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すべての弁が閉じる一瞬!等容性収縮期のからくり

看護師国家試験 第112回 午後 第26問 / 人体の構造・機能 / 循環器系

国試問題にチャレンジ

112回 午後 第26問

心周期に伴う心臓の変化で、収縮期の初期には心室の容積は変わらずに内圧が上昇していく。 このときの心臓で正しいのはどれか。

  1. 1.僧帽弁は開いている。
  2. 2.大動脈弁は開いている。
  3. 3.左心室の容積は最小である。
  4. 4.左心室の内圧は大動脈圧よりも低い。

対話形式の解説

博士 博士

今日は心周期、特に『収縮期の初期』で何が起きているかを学ぶぞ。心臓生理の定番の山場じゃ。

アユム アユム

心臓って収縮と拡張を繰り返していますよね。もう少し細かく分けられるんですか?

博士 博士

うむ。心周期は①心房収縮期②等容性収縮期③駆出期④等容性弛緩期⑤充満期の5段階に分けられる。問題文の『容積は変わらず内圧だけが上昇する』のは②の等容性収縮期じゃ。

アユム アユム

等容性って、容積が一定って意味ですか?

博士 博士

その通り。心室が収縮を始めたのに血液の出入りがなく、容積が変わらない短い時間帯のことじゃ。

アユム アユム

どうして血液が動かないんですか?

博士 博士

両方の弁が閉じているからじゃ。心室が収縮し始めると、まず僧帽弁と三尖弁(房室弁)が閉じる。これが心音のⅠ音として聞こえる。

アユム アユム

でも大動脈弁も閉じているんですか?

博士 博士

そうじゃ。心室が少し収縮しただけでは、心室内圧はまだ大動脈圧(約80mmHg)に達していない。大動脈弁は心室内圧>大動脈圧にならないと開かないから、この時点では閉じたままじゃ。

アユム アユム

じゃあ血液はどこにも行けないんですね。

博士 博士

その通り。血液は非圧縮性なので、体積一定のまま筋肉だけが収縮する。結果として内圧だけが急激に上昇していく。これが『等容性』の意味じゃ。

アユム アユム

この時の心室容積は最大ですか?最小ですか?

博士 博士

最大じゃ。直前の充満期でたっぷり血液が溜まった状態、つまり拡張末期容積(EDV、成人で約120mL)のまま保持されておる。最小になるのは駆出が終わった時点、収縮末期容積(ESV)じゃ。

アユム アユム

EDVとESVの差が1回拍出量ですね。

博士 博士

その通り!EDV−ESV=1回拍出量(SV)、SV÷EDV×100が駆出率(EF)で心機能の重要指標じゃ。正常EFは55〜70%くらいじゃ。

アユム アユム

駆出期になるとどうなるんですか?

博士 博士

心室内圧が大動脈圧を超えた瞬間に大動脈弁が開き、一気に血液が駆出される。これが駆出期で、このあと心室が弛緩し始めると④等容性弛緩期に入る。この開始がⅡ音、つまり大動脈弁と肺動脈弁が閉じる音じゃ。

アユム アユム

Ⅰ音が房室弁閉鎖、Ⅱ音が半月弁閉鎖…聴診でも確認できるんですね。

博士 博士

そうじゃ。心周期は圧‐容量曲線(PVループ)で描くと視覚的に理解しやすい。教科書の図と合わせて暗記するより、『なぜ』で繋げて覚えるのが一番じゃ。

アユム アユム

すべての弁が閉じて内圧だけ上がる瞬間、と考えればバッチリです!

POINT

『心室容積が変わらず内圧だけ上昇する時期』は等容性収縮期で、心室の収縮開始直後に房室弁が閉鎖し、まだ半月弁が開いていない短い時間帯を指します。このとき心室内圧は急上昇しますがまだ大動脈圧には達していないため大動脈弁は閉鎖したまま、容積は拡張末期容積のまま最大に保たれています。心周期の5段階(心房収縮・等容性収縮・駆出・等容性弛緩・充満)と心音(Ⅰ音=房室弁閉鎖、Ⅱ音=半月弁閉鎖)、EDV・ESV・SV・EFといった心機能指標をセットで押さえると、循環器の理解が一気に深まります。

解答・解説

正解は 4 です

問題文:心周期に伴う心臓の変化で、収縮期の初期には心室の容積は変わらずに内圧が上昇していく。 このときの心臓で正しいのはどれか。

解説:正解は 4 の『左心室の内圧は大動脈圧よりも低い』です。心室容積が変わらずに内圧だけが急上昇している時期は『等容性収縮期』で、僧帽弁は心室内圧上昇により閉鎖、大動脈弁はまだ心室内圧が大動脈圧に到達していないため閉鎖したままです。両弁が閉じているので血液の出入りがなく、容積は拡張末期容積(EDV)で最大のまま保たれます。

選択肢考察

  1. × 1.  僧帽弁は開いている。

    心室が収縮を始めると心室内圧が心房内圧を上回るため、僧帽弁はすでに閉じている。この閉鎖音がI音(Ⅰ音)を構成する。

  2. × 2.  大動脈弁は開いている。

    等容性収縮期では心室内圧はまだ大動脈圧に達していないため大動脈弁は閉じている。内圧が大動脈圧を超えた瞬間に開き、駆出期が始まる。

  3. × 3.  左心室の容積は最小である。

    容積は拡張末期の最大値(EDV、約120mL程度)を保っている。最小(収縮末期容積ESV)になるのは駆出期の終わりである。

  4. 4.  左心室の内圧は大動脈圧よりも低い。

    大動脈弁がまだ開いていない段階なので、心室内圧は大動脈圧より低い状態が続いており、両弁閉鎖のまま内圧だけが急上昇する。

心周期は①心房収縮期 ②等容性収縮期 ③駆出期 ④等容性弛緩期 ⑤充満期に分けられる。等容性収縮期では房室弁・半月弁ともに閉鎖しており血液の移動はない。駆出期に入ると心室内圧>大動脈圧となり半月弁が開き血液が駆出される。1回拍出量はEDV(拡張末期容積)−ESV(収縮末期容積)で表され、EDVの60〜70%が駆出率(EF)として心機能の指標になる。心音のⅠ音は房室弁閉鎖音(等容性収縮期の始まり)、Ⅱ音は半月弁閉鎖音(等容性弛緩期の始まり)に相当する。

『心室容積が変わらず内圧だけ上昇する』時期=等容性収縮期を同定し、このとき全ての弁が閉鎖し心室内圧がまだ大動脈圧に達していないことを問う問題。