胎児循環グランプリ ~酸素を届ける壮絶なレースを実況してみました~

ネコかん【ネコヲの解剖生理学】
27 Sept 202007:19

Summary

TLDR「胎児循環グランプリ」は胎児と母体の循環システムが完璧な状態で始まった。胎児ヘモグロビンの持続力と効率を通じて、最も重要な胎児器官に酸素を供給するレースが描かれている。肝臓を避ける「ductus venosus」、心臟を短縮して左心房に直結する「foramen ovale」、肺を迂回する「ductus arteriosus」など、胎児が酸素を効率的に運ぶさまざまなショートカットが紹介されている。このレースは、赤ちゃんが生まれる直前まで続くという驚きのストーリーである。

Takeaways

  • 🏁 胎儿血液循环大奖赛(Fetal Circulation Grand Prix)以胎盘为起点,模拟了胎儿血液循环的过程。
  • 👶 胎儿血红蛋白与成人的不同之处在于其具有更高的氧气结合能力,即使在氧气不足的情况下也能更有效地进行氧气交换。
  • 🚀 胎儿血液循环的主要目标是将氧气快速有效地输送到胎儿的重要器官,尤其是大脑。
  • 🛣️ 胎儿血液循环的路线包括从胎盘出发,通过脐静脉到达心脏,然后通过各种途径将氧气输送到全身。
  • 🚫 胎儿通过静脉导管(ductus venosus)绕过肝脏,因为胎儿的肝脏在循环中不是优先考虑的。
  • 💓 胎儿血液通过卵圆孔(foramen ovale)从右心房直接进入左心房,避免了通过肺部的不必要路径。
  • 🔄 动脉导管(ductus arteriosus)允许血液从肺动脉绕过肺部,直接进入主动脉,进一步加速氧气的全身输送。
  • 🏞️ 完成氧气输送后,血液通过主动脉的分支,包括上腔静脉和下腔静脉,返回到胎盘以重新获取氧气。
  • 🔁 胎儿血液循环是一个持续的过程,直到婴儿出生的最后一刻。
  • 📚 胎儿血液循环的整个过程展示了胎儿如何在母体内有效地获取和分配氧气。
  • 🎉 胎儿血液循环大奖赛以胎盘为终点,象征着胎儿在出生前不断循环以获取氧气的旅程。

Q & A

  • 「胎児循環グランプリ」とはどのようなレースですか?

    -「胎児循環グランプリ」は、胎児の循環システムをモデルにした仮想的なレースであり、胎児が酸素を効率的に運ぶ過程を比喩しています。

  • 胎児ヘモグロビンと成人ヘモグロビンの違いは何ですか?

    -胎児ヘモグロビンは、酸素結合能力が高い特殊なサブユニットを持っており、酸素不足の状況下でもより効率的に酸素交換が可能です。

  • 肝臓を避ける「ductus venosus」とは何ですか?

    -「ductus venosus」とは、胎児が肝臓を避けながら血漿から直接酸素を摂取するためのバイパスであり、胎児の肝臓は胎児循環において優先度が低いためです。

  • 心臓における「foramen ovale」の機能は何ですか?

    -「foramen ovale」は、胎児が肺を通さずに酸素を効率的に全身に運ぶための心臓内のショートカットであり、右心房から左心房への血流を可能にします。

  • 「ductus arteriosus」の目的は何ですか?

    -「ductus arteriosus」は、胎児が肺を通さずに酸素を全身に供給するための肺動脈から主動脈へのバイパスであり、胎児が呼吸しないため肺への酸素供給は無駄とされます。

  • 「胎児循環グランプリ」で最も重要なポイントは何ですか?

    -最も重要なポイントは、酸素を胎児の重要な器官に迅速かつ効率的に届けることです。特に脳への酸素供給は、脳が多くの酸素を消費するため特に重要です。

  • 「umbilical arteries」の役割は何ですか?

    -「umbilical arteries」は、胎児が酸素を再供給するために胎盤に戻る際に使用される血管であり、曲がりくねったルートを形成しています。

  • 「superior vena cava」と「inferior vena cava」の違いは何ですか?

    -「superior vena cava」は上半身からの血流を心臓に運び、一方「inferior vena cava」は下半身からの血流を運ぶ大きな静脈です。

  • 「aortic arch」の重要性は何ですか?

