6.4 微小血管床の圧力分布
微小血管床全体の圧力勾配は、これらの血管全体の流れを調節する最も重要な流体パラメータの一つであることが示されている（これらの血管では流速が非常に遅く、圧力の小さな変化が速度、シアストレス、シアレートなどの流動状態に大きな変化を引き起こすことができる）。 微小血管の圧力勾配は、微小血管の様々な分岐に挿入された2つのフロープローブを用いて実験的に測定されている。 これらのプローブ間の距離と、プローブから得られた圧力測定値を知ることで、圧力勾配を計算することができる。 血管の直径が血管網を通じて小さくなるにつれて（例えば、細動脈から毛細血管へ）、圧力勾配は著しく増加する。 血管の直径が大きくなると（毛細血管から静脈へ）、圧力勾配は再び減少する。 これは、毛細血管前括約筋の収縮または拡張により、毛細血管内の静水圧が急激に変化することで説明できる。
一方、動脈側の静水圧は、血管が直径約40μmに近づくまでは比較的一定である。 したがって、これらの血管全体の圧力勾配は比較的小さい（動脈側、静脈側ともに毛細血管より大きい血管では平均動脈圧が比較的安定していることを示した図5.26を参照）。 直径が40μmの範囲の血管は、通常、大動脈／毛細血管前部括約筋の上流にある1〜2個の分岐部に存在する。 直径15-40μmの範囲の細動脈については、約30mmHgまでの急激な圧力の減少があり、これは血管全体の圧力勾配の急激な上昇と関連している。 この急激な減少は、血液が毛細血管内に急速に導かれると同時に、毛細血管内で栄養と老廃物の交換が行われるために、血流速度が十分に遅くなるように起こる。 毛細血管と静脈のゲージ平均動脈圧の変化は、毛細血管前の細動脈に見られる変化よりはるかに小さいことを観察してほしい（図5.26参照）。 毛細血管内（直径5〜10μm）では、正常な条件下では圧力は約25mmHgからせいぜい20mmHgに減少する。 しかし、毛細血管に流入する圧力勾配は比較的大きいので、毛細血管を通る血液の移動は効率的である。 静脈循環内では、圧力は継続的に低下するが（右心房で約0mmHgまで）、やはり静脈系の全長をかけて、より緩やかに低下する。 したがって、静脈/静脈系内の圧力勾配ははるかに低くなっています。 毛細管後静脈（直径50μm）では、正常な状態では圧力は15mmHg以下です。
微小血管床全体の圧力勾配についての議論を続けると、細動脈および細静脈（長さ約2000μm、直径約40μm）に比べて、小毛細管セグメント（100～300μm長）内の圧力勾配が約8倍に増加しています。 後口径と毛細血管後静脈（直径約15μm）では、圧力勾配は毛細血管全体の圧力勾配の50％である。 このことは、流れが毛細血管に導かれ、その後、栄養交換のために十分な時間を確保するために流れが遅くなることを示唆している。 勾配が大きくても、流れは多くの細い毛細血管に迂回して血管床全体を灌流することを想起してほしい。
高血圧および低血圧条件下における微小血管床の圧力変化も調査されている。 興味深いことに、両条件下において、毛細血管内の平均静水圧および毛細血管を横切る圧力勾配は、通常条件下で見られるものと同等であった。 また、毛細血管後の静脈内の圧力（静水圧および圧力勾配）も、これらの条件下では、通常の条件下と同じであった。 大きな変化は、動脈血管内で観察され、圧力勾配は高血圧条件下で有意に大きく、低血圧条件下では有意に小さかった。 このことは、後口径（および毛細血管前括約筋）が毛細血管の血流を調節して正常なレベルに維持し、栄養交換が最適なレベルで維持されることを示唆している。 このことは、循環器系が平均動脈圧とは無関係に微小循環の流れを一定に保つように設計されていることも示唆している。 これはかなり重要なことで、血管系内の交換部位に至る前の圧力変動を減衰させるメカニズムと考えることができる。
微小血管床全体の圧力の最後の大きな変動は、心圧パルスと血管系全体の波の伝搬による時間的変化に基づいている。 これまで述べてきた圧力値は、心周期全体で複数の読み取りを行い、心周期に渡って平均化されてきた。 しかし、心周期の間、微小血管床の静水圧は2mmHgのオーダーで振動して変化している。 毛細血管内の静水圧は約25mmHgであることを先に述べた。 つまり、心周期の間に約24〜26mmHgの間で圧力が変化することになる。 このような時間的変化は、血管を横切る比較的安定した圧力勾配と比較すると、それほど大きなものではありません。 このセクションで取り上げたデータのほとんどは、1970年代にB. Zweifachとその研究グループによって収集されたものである
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