베르누이의 원리와 피레토세라피(아토피)
1738년 D.베르누이는 유체의 속력이 증가하면 압력이 낮아지고 속력이 감소하면 압력이 높아지는데 이를 “베르누이의 정리”라고 하였습니다. 즉 베르누이의 정리는 유체의 유속과 압력의 관계를 수량적으로 나타낸 법칙으로 유체역학에 있어 매우 중요한 법칙으로 받아들여지고 있습니다.
예를 들면 굵기가 다른 수도관속에서 물의 수면 높이를 관찰했을 때, 굵은 수도관에 연결된 물기둥은 그 높이가 낮아지고, 가는 쪽 수도관에 연결된 물기둥은 높이가 높아지는 현상을 관찰할 수 있습니다. 이것은 유체가 좁은 통로를 흐를 때 속력이 증가하고 넓은 통로를 흐를 때는 속력이 감소함으로써 유체의 속력이 증가하면 압력이 낮아지고, 반대로 감소하면 압력이 높아진다는 것입니다.
다시 말해서 좁은 통로를 지날 때는 유속이 빨라지고, 넓은 통로를 지날 때는 유속이 느려지는 것은 다음과 같이 생각할 수 있습니다. 즉, 하나로 연결된 관을 한쪽은 가늘게 한쪽은 굵게 만들어서 물을 흘려보냅니다. 이 때, 임의의 한 지점에서 일정한 시간동안 흘러간 유량은 어느 곳이나 일정하다는 것입니다. 그래서, 좁은 공간은 많은 유량이 지나갈 수 없으므로 유속을 크게 해서 빨리 지나가고, 넓은 공간은 유량이 커서 유속을 작게 해서 천천히 지나가는 것입니다.
압력이 커지면 대기압이 물기둥을 더 세게 누르므로 물기둥의 높이가 낮아지고, 압력이 낮아지면 대기압이 물기둥을 약하게 누르므로 물기둥의 높이는 높아집니다. 따라서 유속이 빠를수록 압력이 낮고, 유속이 느릴수록 압력이 높아지므로 압력을 측정하면 유속을 알 수 있습니다.
이 정리는 유체의 위치에너지와 운동에너지의 합이 항상 일정하다는 내용을 포함하고 있습니다. 그러나 이 법칙은 점성을 무시할 수 있는 완전유체가 규칙적으로 흐르는 경우에만 적용할 수 있다는 것입니다.
피레토세라피에서는 아래와 같이 베르누이의 정리를 요약할 수 있습니다.
1.유속이 빠를수록 압력이 낮고 유속이 느릴수록 압력이 높다는 사실.
2.혈관이 넓을수록 속도가 감소.
3.점성이 높을수록 혈류속도 감소.
4.혈액의 점도는 온도에 의존적.
피레토 견해 심층분석 )
1.유속이 빠를수록 압력이 낮고 유속이 느릴수록 압력이 높다는 사실.
매일 병원에 내원하는 사람들은 혈압을 체크하고 있습니다. 그런데 혈압기가 혈압을 체크하는 원리는 바로 베르누이의 원리를 이용하였다고 보아야 합니다. 즉 혈관을 눌러서 그 압력을 체크하는데 베르누이의 원리에 따르면 혈압이 높다는 것은 혈류속도가 느리다는 것이고 혈압이 낮다는 것은 혈류속도가 빠르다는 것으로 해석할 수 있을 것입니다.
그렇다면 피레토의 견해처럼 사람들이 나이가 듦에 따라 혈압이 높아지는 것은 기초대사량이 줄고 이는 심부온도가 낮아지게 되고 온도의 저하는 혈액의 점성을 높이게 되고 이는 결과적으로 혈류속도가 낮아지게 되고 최종적으로 혈압이 올라가는 것이라고 보는 견해가 더 타당할 것입니다.
2.혈관이 넓을수록 속도가 감소한다는 사실.
