胎児の体で一番「赤い」血はどこを流れる？―臍静脈から始まる酸素のリレー

胎児循環の経路をたどり、酸素を多く含む血液がどこを流れ、どこで酸素の少ない血液と混ざるかを理解しているかを問う問題である。

胎児のガス交換の場

胎児の肺は液体で満たされていて呼吸をしていないため、ガス交換は胎盤で行われる。胎盤で母体血から酸素を受け取った血液は、臍静脈（1本）を通って胎児に戻る。したがって胎児体内で最も酸素分圧・酸素飽和度が高いのは臍静脈血であり、その先の血液は、胎児自身の静脈血と合流するたびに酸素分圧が下がっていく。

血液の流れ

1. 胎盤 → 臍静脈 → 肝臓付近へ。臍静脈血の一部はArantius静脈管（静脈管）を通って肝臓を迂回し、直接下大静脈へ入る。残りは肝臓を灌流して肝静脈から下大静脈へ注ぐ。 2. 下大静脈で、胎児の下半身から戻る酸素の少ない静脈血と合流する（ただし静脈管からの血流は層流となって比較的混ざりにくい）。 3. 右心房に入った下大静脈血のうち、酸素の多い流れは卵円孔を通って優先的に左心房へ流れ、左心室から上行大動脈へ駆出される。上行大動脈からは冠動脈と頭頸部・上肢への動脈が分岐するため、心臓と脳には胎児体内では比較的酸素の多い血液が供給される。 4. 上大静脈から戻る酸素の少ない血液（頭頸部・上肢の静脈血）は、主に右心房→右心室→肺動脈へ向かう。肺血管抵抗が高いため肺にはわずかしか流れず、大部分は動脈管を通って大動脈弓の遠位（左鎖骨下動脈分岐より先）で下行大動脈に合流する。 5. 下行大動脈血は、上行大動脈からの血液と動脈管からの血液が混ざったものであり、下半身へ送られるとともに、臍動脈（2本）を通って胎盤へ戻る。

酸素飽和度のおおよその順序

臍静脈 ≧ 静脈管 ＞ 下大静脈（右心房流入部）＞ 左心室・上行大動脈 ＞ 下行大動脈 ＞ 右心室・肺動脈・動脈管 ＞ 上大静脈 このように、選択肢の中で臍静脈血をほぼそのまま運んでいるArantius静脈管の酸素分圧が最も高い。

胎児循環の3つの短絡路と出生後の変化

・静脈管（Arantius管）：臍静脈 → 下大静脈。肝臓を迂回させる。出生後は閉鎖して静脈管索となる。 ・卵円孔：右心房 → 左心房。酸素の多い下大静脈血を左心系へ導く。出生後、肺血流の増加で左心房圧が右心房圧を上回ると弁状の組織が押し付けられて機能的に閉鎖し、のちに卵円窩となる。 ・動脈管（Botallo管）：肺動脈 → 下行大動脈。肺を迂回させる。出生後、酸素分圧の上昇とプロスタグランジンE2の低下により収縮し、動脈管索となる。

その他の胎児循環の遺残構造

・臍静脈 → 肝円索 ・臍動脈 → 内側臍索（近位部は上膀胱動脈として残る）

胎児の酸素運搬を支える仕組み

胎児の酸素分圧は成人の動脈血よりはるかに低いが、胎児ヘモグロビン（HbF）は2,3-BPG（2,3-ビスホスホグリセリン酸）との結合が弱いため酸素親和性が高く（酸素解離曲線が左方移動）、胎盤で母体血から効率よく酸素を受け取ることができる。加えて、胎児はヘモグロビン濃度が高く、心拍出量も体重当たりで多い。

胎児循環の特徴のまとめ

1. ガス交換は胎盤で行われる。 2. 肺血管抵抗が高く肺血流が少ない。 3. 3つの短絡路（静脈管・卵円孔・動脈管）が存在する。 4. 右心系と左心系が並列に働き、酸素の多い血液が心臓・脳へ優先的に送られる。