Structure of the Human Pericardium and Responses to Pathologic Processes

ヒトの心膜の正常な肉眼的および顕微鏡的構造を詳細にレビューしています。 心膜の構造的な構成要素に基づいて、臨床標本でよく見られる病理学的な反応を示しています。

心膜疾患のワークアップにおいて、臨床経過や遅延増強などの画像診断所見との相関関係を説明しています。

心膜の肉眼および顕微鏡的構造を、現在の心臓の画像診断技術や介入と相関させることができる参照枠として提示しています。 多様な病的刺激に対する心膜の限られた反応のレパートリーを、その正常な構造との関連で説明します。

A. 心膜の構造

心膜は、心臓と大血管の近位部を含むほぼフラスコ状の袋です。

心膜はほぼフラスコ状の袋で、心臓と大血管の近位部を収納しています。心膜の側面は、胸骨、横隔膜、脊椎に心膜を固定する靭帯がある部分を除いて、頭頂胸膜の縦隔部に覆われています。

心膜は従来、頭頂部心膜と内臓心膜に分けられていた。

心膜は従来、頭頂部心膜と内臓心膜に分けられていました。 漿膜は単一の連続した中皮層からなり、心膜の線維層を侵し、大動脈の根元を越えて心臓の外表面を完全に覆っている。 心臓の外表面を覆う中皮の層は、内臓心膜または心外膜と呼ばれている。 心頭頂部の線維層の厚さは0.8~1mmであるが、画像上では若干厚く見えることがある1。 心嚢は、その縦隔面、特に心窩部の角に、様々な量の脂肪組織で覆われている。

図1A

無傷の心嚢の背面図。 横隔膜に付着した無傷の心嚢が示されており、縦隔胸膜が心嚢の側方表面を覆っている。 前縦隔および前心窩部に豊富な心外脂肪組織があることに注意。 矢じりは胸骨心筋靭帯の境界を挟んでいる。 LCC = 左総頸動脈。 SVC = 上大静脈。

図1B

心臓と心膜の右横方向の図。 右横隔膜神経と心膜周囲血管は肺門の前方の心膜と縦隔胸膜の間にある。 矢頭がこれらの構造を強調している。 前方および側方の心膜の縦隔面を豊富な脂肪組織が覆っていることに注意。 RIPV = 右下肺静脈。 RPA = 右肺動脈。 RSPV = 右上肺静脈。 SVC = 上大静脈。

図1C

心臓と心膜の左横方向の図。 左横隔膜神経とそれに付随する血管のコースは矢頭で強調されている。 Ao=大動脈。 LIPV=左下肺静脈。 LPA = 左肺動脈。 LSPV = 左上肺静脈。

図2

心膜は頭頂部と内臓部に分かれている。 心膜には、他の多くの漿膜表面と同様に、頭頂部と内臓部がある。 頭頂部心膜は、2つの層で構成されている。すなわち、漿膜(細い赤線)と繊維性の袋(太い黄色線)である。 内臓心膜は、心臓全体を覆う1層の漿膜で構成されている(薄い赤線が心筋を青く覆っている)。 心頭頂部と内臓心膜の漿膜は、中皮細胞の連続した層であることに注意。 心頭頂部と内臓心膜の漿膜層は互いに向き合っている。

図3

心頭葉と内臓心嚢。 A:心臓の冠状断面図には、心室、上行大動脈(Ao)、および左右の心房付属物、上大静脈(SVC)、大動脈弁、肺動脈幹(PA)の部分図が示されている。 B:左側心室壁の挿入部を拡大したもの。 内臓心嚢と壁側心嚢が密着しており、これら2つの層の間は仮想的な空間となっている。 矢頭は、心皮層が内臓心嚢から分離する際に折れ曲がっている部分を示している。 左心室の外側に心膜下脂肪がないことに注意。 C:光顕検査では、心筋(赤)の上に薄い線維組織(黄)が重なっている。 薄い線維性のシートの上に横たわっている「かたつむり」のような細胞は、内臓の心膜を形成する中皮細胞である。 心筋の毛細血管が内臓層の中皮に近接していることに注目。 この豊富な血管網は、心膜腔に流体物質を素早く出し入れすることができる。 D: 3Aの右心室の挿入図をクローズアップして示す。 頭頂部の心膜(矢印)と、右心室心筋(RV)を覆う脂肪組織を覆う心外膜との間には、明瞭な空間がある。 E: 右心室の脂肪組織(内臓心膜)を覆う中皮層の光学顕微鏡写真。 心膜下には短い弾性繊維(黒)が存在する。 F: 全厚の心嚢の顕微鏡写真で、頭頂部心嚢の線維層を示す。 線維鞘の疎な血管形成に注意。 心頭頂部の中皮細胞は、写真の上部では線維鞘に直接付着している。 心膜の縦隔側(下部)には脂肪組織があり、これも縦隔胸膜の漿膜を形成する中皮細胞で覆われている。 Ao=大動脈。 LV = 左心室。 PA = 肺動脈。 RV = 右心室 SVC=上大静脈。 * = 下大動脈の凹部。

