日本小児循環器学会雑誌 Pediatric Cardiology and Cardiac Surgery

小児循環器学で胎児心臓病学はますます重要になり，最近本誌に初めて胎児循環生理がReviewされた^1）．このReviewで明らかなのは胎児循環の生理はヒト胎児で研究することが困難なため，主に動物（羊）で研究^2）されたことである．胎児循環の解剖も同様^3）である．胎児循環は卵円孔，動脈管，静脈管など特有の循環路を持ち，これらは臨床上不鮮明ながら胎児エコーで観察^4）されている．動物実験ではラットと全身急速凍結法を用いると胎生期循環路の鮮明な天然色の生体断面写真が得られる．この実験法はKarolinska研究所で開発され^5），私は40年間動脈管の薬理学の研究^6），心臓と大血管の出生時の形態変化の研究^7–12），先天性心疾患の形態研究^13–15），静脈管の研究^11）に用いてきた．心臓断面画像はヒト胎児エコーのモデルにもなる．私はこれらの画像を白黒写真で発表したが，天然色断面画像の大部分は未発表なので，ここに図譜として発表する．なお胎生期先天性心疾患及び動脈管の断面像は別の論文^14, 15）にまとめた．それぞれの実験の数字データは紙面の関係で省略するので，原著論文^6–13）を参照されたい．

ラット満期胎仔の全身急速凍結法による実験^6–12）を次のように行った．ラットの妊娠期間は21.5日なので，妊娠21日目に親ラットを頸椎脱臼法で安楽死させ，ただちに帝王切開で取り出した胎仔を胎盤つきのままドライアイス−アセトン（−76°C）に投入して瞬時に凍結した．凍結した胸部を凍結ミクロトームで前額面frontal，矢状面sagittal，横断面transverse section，または心臓短軸面cardiac short sxisで切り，0.1乃至0.5 mm毎に実体顕微鏡（Wild M400）とカラーフィルム（Reale，富士フィルム）で撮影した．1個体の胸部から約20断面を撮影した．生後1～4日後のラットは予定日に自然出産後に親の保育授乳中のラットを用いた．

ラットの解剖学書^16）によるとラットとヒトでは心臓と胸部大血管の解剖は大体共通しているが，次の種差がある．冠状静脈洞に還流する左上大静脈はヒトでは疾患として生じるがラットなどげっ歯類では正常である．左右の肺静脈はヒトでは胎生期後半以後は左右2本ずつ左房に入る^17）が，ラットでは左房後方で合流して共通肺静脈になり，左房に接続する．臍動脈はヒトでは2本あるがラットでは1本である．臍静脈の腹壁から静脈管までの走行はヒトでは肝臓下面であり，ラットでは肝臓下面と横隔膜の中間で肝臓内である．

図中の重要な部位には*印を付した．

Fig. 1は胎仔と新生仔の卵円孔の前額面断面である．胎仔の卵円孔部の心房中隔flapは薄く，左房側に開いているが，生後2日で厚く長くなり，閉鎖する．左右肺動脈は生後急速に拡大する．

Fig. 1 Frontal sections of the atrial septum of a rat fetus (A), a 1-day old rat (B), and a 2-day-old rat (C)

Abbreviations used in the figures. A: anterior. Ao: aorta. AoV: Aortic valve. Ca: caudal. Cr: cranial. DA: ductus arteriosus. DAo: descending aorta. DV: ductus venosus. E: esophagus. FO: foramen ovale. HV: hepatic vein. IAS: interatrial septum. IVC: inferior vena cava. L: left. LA: left atrium. LB: left bronchus. LPA: left pulmonary artery. LSVC: left superior vena cava. MPA: main pulmonary artery. p: posterior. PFO: patent foramen ovale. PoV: portal vein. PV: portal vein, pulmonary vein. PVa: pulmonary valve. LPA: left pulmonary artery. LPV: left pulmonary vein. R: right. RA: right atrium. RPA: right pulmonary artery. RV: right ventricle. RVI: right ventricular infundibulum. SVC: superior vena cava. T: trachea, thymus. US: umbilical sinus. UV: umbilical vein.

Fig. 2はラット胎仔心臓の短軸面断面を心室部（F）より順次心基部（肺動脈弁と大動脈弁部）（D）を経て主肺動脈部（C）大動脈弓部（B, A）へ切り撮影した．Cには胎仔の動脈血の血流路：下大静脈–右房後部–卵円孔–左房が明示されている．右室は左室室と同じ壁厚を持ち容積は左室よりやや大きい（E, F）．左右肺動脈径は主肺動脈径の半分である．

Fig. 2 Serial cardiac short-axis sections of a rat fetus

同じ所見はFig. 3でも見られる．Fig. 3は胎仔の心臓と肝臓の前額面図である．ほぼ同じ太さの動脈管，大動脈，肺動脈の断面像が示されている．臍静脈血が静脈管–卵円孔–左房へ流れる道筋^14）が（F）に示されている．細めの左右肺動脈が（G）に明示されている．

Fig. 3 Serial frontal sections of the heart and liver of a normal rat fetus. The final panel shows a sagittal section indicating the section planes for sections (A) to (I)

Fig. 4は生後1日の新生仔心臓後部と肝臓の前額面，Fig. 5は生後4日の新生仔である．静脈管^3）は閉鎖し，左右肺動脈の急速な生後の拡大^7）がある．ただし左右肺動脈起始部（Fig. 4A, Fig. 5A）は特に左肺動脈で末梢部より細い^7）．

Fig. 4 Serial frontal sections of the posterior heart and liver of a 1-day-old rat

Fig. 5 Serial frontal sections of the posterior heart of a 4-day-old rat

Fig. 6とFig. 7はラット胎仔の臍静脈，静脈管^7, 11）を示す．ヒトの静脈管は腹壁から肝臓下面を背中方向へ走行するが，ラットの臍静脈^3）は前腹壁から肝臓内を背中方向へ走行する．

Fig. 6 Serial sagittal sections of the umbilical vein, umbilical sinus, portal vein, ductus venosus, and inferior vena cava of a rat fetus. The cutting planes are shown in E

Fig. 7 Serial frontal sections of the fetal heart and liver showing the open fetal channels: the ductus arteriosus, right and left pulmonary arteries, umbilical sinus, ductus venosus, and foramen ovale. The cutting planes are shown in the upper right corner

Fig. 8とFig. 9はラット胎仔と新生仔（生後2日）の胸部横断面である．新生仔では胎仔のチアノーゼがなくなり，動脈管は閉じ，肺は拡張し，右房と左房はやや小さく，右室と左室は拡張し，右室壁は薄い^10）．

Fig. 8 Serial thoracic transverse sections of a normal rat fetus

Fig. 9 Serial thoracic transverse sections of a 2-day-old rat

臨床で新生児の心エコーをとると，小さい心房中隔欠損がしばしば見つかるが，ここに提示したラットでの断面図から卵円孔自然閉鎖機転は明らかで，この種の心房中隔欠損の良性の予後が理解される．新生児の機能性雑音の一つが左肺動脈起始部狭窄から生じ，ラット新生仔の肺動脈断面像に狭窄がでている．ラットの胎生期間は7日でヒトの7か月に相当し，胎仔と新生仔の成長はヒトより数十倍速やかであり，循環器の発達と変化も速やかである．