、それぞれ右上肢と頭側へと血流する。
真ん中の左総頸動脈は、右腕頭動脈から分岐した右総頸動脈と並んで頭部へ向かう。
一番左の左鎖骨下動脈は、左上肢へ血流を送っている。

心臓の弁

左右の心室の出入り口には、血液の逆流を防ぐ弁がある。
心房と心室の間の弁は、房室弁と呼ばれるが、左右では構造が異なる
右の房室弁は、弁のヒダが3つあるので三尖弁と呼ばれている。一方で左の房室弁は、弁のヒダが2つしかないので二尖弁または僧房弁と呼ばれる。

二尖弁はわかるけど、僧帽って何?
ミトラ←僧帽弁の由来

『司教冠(ミトラ)』とよばれる僧(修道士)の帽子の形に似ているからそう名がついたようです。

この僧房弁以外の3つの弁はすべて、3つの弁尖でできている。

房室弁は心室から血液が拍出するときに、心房へ逆流しないように、乳頭筋が収縮して房室弁を引っ張り、弁はしっかりと閉じるようになっている。

左心室の出口にある大動脈弁は、左室が収縮すると開き、全身へ血液を送り出したら、左心室が弛緩したとき大動脈弁も閉じ、逆流しないように働く。
右心室の出口にある肺動脈弁も同様に、右室が収縮するときに開き、肺へ血液を送り出して、右心室が弛緩したときに肺動脈弁も閉じ、逆流しない仕組みになっている。

心臓の刺激伝導系

心臓は、体の外に取り出しても細胞が死なない限り勝手に動く。
これは、心筋は収縮して動かすだけではなく、自分で電気を生みだす心筋が存在していて、自発的に興奮・収縮することができるから。
これを自動能といい、刺激伝導系と呼ばれる特殊心筋がこの働きを担っている。
そして、特殊心筋からの刺激をもらって、固有心筋が収縮し血液を拍出している。

刺激伝導系

1、 特殊心筋(刺激伝導系)

自動能をもち、自らの筋肉内で電気を発生させることでリズムを作り出したり、発生した電気刺激を心臓下部へ伝えていく。
刺激伝導系とも呼ばれ、洞結節・房室結節・ヒス束・左右の脚・プルキンエ線維をいう。
刺激伝導系のメインとなる、洞結節は、右心房の上大静脈口のすぐ内側に存在する。房室結節は、右心房下部の内側壁にあり、そこから心室中隔を下降し、ヒス束から左右の脚にわかれる。左右の脚からさらに心室壁に広がる繊維をプルキンエ線維と呼ぶ。

洞結節で生じた刺激は、心房内で伝達されながら、房室結節に伝わる。
このとき心房筋と心室筋の間では刺激は伝わらず、房室結節が心房と心室の連絡を担っている。
房室結節に伝わった刺激はは、ヒス束→左右の脚→プルキンエ線維へと伝えられていく。

各特殊心筋での発生リズム

洞結節が最もリズムを生み出す周期が早いため、メインは洞結節でリズムを作っているが、洞結節が故障すれば 房室結節がリズムを出すこともある。

・洞結節 60~100回(メイン)
・房室結節 50~60回
・HIS束 40~50回
・プルキンエ線維 30~45回
・心室筋肉 30~40回

2、固有心筋(作業心筋)

固有心筋も自動能がないわけではないが、上記の各部位からの発生リズムからみても刺激伝導系には劣るため、刺激伝導系からの電気刺激をもとに、自らも電気を発生させ収縮している。
刺激伝導系は、隣あった心房筋や心室筋などの固有心筋に伝え、固有心筋がそのまた隣の心筋細胞に伝えて、次々と刺激が伝わっていく。
この伝達速度は決して早くはなく、1秒間に1mくらい速さで伝わるため、心臓はゆっくりと収縮してたくさんの血液を送り出すことができる。

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