血管

血管
血管の図
詳細
システム循環器系
識別子
ラテン血管
メッシュD001808
TA98A12.0.00.001
TA23895
FMA63183
解剖学用語

血管は、動物の体内で血液を輸送する循環器系 の管状の構造です。 [ 1 ]血管は血液細胞、栄養素、酸素を体のほとんどの組織に輸送し、老廃物や二酸化炭素を組織から運び去ります。[ 2 ]軟骨、上皮、眼の水晶体や角膜などの一部の組織には血管が供給されないため、無血管組織と呼ばれます。

血管には 5 つの種類があります。心臓から血液を運ぶ動脈、細動脈、血液と組織の間で水と化学物質の交換が行われる毛細血管、細静脈、そして毛細血管から心臓へと血液を戻す静脈です。

vascularという単語は、血管を意味するラテン語のvasに由来し、血管に関して使用されます。

語源

動脈–後期中英語; ラテン語arteriaから、ギリシャ語artēriaから、おそらくairein （「上げる」）に由来。[ 3 ]

vein –中英語。古期フランス語veineから。ラテン語venaから。[ 4 ]

毛細管– 17世紀半ば。ラテン語のcapillaris （「毛」の意）から来ており、古フランス語のcapillaireの影響を受けています。[ 5 ]

構造

動脈と静脈は3層構造で、中間層は動脈の方が静脈よりも厚くなっています。[ 6 ]

毛細血管は、単層の内皮細胞と、それを支える基底膜と結合組織からなる内皮下組織で構成されています。血管が接続して拡散した血管供給領域を形成することを吻合といいます。吻合は、閉塞が発生した場合に血液が流れる代替経路を提供します。静脈には弁があり、周囲の筋肉によって重力に逆らって送り出された血液の逆流を防ぎます。 [ 8 ]ヒトの動脈には、心臓の心室から始まる2本の「動脈」を除いて弁がありません。[ 9 ]

デンマークの生理学者アウグスト・クロウによる初期の推定では、人間の筋肉の毛細血管の全長は約10万キロメートル（62,000マイル）に達すると示唆されていました（ボディビルダーのような高筋肉量の人間の体を想定）。[ 10 ]しかし、その後の研究では、最新の毛細血管密度と成人の平均筋肉量を考慮して、9,000～19,000キロメートル（5,600～11,800マイル）というより控えめな数字が示唆されています。[ 11 ]

種類

血管には様々な種類があります。[ 12 ]

これらは、血液が心臓から流れ出る（動脈）か、心臓に向かう（静脈）かによって、大まかに「動脈血」と「静脈血」に分類されます。肺動脈は「静脈血」を、肺静脈は酸素を豊富に含む血液を運びますが、「動脈血」という用語は酸素を多く含む血液を指すために使用されます。これは、それぞれ肺へ、そして肺から酸素を補給するために血液を運んでいるためです。

関数

血管は動物の体組織に血液を運ぶ働きをする。一般的に、動脈と細動脈は酸素化された血液を肺から体とその臓器へ運び、静脈と細静脈は酸素化されていない血液を体から肺へ運ぶ。血管はまた、血液を循環器系全体に循環させる。酸素（赤血球中のヘモグロビンに結合）は、血液によって運ばれる最も重要な栄養素である。肺動脈以外のすべての動脈において、ヘモグロビンは酸素で高度に飽和（95～100%）している。肺静脈以外のすべての静脈において、ヘモグロビンの飽和度は約75%である。[ 13 ] [ 14 ] （肺循環ではこの値が逆になる。）血液は酸素を運ぶだけでなく、ホルモンや栄養素を 体の細胞に運び、老廃物を除去します。[ 15 ]

血管は血液の輸送に積極的に関与していません（顕著な蠕動運動はありません）。血液は心臓の鼓動によって生じる圧力によって動脈と細動脈を通って送り出されます。[ 16 ]血管はまた赤血球も輸送します。ヘマトクリット検査は血液中の赤血球の割合を計算するために行われます。割合が高いと脱水症や心臓病などの症状が見られ、割合が低いと貧血や長期的な失血につながる可能性があります。 [ 17 ]

内皮の透過性は、組織への栄養素の放出において極めて重要です。炎症においても、ヒスタミン[18]、プロスタグランジン[19]、インターロイキン[20]に対する反応として透過性が高まり、炎症 の症状（腫れ、発赤、熱感、疼痛）のほとんどを引き起こします。

狭窄

血管収縮により変形した内腔内の赤血球（E）を示す微小血管の透過型電子顕微鏡写真

動脈（そしてある程度は静脈も）は、筋層の収縮によって内径を調節することができます。これにより下流臓器への血流が変化し、その調節は自律神経系によって制御されます。血管拡張と血管収縮は、体温調節の手段として拮抗的に利用されることもあります。[ 21 ]

