肺循環

肺循環
心臓の肺循環
詳細
システム	循環器系
識別子
メッシュ	D011652
TA2	4073
解剖学用語 [Wikidataで編集]

肺循環は、すべての脊椎動物の循環器系の一区分です。この循環は、酸素を奪われた血液が体から心臓の右心房に戻り、右心室から肺に送り出されるところから始まります。肺では血液に酸素が与えられ、左心房に戻って循環が完成します。^[1]

循環器系のもう 1 つの区分は、肺循環から左心房に酸素を含んだ血液を受け取ることから始まります。心房から酸素を含んだ血液は左心室に入り、そこから体の他の部分に送り出され、酸素のない血液として肺循環に戻ります。

肺循環の血管は肺動脈と肺静脈です。

気管支循環と呼ばれる別の循環回路が、肺の より大きな気道の組織に酸素を含んだ血液を供給します。

酸素を失った血液は心臓から肺へ送られ、再び心臓に戻ります。^[2]酸素を失った血液は右心室から肺動脈を通って出ていきます。 [ ^{2]右心房から血液は}三尖弁（または右房室弁）を通って右心室に送り出されます。次に血液は右心室から肺動脈弁を通って肺動脈に送り出されます。^[2]

肺動脈は酸素を失った血液を肺に運び、そこで呼吸中に二酸化炭素が放出され、酸素が取り込まれます。^[3]動脈はさらに非常に薄い壁を持つ非常に細い毛細血管に分かれています。 ^[4]肺静脈は酸素を含んだ血液を心臓の左心房に戻します。^[3]肺動脈には内外の弾性膜がありますが、肺静脈には単一の（外側の）弾性層があります。^[5]

酸素化された血液は肺静脈を通って肺から出て、心臓の左側に戻り、肺循環が完了します。^{[3] [6]}次に、この血液は左心房に入り、僧帽弁を通って左心室に送り出されます。^{[3] [6]}左心室から、血液は大動脈弁を通過して大動脈に送られます。^{[3] [6]}その後、血液は体循環を通って体に分配され、再び肺循環に戻ります。^{[3] [6]}

右心室から、血液は半月弁を通って左右の主肺動脈（各肺に1本ずつ）に送り出され、そこからさらに小さな肺動脈に分岐して肺全体に広がります。^{[3] [6]}

胎児循環では、肺循環ループは事実上バイパスされます。^[7]胎児の肺は虚脱しており、血液は右心房から卵円孔（一対の心房間の開いた導管）または動脈管（肺動脈と大動脈間のシャント）を介して左心房に直接流れます。^[7]

出生時に肺が膨張すると肺気圧が低下し、血液は右心房から右心室に引き込まれ、肺循環を通ります。数ヶ月かけて卵円孔は閉じ、卵円窩と呼ばれる浅い窪みが残ります。 [ ^{7] [8]}

肺循環に影響を及ぼす可能性のある病状は数多くあります。

• 肺高血圧症は肺動脈の抵抗が増加する病気です。^[9]
• 肺塞栓症は、通常は深部静脈血栓症による血栓の塞栓によって肺動脈またはその分枝が閉塞または部分閉塞する病気です。 [ ^10]呼吸困難や胸痛を引き起こすことがあり、通常はCT肺血管造影またはV/Qスキャンで診断され、ヘパリンやワルファリンなどの抗凝固薬で治療されることが多いです。^[11]
• 心臓シャントは心臓の各部位が不自然につながり、肺を迂回して血流が生じる病気です。^[12]
• 血管抵抗^[13]
• 肺シャント^[要出典]

肺循環は古くから「小循環」と呼ばれており、英語以外の文献でも現在でも使用されている。^{[14] [15]}

肺循環の発見は多くの科学者によるものとされており、その功績は様々な情報源によって様々な割合で配分されている。現代の医学文献の多くでは、比較的新しいにもかかわらず、モデルの包括的な完全性と正確性に基づいて、英国の医師ウィリアム・ハーヴェイ（1578年-1657年）の功績とされている。 ^{[16] [17]}他の情報源では、ギリシャの哲学者ヒポクラテス（紀元前460年-370年）、スペインの医師ミカエル・セルベトゥス（1509年頃-1553年）、アラブの医師イブン・アル・ナフィス（1213年-1288年）、シリアの医師クスタ・イブン・ルカのいずれかまたは複数が功績とされている。^{[18] [19] [20] [21]}ヒポクラテスやアル＝ナフィスなど、現代の肺循環モデルの特定の要素を正確に予測または開発した人物は数多くいる。ヒポクラテス^[20]は肺循環を全身循環全体から分離可能な個別のシステムとして初めて説明した人物であり、アル＝ナフィス^[22]は先人の理解を大きく上回り、厳密なモデルへと向かった人物である。複雑なシステムがどの時点で「発見」されたかを判断するには、かなりの主観が関わってくる。複雑なシステムは断片的に解明されるのが一般的であるため、最初の説明、最も完全または正確な説明、そして最も重要な理解の飛躍はすべて、さまざまな重要性を持つ発見行為と見なされるからである。^[20]

