生物物理学 · 20.09
血液粘度の決定因子
Determinants of blood viscosity
🧠 血液粘度blood viscosity 血液粘度(blood viscosity)blood viscosity(血液粘度) はヘマトクリット hematocrit, Hctヘマトクリット(hematocrit, Hct) hematocrit, Hct(ヘマトクリット)・血漿タンパク質plasma proteins血漿タンパク質(plasma proteins)plasma proteins(血漿タンパク質)・赤血球変形能erythrocyte deformability赤血球変形能(erythrocyte deformability)erythrocyte deformability(赤血球変形能)・凝集で変わる。 血液はずり流動化を示し、高せん断 shear せん断(shear) shear(せん断) 速度で見かけの粘度が低下する。
血液粘度を変える因子
血液粘度blood viscosity 血液粘度(blood viscosity)blood viscosity(血液粘度) は主にヘマトクリット hematocrit, Hctヘマトクリット(hematocrit, Hct) hematocrit, Hct(ヘマトクリット)、赤血球変形能erythrocyte deformability赤血球変形能(erythrocyte deformability)erythrocyte deformability(赤血球変形能)・凝集、温度、せん断shear せん断(shear)shear(せん断) 速度で変わる。細い管では赤血球が軸中心へ移動して壁近くに血漿層ができ、見かけ粘度が低下するファーレウス Fåhræus ファーレウス(Fåhræus) Fåhræus(ファーレウス) –リンドクヴィスト Lindqvist リンドクヴィスト(Lindqvist) Lindqvist(リンドクヴィスト) 効果(Fåhræus–Lindqvist effect)が現れる。
赤血球とせん断速度の影響
連銭形成rouleaux formation 連銭形成(rouleaux formation)rouleaux formation(連銭形成) は低せん断 shear せん断(shear) shear(せん断) で粘度を上げる。
flowchart TD
A["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='blood viscosity'>血液粘度</span>を変える因子"] --> B
B["赤血球と<span class='jp-term jp-term-diagram' title='shear'>せん断</span>速度の影響"] --> C
C["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='rouleaux formation'>連銭形成</span>は低<span class='jp-term jp-term-diagram' title='shear'>せん断</span>で粘度を上げる"] --> D
D["微小循環の見かけ粘度"]
微小循環の見かけ粘度
ニュートンNewton ニュートン(Newton)Newton(ニュートン) の粘性 viscosity 粘性(viscosity) viscosity(粘性) 法則は粘度一定を仮定するが、血液の見かけ粘度はせん断 shear せん断(shear) shear(せん断) 速度と血球の状態で変わる。したがってハーゲンHagen ハーゲン(Hagen)Hagen(ハーゲン) –ポアズイユ Poiseuille ポアズイユ(Poiseuille) Poiseuille(ポアズイユ) の法則は大血管の高せん断 shear せん断(shear) shear(せん断) 域では近似として使えても、微小循環や低流速へそのまま適用できない。
ファーレウスFåhræus ファーレウス(Fåhræus)Fåhræus(ファーレウス) –リンドクヴィスト Lindqvist リンドクヴィスト(Lindqvist) Lindqvist(リンドクヴィスト) 効果では細い血管で見かけの粘度が低下する。大血管の高せん断 shear せん断(shear) shear(せん断) 域ではニュートン流体近似 Newtonian approximation ニュートン流体近似(Newtonian approximation) Newtonian approximation(ニュートン流体近似) が使いやすいが、微小循環や低流速では一定粘度として扱えない。
まとめ
血流の基礎式は有用な近似だが、血液の粘度と流れはせん断 shear せん断(shear) shear(せん断) 速度や血管径に依存する。12
- 血液粘度blood viscosity 血液粘度(blood viscosity)blood viscosity(血液粘度) はヘマトクリット hematocrit, Hctヘマトクリット(hematocrit, Hct) hematocrit, Hct(ヘマトクリット)・血漿タンパク質plasma proteins血漿タンパク質(plasma proteins)plasma proteins(血漿タンパク質)・赤血球変形能erythrocyte deformability赤血球変形能(erythrocyte deformability)erythrocyte deformability(赤血球変形能)・凝集で変わる。血液はずり流動化を示し、高せん断 shear せん断(shear) shear(せん断) 速度で見かけの粘度が低下する。
- 連銭形成rouleaux formation 連銭形成(rouleaux formation)rouleaux formation(連銭形成) は低せん断 shear せん断(shear) shear(せん断) で粘度を上げる。
- ファーレウスFåhræusファーレウス(Fåhræus)Fåhræus(ファーレウス)・リンドクヴィストLindqvist リンドクヴィスト(Lindqvist)Lindqvist(リンドクヴィスト) 効果では細い血管で見かけの粘度が低下する。
出典
- 1.Blood Rheology: Key Parameters, Impact on Blood Flow, Role in Sickle Cell Disease and Effects of Exercise(Frontiers in Physiology・2019)血液粘度、せん断速度、ヘマトクリット、赤血球特性と血流の関係閲覧 2026-08-21
- 2.Effects of non-Newtonian viscosity on arterial and venous flow and transport(Scientific Reports・2022)非Newton性粘度をもつ血液の流れ・輸送と、Newton近似の適用限界閲覧 2026-08-21