胸郭横隔膜

ダイヤフラム
呼吸器系
詳細
起源	L1-L3、剣状突起、第6-12肋骨とその肋軟骨
挿入	中央腱
動脈	心膜横隔膜動脈、筋横隔膜動脈、下横隔膜動脈
静脈	上横隔静脈、下横隔静脈
神経	横隔膜神経と下肋間神経
アクション	吸気を助け、肋軟骨を圧迫する
識別子
ラテン	横隔膜
ギリシャ語	デルタ
メッシュ	D003964
TA98	A04.4.02.001
TA2	2327
ＦＭＡ	13295
筋肉の解剖学用語 [Wikidataで編集]

胸部横隔膜、または単に横隔膜（/ ˈ d aɪ ə f r æ m / ; ^[1] 古代ギリシア語：διάφραγμα、ローマ字：  diaphragma、文字通り 「仕切り」）は、人間や他の哺乳類の胸腔の底を横切る内部骨格筋^[2]のシートです。横隔膜は呼吸に最も重要な筋肉であり、^[3]心臓と肺を含む胸腔を腹腔から分離します。横隔膜が収縮すると、胸腔の容積が増加してそこに陰圧が発生し、空気が肺に引き込まれます。^[4]酸素消費量が多いことは、他のどの骨格筋よりも多くのミトコンドリアと毛細血管が存在することからわかります。 ^[3]

解剖学における横隔膜という用語は、クレモナのジェラルド^[5]によって作られたもので、尿生殖横隔膜や骨盤横隔膜などの他の平坦な構造を指すこともあるが、「横隔膜」は一般的に胸郭横隔膜を指す。人間の横隔膜はわずかに非対称で、大きな肝臓が横隔膜の右半分の下にあるため、右半分が左半分よりも高い位置（上方）にある。心臓の存在により、横隔膜が反対側で低いという推測もある。

他の哺乳類にも横隔膜があり、両生類や爬虫類などの他の脊椎動物にも横隔膜のような構造がありますが、胸腔内の肺の位置など、解剖学上の重要な詳細は異なる場合があります。

横隔膜は、上向きに湾曲したC字型の筋肉と線維組織の構造で、胸腔と腹部を隔てています。^[6]ドームの上部表面は胸腔の底を形成し、下部表面は腹腔の天井を形成します。^[7]

横隔膜はドーム状になっており、腹壁と胸壁を構成する構造物に周辺部が付着している。これらの付着部の筋線維は中央腱に収束し、ドームの頂部を形成する。^{[7]周辺部は}下胸郭開口部の周囲から始まり、収束して中央腱に挿入される筋線維で構成される。

横隔膜の筋繊維は、中央腱から外側に放射状に伸びている。横隔膜は 1 つの筋肉であるが、呼吸の駆動力として機能する肋骨と、下肋骨と腰椎に筋肉を固定する「アンカー」として機能する大腿横隔膜の 2 つの異なる筋肉領域から構成されている。肋骨横隔膜はさらに、腹側、内側、背側の肋骨部分に分かれている。^{[8] [9]}

横隔膜の椎骨部分は、脚と弓状靭帯から発生する。右脚はL1-L3椎体とその椎間板から発生する。より小さな左脚はL1、L2椎体とその椎間板から発生する。^{[8] [7] [10]内側弓状靭帯は、L2椎体からL1椎横突起までの筋膜肥厚から発生し、}大腰筋の体部を横切る。外側弓状靭帯はL1椎横突起から発生し、第12肋骨の外側に付着する。外側弓状靭帯も、腰方形筋を覆う筋膜肥厚から発生する。正中弓状靭帯は、その後ろを下行胸部大動脈が通る左右の脚の繊維部分から生じます。正中弓状靭帯からは横隔膜筋は生じません。^[8]両方の副腎は横隔膜脚と弓状靭帯の近くにあります。^[11]

横隔膜の肋骨部分は下側の4本の肋骨（7～10本）の肋軟骨から発生します。^[8]