    -「aortic arch」は、心臓からの血を全身の様々な器官に分配する重要な部位であり、循環システムの中心的な役割を果たします。

  • 「胎児循環グランプリ」のレースの目的は何ですか?

    -レースの目的は、胎児が最も効果的な方法で貴重な酸素を運ぶ技術を示すことです。これは、実際に胎児が循環システムを利用して酸素を運ぶプロセスを比喩しています。

  • 「胎児循環グランプリ」のレースはどのようにして決着をつけられますか?

    -レースは、すべてのレースが酸素を再供給するために胎盤に戻るまで続きます。これが、実際に胎児が生まれる直前まで続く胎児の循環プロセスを表しています。

Outlines

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🏎️「胎児循環グランプリ」の開始と胎児血色素の特徴

「胎児循環グランプリ」は胎児の循環システムをモデルにしたレースであり、出発地点は胎児側の胎盤。胎児血色素は成人のものと異なる特殊なサブユニットを持っており、酸素結合能力が高いため、酸素不足の状況下でも効率的に酸素交換が可能となっている。レースのポイントは、酸素を胎児の重要な臓器に「スピード」と「効率」を求めることにある。

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🔄「胎児循環グランプリ」のコース概要と最後のスパート

コースの概要では、胎児が心臓を最短距離で到達し、酸素を脳や全身に届けることが重要視されている。肝臓を避ける「ductus venosus」や心臓内を短縮する「foramen ovale」、肺を迂回する「ductus arteriosus」といったショートカットが存在する。レースは酸素を配送し終えた後、胎盤に戻ることで新たな酸素を受け取る準備をすることになる。最後のスパートでは、胎児動脈を経て「母なるオアシス」である胎盤に向かって全力疾走し、ゴールを目指す。

Mindmap

Keywords

💡胎児循環

胎児循環とは、胎児が母体から酸素を摂取し、胎児の全身に供給する生物学的なプロセスです。このビデオでは、胎児循環を「グランプリ」という比喩を使って説明しており、その効率性と重要性が強調されています。

💡胎盤

胎盤は、胎児と母体との間の栄養や酸素の交換を担当する器官です。ビデオでは「出発地点」として胎盤が紹介され、胎児が酸素を摂取する重要な場として位置づけられています。

💡胎児ヘモグロビン

胎児ヘモグロビンは、成人のヘモグロビンと異なり、酸素をより効率的に結びつける能力を持つ特殊なタンパク質です。ビデオでは、胎盤での酸素の不足を補う役割を果たしていると説明されています。

💡肝臓

肝臓は、胎児循環においてはバイパスされる器官です。ビデオでは「ductus venosus」を通じて肝臓を避けることで、胎児がより効率的に酸素を摂取するプロセスが説明されています。

💡下大静脈

下大静脈(IVC)は、心臓に直接つながる大きな静脈で、胎児循環の重要な道です。ビデオでは、IVCを通じて胎児が心臓に酸素を運ぶ過程が紹介されています。

💡卵巣孔

卵巣孔(foramen ovale)は、胎児循環において右心房から左心房への短縮経路です。ビデオでは、胎児が肺を迂回して直接全身に酸素を供給する効率的な手段として卵巣孔が説明されています。

💡肺動脈

肺動脈は、胎児循環において肺から心臓へ酸素を運ぶ血管ですが、胎児は肺を通じて呼吸しないため、この経路はバイパスされます。ビデオでは「ductus arteriosus」を介して肺動脈を迂回するプロセスが説明されています。