B. 心膜洞と凹部

心臓に出入りする大血管の周りの漿膜の反射が心膜洞と凹部を形成している。2 上行大動脈と主肺動脈は一緒に内臓心膜の投資によって完全に覆われている。 この心膜が、前方に位置する大動脈と後方に位置する静脈を隔てる横洞という潜在的な空間を作り出す。 横静脈洞の床は左心房の屋根で形成されている。 横静脈洞は、大動脈と上大静脈の間の上大動脈凹部および大動脈と右心房の間の下大動脈凹部と連続している。

内臓心皮の第2の投資は、大静脈と肺静脈を別々にカバーしています。

内臓心嚢の第二の投資は、大静脈と肺静脈を別々に覆っている。大静脈後腔は上大静脈の後ろに位置し、上は右肺動脈、下は右上肺静脈で囲まれている。 右と左の肺静脈凹部は、それぞれの上肺静脈と下肺静脈の間の心膜反射によって形成される。 左心房の後壁の後ろに位置する袋小路は斜行洞である。 下肺静脈と下大静脈に沿って心膜反射で囲まれている。

図4

心膜の洞と凹み。 この画像では、心臓の基部にある大血管を示すために、心膜の前部(腹側)と心臓が取り除かれています。 大動脈と肺動脈は、大静脈と肺静脈から動脈を分離する横静脈洞(点線)の経路を示すために切除されている。 心膜反射は近位大動脈弓まで伸びており、大動脈と上大静脈の間の凹部は上大動脈凹部(点線)と呼ばれる。 横静脈洞の左外側の延長線上には、左肺動脈と左上肺静脈に囲まれた左肺動脈凹部がある。 斜行洞は左心房の後ろの袋小路で、下肺静脈と下大静脈の上に心膜反射で結ばれている。 IVCは下大静脈を意味する。 LPA = 左肺動脈。 LPV = 左肺静脈。 RPA = 右肺動脈。 RPV = 右肺静脈。 SVC = 上大静脈。

C. 心膜の顕微鏡組織

顕微鏡で見ると、3つの異なる層、すなわち、漿膜、線維層、および心上結合組織の外層が心膜にあることがわかります。 漿膜は、心嚢の最も内側の表面で、中皮細胞によって形成されている。 中皮細胞は、心嚢液の形成と再吸収に重要な微絨毛を豊富に持つ、扁平から立方体の上皮細胞である。 線維組織は、高密度のコラーゲン束と散在するわずかな弾性繊維で構成されている。 中皮に隣接する線維組織の束は、頭尾方向に配向している傾向がある。一方、より外側の束は、心膜線維層をある程度膨張させることができるように、より編み込まれた組織となっている。 線維束にはわずかな結合組織細胞と小血管が含まれている。 心膜外層には、より豊富な弾性繊維、脂肪組織、神経細胞、血管が存在する。

内臓心膜は、心臓の表面全体に中皮細胞(内臓心膜の漿膜成分)が投入され、心筋を覆う線維性組織の薄い層で形成されている。

図5

中皮細胞のシートを高倍率で表示しています。 これらの細胞は、平らなものから立方体状のものまで様々な形をしています。 心膜腔に面した表面には、微小絨毛(矢印)が存在し、これらの細胞の表面積を増やしている。 この微小絨毛により、中皮細胞の内腔側の境界が「ぼやけた」感じになっている

D. 傷害に対する心膜の反応

1. Distensibility

頭尾方向に配置された内側線維層の線維性組織束はあまり膨張しないが、それに比べて外側線維層の線維性組織束の編み目状の組織は、生理学的な収縮が臨床的に明らかになる前に、心嚢をある程度膨張させることができる。 豊富な微絨毛を持つ中皮細胞の特殊な性質と、これらの細胞を介した流体輸送システムにより、漿膜心嚢を介した高い輸送能力が実現されている。 高度に血管化された心外膜は、中皮細胞に大量の流体を伝達し、中皮細胞が滲出液や浸出液を生成することができる。

2.滲出および炎症反応

心膜(壁側および内臓側)は、損傷に対する反応が限られており、最初は心嚢液の増加として現れます4。 心嚢液には、主に薄い液体で構成される経滲出液と、多量のフィブリンを含み、重症度に応じて様々な数と種類の炎症性細胞を含む滲出液がある。 フィブリン性の滲出液は、心膜の頭頂部と内臓の間に癒着や筋を形成している。 これらのフィブリン性癒着は、身体検査で検出される摩擦摩擦の基礎となる。 線溶療法では、フィブリン沈着物は通常、緻密な線維組織ではなく、緩い線維性ストランドに組織化されるか治癒する。 このタイプの修復では、正常な中皮細胞で裏打ちされたポケットが形成され、残りの心膜腔を潤滑にするため、狭窄は生じない。