横隔膜中央腱は、筋肉によって形成された円蓋の中心付近、胸郭の背面よりも前面に近い位置にある、薄くて強い腱膜である。腱の中央部分は上部で心膜に付着している。後部繊維の両側は、傍結腸溝（椎体の両側に付着する前の肋骨の湾曲部）に付着している。^[8]

横隔膜には、胸部と腹部の間の構造物が通過する開口部が多数あります。3つの大きな開口部があります。1つは大動脈用（大動脈裂孔）、^{[2] 1つは}食道用（食道裂孔）で、もう1つは下大静脈用（大静脈孔）です。 ^[8]一連の小さな開口部もあります。^{[12] [13]}

下大静脈は、中心腱の右小葉と中小葉の接合部にある四角形の開口部である大静脈開口部を通過するため、その縁は腱状である。腱に囲まれた開口部は、吸気のたびに引き伸ばされて開く。しかし、吸気中に大静脈開口部は実際には収縮するという議論もある。吸気時に胸腔圧が低下し、大静脈の血液が右心房に向かって上方に引き寄せられるため、開口部のサイズを大きくすると、より多くの血液が心臓に戻ることができ、低下した胸腔圧が血液を心臓に戻す効率が最大限に高まる。大動脈は横隔膜を貫通せず、むしろ左脚と右脚の間を通って横隔膜の後ろを通過する。^[要出典]

横隔膜を貫通する構造はいくつかあり、左横隔膜神経が中央腱を貫通し、大胸部、小胸部、最小胸部内臓神経が両側脚を貫通し、リンパ管が横隔膜全体、特に横隔膜の後ろを貫通します。^[8]

横隔膜は主に頸神経C3、C4、C5から形成される横隔膜神経によって支配されている。 ^[7] 横隔膜の中央部は横隔膜神経を介して感覚求心性神経を送るが、横隔膜の末梢部は肋間神経（ T5-T11）^[8]と肋下神経（T12）を介して感覚求心性神経を送る。^[要出典]

横隔膜の上と下の動脈と静脈が血液を供給し、排出します。

横隔膜は上から、内胸動脈の枝である心膜横隔膜動脈と筋横隔膜動脈、胸部大動脈から直接発生する上横隔膜動脈、および下部内肋間動脈から血液を受け取ります。下からは下横隔膜動脈が横隔膜に血液を供給します。^[7]

横隔膜は腕頭静脈、奇静脈、下大静脈、左副腎静脈に流れ込む静脈に血液を送ります。^[7]

筋肉の胸骨部分が欠損している場合があり、より稀に、中心腱の外側部分または隣接する筋線維に欠陥が生じることがあります。

胸部横隔膜は、受精後3週目に始まる胚発生の過程で、横褶曲と縦褶曲という2つの過程を経て発達する。横隔膜の原始的な中心腱である横隔膜中隔は、胚の前極で発生し、縦褶曲の際に胸部腹側へ移動する。横褶曲により体壁が前方に移動し、腸と体腔を囲む。体細胞側板中胚葉由来の胸膜腹膜膜と体壁筋芽細胞は、横隔膜中隔と接触して、予定食道の両側にある心膜腹膜管を閉鎖し、腹腔と胸膜心膜腔を分ける障壁を形成する。さらに、予定食道を取り囲む背側間葉組織は、横隔膜の筋脚を形成する。

発生学的横隔膜の最も初期の要素である横隔膜横隔膜は頸部で形成されるため、横隔膜を支配する横隔膜神経は頸髄 (C3、4、および 5) から発生します。横隔膜横隔膜が下方に下降すると、横隔膜神経がそれに追従し、上部頸椎から心膜を迂回して最終的に横隔膜を支配するという迂回路を形成します。

横隔膜は呼吸の主要な筋肉であり、呼吸に機能します。吸入中、横隔膜は収縮して下方向に移動し、胸腔の容積を拡大して胸腔内圧を低下させ（外肋間筋もこの拡大に関与します）、肺を拡張させます。言い換えると、横隔膜の下方への動きにより胸腔内に部分的な真空状態が生成され、その空隙を埋めるために肺が拡張され、その過程で空気が吸い込まれます。