💡大動脈弓

大動脈弓は、心臓から血液を全身に供給する重要な血管です。ビデオでは、胎児が大動脈弓を通じて脳や全身に酸素を供給する過程が紹介されています。

💡臍巌静脈

臍巌静脈は、胎児が母体から酸素と栄養を摂取する主要な経路です。ビデオでは、レースの最後のステージとして臍巌静脈を通じて胎児が胎盤に戻るプロセスが描かれています。

💡母体

母体は、胎児に酸素と栄養を供給する源であり、ビデオの「グランプリ」においては、胎児が酸素を再供給するために最終的な目標地点として機能しています。

Highlights

Fetal Circulation Grand Prix的开始,由Nekoo和Mr. Nekomori进行解说。

胎盘(placenta)作为比赛的起点,胎儿血红蛋白在此处与母体血液交换氧气。

胎儿血红蛋白具有比成人更高的氧气结合能力。

氧气传递的速度和效率是Fetal Circulation Grand Prix中最重要的关注点。

Mr. Nekomori简要介绍了整个赛道的特点。

氧气首先被输送到心脏,然后是大脑等重要器官。

完成氧气输送后,血液返回胎盘以再次接收氧气。

介绍了通过下腔静脉(IVC)和主动脉弓(aortic arch)的路线。

比赛开始,所有选手首先通过脐静脉(umbilical vein)到达心脏。

介绍了绕过肝脏的捷径——静脉导管(ductus venosus)。

选手们通过下腔静脉(IVC)汇集,然后直冲心脏。

大多数选手通过卵圆孔(foramen ovale)直接进入左心房。

卵圆孔允许血液绕过肺部,直接进入体循环。

Mr. Nekomori解释了不通过卵圆孔的选手如何通过动脉导管(ductus arteriosus)进入体循环。

选手们在完成氧气输送后,通过主动脉(aorta)下降,然后通过脐动脉(umbilical arteries)返回胎盘。

Mr. Nekomori对比赛进行了总结,强调了氧气输送的有效性。

比赛结束,选手们回到胎盘,为下一轮的氧气输送做准备。

Transcripts

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Nekoo: Now, with perfect condition at both fetal raceway and maternal supply system,

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The ’Fetal Circulation Grand Prix’ is ​​about to begin.

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Nekoo: The broadcast is me Nekoo.

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And here's the commentary Mr. Nekomori.

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Great to see you sir!

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Mr. Nekomori: Thanks, nice to see you too!

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Nekoo: Here you can see 'placenta' the starting point of the race located at fetal side.

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They just came from umbilical artery and now waiting at the pit line.

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At placenta, the racers are supposed to receive oxygen supplied by maternal blood.

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By the way, I heard that 'fetal hemoglobin' has some difference from the adult one.

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Could you explain what it is exactly, Mr. Nekomori?

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Mr. Nekomori: I guess you mean the special subunit that only fetal hemoglobin has.

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It has higher oxygen-binding capacity,

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allowing fetal hemoglobin to exchange more efficiently even in an oxygen-insufficient situation.

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Nekoo: I see.

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Since oxygen is not abundant at placenta,

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the fetal hemoglobin is designed for such a condition.

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The 'speed' and 'efficiency' of oxygen delivery to the most important fetal organs

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is the biggest concern during the 'Fetal Circulation Grand Prix'.

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Now Mr. Nekomori, could you briefly explain the overall characteristics of the circuit?

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Mr. Nekomori: In order to deliver the oxygen to the whole body,

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the first point is to reach the heart by the shortest distance

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Nekoo: Okay, the first is the heart.

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Then what's the next?

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Mr. Nekomori: Oxygen will be delivered all around the body,

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especially the brain as it consumes lots of oxygen.

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Thus, quick and effective oxygen delivery to the brain will be the key.

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Nekoo: All right.

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Then what will happen after oxygen delivery is done?

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Mr. Nekomori: Well,

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they will come back to the goal, the placenta,

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in order to receive the oxygen again.

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The way to the goal branches from this point,

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so the racer will follow like this.

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The racers who chose abdominal organs or lower limbs

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will need to proceed to inferior vena cava first,

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and then round through aortic arch, to reach the goal.

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Nekoo: I see I see....

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look! It seems oxygen supply has been done to all racers.

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Nekoo: Finally, the race starts, here we go!

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Nekoo: Every racer is running first on the 'umbilical vein' in order to reach the heart.

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The first trap is the liver.

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Let's see how they get through...

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Oops what happened, there's a way to avoid the liver!

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Mr. Nekomori: That is one of the most important bypass so-called 'ductus venosus (ductal vein)'.

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Since maternal liver works well enough for the fetus,

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the fetal liver is not the priority regarding the fetal circulation.

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Nekoo: The racers might say 'there's no oxygen for you liver, goodbye!'

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Now after avoiding the liver via ductus venosus, the course is joining to 'Inferior vena cava (IVC)'.

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IVC is well known as the biggest vein connecting directly to the heart. Is that right Mr. Nekomori?

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Mr. Nekomori: Exactly.

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That's the major road where the racers run together.

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Nekoo: I see.

