ずり応力

ずり応力は、流体の隣接層どうしの速度差によって、表面に平行な方向へ働く単位面積あたりの力である。Newton流体では「τ = η × du/dy」と表され、粘度ηと壁近傍の速度勾配に依存する。

川の流れが川底を横向きにこする力を考えるとよい。血圧が壁を垂直に押す力であるのに対し、ずり応力は血流が内皮を流れ方向へなでる力である。

血管壁では流速がほぼゼロで、管腔中心ほど速いため速度勾配が生じる。層流下の壁ずり応力は流量増加や粘度上昇で増え、半径が大きいほど同じ流量に対する値は低下する。内皮細胞は機械受容複合体、細胞骨格、糖衣を介してずりを感知し、eNOS活性化、NO産生、遺伝子発現変化を起こす。持続的な一方向性層流は抗炎症的に働き、乱れた流れは内皮機能不全と関連する。

運動で骨格筋血流が増えると血管内皮のずり応力が上がり、NO依存性血管拡張が誘導される。血管分岐部では流れが乱れやすく、局所のずりパターンが異なる。

ずり応力は血圧や壁応力と別の量である。流速そのものではなく壁近傍の速度勾配で決まり、拍動流や非Newton性血液では単純式は近似となる。