Physiology · 2.8
静脈循環、静脈圧と静脈流を決定する因子。容量血管の調節。リンパ流。
Venous circulation, factors determining venous pressure and flow. Control of capacity vessels. Lymph flow.
🧠 静脈系は「心臓機能曲線cardiac function curve心臓機能曲線(cardiac function curve)cardiac function curve(心臓機能曲線)」と「血管機能曲線vascular function curve血管機能曲線(vascular function curve)vascular function curve(血管機能曲線)」という2本の独立したグラフの交点として理解する。 右房圧right atrial pressure右房圧(right atrial pressure)right atrial pressure(右房圧)を横軸にとると、心機能曲線cardiac function curve心機能曲線(cardiac function curve)cardiac function curve(心機能曲線)(右房圧right atrial pressure右房圧(right atrial pressure)right atrial pressure(右房圧)↑→Frank-Starlingで心拍出量↑)は右上がり、血管機能曲線vascular function curve血管機能曲線(vascular function curve)vascular function curve(血管機能曲線)(右房圧right atrial pressure右房圧(right atrial pressure)right atrial pressure(右房圧)↑→静脈還流の圧較差pressure gradient圧較差(pressure gradient)pressure gradient(圧較差)↓→静脈還流↓)は右下がり。この2曲線の交点が「実際のCO=静脈還流」を決める——収縮性contractility収縮性(contractility)contractility(収縮性)・TPR・血液量のどれが変化しても、この交点がどうシフトするかを追えば予測できる。
静脈循環の概観
静脈系は微小循環からの「出口」であり、組織からの血液を心臓へ戻す。細静脈venule細静脈(venule)venule(細静脈)・静脈に達する頃には圧は10mmHg未満に低下し、上大静脈superior vena cava (SVC)上大静脈(superior vena cava (SVC))superior vena cava (SVC)(上大静脈)/下大静脈・右心房ではほぼ0mmHgに近づく——この静水圧hydrostatic pressure静水圧(hydrostatic pressure)hydrostatic pressure(静水圧)を中心静脈圧central venous pressure, CVP中心静脈圧(central venous pressure, CVP)central venous pressure, CVP(中心静脈圧)と呼ぶ。
- 静脈は容量血管capacitance vessel容量血管(capacitance vessel)capacitance vessel(容量血管):高いコンプライアンス()により、大量の血液を保持しても圧上昇が少ない。
- 全血液量の約65%が静脈系に存在し、大規模genome mutation大規模(genome mutation)genome mutation(大規模)な「貯蔵庫reservoir貯蔵庫(reservoir)reservoir(貯蔵庫)」として機能する。
- この貯蔵機能が、心臓への静脈還流量venous return静脈還流量(venous return)venous return(静脈還流量)、ひいては心拍出量(CO)そのものを調節する。
静脈圧と血流
| 部位 | 圧 |
|---|---|
| 後毛細血管細静脈postcapillary venule後毛細血管細静脈(postcapillary venule)postcapillary venule(後毛細血管細静脈) | 約20mmHg |
| 中心静脈圧central venous pressure, CVP中心静脈圧(central venous pressure, CVP)central venous pressure, CVP(中心静脈圧)(大静脈, CVP) | 約0〜5mmHg |
- CVP上昇:心不全、循環血液量増加hypervolemia循環血液量増加(hypervolemia)hypervolemia(循環血液量増加)。
- CVP低下:循環血液量減少hypovolemia循環血液量減少(hypovolemia)hypovolemia(循環血液量減少)。
- 静脈は伸展性distensibility伸展性(distensibility)distensibility(伸展性)が高く血流抵抗が低いが、コンプライアンスは部位により異なる(下肢の静脈は心臓の高さ以上の静脈より伸展性distensibility伸展性(distensibility)distensibility(伸展性)が低い)。
- 加齢により血管壁の弾性線維・膠原線維collagen fiber膠原線維(collagen fiber)collagen fiber(膠原線維)含量が減少し、コンプライアンスが低下し壁が肥厚する。
CO・静脈還流・右房圧の関係
flowchart TD
A["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='right atrial pressure'>右房圧</span>"]
A -->|"<span class='jp-term jp-term-diagram' title='cardiac function curve'>心機能曲線</span>:<span class='jp-term jp-term-diagram' title='right atrial pressure'>右房圧</span>↑→EDV↑(Frank-Starling)→CO↑"| B["心拍出量 CO"]
