一、血管系統的功能性架構 Functional Organization of the Vascular System
1️⃣ 血管在循環中的核心任務
血管系統構成血液循環的通道,使心臟產生的壓力能有效轉換為血液流動,將氧氣(oxygen)與營養物質(nutrients)輸送至全身細胞,並將二氧化碳(carbon dioxide)與代謝廢物(metabolic waste products)運回排除器官。
血管同時具備傳輸、調節、緩衝、儲存四種層次的功能,這些功能由不同類型血管分工完成。
二、血管延展性 Vascular Distensibility
1️⃣ 血管延展性的定義與物理意義
血管延展性(vascular distensibility)代表血管在內壓上升時,血管壁被撐開並增加容積的能力。此特性反映血管壁內彈性纖維(elastic fibers)與膠原纖維(collagen fibers)的比例與排列方式。
延展性高的血管,在壓力稍微上升時即可容納更多血液;延展性低的血管,在壓力變化下容積改變有限。
2️⃣ 延展性在循環中的功能角色
- 延展性使血管可暫時儲存血液
- 延展性可降低瞬間壓力上升對血管壁的衝擊
- 延展性影響血壓波動幅度與脈壓大小
三、血管順應性 Vascular Compliance
1️⃣ 順應性的定義
血管順應性(vascular compliance)指血管在壓力變化下,實際可增加或減少的血液容積量。
順應性 = 容積變化 ÷ 壓力變化。
2️⃣ 延展性與順應性的功能差異
- 延展性強調相對變化比例
- 順應性強調實際容積調節能力
靜脈雖承受壓力低,但因管徑大、壁薄,使其整體順應性極高。
四、動脈系統的功能 Functions of the Arterial System
1️⃣ 動脈作為高壓導管
動脈承受來自心臟射血的高壓血流,其血管壁厚、平滑肌層發達,可承受持續的機械張力。
2️⃣ 彈性動脈的壓力緩衝功能 Windkessel Function
- 彈性動脈在心室收縮期被動擴張,暫時儲存部分搏出血量,使瞬間高壓不直接傳遞至周邊血管。
- 在心室舒張期,彈性回縮釋放儲存的能量,持續推動血液前進,讓血流維持接近連續狀態。
此機制可:
- 平滑血流
- 減少壓力震盪
- 降低心臟耗能
3️⃣ 小動脈作為阻力調節者 Resistance Regulation
- 小動脈具有高度可調節的平滑肌層,能主動改變管徑。
- 管徑微小變化即可大幅改變血流阻力,直接影響:
- 全身周邊阻力(total peripheral resistance)
- 動脈血壓
- 各器官灌流比例
五、動脈彈性與血壓調控
1️⃣ 動脈彈性下降的循環後果
當動脈彈性下降時,相同搏出量將導致更高的收縮壓,舒張期回彈能力下降,使舒張壓偏低,造成脈壓擴大。
2️⃣ 心臟負荷的變化
動脈僵硬增加心室射血阻力,使左心室需產生更高壓力才能射血,長期將促進心室肥厚。
六、靜脈系統的功能 Functions of the Venous System
1️⃣ 靜脈作為血液儲存庫
靜脈因壁薄、延展性高,可在低壓下容納大量血液,是循環系統中最大的血液儲存區。
2️⃣ 靜脈在循環穩定中的角色
靜脈可透過改變張力,調節有效循環血量,使心臟在不同生理狀態下維持穩定輸出。
3️⃣ 靜脈收縮的生理效應
靜脈平滑肌收縮可減少靜脈容積,將儲存血液推回心臟,提升右心房充盈,增加心輸出量。
此機制在以下情況尤為重要:
- 出血
- 運動
- 直立姿勢改變
七、靜脈回流 Venous Return
1️⃣ 靜脈回流的循環意義
靜脈回流決定心臟每次可射出的血量,是維持血壓與組織灌流的基礎。
2️⃣ 影響靜脈回流的物理因素
- 靜脈內血量
- 靜脈阻力
- 心房內壓
3️⃣ 輔助靜脈回流的機制
- 骨骼肌幫浦:肌肉收縮壓迫靜脈
- 呼吸幫浦:吸氣時胸腔壓下降
- 靜脈瓣膜:防止血液逆流
八、血容量分布與快速調節
1️⃣ 不同血管的血量分配
靜脈儲存大部分血量,使循環系統具備高度調節彈性。
2️⃣ 動態血量調整的生理意義
身體可在短時間內重新分配血液,以因應:
- 急性失血
- 劇烈運動
- 姿勢改變
九、動脈與靜脈功能的整合
1️⃣ 動脈系統的整體貢獻
- 承壓
- 緩衝
- 分流
2️⃣ 靜脈系統的整體貢獻
- 儲存
- 回流
- 穩定輸出
兩者協同作用,使循環在壓力、流量與容量之間達到動態平衡。
十、臨床關聯 Clinical Correlations
1️⃣ 動脈硬化
彈性喪失導致脈壓升高與心臟負擔增加。
2️⃣ 靜脈瓣膜失能
血液滯留於下肢,造成靜脈壓上升與曲張。
3️⃣ 休克狀態
強烈靜脈收縮可暫時維持循環灌流,屬於重要代償反應。
十一、概念整理
- 血管延展性決定血管對壓力的反應方式
- 動脈負責輸送與緩衝高壓血流
- 靜脈為主要血液儲存與回流調節系統
- 靜脈回流是心輸出量與血壓穩定的關鍵












