临床血液流变学ppt课件

临床血液流变学 内蒙古医学院物理教研室陈志刚 绪论一 临床血液流变学的研究内容血液流变学是新兴边缘学科 按研究对象层次分为 宏观血液流变学将血液看作连续介质 研究其表观粘度 血浆黏度 血管内皮损伤与血栓形成等宏观流变性质 细胞流变学研究各种细胞黏附性 聚集性和变形性等细胞流变性质 分子流变学研究组成血细胞 血浆的分子成分 数量和结构及其变化对血液流变性的影响 对血液 血浆 血细胞的流变性的变化规律作出微观解释 解决血液高黏滞综合征的微观机制问题 上述三分支在临床医学上的应用就形成了临床血液流变学 内容 1 血液及其组分的流变性2 临床应用血液流变学指标及检测3 血液高粘滞综合征的微观机制4 血液流变学疾病及其诊断 防治药物和方法 二 临床血液流变学的研究方法1 病例分析 解决临床血流变两大问题 a 研究各种疾病患者的血液流变性改变情况 检测患者组和健康组的血液流变学指标进行对比分析 b 进行抗血液高粘滞综合征药物和方法的疗效实验 4 基本指标体系5 血瘀证揭示a 大多确诊者都呈现血液高粘滞综合征b 血瘀证的动物模型也是高粘滞模型c 血液粘滞因素增高使之微循环障碍且血液动力指数异常 导致血瘀证形成d 许多活血化瘀药物都有抗血液高粘滞作用 6 治疗药物和方法7 血液高黏滞综合征的分子流变学8 血液流变学的扩大 第一章血液流变学基础理论第一节牛顿粘性定律一 应力与应变 应力 物体内单位面积上所受的内力 应力 总应力 切应力 剪应力 法 正 应力 拉 压应力 应变 描述物体变形程度的物理量 线应变体应变 剪 切 应变剪 切 变率剪应变随时间的变化率 二 速度梯度 速度沿与速度垂直方向随距离的变化率 两流层间单位距离上流速增量为 三 牛顿粘滞定律 两种表达形式 内摩擦力切 剪 应力牛顿流体非牛顿流体如血液 第二节圆管内的泊肃叶流动一 流速分布 各流层的流速v与该层到管轴的距离r的关系为 管轴处r 0 流速为管壁处r r0 流速为v 0求导得 二 泊肃叶定律牛顿流体其流量为水平管非水平管三 斯托克斯公式圆管内速度梯度为切变率式中负号表示 将上式带入得到此式称为斯托克斯公式剪变率其中管轴处最小 管壁处最大 圆管内平均流速平均剪变率可按下式计算泊肃叶流动中平均剪变率与平均流速成正比 第三节卡森方程本构方程 表示流体剪应力 剪应变 剪变率之间关系的方程 流动曲线 剪变率为自变量 剪应力为函数的关系曲线 牛顿流体的本构方程为或 非牛顿流体的本构方程复杂无统一性一 卡森方程卡森通过对各种含有离散颜料颗粒的清漆研究得到如下方程 a 符合卡森方程的流体称为卡森流体 式中称为卡森粘度 称为卡森屈服应力 是切应力的临界值 当卡森流体内的切应力 c时 0 卡森流体开始流动 否则 其凝成固状不流动 卡森流体是塑性流体中的一种假塑性流体 b Copley等人发现人血和牛血的切变率和切应力 的关系式与Casson公式符合的很好 Herschel Bulkley公式 表观黏度 二 表观粘度牛顿流体粘度定义为非牛顿流体粘度定义称为表观粘度对拟塑性流体表观黏度为 用图解法定义表观粘度更直观 n 1 n 1 n 1 n 1 n 1 n 1 图2 o o 图1 图1所示 n1为拟塑性流体 图2所示是塑性流体 n1为假塑性流体 拟塑性流体的流动曲线为过原点向轴弯曲 假塑性流体的流动曲线为有屈服应力 不过原点 向轴弯曲 如卡森流体 