A -->|"<span class='jp-term jp-term-diagram' title='vascular function curve'>血管機能曲線</span>:<span class='jp-term jp-term-diagram' title='right atrial pressure'>右房圧</span>↑→心房-静脈の<span class='jp-term jp-term-diagram' title='pressure gradient'>圧較差</span>↓→静脈還流↓"| C["静脈還流"]
B <--> C
- 心臓機能曲線cardiac function curve心臓機能曲線(cardiac function curve)cardiac function curve(心臓機能曲線): 右房圧right atrial pressure右房圧(right atrial pressure)right atrial pressure(右房圧)(≈前負荷)が上がると内因性機構Frank-Starling内因性機構(Frank-Starling)Frank-Starling(内因性機構)機構によりEDVが増え、COが増加する(右上がり)。
- 血管機能曲線vascular function curve血管機能曲線(vascular function curve)vascular function curve(血管機能曲線): 血流は高圧から低圧へ流れるため、右房圧right atrial pressure右房圧(right atrial pressure)right atrial pressure(右房圧)が上がると心房-静脈間の圧較差pressure gradient圧較差(pressure gradient)pressure gradient(圧較差)が縮小し静脈還流が減る(右下がり)。グラフの平坦部は、右房圧right atrial pressure右房圧(right atrial pressure)right atrial pressure(右房圧)が陰圧になると静脈が虚脱するために生じる。
- 2曲線の交点が実際のCO=静脈還流の作動点を与える。
変力性の影響
心収縮性contractility収縮性(contractility)contractility(収縮性)↑(陽性変力positive inotropic陽性変力(positive inotropic)positive inotropic(陽性変力))→心機能曲線cardiac function curve心機能曲線(cardiac function curve)cardiac function curve(心機能曲線)が上/左シフト→CO↑・右房圧right atrial pressure右房圧(right atrial pressure)right atrial pressure(右房圧)↓(心房内に血液が残りにくくなる)・静脈還流↑。陰性変力negative inotropic陰性変力(negative inotropic)negative inotropic(陰性変力)ではすべて逆。
TPRの影響
TPR↑(交感神経・α1を介した細動脈収縮arteriolar constriction細動脈収縮(arteriolar constriction)arteriolar constriction(細動脈収縮))→動脈圧↑→後負荷afterload後負荷(afterload)afterload(後負荷)↑→CO↓(心機能曲線cardiac function curve心機能曲線(cardiac function curve)cardiac function curve(心機能曲線)が下方シフト)→心臓へ戻る血液量減少→静脈還流↓。
血液量・静脈収縮の影響
循環血液量の増加(または静脈収縮による「貯蔵」からの血液動員 mobilization)→血管機能曲線vascular function curve血管機能曲線(vascular function curve)vascular function curve(血管機能曲線)が右シフト→CO・静脈還流・右房圧right atrial pressure右房圧(right atrial pressure)right atrial pressure(右房圧)すべて増加。
⭐ 3つのシフトパターンを区別する。 変力性inotropy変力性(inotropy)inotropy(変力性)の変化は心機能曲線cardiac function curve心機能曲線(cardiac function curve)cardiac function curve(心機能曲線)を動かし右房圧right atrial pressure右房圧(right atrial pressure)right atrial pressure(右房圧)を逆方向に変える。TPRの変化も心機能曲線cardiac function curve心機能曲線(cardiac function curve)cardiac function curve(心機能曲線)を動かすが、後負荷afterload後負荷(afterload)afterload(後負荷)経由でCOを下げる方向にのみ働く。血液量/静脈トーンの変化は血管機能曲線vascular function curve血管機能曲線(vascular function curve)vascular function curve(血管機能曲線)を動かし、CO・静脈還流・右房圧right atrial pressure右房圧(right atrial pressure)right atrial pressure(右房圧)を同方向に変える。
静脈還流に影響する因子
| 因子 | 機序 |
|---|---|
| 重力gravity重力(gravity)gravity(重力) | 立位では下肢に血液が貯留し動脈・静脈とも拡張するが、静脈のコンプライアンスがはるかに大きいため静脈側でより顕著に拡張する。臥位では動静脈が等しく影響を受け圧較差pressure gradient圧較差(pressure gradient)pressure gradient(圧較差)は変わらない |
| 筋ポンプmuscle pump筋ポンプ(muscle pump)muscle pump(筋ポンプ)(骨格筋ポンプskeletal-muscle pump骨格筋ポンプ(skeletal-muscle pump)skeletal-muscle pump(骨格筋ポンプ)) | 骨格筋の収縮・弛緩が周囲の静脈を圧迫/解放し静脈還流を促進。静脈弁venous valves静脈弁(venous valves)venous valves(静脈弁)が血液の逆流(下肢方向)を防ぐ |
