この実験について
心臓は休むことなく、1日に約10万回拍動します。1回の拍動は、注意深く調整された一連の動きです。まず心房が収縮し、次に心室が収縮します。4つの弁がまさに適切なタイミングで開閉し、おなじみの「ドクン」という心音は、弁が勢いよく閉じることで生まれます。心電図と弁の図を見ながら、拍動する心臓をスローモーションで観察しましょう。心拍数を睡眠時からランニング時まで変化させ、心臓が送り出す血液量を計算してみましょう。
学習目標
- 心臓の4つの部屋、4つの弁、主要な血管の名前を挙げましょう
- 心臓、肺、全身を通る血液の流れをたどりましょう
- 心周期の各段階と、それぞれの段階でどの弁が開いているかを説明しましょう
- 2つの心音が生じる原因を説明しましょう
- 心拍数と1回拍出量から心拍出量を計算しましょう
使い方
- 1スローモーションで観察し、大静脈から肺動脈へ流れる青い血液をたどりましょう。次に、肺静脈から大動脈へ流れる赤い血液をたどりましょう。
- 2弁の図を見てください。心房と心室の間にある弁と、動脈につながる弁が同時に開くことはありますか？なぜですか？
- 3音声をオンにしてください。どの弁が閉じる音が「ラブ」で、どの弁が閉じる音が「ダブ」ですか？
- 4心電図の大きな波が現れる時点を見つけてください。その直後に心臓は何をしますか？
- 5「安静」から「ランニング」に切り替えてください。短くなるのは、心室が収縮する時間ですか、それとも弛緩する時間ですか？
- 6安静時とランニング時の心拍出量を計算してください。表示値と照らし合わせて答えを確認しましょう。
モデル
前提条件
- 心室の収縮時間は0.16秒＋1拍の長さ×0.2で、心拍数が1分間に75回の場合は約0.32秒です。残りの時間が拡張期です。心房の収縮時間は0.1秒です。
- 心房が収縮する前に心室は約80%まで満たされ、心房が残りの20%を送り込みます。血液量の曲線はこの形を示しており、実測値ではありません。
- 心電図は、機械的な動きに合わせて記録されるP波、Q波、R波、S波、T波からなる簡略化された波形です。
- 一回拍出量は専用のスライダーで設定します。実際の体では、運動や姿勢、体力によって変化します。
- 心臓の左右両側は同時に拍動し、同じ量の血液を送り出します。
授業で試してみましょう
- Q1血液が通る順に並べてください：大動脈、左心房、肺、右心室、大静脈、左心室、肺動脈、右心房。
- Q2左心室の壁が右心室の壁より厚いのはなぜですか？
- Q3心臓が1分間に75回拍動し、一回拍出量が70 mLの場合、心拍出量は1分あたり何リットルですか？
- Q4弁の役割は何ですか？僧帽弁から血液が漏れたら、何が起こるでしょうか？
- Q5運動中に心拍数が上がるのはなぜですか？
よくある質問
心臓の右側が図では左側に描かれているのはなぜですか？
図では、向かい合う人の心臓を見たときのように描くため、その人の右側が図の左側になります。医師も教科書もこの見方を使います。
心臓を拍動させるものは何ですか？
右心房にある洞房結節（心臓の自然なペースメーカー）という小さな細胞の集まりが、約1秒に1回、電気信号を送ります。その信号は心房全体に広がり、心室が血液で満たされるように房室結節で少しの間とどまった後、心室全体に広がります。心電図はこれらの電気信号を記録します。
酸素のない血液は本当に青いのでしょうか？
いいえ、濃い赤色です。図では、酸素の少ない血液を青、酸素の多い血液を赤で示し、2つの循環を見分けやすくしています。静脈が皮膚越しに青っぽく見えるのは、光が皮膚を通るときの性質によるものです。