StudyMed医師国家試験

妊娠20週、胎児の心臓は右が主役―発生のタイムラインで解く胎児の成熟度

第111回医師国家試験 B問題 第19問

国試問題にチャレンジ

第111回 B問題 第19問

妊娠20週の胎児について正しいのはどれか。

  1. a.網膜が完成する。
  2. b.造血は主に骨髄で行われる。
  3. c.生理的臍帯ヘルニアを認める。
  4. d.肺では肺胞の発達が完成する。
  5. e.心拍出量は右心室からが左心室からよりも多い。

対話形式の解説

ドクタードクター
今回は、妊娠20週という時点で胎児の各器官がどこまで発達しているかを問う問題だ。器官ごとの発生・成熟のタイムラインと、胎児循環の特徴を押さえているかがカギになる。まず、妊娠20週は胎児にとってどんな時期だろう。
医学生医学生
妊娠中期のちょうど真ん中ですよね。器官形成期はもう終わっていると思います。
ドクタードクター
その通り。器官形成期は妊娠4〜7週頃が最も感受性が高く、概ね12週頃までに終わる。20週は「形はできているけれど機能的にはまだ未熟」な段階で、推定体重は300g前後だ。この感覚を持って選択肢を見ていこう。まず生理的臍帯ヘルニアはどうかな。
医学生医学生
発生学の講義で、中腸が伸びすぎて腹腔に収まらず、臍帯の中に一時的に飛び出すと習いました。20週ならまだ出ているでしょうか。
ドクタードクター
惜しいね。生理的臍帯ヘルニアは妊娠6週頃に起こり、中腸は回転しながら10〜12週頃までに腹腔内へ戻る。だから20週で臍帯内に腸管が出ていたら病的で、臍帯ヘルニアや腹壁破裂といった腹壁異常を考えなければいけない。
医学生医学生
時期を勘違いしていました。妊婦健診で腸が外に見えたら、20週では異常ということですね。次の造血は、骨髄ではなく肝臓でしたっけ。
ドクタードクター
そう。胎児の造血は妊娠3週頃の卵黄嚢の血島に始まり、6週頃から肝臓(と脾臓)が中心になる。骨髄造血は妊娠中期に始まって徐々に増え、妊娠後期に主役になる。20週では骨髄でも造血は始まっているけれど、主体はまだ肝臓だ。
医学生医学生
卵黄嚢、肝臓、骨髄の順番ですね。では肺はどうでしょう。20週で肺胞が完成していたら、早産でも呼吸に困らないはずなので、違う気がします。
ドクタードクター
いい推論だね。肺は偽腺様期、管状期、終末嚢期、肺胞期と進む。20週は管状期で、呼吸細気管支や毛細血管が発達し始める段階。原始肺胞ができるのは終末嚢期の24週頃以降で、真の肺胞の形成は36週頃から出生後数年まで続く。サーファクタントも20週台半ばから作られ始め、十分量になるのは34週頃以降だ。
医学生医学生
NICUの実習で、早産児の呼吸窮迫症候群にサーファクタントを気管内投与しているのを見ました。肺の未熟さがそのまま病気につながるんですね。
ドクタードクター
その通り。同じ発想で網膜も考えられる。網膜血管は視神経乳頭から周辺に向かって伸び、鼻側は36週頃、耳側は満期の40週頃に周辺部まで到達して完成する。20週ではまだまだ未熟だ。
医学生医学生
未完成のまま早く生まれると、その後に異常な血管新生が起こるのが未熟児網膜症ですよね。眼科の実習で眼底検査のスケジュールの話を聞きました。
ドクタードクター
よくつながったね。在胎週数が短いほどリスクが高い。さて、残ったのが心拍出量の話だ。胎児では右心室と左心室、どちらの拍出量が多いと思う?
医学生医学生
大人だと左右の拍出量は同じですよね。胎児は肺を使っていないので、右心室はあまり働いていないのでは。
ドクタードクター
そこが落とし穴だよ。確かに肺へはあまり流れないけれど、右心室の仕事が少ないわけではない。胎児では右心室から肺動脈へ出た血液の大部分が、肺血管抵抗が高いため動脈管を通って下行大動脈へ流れ、下半身と胎盤に送られるんだ。
医学生医学生
右心室が肺の代わりに、動脈管経由で下半身と胎盤を担当しているということですか。
ドクタードクター
その通り。一方、臍静脈から静脈管を経て下大静脈に入った比較的酸素の多い血液は、右心房から卵円孔を通って左心房、左心室へ向かい、冠動脈と脳に優先的に送られる。結果として右心室拍出量が左心室を上回り、ヒトでは両心室の合計のうち右心室が55〜60%程度を占めるとされる。だから右心室からの拍出量が多い、という選択肢が正解だ。
医学生医学生
胎児は右心優位で、卵円孔と動脈管という2つの短絡路がそれを支えているんですね。
ドクタードクター
そう。発展として出生後の変化も押さえよう。第一呼吸で肺が膨らむと肺血管抵抗が下がり、肺血流が増えて左心房圧が上がるので卵円孔が機能的に閉じる。動脈管は酸素分圧の上昇とプロスタグランジンの低下で収縮し、通常は生後数日以内に機能的に閉鎖する。こうして左心優位の成人型循環に切り替わる。
医学生医学生
遺残構造として、卵円孔は卵円窩、動脈管は動脈管索、静脈管は静脈管索になるとCBT対策で覚えました。
ドクタードクター
完璧だね。臍静脈は肝円索、臍動脈は内側臍索になることも合わせて覚えておくといい。胎児の発達を「いつ何が完成するか」の時間軸で整理しておくと、早産児で起こる呼吸窮迫症候群、未熟児網膜症、動脈管開存症などの理解にもそのまま役立つよ。