血液 这时表观粘度为 因卡森方程可作为血液的本构方程 故上式也是血液的表观粘度 当 c时 a c 即血液的卡森粘度 c是血液中剪应力或剪变率足够大时血液的表观粘度 此时血液表现为牛顿流体 三 血液的卡森图和屈服应力 人血液的与关系成直线 当Hct Hc 5 8 时 人血的卡森方程可表示为 当Hct Hc时 各种Hct的血液的与的关系为有纵轴截距的直线 这表明有屈服应力存在 四 物体的粘弹性按弹性和粘性物体可分为 弹性体满足 E E为杨氏模量 塑性体如油漆 油墨 粘性体如牛顿流体 粘弹体如蛋清 关节液 粘弹性具有如下三个特点 应力松弛物体突发应变时 若保持应变一定 则相应的应力随时间增加而减小 这种现象称为应力松弛 蠕变保持应力一定 物体的应变将随时间增加而增大的现象称为蠕变 应力滞后对物体进行周期性加载和卸载 加载时的应力 应变曲线与卸载时的应力 应变曲线不重合的现象称为应力滞后 滞后环 对任一应变 加载上升的大于卸载下降的即卸载时应力滞后 第二章血液流变学检测仪器第一节毛细管粘度计一 水平毛细管粘度计标准液血样比粘度血样的绝对粘度 二 直立毛细管粘度计某种液体的黏度与标准参照液黏度之比称为比黏度 标准液血样两式相等 得 即令 是比粘度 血样的绝对粘度标准液一般用生理盐水 w 1 为血浆或全血密度 血浆密度为1 025 1 030 其大小取决于血浆蛋白的含量 全血密度为1 050 1 060 取决于血细胞压积 主要是红细胞压积 其次是血浆蛋白的含量 考虑到剪变率可知粘度是与管半径 剪变率有关的 故毛细管粘度计测得的非牛顿流体的粘度 是一个等效黏度 血细胞压积 用离心机使血细胞和血浆分离 测出血细胞所占血样体积的百分比称为血细胞压积 红细胞压积 分离出的红细胞所占血样体积的百分比称为红细胞压积 红细胞比积 血样中红细胞总容积 体积 在血样容积 体积 中所占百分比 称为红细胞比容 亦称为红细胞比积 用Hct或H表示 因红细胞压积中有残留血浆 故比红细胞比积约大2 3 通常视为两者相当 第二节旋转粘度计一 锥 板粘度计1 工作原理 根据力矩平衡找出指针读数 2 剪变率分布 3 粘度公式 即 二 旋转圆筒粘度计1 工作原理 根据力矩平衡找出指针读数 2 剪变率分布 其中vb b va 0 其中 3 黏度公式 第三节细胞电泳仪一 电泳仪的工作原理生物活细胞表面带电q 在电场中电泳速率为引入细胞电泳率 细胞电泳率是单位场强下的电泳速率V m s 1 E V cm 1 l cm U V电泳率的单位为 m s 1 V cm 1 测定细胞电泳通过确定距离需要的时间 电泳时间 可求得电泳速率v 电泳率W 二 电泳小室 电泳小室内细胞的运动 电泳小室的种类及其静止层 1 圆柱电泳小室2 长方扁平式电泳小室3 正方形式电泳小室 三 电泳时间的测量 测量准备 1 琼脂盐桥的配制2 红细胞悬浮液的配制 测量电泳时间 1 测量准备2 灌液与封装电极3 校正目镜测微器4 聚焦静止层 四 影响细胞电泳的因素 细胞悬浮介质 电泳液细胞浓度 盐桥琼脂浓度 电压 电流 通电时间 电泳液温度 细胞漂移和下沉现象 电泳液pH值 小室粗细均匀 长短适当 洁净程度 与盐桥 电极接触 液中有无气泡等 第三章血流参量对血细胞流变性动脉粥样硬化的影响第一节血液在动脉狭窄 弯曲 分支区的流动一 动脉局部狭窄区血液的流动 协和式飞机着陆时的流场 正视图 动脉瘤 瓣膜缺损 