心拍出量を動かす4つのレバー―「引く」より「軽くする」が効く後負荷の話

分時心拍出量（cardiac output：CO、1分間に心臓が送り出す血液量）は、次の式で表される。 分時心拍出量 ＝ 1回拍出量（stroke volume：SV）× 心拍数（heart rate：HR） したがって、分時心拍出量を増やすには、1回拍出量を増やすか、心拍数を増やせばよい。1回拍出量を決める主な因子は次の3つである。 【前負荷】心室が収縮を始める直前（拡張末期）に心筋が引き伸ばされている程度。拡張末期容積（圧）が指標となる。大きいほど1回拍出量は増える（Frank-Starlingの法則）。 【後負荷】心室が収縮を開始した後に、血液を押し出す際に抵抗として働く負荷。大動脈弁に異常がなければ大動脈圧や末梢血管抵抗が主に反映される。小さいほど1回拍出量は増える。 【心筋収縮力】前負荷・後負荷とは独立した心筋自体の収縮する能力。交感神経刺激やカテコラミンで高まり、心筋虚血などで低下する。 本問では、各選択肢がこれらの因子（前負荷・後負荷・収縮力・心拍数）のどれにどう作用するかを考え、分時心拍出量を増やす方向に働くものを選べばよい。1回拍出量を増やす方向は「前負荷↑・後負荷↓・収縮力↑」であり、これに当てはまるのは後負荷の減少である。

心拍出量を規定する4因子

1回拍出量を決める前負荷・後負荷・心筋収縮力に、心拍数を加えた4つが分時心拍出量を規定する。 ・前負荷↑ → 1回拍出量↑（Frank-Starlingの法則：拡張末期容積が大きいほど強く収縮する。ただし過度に伸展すると頭打ちになる） ・後負荷↓ → 1回拍出量↑ ・心筋収縮力↑ → 1回拍出量↑ ・心拍数↑ → 分時心拍出量↑（ただし著しい頻脈では拡張時間が短縮して心室充満が不足し、かえって心拍出量は低下する）

Frank-Starlingの法則

心筋は、拡張末期に引き伸ばされるほど、収縮時に発生する張力が大きくなる。これはサルコメア長が長くなることでアクチンとミオシンの重なりが最適に近づき、Ca2+に対する感受性も高まるためである。この法則により、静脈還流が増えれば心臓は自動的に拍出量を増やし、左右の心室の拍出量のバランスが保たれる。

心不全治療との関係

・前負荷の軽減：利尿薬、硝酸薬（静脈拡張）によりうっ血を改善する。 ・後負荷の軽減：ACE阻害薬、ARB、カルシウム拮抗薬などの血管拡張薬、IABPにより駆出を助ける。 ・収縮力の増強：ドブタミンなどの強心薬。

冠循環の特徴

冠血流は主に拡張期に流れる（収縮期には心筋内の血管が圧迫されるため）。心筋の酸素需要が増えたときは、酸素摂取率ではなく冠血流量を増やすことで対応する。