胸腔の拡張は、中間形態とともに、2つの極端な形で起こります。下肋骨が安定し、横隔膜の中央腱が可動性である場合、収縮によって挿入部（中央腱）が起始部に向かって移動し、下腔が骨盤に向かって押され、胸腔が下方に拡張します。これは、腹式呼吸と呼ばれることがよくあります。中央腱が安定し、下肋骨が可動性である場合、収縮によって起始部（肋骨）が挿入部（中央腱）に向かって持ち上げられ、これが他の筋肉と連携して肋骨をスライドさせ、胸腔が横方向と上方向に拡張します。

横隔膜が弛緩すると（上方向に動く）、肺と胸腔の内壁組織の弾性反動により空気が吐き出される。この機能を筋力で補助する（強制呼気と呼ばれる）には、腹筋と連動して内肋間筋が関与し、腹筋は横隔膜の収縮と拮抗する働きをする。横隔膜機能不全は、長期の呼吸不全、人工呼吸器からの離脱の困難さ、入院期間の延長、罹患率および死亡率の上昇など、患者のさまざまな合併症に関連するよく知られた要因である。^[15]研究では、横隔膜が薄いと肺のコンプライアンスが高くなり、呼吸不全の一因となる可能性があることが報告されている。さらに、病気の初期段階での横隔膜の厚さの減少は、敗血症患者およびCOVID-19患者の予後マーカーとして機能する可能性がある。^{[16] [17]}

横隔膜は呼吸以外の機能にも関与しています。腹腔内圧を高めることで嘔吐物、便、尿を体外に排出するのを助け、出産を助け、^[18]食道裂孔を通過する際に食道に圧力をかけることで胃酸の逆流を防いでいます。

人間以外の動物の中には、横隔膜が呼吸に不可欠ではないものもある。例えば牛は、横隔膜に大量の好気性代謝が要求されない限り、横隔膜麻痺があってもほとんど無症状で生き延びることができる。^{[引用が必要]}

横隔膜神経、頸椎、脳幹のいずれかが損傷すると、横隔膜への神経供給が遮断されます。横隔膜神経への最も一般的な損傷は気管支癌によるもので、通常は横隔膜の片側のみに影響を及ぼします。その他の原因としては、ギランバレー症候群や全身性エリテマトーデスなどがあります。^[19]

食道裂孔ヘルニアは、成人によく見られるヘルニアで、通常は腹部にある下部食道または胃の一部が異常に横隔膜を通過して胸郭内に突出する。ヘルニアは、ヘルニアが食道の横にある場合は転がり型、ヘルニアが直接食道に巻き込まれる場合は滑走型と説明される。これらのヘルニアは、胸部と腹部の圧力差が通常食道裂孔に圧力をかけるように働くため、逆流の発生に関係している。ヘルニアが発生すると、この圧力はなくなり、胃の噴門と食道の間の角度がなくなる。しかし、バレット食道または食道炎を患うほぼすべての人が食道裂孔ヘルニアを患っているものの、すべての食道裂孔ヘルニアが症状を引き起こすわけではない。^[19]

ヘルニアは先天性奇形、先天性横隔膜ヘルニアの結果として発生することもあります。胸膜腹膜が癒合しない場合、横隔膜は腹部と胸郭の間の有効な障壁として機能しません。ヘルニアは通常左側に発生し、後腰肋三角を介することが一般的ですが、モルガニ前孔を介することはまれです。腸を含む腹部の内容物が胸郭内に存在する場合があり、成長中の肺の発達に影響を与え、低形成につながる可能性があります。^[20]この状態は、出生10,000人中0.8～5人に発生します。^[21] 大きなヘルニアは死亡率が高く、すぐに外科的修復が必要です。^[22]

横隔膜は胸部と腹部を隔てる位置にあるため、胸部に異常に存在する体液、または腹部に異常に存在する空気が横隔膜の片側に集まることがあります。X線検査でこれが明らかになることがあります。胸水は、肺の2つの胸膜の間に異常に存在する体液であり、胸部X線検査で肋骨と横隔膜の間の角に体液が集まっているのがわかります。^[19] X線検査は、腹部にガスがある 気腹症を明らかにするためにも使用されることがあります。

