お役立ち資料

胎児循環｜3つのシャントの役割と閉鎖のタイミング

胎児は肺で呼吸をしていないため、酸素の受け渡しを胎盤で行っています。

そのため胎児の血液は肺を大きく迂回して流れており、これを支えているのが「卵円孔」「動脈管」「静脈管」という3つのシャント(短絡路)です。

胎児循環とは

胎児循環とは、出生前の胎児に特有の血液の流れのことです。

胎児の肺は羊水で満たされておりガス交換の役割を担っていないため、酸素と二酸化炭素のやり取りはすべて胎盤で行われます。

胎盤で酸素を受け取った血液は臍静脈を通って胎児の体内に入り、全身をめぐったあと臍動脈から胎盤へ戻ります。

肺でガス交換をしないということは、肺に大量の血液を送る必要がないということです。

実際、胎児期の肺血管抵抗は非常に高く保たれており、肺へ流れる血液はごくわずかにとどまります。

胎児循環を理解するうえで最も重要なのが、卵円孔・動脈管・静脈管の3つのシャントです。

名称	場所・つながり	役割
卵円孔	右心房 → 左心房	肺を通さずに、酸素の多い血液を左心系から全身へ送る
動脈管(ボタロー管)	肺動脈 → 大動脈	肺動脈に流れた血液の大半を大動脈へ逃がし、肺血流を減らす
静脈管(アランチウス管)	臍静脈 → 下大静脈	肝臓を迂回し、胎盤からの酸素の多い血液を心臓へ直接送る

卵円孔は心房中隔にある穴で、右心房に戻ってきた血液を左心房へ直接通します。

胎児期は肺血管抵抗が高く右心房の圧が左心房より高いため、血液は右から左へ流れます。

これにより、下大静脈から運ばれてきた酸素の多い血液が肺を経由せずに左心系へ入り、大動脈から脳や上半身へ優先的に送られます。

動脈管は肺動脈と大動脈をつなぐ血管です。

右心室から肺動脈に送り出された血液のうち、肺へ向かうのはごく一部で、大部分はこの動脈管を通って下行大動脈へ流れます。

胎児期の動脈管は、胎盤由来のプロスタグランジンE2(PGE2)と低い酸素分圧によって開存が保たれています。

静脈管は臍静脈と下大静脈をつなぐ血管です。

胎盤から臍静脈を通って戻ってきた酸素の多い血液の一部は肝臓へ入りますが、残りは静脈管を通って肝臓を迂回し、下大静脈から右心房へ直接向かいます。

肝臓を通らないことで、酸素をあまり消費せずに心臓へ届けられる点がポイントです。

出生して肺呼吸が始まり、胎盤からの血流が途絶えると、3つのシャントは役目を終えて閉鎖していきます。

閉鎖には「機能的閉鎖(血流が止まる)」と「器質的閉鎖(組織が線維化して完全に閉じる)」の2段階があり、時期が異なる点に注意が必要です。

シャント	閉鎖のタイミング	閉鎖後の名称
卵円孔	機能的閉鎖:生後数分器質的閉鎖:生後数か月	卵円窩
動脈管	機能的閉鎖:生後12〜24時間器質的閉鎖:生後2〜3週間	動脈管索(動脈管靭帯)
静脈管	機能的閉鎖:臍帯切断後まもなく器質的閉鎖:生後1〜3か月ごろ	静脈管索(アランチウス索)

出生の瞬間、肺呼吸の開始によって肺血管抵抗が急激に低下し、肺への血流が一気に増えます。

同時に臍帯が切断されて胎盤血流が途絶えるため、体血管抵抗は上昇します。

この2つの変化により肺静脈から左心房へ戻る血液量が増えて左心房圧が右心房圧を上回り、卵円孔は弁のように押し付けられて閉じます。

動脈管は、動脈血酸素分圧の上昇と胎盤由来PGE2の消失によって収縮し、閉鎖に向かいます。

なお、静脈管の遺残が静脈管索(アランチウス索)であるのに対し、臍静脈そのものが閉鎖したものは肝円索と呼ばれます。名称が混同されやすいため、あわせて整理しておくと安心です。

動脈管が本来閉じるべき時期を過ぎても開存したままの状態を、動脈管開存症(PDA:patent ductus arteriosus)といいます。

先天性心疾患のひとつで、出生後は大動脈の圧のほうが高いため、大動脈から肺動脈へ向かう左→右短絡が生じ、肺血流が増加します。

注意:動脈管開存症(PDA)

一方で、大血管転位症など動脈管が開いていることで循環が保たれる疾患もあり、その場合はプロスタグランジンE1製剤を投与して動脈管の開存を維持します。

動脈管は「閉じればよい」だけの構造ではない点も押さえておきましょう。