まとめ

妊娠20週は器官形成期を終え、各器官が成熟に向かう途中の段階です。生理的臍帯ヘルニアは妊娠10〜12週頃までに消失し、造血は卵黄嚢から肝臓、骨髄へと移って妊娠中期の主体は肝臓、肺は管状期にあって肺胞形成は妊娠末期から出生後に進み、網膜血管は満期頃に完成します。胎児循環では右心室から出た血液の多くが動脈管を経て下行大動脈・胎盤へ向かうため、右心室拍出量が左心室拍出量を上回る右心優位の状態にあります。出生後は肺血管抵抗の低下とともに卵円孔・動脈管が閉鎖し、左心優位の循環に切り替わります。発生のタイムラインを理解しておくことは、早産児に起こりやすい呼吸窮迫症候群や未熟児網膜症、動脈管開存症などを理解する土台になります。

解答・解説

正解はeです

妊娠20週は妊娠中期のちょうど中ほどにあたる。器官形成期(妊娠4〜7週頃が最も感受性が高く、概ね妊娠12週頃まで)はすでに終わり、各器官は「形はできているが機能的には未熟」な成長・成熟の段階にある。この時期の胎児の推定体重は約300g前後、頭殿長ではなく大横径や大腿骨長で発育を評価する時期である。 本問を解くには、各器官の発生・成熟のタイムラインを押さえておく必要がある。 ・腸管の生理的臍帯ヘルニア:妊娠6週頃に始まり、妊娠10〜12週頃までに腹腔内へ戻る。 ・造血の場:卵黄嚢 → 肝臓(脾臓) → 骨髄の順に移行し、妊娠中期は肝臓が主体。 ・肺:胎芽期 → 偽腺様期 → 管状期 → 終末嚢期 → 肺胞期と進み、肺胞の形成は妊娠末期から出生後まで続く。 ・網膜:網膜血管の発達は妊娠36週頃から満期にかけて周辺部に達し、完成する。 ・胎児循環:卵円孔と動脈管という2つの短絡路が開存し、右心系が優位である。 これらに照らすと、妊娠20週の胎児に当てはまるのは「右心室からの拍出量が左心室より多い」ことのみである。

選択肢考察

  1. ×a.  網膜が完成する。

    誤り。網膜血管は視神経乳頭から周辺へ向かって伸びていき、鼻側の周辺部には妊娠36週頃、耳側の周辺部には妊娠40週頃(満期)に到達して完成する。妊娠20週では網膜はまだ未熟である。早産児で網膜血管が未完成のまま出生し、その後に異常な血管新生が起こるのが未熟児網膜症であり、在胎週数が短いほど発症リスクが高い。

  2. ×b.  造血は主に骨髄で行われる。

    誤り。胎児の造血は、妊娠3週頃の卵黄嚢(血島)に始まり、妊娠6週頃から肝臓(および脾臓)が中心となり、妊娠中期は肝臓造血が主体である。骨髄造血は妊娠中期に始まって徐々に増加し、妊娠後期に主たる造血の場となり、出生後は骨髄がほぼ唯一の造血臓器となる。妊娠20週では骨髄造血は始まっているものの、主体は肝臓である。