図6

線維性滲出液。 心外膜表面の光顕写真で、心筋に軽度の炎症性浸潤があり、内臓心膜の表面には好酸球性の線維性滲出液が見られる。

図7

尿毒症性心膜炎の患者の心臓の肉眼標本で、完全にフィブリンの糸で覆われており、さらに黄疸があったため黄/緑の変色が見られる。 フィブリンが大血管の根元を取り囲んでいるのは、これらのセグメントが心腔内にあるためである。 Ao = 大動脈弁および大動脈基部。 LV = 左心室。 PA = 肺動脈と肺動脈弁。 RV = 右心室。 RVOT = 右心室流出路。

図8

内臓心膜と頭頂部心膜の間に形成された組織化された線維性(フィブリン性ではない)ストランド(アスタリスク)を示す心臓の冠状断面図である。 図3の正常例に比べて、頭頂部心膜がわずかに厚いことに注意。 LA = 左心房。 LAA = 左心房付属物。 LLL=左下葉の肺動脈。 PA = 分岐部の肺動脈

3.滲出性炎症反応の再吸収、組織化、修復

治癒過程では、図9に示すように、いくつかの代替となる優勢なパターンを示すことがある。 これらの反応は、単一のタイプであったり、複合的なプロセスであったりする。

図9

有害な刺激に対する心膜の一般的な反応は、多様で非排他的なタイプの胸水をもたらします。 漿液性の滲出液が発生し、組織学的変化を残さずに完全に再吸収されることがある。 一方、滲出性滲出液は、損傷に対する心膜の反応の痕跡を常に残す。 フィブリンの滲出液は、傷害の原因が化学的なもの(尿毒症、医薬品)、物理的なもの(開心術、治療的アブレーション、放射線)、感染的なもの(ウイルス、細菌、真菌、寄生虫)のいずれであっても、最も一般的な所見である。 一旦、フィブリンまたはフィブリン出血性の滲出液が発生すると、通常、フィブリンの破片を「洗浄」する炎症反応が誘発される。 この段階では、炎症細胞が新生血管の形成を促進し、初期の細胞外マトリックスの沈着(肉芽組織)を起こす。 不快な刺激が終われば、通常は軽度の線維化が生じる。 不快な刺激が続くと、滲出、炎症、修復の過程において、心膜の反応が長期化する。 再発性心膜炎では、炎症反応が大きくなったり小さくなったりする。 赤い矢印は、再発した傷害が再び起こる可能性のあるポイントを示しており、その結果、治癒プロセスが修正され、長くなる。 傷害と修復のサイクルが繰り返されると、心膜頂部が厚くなり、内臓心膜と癒着して心膜腔が閉鎖される。 石灰化は一般的に見られるものであるが、心膜の治癒中に見られる特徴とは限らない。

図10

Acute fibrinous pericarditis。 A、B:豊富な炎症細胞を伴う線条体滲出液を示す。 線維素層には拡張した血管が見られる。 挿入図では、心膜頭頂部の漿膜層にあるフィブリン糸や反応性中皮細胞と混ざり合った炎症性浸潤をクローズアップしている。 CおよびD:豊富な炎症性浸潤と細胞外マトリックスの初期堆積(Dではfibrosaの上と下に黄緑色)が見られる頭頂部心膜。 これは滲出液の組織化の初期段階である。 新たに形成された結合組織は、やがて毛細血管に侵され、広範な血管網を形成する。 心頭頂部の心膜の線維層は点線で囲まれている。 この例では、炎症プロセスが心膜の漿膜(中皮)層と縦隔胸膜の漿膜層の両方に及んでいることに注意してほしい。 心膜切除術を行った場合、縦隔胸膜に存在する炎症は、臨床的には残存する「心膜」の参照痛として現れる可能性がある。 (AとC: H&E 染色。

さらなる傷害刺激がなければ、フィブリン滲出液中の炎症細胞は新生血管の形成と線維芽細胞の増殖を促進する。 細胞外マトリックスが産生され、それが成熟するにつれて、緩い肉芽組織はより成熟した線維性組織で組織化され、新生血管や慢性炎症は目立たなくなる。 滲出液の原因となった傷害刺激が再発しなければ、治癒過程において肉芽組織は成熟し、やがて緻密な線維性瘢痕となる。

図11

顕著な新生血管を伴う組織性心膜炎。 組織性線維症の領域と比較して、線維層にはあまり目立った血管がないことに注意。 (H&E stain and Movat pentachrome stain).

