平均全身充填圧の概念

この章は2017 CICM Primary Syllabusのどのセクションとも関連性がありません。なぜなら、大学は平均全身充填圧と平均循環充填圧の概念が実際に何を意味するのかを受験者に尋ねたことがありません。 しかし、これらの用語はいろいろなところで出てきます。 基本的に、心拍出量や静脈還流前負荷、中心静脈圧の決定要因について議論するような場面では、説明しないまでも、少なくともMSFPについて触れなければならない場面が出てきます。 そこで筆者は、主に筆者自身の誤解を解消するために、別のページ全体をMSFPに充てる必要を感じたのである。

要約すると、

このトピックの最良の入門は、おそらく Carl F. Rothe (1993) による記事でしょう。 この概念は医学文献ではよく受け入れられていますが、解釈の血行力学的生理学への応用は、論争がないわけではありません。 しかし、もしCICMの受講生がそれに対してあまりに有能な反論をすれば、試験官よりも正しいという危険な立場に立たされる可能性があるのです。

循環のない場合の血圧

以下の定義のいくつかを先取りすると、平均循環充填圧は基本的に死体の循環系に溜まった血液によって発揮される圧力だと言って差し支えないでしょう。 次のような思考実験を、一連の図を使って説明してみよう。 理論的には1つの図で十分なのですが、このウェブサイトはやりすぎの歴史があります。

そこでです。 動脈は典型的に平均圧が高く、静脈は典型的に平均圧が低く、毛細血管はその中間に属します。 動脈の圧力が高いのは、主に心臓のポンプ作用によって生じる圧力と、（それほどでもないが）動脈壁の筋肉質によるものである。 静脈圧が低いのは、これらの血管の壁の筋緊張が低いことと、心臓のポンプ作用が中心静脈を絶えず減圧していることが一因である。

しかし、動脈脈圧が減少すると（例えば心臓が機能しなくなると）、動脈圧が低下する。 同時に、心臓のポンプ作用が静脈循環からそれほど多くの液体を移動させなくなるため、中心静脈圧は上昇し、静脈圧も上昇する。

さて、心臓が止まったとしましょう。 脈動ポンプ作用が停止し、動脈圧は急激に低下します。 しかし、流れが完全に止まってしまうわけではありません。 動脈は筋肉質であるため、静脈よりも血液量に大きな圧力をかけており、この圧力勾配のため、心臓が停止すると動脈循環量の一部は徐々に静脈循環に移行する。 この量は1kgあたり約4ml、つまり普通の大きさの人間では約300mlで、全循環量の約6%にあたる。 この値は、Rothe（1976）が犬に心停止を起こさせ、中心静脈圧を心停止前の安定した値に保つために中心静脈から除去する必要のある血液量を測定した結果によるものである。

その結果、循環の静脈側に再分配されることになり、十分な時間が経過すると静脈圧が上昇し、動脈圧が低下して、両方の圧力が平衡状態になる。 これが平均循環充填圧、すなわち “mittlere Druck der Fliissigkeit “である。

このプロセス全体を通じて、循環系のどこかに、生体の他の部分に反響する破滅的な出来事とは無関係に、安定した圧力（それがたまたま MCFP）であり続ける点があることに気付くかもしれません。 Rothe（1993）は、これはおそらく小さな静脈（直径1mm以下）で起こることであり、それは一定ではなく、異なる臓器の異なる場所に存在し、優勢な条件によって絶えず変化すると考えている。 これは循環器（心臓や肺血管を含む）の壁がその内容液に及ぼす圧力であり、したがって、これらの壁に蓄えられた弾性反跳電位の指標と考えることができる。 アーサー・ガイトンによって、

「心臓を突然止め、すべての圧力が等しくなるように血液を瞬時に再分配した場合に、循環系全体のすべての点で測定される圧力」

平均全身充填圧（MSFP）は、全身回路のみ、すなわち心臓と肺循環を無視して、流れのない状態での圧力である。 これは通常、心臓の前負荷と血管機能曲線について議論するときに人々が関心を持つ圧力であり、圧力勾配に沿って右心房に向かって血液を押し出すと考えられている圧力である。

したがって平均心肺充填圧は、動かない心室と肺循環の平均圧力である。 この変数はMSFPの必要な対概念であるが、ほとんど議論されることはない。 主に心室のエラストが高いため、通常MSFPより3mmHg程度高くなる。 ベッドサイドで、すべての大血管を同時にクランプし、心臓を停止させることにより測定することができる。

