心臓とは｜構造・働き・語源をわかりやすく解説
心臓の構造・働き・語源を図解でやさしく解説。心筋や血液循環の仕組み、用語の由来まで一目で理解。
心臓は、すべての脊椎動物に存在する臓器で、体内の血液を循環させるポンプの役割を果たす筋肉性の器官です。人間では胸のやや左側、こぶし大の大きさで、頑丈な筋肉でできています。心臓は規則的に収縮と拡張をくり返すことで、血液を全身に送り出します。
心臓の主な構造
- 心房（しんぼう）と心室（しんしつ）：心臓は左右に分かれ、左心房・左心室・右心房・右心室の4つの部屋があります。右心房は全身から戻ってきた静脈血を受け取り、右心室から肺へ送り出します。左心房は肺からの酸素化された血液を受け取り、左心室から全身へ送り出します。
- 弁（弁膜）：心房と心室の間、また心室と大血管の間には弁があり、血流が一方向に流れるようにしています（例：僧帽弁、大動脈弁、三尖弁、肺動脈弁）。
- 心筋（しんきん）：心臓を構成する筋肉で、強い収縮力を持ちます。心筋は自分自身で規則的に興奮を起こす能力を持ちます。
- 心膜（しんまく）：心臓を包む膜（心膜）は、外側の強い線維性の層と内側の薄い漿膜層からなり、心臓を保護し、心膜液により摩擦を減らします。
血液の流れ（簡単な経路）
- 全身の静脈 → 右心房 → 右心室 → 肺動脈 → 肺（ガス交換） → 肺静脈 → 左心房 → 左心室 → 大動脈 → 全身
心臓の働きと拍動の仕組み
心臓は自動能と呼ばれる性質で自発的に電気的興奮を発生させます。主な伝導系は以下の通りです。
- 洞房結節（SA node）：心拍のリズムを作る自然のペースメーカー（拍動の起点）です。
- 房室結節（AV node）：心房から心室へ電気信号を伝える中継点で、信号の伝達を若干遅らせて心房の収縮と心室の収縮のタイミングを調整します。
- ヒス束・プルキンエ線維：心室全体に電気信号を素早く伝え、効率的な収縮を引き起こします。
循環の量的指標
心拍数（拍/分）や1回拍出量（1回の収縮で送り出される血液量）、これらの積である心拍出量（1分間に送り出される血液量）は、体の酸素需要に応じて変化します。安静時と運動時では大きく変わります。
栄養と酸素の供給（冠状動脈）
心筋自体も血液で栄養と酸素を受け取ります。心臓表面を走る冠状動脈（冠動脈）が心筋に血液を供給し、これらが狭くなったり詰まったりすると胸痛や心筋梗塞などの病気を引き起こします。
心臓の位置・大きさ・保護
- 位置：胸腔の中央よりやや左寄り、肺と大血管に囲まれた場所にあります。
- 大きさ：成人ではおおむねこぶし大（体型によって差があります）。
- 保護：肋骨や胸骨、心膜によって物理的に保護されています。
主な心臓の病気（概略）
- 虚血性心疾患（狭心症・心筋梗塞）— 冠状動脈の血流不足によるもの
- 心不全 — 心臓のポンプ機能が低下し、必要な血液を十分に送り出せない状態
- 不整脈 — 心拍のリズムや速度が乱れる状態
- 弁膜症 — 心臓弁の機能障害
語源と用語について
Cardiacとcardioはどちらも「心臓に関する」という意味を持ちます。したがって、cardioやcardiacという接頭語がつく言葉は、心臓に関係することを示します（例：cardiology＝心臓学、cardiomyopathy＝心筋症）。
また、心筋（しんきん）という語については、「myo-」はギリシャ語の「mys（筋）」に由来し、「-cardium」はギリシャ語の「kardia（心臓）」に由来しています。英語や医学用語ではこれらの語根が頻繁に使われます。
まとめ（ポイント）
- 心臓は血液を循環させるポンプで、4つの部屋と複数の弁から構成される。
- 自動的に電気信号を発生して規則的に拍動し、冠状動脈が心筋を栄養する。
- 語源では「cardio-/cardi-」「myo-」などが心臓や筋肉を示す接頭語・語根として使われる。
構造体
人間の心臓は4つの部屋、つまり閉じた空間を持っています。動物には2室や3室しかないものもある。
人間の場合、4つの部屋は2つの心房と2つの心室である。心房は2つの部屋のことで、心室は1つの部屋のことである。右心房と右心室があります。これらは、心臓に来た血液をこの血液を肺に送ります。肺で血液は酸素を吸い上げ、二酸化炭素を落とす。肺から出た血液は、左心房と心室に送られます。左心房と心室は血液を体中に送り出す。左心室は、酸素を含んだ血液を運ぶため、右心室の6倍の働きをする。
血液は血管の中に運ばれています。これが動脈と静脈です。心臓に行く血液は、静脈で運ばれます。心臓から離れる血液は、動脈で運ばれます。右心室から出る主な動脈は肺動脈です。(肺は肺のこと）左心室から出ている主な動脈は大動脈です。
右心房に入る静脈は、上大静脈と下大静脈です。これらは、体内から右心へ血液を運びます。左心房に入る静脈は肺静脈です。これらは、肺から左心へ血液を運びます。
血液が心房から心室に行くときは、心臓弁を通ります。血液が心室から出るときは、弁を通ります。弁は、血液が一方通行で出入りすることを確認する。
心臓の4つの弁は
- 心房から心室への弁
- 三尖弁 - 右心房から右心室へ血液を送る。
- 僧帽弁 - 血液は左心房から左心室へ送られる
