第40章循環器系
40.3 Mammalian Heart and Blood Vessels40.3 哺乳類の心臓と血管
Learning Objectives学習目標
By the end of this section, you will be able to do the following:
この節を終えると、次のことができるようになる。
- Describe the structure of the heart and explain how cardiac muscle is different from other muscles心臓の構造を述べ、心筋がほかの筋とどう異なるかを説明する。
- Describe the cardiac cycle心周期を説明する。
- Explain the structure of arteries, veins, and capillaries, and how blood flows through the body動脈、静脈、毛細血管の構造と、体内での血液の流れを説明する。
The heart is a complex muscle that pumps blood through the three divisions of the circulatory system: the coronary (vessels that serve the heart), pulmonary (heart and lungs), and systemic (systems of the body), as shown in Figure 40.10. Coronary circulation intrinsic to the heart takes blood directly from the main artery (aorta) coming from the heart. For pulmonary and systemic circulation, the heart has to pump blood to the lungs or the rest of the body, respectively. In vertebrates, the lungs are relatively close to the heart in the thoracic cavity. The shorter distance to pump means that the muscle wall on the right side of the heart is not as thick as the left side which must have enough pressure to pump blood all the way to your big toe.
英語のヒント
心臓は、図40.10に示す循環器系の3つの区分、すなわち冠循環(心臓に血液を供給する血管)、肺循環(心臓と肺)、体循環(体の各器官系)へ血液を送る複雑な筋である。心臓自身の冠循環は、心臓から出る主な動脈である大動脈から、直接血液を受け取る。肺循環では肺へ、体循環では体の残りの部分へ、心臓が血液を送り出す必要がある。脊椎動物の肺は、胸腔内で心臓の比較的近くにある。右側の心臓は血液を送る距離が短いため、筋壁が左側ほど厚くない。左側は、足の親指まで血液を送り届けるだけの圧力を生み出さなければならない。
Structure of the Heart心臓の構造
The heart muscle is asymmetrical as a result of the distance blood must travel in the pulmonary and systemic circuits. Since the right side of the heart sends blood to the pulmonary circuit it is smaller than the left side which must send blood out to the whole body in the systemic circuit, as shown in Figure 40.11. In humans, the heart is about the size of a clenched fist; it is divided into four chambers: two atria and two ventricles. There is one atrium and one ventricle on the right side and one atrium and one ventricle on the left side. The atria are the chambers that receive blood, and the ventricles are the chambers that pump blood. The right atrium receives deoxygenated blood from the superior vena cava, which drains blood from the jugular vein that comes from the brain and from the veins that come from the arms, as well as from the inferior vena cava which drains blood from the veins that come from the lower organs and the legs. In addition, the right atrium receives blood from the coronary sinus which drains deoxygenated blood from the heart itself. This deoxygenated blood then passes to the right ventricle through the atrioventricular valve or the tricuspid valve, a flap of connective tissue that opens in only one direction to prevent the backflow of blood. The valve separating the chambers on the left side of the heart valve is called the bicuspid or mitral valve. After it is filled, the right ventricle pumps the blood through the semilunar valve (or pulmonic valve or pulmonary) to the pulmonary arteries and on to the lungs for re-oxygenation. After blood passes through the pulmonary arteries, the right semilunar valves close preventing the blood from flowing backwards into the right ventricle. The left atrium then receives the oxygen-rich blood from the lungs via the pulmonary veins. This blood passes through the bicuspid valve or mitral valve (the atrioventricular valve on the left side of the heart) to the left ventricle where the blood is pumped out through the aorta, the major artery of the body, taking oxygenated blood to the organs and muscles of the body. Once blood is pumped out of the left ventricle and into the aorta, the aortic semilunar valve (or aortic valve) closes preventing blood from flowing backward into the left ventricle. This pattern of pumping is referred to as double circulation and is found in all mammals.