ヘルニアの有無を確認するためにX線検査も行われる。^[20]

より深い呼吸パターンの採用は、通常、酸素の吸収を促進するために身体運動中に起こります。このプロセスの間、横隔膜は体幹内でより一貫して低い位置を採用します。呼吸における主な役割に加えて、横隔膜は体幹の姿勢を強化するという二次的な役割も果たします。これは特に深呼吸中に顕著で、横隔膜が一般的に低い位置にあることで腹腔内圧が上昇し、腰椎を強化するのに役立ちます。^{[23] [より良い情報源が必要]}

真の体幹安定化の鍵は、通常の呼吸サイクルを経ながら増加したIAPを維持することです。[...] すると横隔膜はより低い位置で呼吸機能を果たし、より高いIAPを促進します。^[23]

^{[より良い情報源が必要]}

したがって、深呼吸によって横隔膜の位置が全体的に低くなると、その間に体幹が強化されます。これは筋力トレーニングやその他の運動に役立ちます。このため、重いウェイトを持ち上げるときには、深呼吸をしたり、より深い呼吸パターンを採用することが一般的に推奨されます。

咽頭と胃を隔てる膜の存在は、脊索動物の間で広く確認されている。例えば、モデル生物である海洋脊索動物ナメクジウオは、水が咽頭から排出される房孔を有しており、これはホヤ類やヌタウナギ類の構造と相同性があると主張（および異論あり）されている。^[25]尾索動物の心外膜 は、消化器官を咽頭および心臓から隔てているが、肛門は上部区画に戻り、排出管を通って老廃物を排出する。

このように、横隔膜は上部の摂食区画と下部の消化管を分けるボディープランの文脈で登場するが、それがどこから発生したかは定義の問題である。魚類、両生類、爬虫類、鳥類の構造は横隔膜と呼ばれてきたが、これらの構造は相同ではないと主張されてきた。例えば、ワニ横隔膜筋は食道に付着せず、下部食道括約筋の圧力に影響を与えない。^[26] 両生類と爬虫類の肺は腹部に位置しているため、横隔膜が収縮すると空気が肺に吸い込まれるのではなく、肺から排出される。鳥類と哺乳類では、肺は横隔膜の上方に位置する。ワニのように横隔膜の下に肺がある、非常に保存状態の良いシノサウロプテリクスの化石の存在は、恐竜が活発な温血動物としての生理機能を維持できなかった、あるいは鳥類が恐竜から進化できなかったという主張の根拠となっている。 ^[要出典] これに対する説明（1905年に提唱）は、肺はもともと横隔膜の下にあったが、温血動物の鳥類や哺乳類で呼吸の需要が高まるにつれて、自然淘汰によって両系統で肺が腹腔から脱出する並行進化が進んだというもの。 ^[24]

しかし、鳥類には横隔膜がありません。鳥類は哺乳類と同じ方法で呼吸せず、少なくとも同じ程度には胸腔内に陰圧を作り出すことに頼っていません。鳥類は胸骨の竜骨の揺れ運動を利用して局所的に減圧領域を作り、薄い膜状の気嚢を頭側と尾側に送り、容積が一定で膨張しない肺に供給します。複雑な弁と気嚢のシステムにより、肺の吸収面上で空気が絶えず循環し、ガス交換の効率が最大限に高まります。そのため、鳥類には哺乳類のような相互潮汐呼吸はありません。注意深く解剖すると、約 8 つの気嚢がはっきりと見えます。それらは腹部のかなり尾側にまで伸びています。^[27]

• 横隔膜呼吸

この記事には、 グレイの解剖学 （1918年）第20版の404ページからパブリックドメインのテキストが組み込まれています。

この記事には、現在パブリック ドメイン となっている出版物のテキストが組み込まれています:  Chambers, Ephraim編 (1728)。Cyclopædia 、または芸術と科学の普遍的な辞典(第 1 版)。James and John Knapton、et al。 {{cite encyclopedia}}:欠落または空|title=(ヘルプ)

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