혈관이 넓을수록 혈관의 총단면적이 많아집니다. 일정한 혈액량이라고 했을 때는 당연히 혈류속도는 느려지게 됩니다. 혈액이 대동맥에서 동맥 및 소동맥으로 이동함에 따라 총단면적은 넓어지고 혈류속도는 강이 넓어질 때 속도가 감소하는 것과 같이 감소하게 됩니다. 실제 대동맥에서 평균속도는 약 0.3m/s이고 모세혈관에서 평균속력은 약 1mm/s에 불과합니다.
3.점성이 높을 때는 혈류속도 및 혈류량이 감소한다는 사실.
시럽, 크림, 물 등을 용기에 부을 때 각기 흘러내리는 속도가 다르다는 것을 알 수 있습니다. 이는 유체가 매끄럽고 쉽게 부어지는 정도는 액체의 점도에 따라 결정된다는 사실입니다. 점도의 SI 단위는 Pa･s인데 하겐-뿌아질레의 법칙에서도 점도(η)는 혈류량에 반비례하며 옴의 법칙에서도 혈류속도는 혈액의 점성에 반비례한다는 것입니다. 그리하여 점성이 높을수록 혈류량 및 혈류속도가 느려지게 된다는 것입니다.
4.혈액의 점도는 온도에 의존적이라는 사실.
점도의 SI 단위는 Pa･s입니다. 20℃ 물의 점도는 약 10-3Pa･s인데 진한 시럽의 점도는 100Pa･s정도입니다. 혈액의 점도는 일반적으로 3~4×10-3Pa･s입니다. 하지만 혈액이 차가워질수록 점도가 증가하며 혈액내의 적혈구 백분율(헤마토크릿)에도 의존적입니다. 대개 37℃에서 0℃로 변할 때 혈액의 점도는 2.5배 정도 증가하게 됩니다.
흡연자는 비흡연자보다 더 높은 헤마토크릿을 보입니다. 이는 흡연시 담배내의 일산화탄소 250ml를 들이마시게 되는데 이는 적혈구의 산소운반능력을 감소시키며 인체는 더 많은 적혈구를 생산함으로써 그 능력을 보충하려 합니다. 하지만 적혈구가 많아지면 많아질수록 혈액의 점도가 높아지게 되어 심혈관계질환으로 이어질 수 있다는 것입니다.
그리고 하겐-뿌아질레나 옴의 법칙에 따르면 아래와 같은 관계식이 나온다는 것입니다.
"하겐-뿌아질레의 법칙"에 의하면 혈류량은 혈관반경의 4승배와 기압차에 비례하고 혈액의 점성과 혈관의 길이에 반비례한다는 것입니다. 옴의 법칙에 의하면 혈류량은 혈관 반경의 2승배와 비례한다는 것입니다.
결론)
이상으로 보아 혈류량은 혈관의 반지름, 혈액의 점성, 압력, 심부온도 및 혈류의 속도 등과 매우 관련성을 가지고 있다는 것이며 만약에 심부온도가 저하되는 경우에는 혈액의 점성은 높아지고, 혈류속도도 더욱더 낮아지게 되고, 혈관의 반경 또한 수축된다는 것입니다.
이때에 혈류량은 급속히 저하되어 혈액속의 산소와 영양공급에 결정적 영향을 미치게 되는데 이러한 혈류량의 감소가 피부말초세포에 충분한 산소와 영양 그리고 수분공급에 장애를 받게 된다는 것이 피레토의 견해입니다.
그리하여 피부세포는 여러 면역기능의 저하와 심부온도의 저하로 피부온도를 올리기 위해 피부모공을 닫게 되고 이러한 생리현상이 일시적이지 못하고 장기간 지속될 경우엔 오장육부에서 발생한 열의 방출이 되지 않아 피부에서 더욱더 긁게 되는 가려움증이 발생한다는 것입니다. 이것이 바로 아토피라고 할 수 있고 환자들의 대부분은 모든 치료수단을 동원해보지만 잘 낫지 않는 불치병으로 여기게 된다는 것입니다.
이제 피레토세라피에서는 불치의 병인 아토피의 원인을 찾아서 치료하고 있습니다. 심부온도의 저하을 유발하는 여러 요인들을 제거해 준다면 반드시 치료될 수 있는 병이라는 사실입니다.
