112PM026|第112回 看護師国家試験 過去問

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。

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正解: 4

正答

4.左心室の内圧は大動脈圧よりも低い。

選択肢1は、公式の正誤表により「僧房弁」から正しい表記の「僧帽弁」に訂正されています。

この問題のポイント

問題文の「収縮期の初期」と「容積は変わらずに内圧が上昇」という手がかりから、この時期が等容性収縮期だと特定できるかを問う問題です。容積が変わらないのは、心室に血液が出入りしていないため、つまり4つの弁がすべて閉じているためです。弁の開閉は弁の両側の圧の大小で決まるという原理を使えば、各選択肢を判定できます。

解説

手がかりから時期を特定する

心室は収縮を始めているのに容積が変わらず、内圧だけが上がっています。これは、心室に血液が入ってもこず、出てもいかない状態です。心周期の中でこれが起こるのは、心室が収縮を始めた直後の等容性収縮期だけです。

弁の開閉は圧の差で決まる

心臓の弁は自分で開閉する力を持たず、弁の両側の圧の差によって受動的に開閉し、血液の逆流を防いでいます。

  • 房室弁(左は僧帽弁、右は三尖弁):心房の圧が心室の圧より高いと開き、心室の圧が心房の圧を上回ると閉じます。
  • 半月弁(大動脈弁、肺動脈弁):心室の圧が動脈の圧を上回ると開き、動脈の圧のほうが高くなると閉じます。

左心系の心周期の流れ

  • 等容性収縮期:心室が収縮を始め、左心室圧が左心房圧を上回ると僧帽弁が閉じます。このときの音がⅠ音の主な成分です。大動脈圧のほうがまだ高いので、大動脈弁は閉じたままです。4つの弁がすべて閉じているため、容積は一定のまま圧が急上昇します。
  • 駆出期:左心室圧が大動脈圧を上回ると大動脈弁が開き、血液が大動脈へ送り出されます。容積は減り続け、駆出の終わりに最小になります。
  • 等容性弛緩期:心室が弛緩し、左心室圧が大動脈圧を下回ると大動脈弁が閉じます(肺動脈弁の閉鎖とあわせてⅡ音)。僧帽弁もまだ閉じているため、容積は最小のまま圧が急低下します。
  • 充満期:左心室圧が左心房圧を下回ると僧帽弁が開き、心房から心室へ血液が流れ込みます。終盤には心房収縮が加わり、容積は最大に達します。

右心系でも同じ時相で三尖弁と肺動脈弁が同様に開閉します。

等容性収縮期の圧と容積

この時期の左心室の内圧は、左心房圧は上回っていますが、大動脈圧にはまだ届いていません。僧帽弁が閉じ、大動脈弁が開かないのは、この圧の関係によるものです。

大動脈側では、前の拍動で送り出された血液が末梢へ流れ続けるため、大動脈圧は下がり続けます。大動脈圧は大動脈弁が開く直前に最低になり、これが拡張期血圧にあたります。左心室圧がこの値を超えた瞬間に駆出期へ移ります。等容性収縮期は、駆出に必要な圧を心室がつくり出す時間といえます。

容積は、充満期に流入した血液をすべて保った拡張末期容積で、心周期の中で最大です。成人の一例では、拡張末期容積が約120mL、駆出後の収縮末期容積が約50mLで、その差の約70mLが1回拍出量になります。

縦軸に内圧、横軸に容積をとった圧容積曲線では、ループは反時計回りに描かれます。等容性収縮期は容積が最大の右端で垂直に立ち上がる線、駆出期は上辺、等容性弛緩期は容積が最小の左端で垂直に下がる線、充満期は下辺にあたります。

臨床とのつながり

聴診では、Ⅰ音からⅡ音までが収縮期、Ⅱ音から次のⅠ音までが拡張期です。Ⅰ音は心尖部、Ⅱ音は心基部で聴取しやすい音です。心電図では、QRS波(心室の脱分極)に続いて心室の収縮が起こります。

左心室の冠動脈血流は、収縮した心筋に血管が圧迫される収縮期には少なく、主に拡張期に流れます。そのため頻脈で拡張期が短くなると、心室の充満も心筋への血流も減ります。心周期の理解は、頻脈の患者の観察にも役立ちます。

選択肢の確認

1.僧帽弁は開いている。:僧帽弁は、心室の収縮が始まって左心室の内圧が左心房の内圧を上回った時点で閉じます。そのため、等容性収縮期にはすでに閉じています。僧帽弁が開いているのは、等容性弛緩期の後から次の収縮が始まるまでの充満期(拡張期)です。収縮期に開く弁は大動脈弁(駆出期のみ)なので、房室弁と半月弁の開閉時期を取り違えないようにします。

2.大動脈弁は開いている。:大動脈弁は、左心室の内圧が大動脈圧を上回って初めて開きます。内圧がまだ上昇途中の等容性収縮期には閉じています。もし開いていれば血液が大動脈へ流出して心室の容積が減るはずで、「容積は変わらない」という問題文の条件とも合いません。大動脈弁が開いているのは駆出期です。「収縮期」という語から駆出期の状態を思い浮かべると誤りやすい選択肢です。

3.左心室の容積は最小である。:等容性収縮期の左心室には、充満期に流入した血液がすべて残っています。容積は拡張末期容積であり、心周期の中で最大です。最小になるのは駆出が終わった時点で、その収縮末期容積は等容性弛緩期の間も保たれます。「等容性」という語だけに注目して、容積が最小のまま一定になる等容性弛緩期と混同しないことが大切です。

4.左心室の内圧は大動脈圧よりも低い。:正答。等容性収縮期の左心室の内圧は、左心房圧は上回っているものの、大動脈圧にはまだ達していません。大動脈弁が閉じたままなのは、この圧の関係によるものです。左心室圧が大動脈圧(このとき拡張期血圧に相当する最低値)を上回った瞬間に大動脈弁が開き、駆出期へ移ります。

覚えるポイント

  • 弁は圧の差で受動的に開閉します。房室弁は心房圧が心室圧より高いとき、半月弁は心室圧が動脈圧より高いときに開きます。
  • 等容性収縮期と等容性弛緩期は4つの弁がすべて閉じており、容積は一定で圧だけが変化します。
  • 左心室の容積は、等容性収縮期に最大(拡張末期容積)、等容性弛緩期に最小(収縮末期容積)です。1回拍出量=拡張末期容積−収縮末期容積、駆出率=1回拍出量÷拡張末期容積です。
  • Ⅰ音は房室弁の閉鎖で収縮期の始まり(心尖部で聴きやすい)、Ⅱ音は半月弁の閉鎖で拡張期の始まり(心基部で聴きやすい)です。
  • 大動脈圧は、大動脈弁が開く直前に最低(拡張期血圧)、駆出期に最高(収縮期血圧)になります。

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