血栓形成 粥样硬化斑块等均可导致动脉管腔局部狭窄 狭窄处血流加速血压降低 宽处血流减慢血压回升 分离区形成涡旋流动血液流速缓慢剪变率很低血液粘度大增 血液接近瘀积状态 狭窄严重时 分离区还与雷诺数Re有关 Re增大 分离区扩大 血液流态将从涡流发展为湍流 分离点 再附着点 二 动脉弯曲区血液的流动血液向管外侧挤压形成二次流 实际流动曲线 为双螺线 最大流速偏离中心靠近外侧壁 使其成为高剪变率区 高剪应力 区 也就是高血压区 三 动脉分支管区血液的流动 Y型分支管区 图3 6 实验在某雷诺数下 血液做稳定流动 进入支管后 沿支管外侧 出现流动分离现象 虚线所示为分离区 其中血液做涡旋状流动 血液的流动最大轴向流速靠近内侧壁 在稳定流动下 主管中心区流速较快 被分支角顶开沿两支管内侧壁流下 故 分支管中最大轴向流速靠近其内侧壁 这样 内壁侧各流层处速度梯度增大 内壁附近形成高切变率 高切应力区 侧支型分支管区血液的流动 侧 主支管入口外侧均发生分离区 侧支管形成双螺旋线状流动 垂直侧分支管区血液的流动侧 主支管入口处均形成分离区 主流区 第二节血液流态对血细胞流变性的影响体内血液流态及血流参量异常 可使血细胞的流变性发生异常改变 导致血细胞发生聚集 黏附 损伤血管内膜 形成血栓 一 分离区血细胞的运动 Goldsmith试验 实验雷诺数 Re 2 75 红细胞的运动 直径小于20 m的颗粒旋转后向外进入主流区 直径大于30 m的颗粒 滞留在分离区 临界雷诺数 Rec 11当Re Rec时 红细胞双向迁移 Re愈高 滞留于分离区内的颗粒愈多 当Hct 15 45 时 a 低雷诺数时红细胞双向迁移 少数滞留分离区 b 高雷诺数时红细胞双向迁移 滞留分离区的红细胞浓度保持一定值 在频率为0 3 0 5Hz的低频脉动流 动脉血流 也可观察到此现象 血小板的运动 血小板的聚集 血小板在涡环内运动也会相互碰撞形成聚集体 并向涡环中心迁移 用富含血小板血浆 PRP 所做实验表明 其聚集体的形成与增长仅在Re 4 5 17的范围发生 聚集的程度和速率与悬浮液的性质有关 血小板的粘附 血小板粘附集中在分离区 在再附着点L附近最少 下游较少 红细胞压积一定时 血小板含量增加 管壁上粘附的血小板面密度也增大 血小板密度一定时 红细胞压积增加血小板 面密度也增加 当雷诺数增大时 面密度峰值降低曲线变平 结论 分离区流速低 切变率低 有利于红细胞聚集 血小板聚集和黏附 易导致血栓形成 二 高剪应力对血细胞流变性的影响当血液 血管出现异常变化 可能使原高剪应力进一步增高 导致血液流变性发生异常改变 这时血小板被激活 血小板 红细胞可释放二磷酸腺苷 ADP 等促聚物 这些PLT RBC连同它们释放的促聚物进入分离区后 因滞留时间较长 切应力低 易形成聚集体 甚至血栓 第三节动脉粥样硬化与血液流态的关系动脉粥样硬化部位 早期病变部位有强烈的选择性 大多发生在大中动脉弯曲分支 接头部位 发生机制 血浆蛋白作用 血管内膜损伤 动脉平滑肌细胞增殖 动脉壁代谢改变和血栓形成等 一 壁剪应力相关说 局部高壁剪应力可导致血管内膜损伤 剪应力阈值 变化的高壁剪应力可导致血管内膜增厚 损伤 血管内膜在变化的高剪应力作用下可导致血管内膜增厚 硬化 也可损伤内膜 二 流动分离相关说 分离区滞流细胞溶解 释放促聚 凝血物质 可导致血管内膜损伤 分离区物质交换率很低可导致内皮层退化 