英語のヒント
心筋が左右非対称なのは、肺循環と体循環で血液を送る距離が異なるためである。右側は肺循環へ送り、左側は体循環で全身へ送る必要があるため、図40.11のように、右側のほうが小さい。ヒトの心臓は握りこぶしほどの大きさで、心房2つと心室2つの4室に分かれる。左右それぞれに心房1つと心室1つがある。心房は血液を受け取る部屋、心室は血液を送り出す部屋である。右心房は、上大静脈と下大静脈から酸素の少ない血液を受け取る。上大静脈は、脳から来る頸静脈と腕から来る静脈の血液を集め、下大静脈は、下方の器官や脚から来る静脈の血液を集める。さらに右心房は、心臓そのものの酸素の少ない血液を集める冠状静脈洞からも血液を受け取る。この血液は、房室弁、すなわち三尖弁を通って右心室へ入る。この弁は結合組織のひだで、一方向にだけ開いて血液の逆流を防ぐ。心臓の左側の部屋を隔てる弁は、二尖弁、または僧帽弁と呼ばれる。右心室が血液で満たされると、半月弁(肺動脈弁)を通して肺動脈へ送り出し、血液は肺で再び酸素を取り込む。血液が肺動脈を通った後、右側の半月弁が閉じ、右心室への逆流を防ぐ。左心房は、肺から肺静脈を通って戻る酸素の多い血液を受け取る。血液は二尖弁、すなわち僧帽弁(左側の房室弁)を通って左心室に入り、そこから体の主要な動脈である大動脈へ送り出され、器官や筋へ酸素を届ける。血液が左心室から大動脈へ送られると、大動脈半月弁(大動脈弁)が閉じ、左心室への逆流を防ぐ。この送り出し方は二重循環と呼ばれ、すべての哺乳類に見られる。
The heart is composed of three layers; the epicardium, the myocardium, and the endocardium, illustrated in Figure 40.11. The inner wall of the heart has a lining called the endocardium. The myocardium consists of the heart muscle cells that make up the middle layer and the bulk of the heart wall. The outer layer of cells is called the epicardium, of which the second layer is a membranous layered structure called the pericardium that surrounds and protects the heart; it allows enough room for vigorous pumping but also keeps the heart in place to reduce friction between the heart and other structures.
英語のヒント
心臓は、図40.11に示す心外膜、心筋層、心内膜の3層からなる。内壁を覆う層が心内膜である。心筋層は心筋細胞からなり、中間層と心臓壁の大部分を構成する。最も外側の細胞層を心外膜という。その第2層は、心膜と呼ばれる膜状の層構造で、心臓を包んで保護する。心臓が力強く拍動するための十分な空間を確保するとともに、心臓を所定の位置に保ち、周囲の構造との摩擦を減らす。
The heart has its own blood vessels that supply the heart muscle with blood. The coronary arteries branch from the aorta and surround the outer surface of the heart like a crown. They diverge into capillaries where the heart muscle is supplied with oxygen before converging again into the coronary veins to take the deoxygenated blood back to the right atrium where the blood will be re-oxygenated through the pulmonary circuit. The heart muscle will die without a steady supply of blood. Atherosclerosis is the blockage of an artery by the buildup of fatty plaques. Because of the size (narrow) of the coronary arteries and their function in serving the heart itself, atherosclerosis can be deadly in these arteries. The slowdown of blood flow and subsequent oxygen deprivation that results from atherosclerosis causes severe pain, known as angina, and complete blockage of the arteries will cause myocardial infarction: the death of cardiac muscle tissue, commonly known as a heart attack. Marie M. Daly was the first to associate cholesterol, high blood pressure, and the causes of atheroclerosis, which led to a deeper understanding of ways to prevent heart attack and treat heart disease.
英語のヒント
心臓には、心筋へ血液を供給する独自の血管がある。冠動脈は大動脈から分かれ、王冠のように心臓の外表面を取り巻く。毛細血管へ枝分かれして心筋に酸素を供給し、その後、冠静脈へ再び集まる。酸素の少ない血液は右心房へ戻り、肺循環で再び酸素を取り込む。心筋は、絶え間ない血液供給がなければ死んでしまう。アテローム性動脈硬化は、脂肪性のプラークが蓄積して動脈がふさがることである。冠動脈は細く、心臓そのものに血液を供給しているため、そこでの動脈硬化は命に関わりうる。動脈硬化による血流の低下と、それに続く酸素不足は、狭心症という激しい痛みを引き起こす。動脈が完全に閉塞すると、心筋組織が死ぬ心筋梗塞、一般に心臓発作と呼ばれる状態になる。マリー・M・デイリーは、コレステロール、高血圧、動脈硬化の原因を初めて関連付けた。その成果は、心臓発作の予防や心疾患の治療法への理解を深めた。