平均全身充填圧の人体測定

死んだ雑種犬の山全体を測定した後、Guytonとその仲間は、MSFPはほとんどの中型哺乳類でおそらく7～8mmHg程度であると自信を持って言えるようになった。 心停止が正確な測定のための主要条件の1つであることを考えると、ニュルンベルク後の啓蒙的な科学環境において、人間のデータを集めることはより困難であった。 しかし、研究者の創意工夫により、基本的にガイトンを確認するような情報が得られている。 Schipkeら（2003）は、約80人を説得して、誘発性心停止中（VF、AICD装着中）のMSFPを測定してもらい、12mmHg前後のMSFP値を見出した。 研究者らは、心停止時間（約13秒）が十分な測定時間を確保できないこと、すなわち動脈圧と静脈圧が平衡しないことを不満に思っていた。 Repesséら（2015）による後の研究では、たまたまCVCと動脈ラインを持っていた死んだICU患者を使用したため、この問題はありませんでした；そして再びMSFPは約12mmHgでした。 9578>

Determinants of mean systemic filling pressure

以上から、MSFPを決定する主な要因は、

• 全身循環の平滑筋の緊張、
• 全身循環の体液の量の二つであろうと思われる。

循環器系の壁を構成する平滑筋のトーンは、明らかにMSFPを生み出す弾性反跳圧に関与してくるものであることがわかります。 Repesséら（2015）は、すでに述べた研究の中で、ノルアドレナリンを投与していた死者のMSFPが高かった（14～15mmHg程度）ことに触れていますが、ノルアドレナリンは強力な動脈・静脈収縮剤なので納得がいきますね。 対照的に、Starr (1940) によるかなり以前の研究では、死後数時間の遺体から 5.6 mmHg という測定値が得られており、これはおそらくすべての平滑筋の緊張が不可逆的に失われたときに起こる現象だと思われます。 血管に液体を注入すると、その血管の壁に圧力がかかりますが、循環系では、この柔らかいふにゃふにゃの壁が生み出す圧力は、主に平滑筋の緊張に依存しています（上記参照）。 この概念は、しばしば “非ストレス “容積と “ストレス “容積に分けられることがある。 非ストレス」体積とは、壁に「ストレス」を生じない循環系内の体液（おそらく血液）、すなわち、MSFPを測定すると0mmHgの圧力が得られる体積であると言われている。 Young（2010）およびMagder（2016）によると、「ストレスのない体積」は全静脈血量の約85％を表す。交感神経緊張が最小の循環では、全血液量の約15％しかMSFPの生成に寄与していないことになる。

論理的には、「ストレス体積」は「血管の経粘膜圧を既存の値からゼロに下げるために血管から除去しなければならない血液の体積」である。 Rothe (1983)によると、これらの体積は純粋に仮説的な構成であり、「容量関係の直線部分をゼロの経壁圧に外挿することによって計算される」。 実際の曲線は、Lee ら (1988):

だから、非ストレス体積はおそらく完全に非ストレスではないのである。 いずれにせよ、1ミリリットルの液体でさえ、それを含む部屋の壁にゼロでない圧力をかけるのだから、血管内圧が実際にゼロmmHgになるのは論理に反する。

平均全身充填圧の意味と関連性

ガイトン・モデルは、心臓に戻る血液の流れは主にこの平均全身充填圧によって駆動されていると示唆している。 この圧力は血液が流れ出る圧力であり、CVPはその過程で静脈血管抵抗に打ち勝って血液が流れ込む圧力である。 このモデルでは、心拍出量は静脈循環の圧力を決定する上で何の役割も果たしてない。

誰もが、これらの概念に科学的価値があることに同意しているわけではありません。 Magder（2006）、Brenglemann（2003）、Hendersonら（2010）がより詳しく述べていますが、ここでは、生理学を真剣に学ぶ多くの学生が、ガイトンの実験デザイン、測定方法、基本的な推論に例外を認めているというだけのことで十分でしょう。 しかし、CICMの研修生は、この論争と和解し、この血行動態の禁句をニュートンの法則のように暗記することをお勧めします。 この概念は非常に人気があり、テーブルの向かいに座っているビバ試験官が強力な支持者である可能性があります。 FOAMのきらびやかなロックスター（例：PulmCCMのJon-Emile Kenny）も、その露出度を高めることで信憑性を高めているのです。 さらに、2014年第1回論文の第19問のコメントで、試験委員は「平均全身充填圧との関係や、それ以外の影響についての記述に追加点を与えた」と言及しているのです。 つまり、MSFPは試験に合格しているのです。