定義
臨界閉鎖圧とは、血管内圧が低下したとき、血管平滑筋緊張と周囲組織圧によって内腔を維持できなくなり、血流が0へ近づく上流側圧である。血管ウォーターフォール現象は、つぶれやすい血管部位で血流が上流圧と外圧・閉鎖圧の差に主として依存し、一定範囲では下流圧から切り離される挙動を指す。
イメージ
柔らかい管が外から押されていると、出口側の圧を少し下げても流れは増えず、管がつぶれる場所で流量が決まる。上流から押す圧が外圧を十分上回る間だけ流れ、差が小さくなると急に閉じる。滝の下の水位が滝上の流量を決めにくいことに似ている。
仕組み
硬い管では流量はおおむね上流圧と下流圧の差を抵抗で割って決まるが、つぶれやすい血管では経壁圧が内腔径を変える。下流圧が外圧より低いと、血管内に流れを制限する部位が生じ、有効な駆動圧は上流圧と臨界閉鎖圧の差になる。臨界閉鎖圧は周囲圧だけでなく、平滑筋緊張、血管壁弾性、表面張力、周囲組織圧によって変わる。脳、肺、冠微小循環、静脈、気道などで同様の挙動がみられる。血管収縮は臨界閉鎖圧を高め、同じ平均圧でも血流を低下させるため、固定抵抗だけのモデルでは説明できない。
例
肺のWest区域2では、肺胞内圧が肺静脈圧を上回り、血流は肺動脈圧と肺胞内圧の差に主に依存する。脳循環でも血管緊張が高まると、血流が0になる推定圧が上昇し、平均動脈圧が同じでも有効脳灌流圧が低下し得る。