【循環器】心臓の機能を図解で解説②|心周期・心拍出量・神経支配のしくみ

2章 人体構造・機能論

最初に問題を解きたい方はこちら👇

🔰 この記事について

この記事では、心臓の機能 について、
図解を用いてわかりやすく解説しています。

心周期心拍出量、神経支配 について、
国家試験や定期試験で頻出のポイントを
コンパクトに整理しました。

※ 5択クイズは 別記事 に掲載しています。

🖊️ この記事で学べる内容

以下の項目について、
重要ポイントをまとめています。

  • 心周期
  • 心拍出量・1回拍出量・心拍数
  • 神経支配(交感神経・副交感神経)

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▶️ 心臓の機能①|刺激伝導系・血液循環

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▶️ 血圧の基礎

🩺 学習の進め方

本シリーズは
「5択クイズ編」+「要点解説編」 の2本立てです。

📌 おすすめの学習ステップ

  • まず クイズ で理解度チェック
  • 本記事で知識を整理
  • もう一度クイズに挑戦して知識を定着

🎯 こんな人におすすめ

  • 試験前に効率よく復習したい方
  • 重要ポイントを短時間で整理したい方
  • クイズに挑戦する前に基礎を固めたい方
  • 授業資料として活用できる内容を探している講師の方

🔍 心臓の機能|心周期・心拍出量・神経支配

  • 心臓は一定のリズムで収縮弛緩を繰り返し、
    全身へ血液を送り出しています。
講師<br>(管理人)
講師
(管理人)

ここでは、
心臓が拍動する仕組み(心周期)や
血液を送り出す量(心拍出量)、
拍動を調節する神経支配
について整理します。

刺激伝導系・血液循環については👇
▶️ 心臓の機能を図解で解説①

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▶︎ 心周期|▶︎ 心拍出量|▶︎ 神経支配

心周期

  • 心臓の拍動は、
    収縮期拡張期が交互に繰り返されることで
    成り立っています。
  • この1回の収縮と弛緩の流れ全体を
    心周期(cardiac cycle)と呼びます。
心周期の模式図。収縮期(①等容性収縮期→②駆出期)と、拡張期(①等容性弛緩期→②充満期→③心房収縮期)の流れを矢印で示し、心房・心室内の血液の流れと各相の変化を図解している。
図1:心周期の各相
心周期における収縮期(等容性収縮期・駆出期)と、
拡張期(等容性弛緩期・充満期・心房収縮期)の流れを示した模式図。
出典:(財)北海道心臓協会 HP フリーイラスト

収縮期

  • 収縮期は、心室が収縮して、
    血液を肺動脈大動脈へ送り出す時期で、
    以下の2相からなります。

 ① 等容性収縮期
   ⬇︎
 ② 駆出期

① 等容性収縮期

  • 心室の収縮が始まると、
    心室圧が心房圧を上回り
    房室弁が閉鎖します。
  • この時期はすべての弁が閉じているため、
    心室容積は変化せず、
    心室圧のみが急激に上昇します。

② 駆出期

  • 心室圧が動脈圧を超えると、
    大動脈弁・肺動脈弁が開放します。
  • その結果、
    心室内の血液が動脈へ送り出されます。

拡張期

  • 拡張期は、心室が弛緩し、
    心房から血液を受け取る時期で
    以下の3相からなります。

 ① 等容性弛緩期
   ⬇︎
 ② 充満期
   ⬇︎
 ③ 心房収縮期

① 等容性弛緩期

  • 心室圧が低下すると、
    大動脈弁・肺動脈弁が閉鎖します。
  • この時点では、
    まだ心室圧は心房圧より高いため、
    房室弁は閉じたままです。
  • そのため、
    すべての弁が閉じた状態で心室が弛緩します。

② 充満期

  • 心室圧が心房圧を下回ると、
    房室弁が開放します。
  • その結果、血液が心房から心室へ流入します。
  • 流入初期は急速に血液が流れるため、
    急速流入期とも呼ばれます。

③ 心房収縮期

  • 最後に心房が収縮し、
    心室へ追加の血液を送り込みます。
  • この収縮により、
    心室充満量の約2割が補われます。
講師<br>(管理人)
講師
(管理人)

