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心臓

心臓は、筋肉でできた中空の器官で、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つの空洞があり、上の空洞(心房)で血液を集めて下の空洞(心室)に送り、心室が血液を血管に送り出します。

血液が確実に1方向のみに流れるよう、それぞれの心室には血液を取りこむ弁と、血液を送り出す弁があります。左心室の入口には僧帽弁、出口には大動脈弁があり、右心室の入口には三尖弁、出口には肺動脈弁があります。それぞれの弁には複数のふた(弁尖、弁葉)がついていて、1方向にのみ開閉する構造になっています。僧帽弁には2枚、ほかの三尖弁、大動脈弁、肺動脈弁には3枚の弁尖があります。入口の大きな弁(僧帽弁と三尖弁)は、心房内部に反転しないように、乳頭筋や組織の腱とつながっています。心臓発作などによって乳頭筋が損傷すると、弁が反転し、血液が逆流することがあります。弁の開き具合が狭いと、弁を通る血液の量が減少します。弁にはこういった2種類の障害が起こります。

心拍音は、心臓が血液を送り出す音です。「ドックン」という心拍音の最初の「ドッ」は僧帽弁と三尖弁が閉じる音です。次の「クン」は大動脈弁と肺動脈弁が閉じる音です。1つの心拍音で拡張と収縮が起こります。拡張期には、心房が収縮して多くの血液が心室内へと送られ、広がった心室内は血液で満たされます。収縮期には、心室が収縮して血液を送り出し、広がった心房内は再び血液で満たされます。

心臓の機能

心臓の機能は、ポンプのように、血液を取りこみ、送り出すことです。心臓の右側部分は、血液中に酸素を取りこみ二酸化炭素を放出する器官である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、酸素と栄養分を組織に運び、二酸化炭素などの老廃物を、肺や腎臓などの器官で排出するよう血液中に取りこみます。

心臓の内部

心臓の内部

図中の矢印は、正常な血液の流れる方向を示しています。

血液は以下のように循環します。まず、酸素を失い、二酸化炭素を受け取った全身からの血液が、2本の太い静脈(大静脈)を通って右心房に入ります。右心室が拡張すると、右心房内の血液が三尖弁を通って右心室に流れこみます。右心室がほぼ満たされると、右心房は収縮し、右心室にさらに血液を送りこもうとします。右心室は収縮して、肺動脈弁を通して肺動脈内へと血液を送り出し、肺へと血液を送ります。肺に入った血液は、肺胞を取り囲む小さな毛細血管を通り、そこで酸素を取りこみ、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。

酸素の豊富な肺からの血液は、肺静脈を通って左心房に入ります。左心室が拡張すると、左心房内の血液が僧帽弁を通って左心室に流れこみます。左心室がほぼ満たされると、左心房が収縮して、左心室にさらに血液を送りこもうとします。高齢者では、左心室が血液で満たされる前に左心房が収縮するため、この収縮は特に重要です。左心室は収縮して、大動脈弁を通して体内で最も太い大動脈内へと血液を送り出します。血液は肺を除く全身に酸素を運びます。

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系、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系と呼ばれます。

心臓の血液供給

心臓への血液の供給

心臓への血液の供給

体の他の組織と同じように、心臓の筋肉も酸素の豊富な血液を受け取り、老廃物を血液中へ放出します。心臓の筋肉へ酸素の豊富な血液を運ぶのは、大動脈が心臓から出た直後に枝分かれする右冠動脈と左冠動脈です。右冠動脈は、辺縁枝と後室間枝に枝分かれし、後室間枝は心臓の後面に位置します。左冠動脈は、回旋枝と前下行枝に枝分かれします。心静脈は、心筋から老廃物を含んだ血液を受け取り、冠静脈洞という、心臓の後面にある太い静脈内に運びます。冠静脈洞は血液を右心房に戻します。

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。心臓の筋肉(心筋)に酸素の豊富な血液を供給し、酸素を失った血液を右心房へ戻すのは、冠循環系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。これら2本の冠動脈は、心臓に血液を供給する回旋枝などといった他の動脈にさらに枝分かれします。心静脈は心筋から血液を受け取り、心臓の後面にある冠静脈洞という太い静脈内に運び、血液は右心房に戻ります。心臓には収縮時に大きな圧力がかかるため、冠循環系を通る血流の大部分は、心拍と心拍の間の心臓が広がっている拡張期の間に生じます。

心拍の調節

心臓の筋線維の収縮は非常に規則正しく、高度に調節されています。速度を調節した周期的な電気刺激(放電)が、明確な経路に沿った正確な方式で心臓を通ります。この電気刺激は、わずかな電流を生み出す心臓の生体ペースメーカー部、右心房の壁の内部に存在する小さな組織である洞あるいは洞結節(不整脈: 正常な刺激伝導路を参照)から始まります。

生体ペースメーカー部が電気刺激を送る速度、つまり心拍の速度は、2つの相補的な神経系( 神経系のしくみと働き: 末梢神経を参照)、心拍を速くさせる交感神経系と心拍を遅くさせる副交感神経系によって決まります。交感神経系は、交感神経叢と呼ばれる神経のネットワークと、エピネフリン(アドレナリン)およびノルエピネフリン(ノルアドレナリン)という副腎や神経終末部から放出されるホルモンを介して働きます。副交感神経系は、神経伝達物質のアセチルコリンを放出する1本の迷走神経を介して働きます。

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