心膜の線維性増殖は、漿膜成分の1つだけが優位になっている場合もあれば、心膜の頭頂部と内臓部の両方が侵されている場合もあります。 心膜炎が繰り返し起こると、心膜の反応は似ていて、新しい急性の線維性および/または線維性出血性の滲出液を産生し、それが新しい肉芽組織とより多くの新生血管の形成につながる。 したがって、慢性的な胸水は心膜の肥厚を伴う可能性がある。 心嚢液貯留の様々な段階に存在する新生血管は、心膜炎のCMR画像検査における後期ガドリニウム増強の解剖学的基盤である。 石灰沈着は、局所的なものから広範囲にわたるものまであり、おそらく傷害に対する最終段階の反応であると考えられる。 心膜は有害な刺激に対する組織反応のレパートリーが限られているため、収縮性心膜炎のために切除された心膜の組織学的特徴は、一般的に病因診断の点で非特異的であり、ほとんどの場合、組織化されたフィブリン性心膜炎から組織化された線維石灰性心膜炎までのスペクトルを反映している。

図12

成熟した組織性心膜炎。 緩い浮腫状の肉芽組織は、細胞外マトリックスや炎症の量が減少するにつれて、より高密度で厚い線維性組織に組織化される。 線維芽細胞の相対的な存在感(線維形成)と新たに形成された血管がプロセスの活性化の指標となる。 図13と比較してください。 (H&E染色およびMovat pentachrome染色).

図13

再発性の侮辱を受けた組織化心膜炎。 これらの顕微鏡写真では、心膜の線維層を覆う線維組織の緻密で成熟した束を示している。 血管新生は、組織化の初期段階に比べて目立たない(図11および12)。 この例では、心膜腔に向かって心膜の上層部に細胞性の増加が見られる。 この心膜腔に向かって最も内側の領域には、画像の左上の領域に濃青色の浸潤として示される豊富な線維芽細胞の増殖または線維形成が見られる。 加えて、フィブリンや出血も見られます。 これは再発したプロセスの典型的な例である。

図14

石灰化を伴わない緻密な繊維性心膜炎。 線維芽細胞、炎症性浸潤、新生血管を認めない高密度(黄色)の線維性組織が追加されたことにより、心膜の壁が厚くなっている。 これは静止期を表しているが、すでに心膜の収縮を伴っている可能性がある。

心嚢液貯留の原因が原発性または転移性の悪性新生物であれば、顕微鏡検査で悪性細胞を容易に見ることができる。

図15

転移した肺腺癌。 転移した腫瘍細胞を含む組織化された線維性滲出液が存在する。 心膜頂部の線維層に軽度の炎症性浸潤を認める。 挿入図は、扁平な内皮細胞で裏打ちされたチャネル内に、大きな多形核を有する転移性腫瘍細胞のクラスターを示している。 (H&E染色とMovat pentachrome染色).
  1. Ferrans VJ IT, Roberts WC. 心膜の解剖学。 In:

    Ferrans VJ IT, Roberts WC. Pericardial Disease. New York: Raven Press; 1982:15-29.

  2. Levy-Ravetch M, Auh YH, Rubenstein WA, Whalen JP, Kazam E. CT of the pericardial recesses. AJR Am J Roentgenol 1985;144:707-14.
  3. Ishihara T, Ferrans VJ, Jones M, Boyce SW, Kawanami O, Roberts WC.
  4. Ishhara T. Ferrans VJ, Jones M, Boyce SW, Kawanami O, Roberts WC. Am J Cardiol 1980;46:744-53.
  5. Klein AL, Abbara S, Agler DA, et al. American Society of Echocardiography clinical recommendations for multimodality cardiovascular imaging of patients with pericardial disease: endorsed by the Society for Cardiovascular Magnetic Resonance and Society of Cardiovascular Computed Tomography. J Am Soc Echocardiogr 2013;26:965-1012.
Share via:

Clinical Topics: Cardiac Surgery, Invasive Cardiovascular Angiography and Intervention, Noninvasive Imaging, Pericardial Disease, Vascular Medicine, Aortic Surgery, Interventions and Imaging, Interventions and Vascular Medicine

Keywords: 心膜、腺癌、脂肪組織、大動脈、胸部、大動脈弁、心臓イメージング技術、頸動脈血栓症、瘢痕、着色剤、収縮、内皮細胞、上皮細胞、細胞外マトリックス、線溶、心室、炎症。 マスト細胞、微絨毛、心筋、心嚢液貯留、心膜切除、心膜炎、狭窄性、フェニックス神経、肺動脈、肺静脈、矢状静脈、大静脈、下大静脈、上大静脈

<r

コメントを残す

メールアドレスが公開されることはありません。 * が付いている欄は必須項目です