- 心室から動脈へ
- 肺動脈弁 - 右心室から肺に血液が出る（肺動脈を経由）。
- 大動脈弁-血液は左心室から体内へ（大動脈を経由して）出ていく
心臓は3層構造になっています。外側を覆っているのは心膜です。これは、心臓を包んでいる丈夫な袋です。真ん中の層は心筋です。これは心筋です。内側の層は心内膜です。これは、心臓の部屋の薄い滑らかな裏地です。
心臓の構造。矢印は血流の方向を示す。
心周期
心臓の拍動は、心筋が収縮することです。これは、心臓が押し込まれることを意味し、これにより部屋が小さくなります。これにより、血液が心臓から血管に押し出されます。心臓が収縮して押し込まれた後、筋肉は弛緩するか、押し込むのをやめます。心室は大きくなり、心臓に戻る血液が心室を満たします。
心筋が収縮する（押し込まれる）ことを収縮期という。心筋が弛緩する（押し込むのをやめる）とき、これを拡張期という。両方の心房は一緒に収縮する。両方の心室は一緒に収縮します。しかし、心房は心室より先に収縮します。心房の収縮が心室の収縮より先でも、4つの部屋はすべて同時に拡張します。これを心臓の拡張期という。
心房収縮期→心室収縮期→心拡張期という順序で行われる。これを1回とすると、心周期と呼ばれる。
心臓の弁を通る血流
心臓のペースメーカー
収縮期（心臓が収縮すること）は、心臓の筋肉細胞が小さくなることで起こります。小さくなることを「収縮する」とも言います。心臓に流れる電気が細胞を収縮させるのです。電気は洞房結節（頭文字をとってSA結節）で始まり、SA結節は右心房にある細胞のグループです。これらの細胞は電気的インパルスを開始します。この電気インパルスが、すべての心筋細胞が収縮する速度とタイミングを決定します。この動きを「心房収縮」と呼びます。電気インパルスは一旦、房室結節（AV Node）を通過する。房室結節はインパルスを減速させる。遅くすることで、電気インパルスが心室に届くのが遅くなります。これが、心房収縮の後に心室収縮が起こり、心室が収縮する（絞るという意味）前にすべての血液を心房から出すことができるようになる。
電気インパルスは房室結節を通過した後、心室の伝導系を通ることになります。伝導とは、熱や電気が何かを伝わっていくことを意味します。これにより、電気インパルスは心室へと運ばれます。伝導系の最初の部分は、His（ヒス）結合と呼ばれる部分です。Hisは、これを発見した医師（Wilhelm His, Jr）の名前に由来しています。バンドルとは、並列にまとめられた紐や電線という意味です。束（平行に進む糸や線の集まりという意味）は心室筋を通り抜けると、左束枝と右束枝の2つに分かれる。左束枝は左心室へ、右束枝は右心室へと移動する。束枝の先では、電気的インパルスがプルキンエ線維を通って心室筋に入る。これが心室収縮を起こし、心室収縮を行うのである。
という順番になります。洞房結節→心房（収縮期）→洞房結節→ヒス束→ヒス束枝→プルキンエ線維→心室（収縮期）
心電図
ECGとは、ElectroCardioGramの頭文字をとったものです。ドイツ語ではElectroKardioGramの略でEKGとも書きます。ECGは、心臓の中の電気がどのような働きをしているかを示します。心電図は、人の皮膚に電極を付けて行います。電極は心臓の中を通る電気を見ます。これを機械で紙に書きます。この紙に書かれたものが心電図です。
医師は心電図を見ることで、その人の心臓について知ることができます。ECGは、心臓発作や心臓のリズム（電気が心臓の伝導系をどのように通っているか）の問題など、心臓のいくつかの病気を示しています。
心電図では心房収縮期を示す。これはP波と呼ばれます。その後、心室収縮が起こります。これはQRSまたはQRS-complexと呼ばれます。3つの異なる波があるため、複合と呼ばれます。Q波、R波、S波です。次に心電図は心室の拡張期を示します。これはT波と呼ばれます。心房の拡張期もその時に起こります。しかし、心室拡張期と分けて見られるわけではありません。
PR間隔とは、心房収縮期（P）と心室収縮期（QRS）の間の間隔をいう。QT間隔とは、QRSが始まってからTが終了するまでの間隔です。ST区間は、QRSとTの間の空間である。
心電図 - 心電図
心電図「リズムストリップ」 - 1つのQRSが1つの心拍になる
質問と回答
Q: 心臓とは何ですか?
A:心臓はすべての脊椎動物にある臓器で、全身に血液を送るポンプです。
Q:人間の心臓の大きさはどのくらいですか?
A:人間の心臓は握りこぶし大です。
Q:人間の心臓はどこにありますか?
A: 人間の心臓は体の左側にあります。
Q:心臓の働きは何ですか?
A:心臓の働きは、全身に血液を送り出すことです。
Q: 「心臓」と「心臓病」という接頭辞の意味は?
A:「cardiac」も「cardio」も「心臓に関する」という意味です。
Q: 「心筋」とはどういう意味ですか?
A:「心筋」は心臓の筋肉という意味です。
Q: 心臓の外側の層は何と呼ばれていますか?
A: 心臓の外側の層は心膜と呼ばれています。
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