「等容性」とは、
心房や心室の内容量が変わらない
ことを意味します。
等容性収縮期・等容性弛緩期では、
全ての弁が閉鎖しているため、
心室容積は変化しません。

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▶︎ 心周期|▶︎ 心拍出量|▶︎ 神経支配

心拍出量

  • 心臓の働きを表す指標として、
  • 心拍数(HR)
  • 1回拍出量(SV)
  • 心拍出量(CO)
  • 脈拍数
    などが用いられます。
  • 心拍出量(cardiac output:CO)は、
    1分間に心臓から送り出される血液量で、
    以下の式で求められます。

🫀 心拍出量 = 心拍数 × 1回拍出量

  • 安静時では、
  • 1回拍出量:70 mL/回
  • 心拍数:70 回/分(約 60〜100 回/分)
    であるため、
    心拍出量は
    約 4.9 L/分(約 5 L/分)になります。
1回拍出量(約70mL/回)と心拍数(約70回/分)から、心拍出量(約4.9L/分)が求められることを示した模式図。心拍出量=1回拍出量×心拍数の関係を図解している。
図2:心拍出量(CO)の計算方法
心拍出量は「1回拍出量(SV)× 心拍数(HR)」で求められる。
安静時では約5L/分となる。
Created with BioRender.com

1回拍出量

  • 1回拍出量(SV:stroke volume)は、
    心臓が1回収縮したときに
    送り出される血液量
    です。
  • 安静時の正常値は、
    70mL/回 とされています。

脈拍数

  • 脈拍数は、末梢動脈で触れる拍動です。
  • 通常は心拍数と一致します。
  • 一般に
  • 100回/分を超える:頻脈
  • 60回/分未満:徐脈
    と呼ばれます。

心臓の神経支配

  • 心臓の働きは、
    自律神経によって調節されています。
  • 心臓中枢は延髄に存在し、
  • 交感神経
  • 副交感神経
    の両方から支配を受けています。

交感神経

  • 交感神経は、
    心臓交感神経を介して作用します。
  • 心臓の働きを促進する方向に働き、
  • 心拍数を増加
  • 心筋収縮力を増強
  • 刺激伝導速度を増大
    します。

副交感神経

  • 副交感神経は、
    主に 迷走神経 を介して心臓に作用します。
  • 心臓の働きを抑制する方向に働き、
  • 心拍数を減少
  • 刺激伝導を抑制
    します。
講師<br>(管理人)
講師
(管理人)

交感神経は「アクセル」、
副交感神経は「ブレーキ
の役割を果たしています。

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心周期

心臓の1回の収縮・弛緩の流れ

□ 収縮期
 ① 等容性収縮期
  ・心室圧>心房圧
  ・房室弁閉鎖
  ・全ての弁が閉鎖

 ② 駆出期
  ・心室圧>動脈圧
  ・動脈弁開放
  ・血液を動脈へ駆出

□ 拡張期
 ① 等容性弛緩期
  ・動脈圧>心室圧
  ・動脈弁閉鎖
  ・全ての弁が閉鎖

 ② 充満期(急速流入期)
  ・心房圧>心室圧
  ・房室弁開放

 ③ 心房収縮期
  ・心房収縮
  ・心室充満を補助

心拍出量・1回拍出量・心拍数

□ 心拍出量(CO)
 ・1分間に心臓から送り出される血液量
 ・基準値:約5L/分
 ・CO=SV × HR

□ 1回拍出量(SV)
 ・1回の心収縮で送り出される血液量
 ・基準値:約70mL/回

□ 心拍数(HR)
 ・1分間の心拍動回数
 ・基準値:約70回/分
 ・100回/分超 → 頻脈
 ・60回/分未満 → 徐脈

神経支配

□ 心臓中枢:延髄

自律神経により調節

□ 交感神経(心臓交感神経)
 ・心拍数
 ・心筋収縮力
 ・刺激伝導速度

□ 副交感神経迷走神経
 ・心拍数
 ・刺激伝導

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※ 記事作成には正確を期しておりますが、
 内容に誤りや改善点がございましたら、
 お知らせいただけますと幸いです。
 今後の教材作成の
 参考にさせていただきます。

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