| 呼吸活動 | 吸気:胸腔内圧intrathoracic pressure胸腔内圧(intrathoracic pressure)intrathoracic pressure(胸腔内圧)↓→胸腔内intrathoracic胸腔内(intrathoracic)intrathoracic(胸腔内)血管拡張→血流↑。呼気:胸腔内圧intrathoracic pressure胸腔内圧(intrathoracic pressure)intrathoracic pressure(胸腔内圧)↑→血管圧迫→血流↓ |
リンパ流
機能: 間質液interstitial fluid間質液(interstitial fluid)interstitial fluid(間質液)と蛋白質を血管系(血漿)へ戻す。リンパ毛細血管lymphatic capillaryリンパ毛細血管(lymphatic capillary)lymphatic capillary(リンパ毛細血管)は血管毛細血管の近傍に位置し、集合したリンパは胸管thoracic duct胸管(thoracic duct)thoracic duct(胸管)または右リンパ本幹right lymphatic duct右リンパ本幹(right lymphatic duct)right lymphatic duct(右リンパ本幹)を経て静脈系に合流する。
リンパ流を促す機構
| 機構 | 内容 |
|---|---|
| 弁 | リンパの一方向流を保証 |
| 受動的リンパポンプpassive lymphatic pump受動的リンパポンプ(passive lymphatic pump)passive lymphatic pump(受動的リンパポンプ) | 骨格筋の収縮、動脈拍動、マッサージ |
| 能動的リンパポンプactive lymphatic pump能動的リンパポンプ(active lymphatic pump)active lymphatic pump(能動的リンパポンプ) | 単収縮単位single-unit単収縮単位(single-unit)single-unit(単収縮単位)平滑筋の運動(血管運動vasomotor activity (vasomotion)血管運動(vasomotor activity (vasomotion))vasomotor activity (vasomotion)(血管運動)と同様の周期的収縮) |
| 呼吸活動 | 間欠的な圧迫・弛緩 |
浮腫
間質液interstitial fluid間質液(interstitial fluid)interstitial fluid(間質液)量の増加で、間質液interstitial fluid間質液(interstitial fluid)interstitial fluid(間質液)量がリンパ系の回収能力を超えたときに生じる。
| 原因 | 機序 |
|---|---|
| リンパドレナージ障害impaired lymphatic drainageリンパドレナージ障害(impaired lymphatic drainage)impaired lymphatic drainage(リンパドレナージ障害) | 長時間の立位、リンパの閉塞 |
| 濾過量の増加 | 細動脈拡張、静脈収縮、ECF量増加、静脈圧上昇 |
| 膠質浸透圧低下decreased oncotic pressure膠質浸透圧低下(decreased oncotic pressure)decreased oncotic pressure(膠質浸透圧低下) | 血漿アルブミン濃度低下hypoalbuminemia血漿アルブミン濃度低下(hypoalbuminemia)hypoalbuminemia(血漿アルブミン濃度低下) |
| 炎症 | ヒスタミン放出、熱傷 |
⚠️ 浮腫の4大機序(濾過↑・アルブミン↓・リンパ閉塞・炎症)は臨床推論の骨格になる。 どのStarlingの力(2-07-functional-organization-of-microcirculation-and-its-control-control-of参照)が破綻しているかを考えると原因を絞り込める——例えば低アルブミン血症hypoalbuminemia低アルブミン血症(hypoalbuminemia)hypoalbuminemia(低アルブミン血症)はπ_c低下(吸収力低下)、静脈血栓症venous thrombosis静脈血栓症(venous thrombosis)venous thrombosis(静脈血栓症)はP_c上昇(濾過力増大)という具合に対応づけられる。
まとめ
- 静脈は容量血管capacitance vessel容量血管(capacitance vessel)capacitance vessel(容量血管)として全血液量の約65%を保持し、その貯蔵機能が静脈還流・COを左右する。
- 心臓機能曲線cardiac function curve心臓機能曲線(cardiac function curve)cardiac function curve(心臓機能曲線)(右房圧right atrial pressure右房圧(right atrial pressure)right atrial pressure(右房圧)↑→CO↑)と血管機能曲線vascular function curve血管機能曲線(vascular function curve)vascular function curve(血管機能曲線)(右房圧right atrial pressure右房圧(right atrial pressure)right atrial pressure(右房圧)↑→静脈還流↓)の交点が実際の作動点。変力性inotropy変力性(inotropy)inotropy(変力性)とTPRは心機能曲線cardiac function curve心機能曲線(cardiac function curve)cardiac function curve(心機能曲線)を、血液量・静脈トーンは血管機能曲線vascular function curve血管機能曲線(vascular function curve)vascular function curve(血管機能曲線)を動かす。
- 静脈還流は重力gravity重力(gravity)gravity(重力)・筋ポンプmuscle pump筋ポンプ(muscle pump)muscle pump(筋ポンプ)・呼吸活動の影響を受ける。
- リンパ系は濾過超過分(約2mL/分)を回収し、その能力を超えると浮腫が生じる。