心臓血管系の原始的な記述は、いくつかの古代文化に見られる。循環における空気の役割に関する最も古い記述は、紀元前3500年のエジプトで作成された。当時、エジプト人は、心臓が多くの経路の起源であり、体のさまざまな部分を互いに接続し、それらの間で空気（および尿、血液、魂）を輸送すると信じていた。^[23]エドウィン・スミス・パピルス（紀元前1700年）は、1862年に巻物を購入したアメリカのエジプト学者エドウィン・スミス（1822年-1906年）にちなんで名付けられ、エジプト人が心拍が脈を作り、上記の物質を体全体に輸送すると信じていたことを示す証拠を提供している。^[24] 2番目の巻物であるエーベルス・パピルス（紀元前1550年頃）も、心臓と体全体の血管とのつながりの重要性を強調し、脈の異常から心臓病を検出する方法について説明している。エジプト人は心臓の鼓動、血管、脈拍についての知識を持っていたが、血管を通る物質の移動は心臓の圧力の作用によるものではなく、これらの経路に存在する空気によるものだと考えていた。^[25]エジプト人は空気が循環において重要な役割を果たしていることを知っていたが、肺の役割についてはまだ考えていなかった。

肺循環の歴史的理解に次に加わったのは、古代ギリシャ人である。医師アルクメオン（紀元前520年 - 450年）は、心臓ではなく脳が体内のすべての血管の接続点であると提唱した。彼は、これらの血管の機能は「精神」（「プネウマ」）と空気を脳に運ぶことだと信じていた。^{[23] [26]哲学者} エンペドクレス（紀元前492年 - 432年）は、血液を通さないが血管と連続する一連のパイプがプネウマを体全体に運ぶと提唱した。彼は、この精神は肺呼吸によって体内に取り込まれると提唱した。^[23]

ヒポクラテスは、現代医学の基礎文献とみなされることが多い著書『ヒポクラテス全集』の中で、肺循環を全身循環から分離可能な独立したシステムとして初めて説明した。 ^[20]ヒポクラテスは、肝臓と脾臓が血液を作り、それが心臓に送られ、それを取り囲む肺で冷却されるという見解を展開した。^[19]彼は、心臓は心室中隔でつながれた2つの心室を持つと説明し、心臓を体内のすべての血管の中心点として描いた。彼は、いくつかの血管は血液のみを運び、他の血管は空気のみを運ぶと提唱した。彼は、これらの空気を運ぶ血管は、左心室に空気を運ぶ肺静脈と、右心室に空気を運び、肺に血液を運ぶ肺動脈に分けられると仮説を立てた。彼はまた、空気を捕らえる機能を持つ心臓の2つの心房の存在を提唱した。彼は心臓の解剖学と循環における肺の関与を正確に記述し始めた最初の人物の一人である。彼の記述はそれ以前と同時代の努力に基づいているが、現代の基準からすると、肺循環と心臓の各部の働きに関する彼の概念は依然として不正確なものであった。^[23]

ギリシャの哲学者で科学者のアリストテレス（紀元前384年 - 322年）はヒポクラテスに従い、心臓には2つではなく3つの心室があり、それらはすべて肺につながっていると提唱した。^[23]ギリシャの医師エラシストラトス（紀元前315年 - 240年）は、心臓が体内のすべての血管の起源であるというヒポクラテスとアリストテレスの意見に同意したが、空気が肺に吸い込まれ、肺静脈を経由して左心室に移動するシステムを提唱した。そこで空気はプネウマに変換され、空気のみを含む動脈によって体中に分配された。^[24]このシステムでは、静脈が血液を体中に分配するため、血液は循環せず、臓器によって消費された。^[23]

ギリシャの医師ガレノス（紀元129年 - 紀元210年頃）は、肺循環に関する次の洞察を提供した。ガレノスの理論の多くは、先人たちと同様に、わずかに、あるいは完全に間違っていたが、彼の肺循環の理論は、彼の死後数百年にわたって医学界の理解を支配した。^[24]ガレノスは、動脈は空気だけを運ぶのではなく、空気と血液の両方を運ぶと提唱して、先代のエラシストラトスに反論した（これは、血管が空気の成分を運ぶのであって、空気そのものではないという点を除けば、基本的に正しい）。^[19]彼は、肝臓がすべての血管の起点であると提唱した。また、心臓はポンプ筋ではなく、血液が通過する器官であると理論化した。^[24]ガレノスの理論には、肺循環に関する新しい説明が含まれていた。空気は肺に吸入され、そこでプネウマになる。肺静脈はこのプネウマを心臓の左心室に送り、同時にそこに到達する血液を冷却する。このプネウマ、血液、冷却の混合物から生命力が生まれ、動脈を通じて体中に運ばれる。ガレノスはさらに、心臓に到達した血液の熱によって有害な蒸気が発生し、それが最初にプネウマを運んだのと同じ肺静脈から排出されると提唱した。^[27]彼は、右心室は左心室とは異なる役割を果たしていると書いている。右心室は血液を肺に送り、そこで不純物を排出してきれいな血液を体中に行き渡らせるのである。ガレノスの心臓解剖の記述は先人たちの記述よりも完全であったが、いくつかの間違いがあった。最も顕著なのは、ガレノスが血液は心室中隔の小さな目に見えない孔を通って心臓の2つの心室の間を流れると考えていたことである。^[23]

