医学生の解釈(ブログ)

学生が医学部に入って得た視点など。医者の世界をのぞいた非医療人のブログ。

なぜ人はむくむのか?血圧について~ポアズイユの法則、ベルヌイの定理、スターリング仮説、血液循環part2

以前こんな記事を書きました。

www.medudent.com


血液循環についての大まかな流れを見ました。

今回は、そこから少し掘り下げていきます。

特に今回は、血圧に着目して見ていきます。

(今日は覚えることばかりで退屈かもしれません。

 明日の記事で発展させていくので、明日をお楽しみに・・・)

 

法則について(おおまかに)

まず、記事の題名にもなっている、

ポアズイユの法則、ベルヌイの定理、

スターリング仮説について学びます。

 

ポアズイユの法則とベルヌイの定理は

血液量と血管抵抗、血圧の関係について、

スターリング仮説は血圧と毛細血管、

むくみ(浮腫)に関する法則です。

予備知識~血圧とは?

予備知識として、

「血圧」ってなに?

 というところから話をすすめましょう。

血圧とは、血液が血管を押す力です。

 

イメージとして、ホースで水まきをする時を考えましょう。

ホースが血管で、水が血液です。

水まきをしているときにホースの口に蓋をしました。

すると、ホースの中に水が溜まり、

ホースはパンパンになっていきます。

これが血圧が上がっている状態です。

水はホースの壁をぐいぐい押しています。

これが血圧だと思ってください。

 

そして、この血圧、

実は

血圧=血液量×血管抵抗

で書けます。

f:id:medudent:20180213111733p:plain

ホースの例えですると、

血液量(水)が多くなれば血圧は上がります。

血管抵抗とは、血液の流れにくさです。

先ほどはホースの口に蓋をすることで

血管抵抗がぐーーんと上がりました。

 

血圧=血液量×血管抵抗

この関係はこれから何度も使うので

 しっかり覚えておいてください!

 

ここからわかること

すこし本題とは外れますが、

ここからわかることがあります。

血圧が高いときは、血液量を減らすか

血管抵抗を下げればいいのです。

あとで学びますが、

おしっこをすると血液量は減り、

血圧は下がります。

血管を広げてやると、血圧は下がります。

 

ここから高血圧の人への薬ができています。

(利尿薬など)

こういう単純な式と薬を結び付けて学ぶこともできるのですね。

追記

中学生の時に

電圧=電流×抵抗値

って習ったと思います。

血圧に関しても同じです。

(電圧電流が、血圧血流になっただけ)

「中学生の時の学習内容は使わない」

なんて言う人もいますが、

こういうところに活きてきているのですね。

 

ポアズイユの法則

ポアズイユの法則は主に

血管抵抗に関わる法則です。

f:id:medudent:20180213113909p:plain

R:血管抵抗  

r:血管の半径

L:血管の長さ

η(イータ):液体の粘性定数(ねばねば定数)

こんな式です。

 

わけわかんねーー

ってなる前に、着目点を言います。

です。

この式によって

rが大きいほどつまり血管が太いほど、

血管抵抗は低く、

血圧は下がるということです。

 

水まきするとき、

太いホースより細いホースの方が

力強く水まきできるのは、

ホースが細いほうが

ホース内の圧力(血圧)が高くなるからです。

 

ベルヌイの定理

ベルヌイの定理はポアズイユの法則の発展版です。

血圧=側圧+動圧+静水圧

血圧は、側圧(血液が血管壁を押す力)と

動圧(血液が流れることで血管は押される力)と

静水圧(下の方、足の方の血液のほうが重い圧力)の

和で表現できるとした式です。

(静水圧についてはうまく説明できてませんすみません。

 体の下に行くほど、血圧が高いと考えてもらって結構です。)

血圧測定について

血圧を測るとき、

「血圧計は胸の高さに持ってきてくださいね」

と言われます。

これは、腕(血圧計)が

心臓より下に来ると、静水圧が下の方が高いため、

血圧が高めに出るためです。

逆に、心臓より高い位置に

血圧計(腕)を持っていくと、

血圧は低めに出ます。

 

血圧を少しでも低く見せたいときは、

血圧計は体の高い位置に行くようにしましょう。

(本当はしちゃダメです。

 測定の意味がなくなります!!)

 

 

スターリング仮説

予備知識1血管からの血液はどこへ?

予備知識1として、

動脈から運ばれた血液はどうなるか?

について学んでおきましょう。

 

動脈から血液は毛細血管に運ばれます。

毛細血管はスカスカな管です。

毛細血管から、

酸素等を運んでいる血液が染み出ます。

逆に二酸化炭素等を運ぶ血液は血管に戻ってきます。

 

こうして、血液は、

体のいたるところへ

また、いたるところからの、

物質輸送をします。

 

ここで、血液が血管から外に出たまま

なかなか戻ってこない状態が

浮腫(むくみ)です。

予備知識2膠質浸透圧

高校の化学の範囲なのですが

浸透圧って覚えていますか?

血管でもこれがあります。

 

簡単に言うと、

水中の粒子は、水を引き付ける。

そう考えてもらって結構です。

本題 スターリング仮説

ここで、

「どれだけの血液が血管の外に行くか?」

を表すものが

スターリング仮説だと思ってください。

血管から外にでる血液量、

これを濾過量(ろか量)といいます。

f:id:medudent:20180213131856p:plain

ここで、血液は、

 

血圧に押されて(毛細血管圧)、

もしくは、

血管外のタンパク質(粒子)に引き寄せられて、

(組織液膠質浸透圧)血管外に出ます。

 

逆に、

血管外の組織液に押されて(組織圧)、

もしくは、

血管内のタンパク質(粒子)に引き寄せられて

(血液膠質浸透圧)血管内に入ってきます。

 

このようにして、

血液は血管の外に出たり、

中に入ってきたりするわけです。

(回収しきれなかった血液は

 リンパ管で回収されます。)

 

 

なぜむくむのか?

そのため、血圧が高くなったり、

肝硬変、ネフローゼ症候群で、

体の組織中のタンパク量が増えると、

浮腫を起こしやすくなります。

 

他にも、アレルギーやアルコールによって

血管壁がスカスカになることで

顔が赤くなったりもします。

 

全て血液が原因なのです。

 

まとめ

今回はポアズイユの法則、ベルヌイの定理、スターリング仮説について学び、

そこから、血圧、むくみ(浮腫)について学びました。

(今日は覚えることばかりで退屈かもしれません。

 明日の記事で発展させていくので、明日をお楽しみに・・・)

今日のQuestion

なぜ人はむくむのか、自分の言葉で説明せよ

 

 

 

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