循環系における圧力変化

🧠 血液は平均圧の高い大動脈から低い右心房へ流れ、圧力エネルギーは血管抵抗によって段階的に散逸 dissipate 散逸（dissipate） dissipate（散逸） する。 最大の平均圧低下は、抵抗を能動調節する細動脈領域で生じる。

圧力差が流れを駆動する

一つの血管区間を定常流 steady flow 定常流（steady flow） steady flow（定常流） として近似すると、流量$Q$、区間両端の圧力差 pressure difference圧力差（pressure difference） pressure difference（圧力差）$\Delta p$、流れ抵抗$R$の関係は

である。同じ流量が直列 serial (organ architecture, vs. parallel) 直列（serial (organ architecture, vs. parallel)） serial (organ architecture, vs. parallel)（直列） 区間を通るなら、抵抗が大きい区間ほど大きな圧力低下を生じる。これは電気回路の電圧降下に似るが、血管では半径、粘度、拍動性pulsatile拍動性（pulsatile）pulsatile（拍動性）、分枝が変化する点に注意する。

血管階層に沿う圧力変化

大動脈と大動脈系では平均圧が高く、拍動も大きい。多くの体循環組織では小動脈から細動脈にかけて抵抗が増すため平均圧が大きく低下し、拍動成分も減衰する。ただし圧低下の分布は臓器、血管トーン、病態で異なる。毛細血管では一般に低い圧となり、静脈側ではさらに低下する。^{1 2}

flowchart TD
  A["左心室が高圧を発生"] --> B["大動脈：高い平均圧と拍動"]
  B --> C["細動脈：大きな抵抗"]
  C --> D["平均圧が最も大きく低下"]
  D --> E["毛細血管：低圧で交換"]
  E --> F["静脈：低圧で右心房へ還流"]

抵抗分布と局所血流

抵抗の物理的起源はハーゲン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） の法則で整理でき、半径の小さな変化が抵抗を大きく変える。細動脈の平滑筋が収縮すると、その臓器への流量が減るだけでなく、上流側圧 lateral pressure 側圧（lateral pressure） lateral pressure（側圧） と全末梢抵抗 peripheral resistance 末梢抵抗（peripheral resistance） peripheral resistance（末梢抵抗） にも影響する。各区間の圧力は流量と抵抗の両方で決まるため、圧力低下だけから血流量を断定しない。

平均圧の空間分布に対し、収縮期・拡張期の時間変動を扱うのが動脈系の圧力関係である。また毛細血管圧 capillary pressure 毛細血管圧（capillary pressure） capillary pressure（毛細血管圧） の上昇はスターリング濾過を増やし、浮腫の原因になりうる。

まとめ

• 血流は高圧側から低圧側へ向かい、各区間の圧力低下は$\Delta p=QR$で決まる。
• 平均圧は大動脈から静脈へ低下し、最大の低下は主に細動脈で起こる。
• 毛細血管の低圧化は薄い交換血管を保護し、適切な濾過を保つ。
• 圧力、流量、抵抗は別の量であり、二つが分からなければ残り一つを判断できない。