血行動態

血行動態 血液の流動挙動を説明します。血液循環の物理的原理と、血圧、血液量、血液粘度、流動抵抗、血管構造、弾性などの血流に影響を与える要因を扱います。

血行動態とは何ですか？

血液の流体力学は、さまざまなパラメータの影響を受けます。これにより、臓器や体の部位への血流が調整され、必要に応じて調整されます。調節のための最も重要なパラメーターは、血圧、血液量、心拍出量、血液粘度、血管構造と弾性であり、医学では血管の内腔と呼ばれます。 それはホルモンの助けを借りて自律神経系と内分泌系によって制御されます。

血行力学は、血流を決定するだけでなく、内皮や平滑血管筋の機能にも影響を与えます。動脈血管は、その壁構造に起因して特定の弾性を持っています。つまり、血管は半径を増減できます。

高血圧が登録されている場合、血管拡張、すなわち血管拡張を開始することができます。一酸化窒素などの血管拡張物質が放出されると、血管の半径が大きくなり、血圧と流量が低下します。これは、低血圧と血管収縮、血管の収縮と同じ方法で逆に機能します。

機能とタスク

このシステムの複雑な相互作用は人間にとって非常に重要です。そのため、パラメータの1つが変更されたときに、臓器への十分な血液供給が保証されます。

生理学的条件下では、血管系のほぼどこにも層流があります。これは、容器の中央にある液体粒子の速度が、端にある液体粒子よりも大幅に高いことを意味します。その結果、細胞成分、特に赤血球が血管の中心を移動し、血漿が壁に近づきます。赤血球は血漿よりも血管系を速く移動します。

層流の流れ抵抗は、血管半径を変更することによって最も効果的に影響されます。これは、Hage-Poiseuille法で説明されています。これによると、現在の強度は内径の4乗に比例します。つまり、直径を2倍にすると、現在の強度は16倍に増加します。 管状の流れは、特定の条件下でも発生する可能性があります。乱流は、流れの抵抗を増加させます。これは、心臓へのより多くのストレスを意味します。

さらに、血液の粘度も流動抵抗に影響を与えます。粘度が増加すると、抵抗も増加します。血液の組成は変化するため、粘度は一定の変数ではありません。これは、血漿の粘度、ヘマトクリット値、およびフロー条件に依存します。血漿の粘度は、血漿タンパク質濃度によって決定されます。これらのパラメータを考慮に入れると、見かけの粘度について話します。

比較すると、相対粘度があります。ここでは、血液粘度は血漿粘度の倍数として与えられています。ヘマトクリットは、細胞成分の増加が粘度を上昇させる程度まで、血液粘度に影響を与えます。

赤血球は変形可能であるため、さまざまな流動条件に適応できます。強い剪断応力を伴う強い電流により、赤血球はほとんど抵抗のない形を取り、見かけの粘度は劇的に低下します。逆に、流れが遅いと、赤血球が集まりマネーロールのような凝集体を形成する可能性があります。極端な場合、これはうっ血またはうっ血を引き起こす可能性があります。

見かけの粘度も血管径の影響を受けます。赤血球は小血管の軸流に押し込まれます。薄いプラズマ層がエッジに残り、より速い動きを可能にします。血管の直径が小さいほど見かけの粘度が低下し、毛細血管の血液粘度が最小になります。これは、いわゆるFåhraeus-Lindqvist効果です。

病気と病気

血管の病理学的変化は血行動態を混乱させる可能性があります。これは、例えば、動脈硬化症の場合です。患者は症状に気付かないため、病気はゆっくりと進行し、何年もの間気づかれないことがよくあります。血管内に血中脂質、血栓、結合組織が沈着します。いわゆるプラークが発生し、血管内腔が狭くなります。これは血流を制限し、二次的な病気につながります。

別の危険は、ストレスの増加の結果として血管壁に亀裂が形成され、それが出血と血栓の形成につながることです。 沈着物による管腔の制限に加えて、実際に伸張可能な血管は硬くなり、硬化が起こる。

動脈硬化は、場所によっては循環器系の障害により様々な二次疾患を引き起こします。その結果、脳機能が破壊されるため、脳血管への影響は特に脅威です。動脈が完全にブロックされている場合、脳卒中が発生します。冠状動脈疾患は冠状動脈に発生する可能性があります。それらのスペクトルは、無症候性の形態から狭心症および心臓発作に及ぶ。

特に喫煙者は、しばしば末梢動脈閉塞性疾患（PAOD）を発症します。脚または骨盤の動脈が影響を受け、重症度が増すにつれて、影響を受ける人が歩くことができる歩行距離が短くなります。そのため、PAODは口語的に「間欠性跛行」とも呼ばれます。

ただし、動脈硬化のリスクは、内腔の狭小化だけに起因するものではありません。動脈硬化性プラークまたは血栓の分離は、肺塞栓症または脳卒中などの生命にかかわる合併症を引き起こす可能性もあります。 喫煙、高血圧、糖尿病、および過度に高い血中脂質は、アテローム性動脈硬化の危険因子と考えられています。