生理學/血流阻力

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生理學

血液循環
- 血管生理
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血液在血管內流動時所遇到的阻力，稱為血流阻力。血流阻力的產生，是由於血液流動時因磨擦而消耗能量，一般是表現為熱能。這部分熱能不可能再轉換成血液的勢能或動能，故血液在血管內流動時壓力逐漸降低。在湍流的情況下，血液中各個質點不斷變換流動的方向，故消耗的能量較層流時更多，血流阻力就較大。

血流阻力一般不能直接測量，而需通過計算得出。血液在血管中的流動與電荷在導體中流動有相似之處。根據歐姆定律，電流強度與導體兩端的電位差成正比，與導體的電阻成反比。這一關係也適用於血流，即血流量與血管兩端的壓力差成正比，與血流阻力R成反比，可用下式表示：

Q=（_P1-_P2）/R

在一個血管系統中，若測得血管兩端的壓力差和血流量，就可根據上式計算出血流阻力。如果比較上式和泊肅葉定律的方程式，則可寫出計算血流阻力的方程式，即

R=8ηL/πr⁴

這一算式表示，血流阻力與血管的長度和血液的粘滯度成正比，與血管半徑的4次成反比。由於血管的長度變化很小，因此血流阻力主要由血管口徑和血液粘滯度決定。對於一個器官來說，如果血液粘滯度不變，則器官的血流量主要取決於該器官的阻力血管的口徑。阻力血管口徑增大時，血流阻力降低，血流量就增多；反之，當阻力血管口徑縮小時，器官血流量就減少。機體對循環功能的調節中，就是通過控制各器官阻力血管和口徑來調節各器官之間的血流分配的。

血液粘滯度是決定血流阻力的另一因素。全血的粘滯度為水的粘滯度的4-5倍。血液粘滯度的高低取決於以下幾個因素：

1．紅細胞比容一般說來，紅細胞比容是決定血液粘滯度的最重要的因素。紅細胞比容愈大，血液粘滯度就愈高。

2．血流的切率在層流的情況下，相鄰兩層血液流速的差和液層厚度的比值，稱為血流切率（shear rate）。從圖4-18可見，切率也就是圖中拋物線的斜率。勻質液體的粘滯度不隨切率的變化而改變，稱為牛頓液。血漿屬於牛頓液。非勻質液體的粘滯度隨著切率的減小而增大，稱為非牛頓液。全血屬非牛頓液。當血液在血管內以層流的方式流動時，紅細胞有向中軸部分移動的趨勢。這種現象稱為軸流（axial flow）。當切率較高時，軸流現象更為明顯，紅細胞集中在中軸，其長軸與血管縱軸平行，紅細胞移動時發生的旋轉以及紅細胞相互間的撞擊都很小，故血液的粘滯度較低。在切率低時，紅細胞可發生聚集，使血液粘滯度增高。

3．血管口徑血液在較粗的血管內流動時，血管口徑對血液粘滯度不發生影響。但當血液在直徑小於0.2-0.3mm的微動脈內流動時，只要切率足夠高，則隨著血管口徑的進一步變小，血液粘滯度也變低。這一現象產生原因尚不完全清楚，但對機體有明顯的益處。如果沒有此種反應，血液在小血管中流動的阻力將會大大增高。

4．溫度血液的粘滯度隨溫度的降低而升高。人體的體表溫度比深部溫度低，故血液流經體表部分時粘滯度會升高。如果將手指浸在冰水中，局部血液的沾滯度可增加2倍。