  3. ×c.  生理的臍帯ヘルニアを認める。

    誤り。妊娠6週頃、急速に伸長する中腸が狭い腹腔内に収まりきらず臍帯内へ脱出する(生理的臍帯ヘルニア)。その後、中腸は回転しながら妊娠10〜12週頃までに腹腔内へ還納される。したがって妊娠20週で臍帯内に腸管が脱出していれば病的であり、臍帯ヘルニアや腹壁破裂などの腹壁異常を考える。

  4. ×d.  肺では肺胞の発達が完成する。

    誤り。肺の発達は、偽腺様期(妊娠5〜17週頃:気管支樹の形成)、管状期(妊娠16〜26週頃:呼吸細気管支と毛細血管の発達、Ⅱ型肺胞上皮細胞の出現)、終末嚢期(妊娠24〜36週頃:原始肺胞の形成)、肺胞期(妊娠36週頃〜出生後数年:真の肺胞の増加・成熟)と進む。妊娠20週は管状期にあたり、肺胞はまだ形成されていない。肺サーファクタントは妊娠20週台半ばから産生が始まり、妊娠34週頃以降に十分量となる。そのため早産児では呼吸窮迫症候群が起こりやすい。

  5. ○e.  心拍出量は右心室からが左心室からよりも多い。

    正しい。胎児では、胎盤から戻る血液と全身からの静脈血がともに右心房に戻り、その一部は卵円孔を通って左心房へ流れるが、残りは右心室へ入る。右心室から肺動脈へ駆出された血液の大部分は、肺血管抵抗が高いため肺へは向かわず、動脈管を経て下行大動脈へ流れる。このように右心室は肺動脈・動脈管を介して下半身と胎盤へ大量の血液を送り出しており、右心室拍出量は左心室拍出量を上回る(ヒトでは両心室の合計拍出量のうち右心室が約55〜60%を占める)。出生後は肺循環が確立して短絡路が閉じ、左心系が優位となる。

胎児循環の流れ

胎盤で酸素化された血液 → 臍静脈 → 静脈管(Arantius管、肝臓を一部迂回) → 下大静脈 → 右心房。 右心房に入った酸素飽和度の比較的高い血液の多くは卵円孔を経て左心房 → 左心室 → 上行大動脈へ送られ、冠動脈と脳(頭頸部)に優先的に供給される。 上大静脈からの酸素の乏しい血液は主に右心室へ向かい → 肺動脈 → 動脈管 → 下行大動脈 → 下半身と臍動脈(2本) → 胎盤へ戻る。

3つの短絡路と出生後の遺残

・静脈管 → 静脈管索 ・卵円孔 → 卵円窩 ・動脈管 → 動脈管索 なお臍静脈は肝円索、臍動脈は内側臍索となる。

出生後の変化

第一呼吸で肺が膨らみ肺血管抵抗が低下、肺血流が増えて左心房圧が上昇し卵円孔が機能的に閉鎖する。血中酸素分圧の上昇とプロスタグランジンの低下により動脈管は収縮し、通常生後数日以内に機能的に閉鎖する。

胎児の造血とヘモグロビン

胎児期の主なヘモグロビンはHbF(α2γ2)で、HbA(α2β2)より酸素親和性が高く、胎盤で母体血から酸素を受け取りやすい。HbFからHbAへの切り替えは妊娠後期から始まり、生後半年頃までにほぼ完了する。

肺の発達段階(目安)

・偽腺様期:妊娠5〜17週 ・管状期:妊娠16〜26週 ・終末嚢期:妊娠24〜36週 ・肺胞期:妊娠36週〜出生後数年

POINT

・胎児は右心優位:右心室拍出量>左心室拍出量(右室血の多くは動脈管経由で下行大動脈へ)。 ・生理的臍帯ヘルニアは妊娠10〜12週頃までに消失する。 ・造血の場は卵黄嚢 → 肝臓(脾臓) → 骨髄。妊娠中期の主体は肝臓。 ・肺胞形成は妊娠末期から出生後に進み、サーファクタントは妊娠34週頃以降に十分となる。 ・網膜血管は満期頃に完成するため、早産児では未熟児網膜症が起こりやすい。

※問題・正答は厚生労働省の公開資料をもとに掲載しています。