血管の大きさはそれぞれ異なっており、大動脈の直径は約30～25ミリメートル[ 22 ] であるのに対して、毛細血管ではわずか約5マイクロメートル（0.005ミリメートル） [ 23 ]です。血管収縮とは、血管壁の血管平滑筋が収縮することで血管が収縮する（狭くなり、断面積が小さくなる）ことです。これは血管収縮薬（血管収縮を引き起こす物質）によって制御されます。これらには、傍分泌因子（例：プロスタグランジン）、いくつかのホルモン（例：バソプレシンおよびアンジオテンシン[ 24 ]）、および神経系からの 神経伝達物質（例：エピネフリン）が含まれます。

血管拡張は、拮抗的に作用するメディエーターによって媒介される同様のプロセスです。最も顕著な血管拡張因子は一酸化窒素（このため、内皮由来弛緩因子と呼ばれます）です。 [ 25 ]

流れ

循環器系は血管を通して体の各部に血液を送ります。これは、心臓の左右の心臓が連携して血液を肺や体の他の部位に絶え間なく流すことにより実現しています。酸素の少ない血液は、2本の太い静脈を通って心臓の右側に入ります。肺から酸素を豊富に含む血液は、心臓の左側にある肺静脈を通って大動脈に入り、そこから体の他の部位に到達します。毛細血管は、肺にある小さな肺胞を通して血液が酸素を受け取る役割を担っています。また、ここは二酸化炭素が血液から排出される場所でもあります。これらはすべて、血液が酸素化される肺で起こります。[ 26 ]

血管内の血圧は、伝統的にミリメートル水銀柱（1 mmHg = 133 Pa）で表されます。動脈系では、収縮期血圧（心臓の収縮による高圧波）で通常120 mmHg、拡張期血圧（低圧波）で80 mmHg程度です。一方、静脈系の血圧は一定で、10 mmHgを超えることはほとんどありません。[ 27 ]

血管抵抗は、心臓から離れた血管が血流に抵抗することで発生します。抵抗は、血液粘度、血管の長さ、血管の半径という3つの異なる要因が重なって生じます。[ 28 ]血液粘度とは、血液の粘度と、血液の様々な成分に起因する流れに対する抵抗のことです。血液は重量の92%が水で、残りの血液はタンパク質、栄養素、電解質、老廃物、溶解ガスで構成されています。個人の健康状態によって、血液粘度は変化する可能性があります（例えば、貧血ではタンパク質濃度が比較的低下し、高血圧では溶解塩分や脂質の増加など）。[ 28 ]

血管長とは、心臓からの距離で測った血管の全長です。血管の全長が長くなると、摩擦による総抵抗が増加します。[ 28 ]血管の半径も、血管壁との接触による総抵抗に影響を与えます。血管壁の半径が小さくなると、血管壁に接触する血液の割合が増加します。血管壁との接触量が増えるほど、血流に対する総抵抗が増加します。[ 29 ]

病気

血管は、事実上あらゆる病状において重要な役割を果たしている。例えば、がんは、腫瘍が血管新生（新しい血管の形成）を引き起こして悪性細胞の代謝需要を満たさない限り、進行することができない。[ 30 ]アテローム性動脈硬化症は、プラークの蓄積により、心血管疾患による死亡者全体の約85％を占めている。[ 31 ]アテローム性動脈硬化症に続いて起こることが多い冠動脈疾患は、心臓発作や心停止を引き起こす可能性があり、2022年には世界中で37万人が死亡する。[ 32 ] 2019年には、約1,790万人が心血管疾患で死亡した。これらの死亡のうち、約85％は心臓発作と脳卒中によるものであった。[ 33 ]

炎症では血管の透過性が増大する。外傷または自然発生的な損傷は、血管内皮への機械的損傷による出血につながる可能性がある。対照的に、アテローム性プラーク、塞栓血栓、または異物による血管の閉塞は、下流の虚血（血液供給不足）およびおそらくは梗塞（血液供給不足による壊死）につながる。血管閉塞は正のフィードバックシステムになる傾向があり、閉塞した血管は通常は層流または栓流である血流に渦を発生させる。これらの渦は異常な流体速度勾配を作り出し、コレステロールやカイロミクロン小体などの血液成分を内皮に押しやる。これらはすでに部分的に閉塞している動脈壁に沈着し、閉塞をさらに悪化させる。[ 34 ]

血管疾患で最も一般的なのは高血圧です。これは血管を流れる血液の圧力が上昇することで起こります。高血圧は心不全や脳卒中を引き起こす可能性があります。アスピリンは血栓の予防に役立ち、炎症を抑える効果もあります。[ 35 ]血管炎は、自己免疫疾患や感染症によって血管壁に炎症が起こる病気です。

参考文献

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