心臓のしくみ・刺激伝導系・心周期と国試ポイントしんぞう

心臓は右側で肺へ、左側で全身へ血液を送る二重ポンプです。心筋は横紋筋でありながら不随意筋で、自動能とギャップ結合により機能的合胞体として一体で収縮します。国試では刺激伝導系の順序・心周期の弁の開閉・心拍出量＝1回拍出量×心拍数・心電図の各波の意味が繰り返し問われます。

心臓の構造と血液の流れ（二重ポンプ）

心臓は4つの部屋（右心房・右心室・左心房・左心室）からなり、右側は肺へ（肺循環）、左側は全身へ（体循環）血液を送る二重ポンプです。血液は次の順に流れます。

• 全身（酸素の少ない血液）→ 右心房 → 右心室 → 肺（酸素を受け取り二酸化炭素を出す）→ 左心房 → 左心室 → 全身（酸素の多い血液）

逆流を防ぐため4つの弁が一方向にだけ開きます。

心筋の特徴（横紋筋だが不随意筋）

心筋は骨格筋・平滑筋のどちらとも違う独自の性質を持ちます。

• 横紋筋だが不随意筋…見た目はしま模様だが自分の意思では動かせない
• 自動能…自分で電気刺激を発生し規則正しく収縮する（ペースメーカー＝洞房結節）。体外に取り出してもしばらく拍動を続ける
• ギャップ結合…細胞同士が特殊なつながりで結ばれ、電気信号やイオンが素早く隣へ伝わる
• 機能的合胞体…多数の細胞が「1つの大きな細胞のように」心房全体・心室全体でまとまって収縮する
• 疲れにくいが酸素不足に弱い…ミトコンドリアが非常に多く効率よくATPを作るが、酸素不足では狭心症・心筋梗塞の原因になる
• スターリングの心臓の法則…伸ばされるほど強く収縮する。静脈から多くの血液が戻る→心室が拡張→より強く収縮し多くの血液を送り出す（流入量に応じて自動的に拍出量を調節）

刺激伝導系（ペースメーカー）

刺激は 洞房結節 → 房室結節 → ヒス束 → 右脚・左脚 → プルキンエ線維 の順に伝わります。この順序は国試頻出です。

• 洞房結節＝ペースメーカー。右心房の上部にあり、1分間に約60〜100回の電気刺激を自動発生。まず心房全体に広がり心房が収縮
• 房室結節＝中継地点。心房と心室の間にあり、刺激を約0.1秒遅らせてから心室へ伝える（心房が心室へ血液を送り終える時間をつくる）
• ヒス束＝電気の幹線道路。心房と心室をつなぐ大きな通り道
• 右脚・左脚…ヒス束が心室中隔を通り左右に分かれ、左右の心室がほぼ同時に収縮できるようにする
• プルキンエ線維＝末端の配線。心室のすみずみまで素早く伝え強い収縮を起こす

心周期（4つの時期と弁の開閉）

心臓は「収縮して送り出す」→「ゆるんでためる」を繰り返します。心拍数75回/分の場合、心周期全体は約0.8秒です。

• 収縮期（①＋②）＝約0.3秒／拡張期（③＋④）＝約0.5秒
• 等容性とは「すべての弁が閉じていて血液量（容積）が変化しない」状態のこと

心音と心拍出量

心音は弁が閉じるときに発生する音です。第Ⅰ心音・第Ⅱ心音の区別が問われます。

• 第Ⅰ心音「ドッ」…房室弁（三尖弁・僧帽弁）が閉じる音＝収縮期の始まり
• 第Ⅱ心音「クッ」…動脈弁（肺動脈弁・大動脈弁）が閉じる音＝拡張期の始まり

心拍出量は1分間に心臓から送り出される血液量で、心拍出量(L/分)＝1回拍出量(mL/回)×心拍数(回/分)。例：70mL/回×70回/分＝4900mL/分＝約5L/分。

心電図（ECG）の波形と正常値

心筋の「興奮→収縮→回復」による電気の変化を体表から記録したグラフが心電図です。主にP波・QRS波・T波の3つで表されます。

• P波…心房の興奮（洞房結節の刺激が心房へ広がる）
• QRS波…心室の興奮（波形が大きく鋭いのが特徴）
• T波…心室の回復（再分極）
• P-Q間隔＝房室伝導時間、QRS時間＝心室の興奮時間、Q-T間隔＝心室の興奮から回復までの時間
• 誘導は標準肢誘導（Ⅰ・Ⅱ・Ⅲなど）と胸部誘導（V1〜V6）
• わかる疾患…不整脈（心房細動・心室細動・房室ブロック）、心筋梗塞（ST上昇・異常Q波）、虚血（ST低下・T波の陰転化）ほか電解質異常・心肥大・心膜炎など