肺循環の理解における次の重要な発展は、数世紀も後のことであった。ペルシャの博学者アヴィセンナ（980年頃 - 1037年）は、『医学典範』と題する医学百科事典を著した。その中で彼は当時の医学知識を翻訳・編集し、独自の新しい情報を加えた。^[22]しかし、アヴィセンナの肺循環の記述はガレノスの誤った見解を反映していた。^[19]

アラブの医師イブン・アル＝ナフィスは、 1242年にアヴィセンナの『聖典』の解剖学注釈 を著し、欠陥はあるものの、現代の理解と実質的に一致する解剖学の記述としてはおそらく最初のものである。イブン・アル＝ナフィスはガレノスの考えに2つの重要な改良を加えた。まず、ガレノスが左心室と右心室の間で血液が流れると信じていた心室中隔の孔の存在を否定した。次に、心室中隔の孔がない場合に右心室から左心室へ血液が流れる唯一の方法は、肺循環のようなシステムであると推測した。また、肺の解剖学を明確かつ基本的に正確な詳細で記述したが、これは彼の先人たちが記述していなかったことである。^[22]しかし、アリストテレスやガレノスと同様、アル＝ナフィスも生命の精霊という神話的ともいえる概念を信じており、生命の精霊は左心室で血液と空気の混合物から形成されると信じていた。イブン・アル＝ナフィスがそれまでの理論を大幅に改良したにもかかわらず、彼の『カノン』注釈は、1924年にドイツのベルリンで原稿が発見されるまで、西洋の学者に広く知られることはなかった。その結果、この発見の功績をどのように分配すべきかについて西洋の学者の間で続いていた議論には、早くても20世紀半ばまでイブン・アル＝ナフィスが含まれなかった（その直後に彼はこの功績の一部を享受するようになった）。^{[19] [22]} 2021年に、数人の研究者が、アル＝ナフィスの研究に先立つ文書「fargh-beyn-roh va nafs」について説明しました。そこには肺循環に関する類似の報告があります。研究者たちは、アル＝ナフィスを支持する一般的な議論と同様の根拠に基づいて、その著者であるクスタ・イブン・ルカが肺循環の発見者として最有力候補であると主張しています。^[21]

他の科学者や医師が、アル＝ナフィスやイブン・ルカの結論に類似し、さらに正確な結論に達するまでには、数世紀を要した。中世と現代の理解のギャップとなるこの後の進歩は、ヨーロッパ全土で起こった。イタリアの博学者レオナルド・ダ・ヴィンチ（1452年 - 1519年）は、心臓は精神と空気の容器ではなく、単なる筋肉であると最初に提唱した人物の一人だが、それでも彼はガレノスの循環の考えに賛同し、心室間孔の存在を擁護した。 [ ^23]フランドルの医師アンドレアス・ヴェサリウス（1514年 - 1564年）は、1543年に著書『人体構造^{について』で、心室中隔孔の存在に疑問を呈し、ガレノスの循環器解剖学の見解を訂正した。 [27]}ヴェサリウスの後継者、スペインのミカエル・セルベトゥスは、肺循環を正確に説明した最初のヨーロッパ人医師となった。^[18]彼の主張は、アル・ナフィスの主張とほぼ一致した。その後の数世紀、セルベトゥスはこの発見の功績を頻繁に認められてきたが、歴史家の中には、セルベトゥスが自身の著作を執筆中にイブン・アル・ナフィスの著作にアクセスした可能性があるとする考えを唱える者もいる。 ^[19]セルベトゥスは、カトリック教徒とカルヴァン派の双方から異端とみなされた神学書『キリスト教復興』 （1553年）で発見を発表した。その結果、本と著者は両方とも火あぶりにされ、彼の作品は数部しか残らなかった。^[19]イタリアの医師レアルド・コロンボ（1515年頃-1559年）は、1559年に肺循環を正確に説明した本「解剖学書第15巻」を出版した。コロンボが独力で結論に達したのか、アル＝ナフィスとセルベトゥスの著作にどの程度基づいていたのかは、歴史家の間でも議論されている。^{[19] [23]}最後に、1628年に、影響力のある英国の医師ウィリアム・ハーヴェイ（1578年-1657年）が、論文「動物の心臓と血の教義による解剖学」で、当時世界中の学者の中で最も完全で正確な肺循環の説明を行った。マクロレベルでは、彼のモデルは肺循環に関する現代の理解と今でも一致しており、調和している。^[16]

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• 肺血管研究所の公式ジャーナル