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心臓の拍出と弁の開閉タイミングを完全マスター

看護師国家試験 第115午後76

国試問題にチャレンジ

115午後76

心臓からの血液の拍出について正しいのはどれか。

  1. 1.静脈還流量より多い。
  2. 2.左心系の方が右心系より多い。
  3. 3.左右の動脈弁は同時に閉まる。
  4. 4.心房拡張期の途中で房室弁が開く。
  5. 5.心室収縮期は動脈弁が開いて開始する。

対話形式の解説

博士博士
今日は心周期の問題じゃ。「心臓からの血液の拍出について正しいのはどれか」、君ならどれを選ぶかな?
サクラサクラ
うーん、選択肢3の『左右の動脈弁は同時に閉まる』が正しいと思います。II音がそれですよね?
博士博士
お見事じゃ!その通り、II音は大動脈弁と肺動脈弁の閉鎖音で、ほぼ同時に閉まることでひとつの音として聴こえるんじゃよ。
サクラサクラ
じゃあI音は何の音でしたっけ?
博士博士
I音は房室弁、つまり僧帽弁と三尖弁の閉鎖音じゃ。心室が収縮を始めるときに、心房への逆流を防ぐためにバタンと閉じるんじゃな。
サクラサクラ
なるほど、I音=房室弁の閉鎖=収縮開始、II音=動脈弁の閉鎖=拡張開始、と覚えればいいんですね。
博士博士
その通り。ところで選択肢1の『静脈還流量より多い』はなぜ間違いか分かるかな?
サクラサクラ
心臓に戻ってくる血液量より出る量が多かったら、いずれ血液がなくなっちゃいますよね。だから定常状態では同じになるはずです。
博士博士
素晴らしい!Frank-Starlingの法則とも関連するが、結局のところ循環は閉じた回路だから、入った分しか出せないというシンプルな原理じゃ。
サクラサクラ
選択肢2の左心系のほうが多いというのも、肺循環と体循環は直列だから同じ量になるはずですよね。左室壁が厚いのは圧力を出すためで、量の話じゃない。
博士博士
完璧な理解じゃ!もし左右の拍出量がズレ続ければ、肺うっ血や体うっ血になってしまうからのう。
サクラサクラ
選択肢5の『心室収縮期は動脈弁が開いて開始する』はどうですか?収縮と同時に弁が開く気がしてしまうんですが…
博士博士
そこは引っかけポイントじゃ。収縮が始まっても、心室内圧が大動脈圧を超えるまでは大動脈弁は開かない。この間を等容収縮期と呼び、4つの弁すべてが閉じておる。
サクラサクラ
ああ、だから収縮開始=動脈弁が開く、ではないんですね。心室内圧が動脈圧を超えてはじめて駆出期に入る。
博士博士
その通りじゃ。同じように、心室が拡張しても心室内圧が心房内圧より下がるまでは房室弁は開かず、これを等容弛緩期というんじゃ。
サクラサクラ
選択肢4の『心房拡張期の途中で房室弁が開く』が間違いなのは、房室弁の開閉は心房の時相じゃなくて心室の圧で決まるからなんですね。
博士博士
見事に整理できたのう!心周期は「等容収縮期→駆出期→等容弛緩期→充満期」の4つの相で覚えると、どの時相で何が起きているか迷わなくなるぞ。
サクラサクラ
臨床ではこの知識ってどう使うんですか?
博士博士
例えば心不全患者でII音の亢進があれば肺高血圧症が疑われるし、II音の固定性分裂は心房中隔欠損症で典型的じゃ。心音を聴く意味は、まさにこの弁の動きと血行動態を耳で評価することにあるんじゃよ。
サクラサクラ
心周期の理解が聴診や心電図、心エコーの解釈に全部つながるんですね。基礎が大事だとよく分かりました!

POINT

心周期における4つの弁の開閉タイミングと、左右拍出量・静脈還流量の関係を圧変化と循環の連続性から理解できているかを問う問題。

解答・解説

正解は3です

問題文:心臓からの血液の拍出について正しいのはどれか。

解説:正解は3。心周期は心房・心室の収縮と弛緩、そして4つの弁の開閉によって精緻に制御されている。心室収縮が終わり拡張が始まる瞬間、心室内圧が動脈圧を下回ると、左心室出口の大動脈弁と右心室出口の肺動脈弁がほぼ同時に閉鎖する。この閉鎖音が聴診上の第II音(II音)であり、生理的にはわずかな時相差(吸気時の生理的分裂)を伴うものの、基本的には「左右の動脈弁が同時に閉まる」と捉えてよい。一方、定常状態では1回拍出量は心拍出量と静脈還流量が等しく保たれ(Starlingの法則)、肺循環と体循環は直列に連なるため左右の拍出量も同量となる。さらに心周期では、心室拡張早期に房室弁(僧帽弁・三尖弁)が開いて急速流入が起き、心室収縮の開始直後は全弁閉鎖の等容収縮期があってから動脈弁が開く順序になる。これらを総合すると、選択肢の中で生理学的に正しいのは3のみとなる。

選択肢考察

  1. ×1.  静脈還流量より多い。

    定常状態では心拍出量と静脈還流量は等しい。もし拍出量が還流量を上回り続ければ心臓に戻る血液が枯渇し、循環が破綻するため成立しない。

  2. ×2.  左心系の方が右心系より多い。

    体循環と肺循環は直列回路なので、長期的には左室拍出量と右室拍出量は等しい。左室壁が厚いのは高い圧力を発生させるためで、拍出量の差を意味するものではない。

  3. 3.  左右の動脈弁は同時に閉まる。

    心室拡張開始時、心室内圧が大動脈圧・肺動脈圧を下回ると大動脈弁と肺動脈弁がほぼ同時に閉鎖しII音を生じる。これが正解。

  4. ×4.  心房拡張期の途中で房室弁が開く。

    房室弁が開くのは心室拡張期に入り心室内圧が心房内圧を下回った瞬間である。心房の時相ではなく心室の圧変化で決まる点に注意。

  5. ×5.  心室収縮期は動脈弁が開いて開始する。

    心室収縮はまず全弁閉鎖の等容収縮期から始まる。心室内圧が動脈圧を上回って初めて動脈弁が開放し、駆出期へ移行する。

心音と弁の対応は国試頻出。I音は房室弁(僧帽弁+三尖弁)の閉鎖音で心室収縮の開始を、II音は動脈弁(大動脈弁+肺動脈弁)の閉鎖音で心室拡張の開始を示す。II音は吸気時に右心系の駆出時間が延長することで生理的分裂を呈する。心周期の順序は「等容収縮期→駆出期→等容弛緩期→充満期(急速流入+緩徐流入+心房収縮)」と整理しておくと、どの時相でどの弁が開閉するかを迷わず答えられる。

心周期における4つの弁の開閉タイミングと、左右拍出量・静脈還流量の関係を圧変化と循環の連続性から理解できているかを問う問題。

※公式問題・正答は厚生労働省公開資料をもとに整理しています。