心筋とは｜心筋細胞の構造・機能と循環系での役割を解説
心筋の構造や心筋細胞の特徴、収縮メカニズム、冠動脈による栄養供給まで解説。循環系での役割を図解とともにわかりやすく紹介。
心筋（心臓の筋肉）は、脊椎動物の3つの主要な筋肉の1つで、意図的に制御できない不随意筋です。人が意識してコントロールすることはできません。心臓の壁を構成する帯状の筋組織で、一般に「心筋」と呼ばれます。
構造
心筋は、厚い中間層として、外側の心外膜層と内側の心内膜層の間に位置します。心筋を構成する心筋細胞（心筋繊維、心筋細胞）は以下の特徴を持ちます。
- 多くは単核で、約74％が単一の核を持ち、約24％が二核であるとされます。
- 細胞は分岐し、隣接細胞と介在板（intercalated discs）で接続されます。介在板にはデスモソーム（細胞同士の強い接着）やギャップ結合（電気的連絡）が含まれ、収縮の同期化に重要です。
- 横紋（サルコメア）を持つ収縮性のミオフィブリルが規則的に並び、骨格筋と同様の縞模様を示しますが、骨格筋とは異なり細胞は短く分岐しています。
- ミトコンドリアが豊富で、酸素供給が途絶えると速やかに機能障害をきたします。
機能（収縮の仕組みと電気的機能）
心筋の基本的な役割は、規則的で強力な収縮により血液を送り出すことです。心筋細胞は電気的興奮を受けるとカルシウムの流入・放出を介してミオシンとアクチンが滑り込み、収縮を起こします。心房・心室での協調した収縮により、左心系は全身（体循環）へ、右心系は肺（肺循環）へ血液を送り出します。この収縮は心臓の収縮（シストル）に相当します。
心筋には自己発生能を持つペースメーカー細胞（洞房結節など）と、興奮を伝える刺激伝導系（房室結節、ヒス束、プルキンエ線維など）があり、自律的に拍動が生成・伝導されます。自律神経（交感・副交感）の影響で心拍数や収縮力が調節されます。
循環系での役割と血液供給
心筋は全身へ血液を押し出すポンプとして中心的な役割を果たします。心房は血液を心室へ送り、心室の収縮で血液が動脈へと送られます（左心室は大循環、右心室は肺循環）。この動きにより酸素・栄養の供給と老廃物の回収が可能になります（循環系、血液）。
心筋自身は毛細血管への単純な拡散だけでは十分に酸素や栄養を得られないため、冠動脈系によって直接供給されています。冠動脈が閉塞すると心筋は急速に酸素欠乏に陥り、虚血や壊死が起こります。短時間での単純な拡散では補えないため、冠血流は心筋の維持に不可欠です。
骨格筋・平滑筋との違い（主なポイント）
- 自律性：心筋は不随意筋で、自律神経とペースメーカーが拍動を制御します。
- 形態：分岐した短い繊維と介在板により機能的な同期収縮が可能です。
- 核の数：多くは単核で一部が二核、骨格筋の多核とは異なります。
- 再生能力：成人心筋は再生能力が非常に限定的で、損傷後は瘢痕（線維化）で置換されやすい点が骨格筋と大きく異なります。
臨床的意義
心筋の機能障害は心不全、虚血性心疾患（例：心筋梗塞）、心筋症、不整脈など多くの病態を引き起こします。冠動脈の閉塞による心筋の酸素不足は不可逆的な細胞死を招き、心機能の低下や致命的な合併症につながります。心筋の保護・再建（血行再建、薬物療法、機械的補助）は心臓病治療の中心課題です。
以上が心筋の主要な構造・機能と循環系における役割の概要です。臨床や研究では細胞レベルから器官レベルまで多面的に理解が進められており、心筋の代謝・電気生理・再生に関する知見は日々更新されています。
メディアの再生 単離された心筋細胞が拍動している様子
心筋の問題
心筋は病気で弱くなることがあります。例えば、血圧が非常に高い場合（高血圧）、心筋の一部が酷使されます。心筋は大きくなり、本来の役割を果たせなくなります。これを「肥大」といいます。
心臓を制御するシステムに問題があると、心筋が必要な拍動をしなくなることがあります。心臓の拍動が遅すぎて、血液を体に送り出すことができない場合があります（これを徐脈といいます）。また、心臓の拍動が速すぎて、心臓が血液で満たされ、その血液を体に送り出す時間がない場合もあります。これを頻脈といいます（いろいろな種類があります）。
心臓は冠状動脈を介して血液を得ています。冠動脈は、心臓にのみ血液を送る特別な血管です。心筋が仕事をするためには、冠状動脈から常に血液と酸素が供給される必要があります。この冠状動脈が詰まると、心筋への血流が止まってしまいます。血流がなければ、心筋は酸素を得ることができません。この状態が長く続くと、十分な酸素を得られなかった心筋の一部が死んでしまいます。これを「心筋梗塞」といい、「心臓発作」といいます。
質問と回答
Q: 心筋とは何ですか?
A:心筋とは、心臓の壁にある脊椎動物の3種類の主要な筋肉のうちの1つです。
Q: 心筋は随意制御されているのですか?
A:いいえ、心筋は不随意筋で、人が意識してコントロールすることはできません。
Q: 心筋以外の2種類の筋肉は何ですか?
A:骨格筋と平滑筋の2種類です。
Q: 心筋とは何ですか?
A: 心筋とは、心臓の厚い中間層を構成する組織のことです。
Q: 心臓の心筋の協調的な収縮は、どのようにして心房と心室から血液を送り出すのですか?
A: 心臓の心筋が協調して収縮することにより、血液は心房と心室から左/体/全身循環系と右/肺循環系の血管に送り出されます。
Q: 収縮期とは何ですか?
A: 収縮期とは、心房と心室から左/体/全身および右/肺循環系の血管に血液を送り出す心臓の収縮のことです。
Q: 心筋細胞はどのようにして酸素や栄養を受け取り、老廃物を除去しているのですか?
A: 心筋細胞は、体内の他の多くの組織と異なり、酸素と栄養を供給し、老廃物を除去するために、拡散する時間がないため、冠動脈に直接依存しています。
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