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From here the racers can go straight to the heart.

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Now, the top runners have already reached the first checkpoint,the right atrium of the heart!

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Each racer is supposed to turn right to the right ventr... nope!

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And WOW! Most of them go straight and 'pierce' through the wall!

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It seems they made a shortcut to LEFT atrium!

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What's that?!

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Isn't it supposed to be the right ventricle after the right atrium??

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Mr. Nekomori: That's a shortcut so-called 'foramen ovale (oval foramen)'.

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the blood on right atrium would go next to right ventricle --> pulmonary artery --> lungs --> pulmonary vein --> then left atrium.

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But during fetal period, since they do not breath with lungs,

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there's only little chance to supply oxygen there, so they know it's a waste of time.

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Nekoo: What a smart decision!

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They can even make a shortcut through the atrial wall in order not to waste oxygen!

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After foramen ovale and left atrium, they reached left ventricle,

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and there each racer speeds up to enter the aorta,

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and delivers oxygen to brain and the whole body.

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What an amazing speed...!

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But Mr. Nekomori,

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It seems that not all racers pass through the foramen ovale.

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Mr. Nekomori: That's true.

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There're some who actually chose right ventricle instead of foramen ovale.

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Nekoo: Interesting. It seems that some racers still take care of lungs.

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Let's take a look at those who did not choose foramen ovale!

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Like the 'after-born', they turn right to the right ventricle and speed up to pulmonary artery.

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And there they're supposed to enter the lun...

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Oh my, what is that vessel?!

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There's a bypass connecting from the pulmonary artery to the aortic arch!

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Mr. Nekomori: That's so-called 'ductus arteriosus (ductal artery; ductus Botalli)'

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Since they don't have so many chances to supply oxygen there,

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there's a shortcut to the aorta in order to reach the whole body.

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What a surprise,

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they didn't really care about the lungs either,but just entered the systemic circulation through ductus arteriosus.

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Here each racer travels to the tissues of several target organs waiting for the oxygen!

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How do you feel about the racing so far, Mr. Nekomori?

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Mr. Nekomori: Well,

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I think they made an effort very well to deliver such a precious oxygen effectively :-)

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Nekoo: Absolutely, it's awesome.

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And what do you expect for the followings?

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Mr. Nekomori: In order to receive the oxygen again,

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they're supposed to go back to the placenta.

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Nekoo: I see.

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’The trip is not over until you get home' applies here like:

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'The race is not over until you get back to placenta'

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Now let's revise the overall course once again!

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Mr. Nekmori: Sure.

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The red line means the course we saw until now.

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Departed placenta, avoided the liver through 'ductus venosus'...

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and in the heart, they entered the aorta via 'foramen ovale' and then entered the systemic circulation.

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Also, there's another route to enter the systemic circulation:

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via right ventricle, pulmonary artery and then 'ductus arteriosus', instead of foramen ovale.

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Now the blue line is the upcoming course.

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The racers who chose brain to supply oxygen will follow like this (joining to superior vena cava (SVC)).

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The ones who chose the other internal organs as well as lower limbs

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will enter IVC first, and then,

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they'll join altogether entering the aortic arch,

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and finally will run toward the placenta like this.

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Nekoo: That's great, thank you!

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The race is already getting closer to the end!

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Now let's return to the camera at the point of aorta.

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Those being done with the oxygen delivery are 'descending' the aorta...

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and now we can see the last branch directing to the goal placenta!

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Mr. Nekomori: Those are 'umbilical arteries'.

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It's a difficult point consisting of long curve forming loops.(Please note that umbilical arteries usually consists of two [right and left], unlike umbilical vein)

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Exactly, that's the umbilical arteries,

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the last curve and loop to reach the goal!

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Now each racer thirsting for the oxygen bursts the last spurt

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to reach the placenta, the 'Mother Oasis'!

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And now the top reached the goal!!!

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Look at the reactions of the racers after the goal.

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Mr. Nekomori: It was an amazing race.

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Nekoo: Definitely.

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We saw several extreme techniques to deliver the precious oxygen in the most effective way.

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However, time is coming again

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to receive the new oxygen for the next round.

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The races will last till the last moment that the baby has been born.

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Stay tuned for the next one!

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Mr. Nekomori!

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Thank you for everything today.

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Mr. Nekomori: Appreciate. Bye bye!

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