分离区血流剪变率低可导致血栓形成 三 压力相关说过低血压能产生损伤内膜的 抽吸 作用 四 湍流相关说湍流形成使血管壁会受较强变化的剪应力和压力作用 可使血管壁振动 血管内皮细胞变性和损伤 第四章血细胞流变学红细胞 RBC 95 血细胞白细胞 WBC 0 13 血小板 PLT 4 9 上面是各细胞与血细胞总体积的百分比第一节红细胞的流变性一 红细胞的基本结构 美丽 多变的红细胞 红细胞的结构比较简单 由细胞膜及内液 胞浆 组成 成熟的红细胞没有细胞核 细胞膜 多种蛋白质 50 膜血影蛋白 spectrin 肌动蛋白 actin 锚蛋白 ankyrin 等长链蛋白 脂质 42 磷脂 胆固醇 糖脂等 糖类 8 脂质双分子层磷脂 卵磷脂 脑磷脂 丝氨酸磷脂 神经鞘磷脂 胆固醇 糖脂红细胞膜脂质双分子层 膜骨架其厚度相当于正常红细胞直径的1 500 70 100 球蛋白分子部分镶嵌于脂质双分子层内 部分突出于脂质双分子层表面 球蛋白分子可在脂质双分子层上移动 这些可移动的球蛋白分子 与脂质双分子层内表面的长链蛋白分子相连 以这些蛋白分子为主体互相交联成纤维网状结构 即为红细胞膜的骨架 对脂质双分子层起支撑作用 脂质双分子层具有液体般的流动性 膜骨架在决定膜的稳定性 红细胞的形状和变形性等力学性质方面起着重要的作用 内液 胞浆 血红蛋白 MCH 溶液浓度27 37g dl平均浓度33g dl红细胞平均含血红蛋白30pg血红蛋白溶液粘度 内粘度 6 7mPas 二 红细胞的流变性 红细胞的变形性1 决定红细胞的变形性的内在因素 红细胞膜的力学性质 流动性 膜上磷脂可处于晶胶相 凝胶相 和液晶相 溶胶相 两种相态 晶胶相膜的脂肪酸链排列整齐致密脂双层流动性小 液晶相膜的脂肪酸链排列整齐但疏松 脂双层流动性大 常温下红细胞膜的磷脂多处于液晶相态 膜的微粘度愈大 膜的流动性愈小 脂双层中胆固醇与磷脂的比值愈高 膜的流动性愈差 红细胞膜绕内液的坦克履带样运动 膜的粘弹性 外力作用时间 100s弹性体作用时间为5 10min粘弹体 蠕变 塑性形变 影响膜的粘弹性的因素 a 膜中三磷酸腺苷 ATP 是Ca2 的螯合剂 可降低膜中钙的浓度 ATP Ca2 红细胞膜变硬 变形性降低 b Ca2 与Mg2 比值 胆固醇与磷脂的比值均可导致膜硬度增加 变形性降低 c 膜血影蛋白会因Ca2 的存在而凝集 说明二者的相互作用是控制红细胞变形性重要因素 d 除去膜血影蛋白和肌动蛋白膜骨架立即消失 1 6 红细胞内粘度当血红蛋白浓度从27g dl 37g dl时 内粘度从5mPas 15mPas对其变形性影响不大 当血红蛋白浓度 37g dl时 红细胞内粘度呈指数增长 此时 红细胞内粘度成为影响红细胞变形的决定因素 血红蛋白的理化性质 溶解度 稳定性 氧饱和度及PH值都可影响红细胞内粘度 红细胞的几何形状平均体积 94 m3同体积球表面积 100 m2自由静止红细胞表面积 135 m2球形指数 对球式中V A分别表示红细胞的体积和表面积 球形指数愈小 V A不变下 红细胞愈易形变 正常红细胞的球形指数 2 影响红细胞的变形性的外在因素 流场中的剪变率 毛细血管直径 血细胞浓度 介质粘度 pH值 渗透压 红细胞的聚集性1 血浆蛋白的桥联作用纤维蛋白原 球蛋白分子可吸附在红细胞表面 把相邻的红细胞桥联起来形成聚集体 2 剪变率作用切变率大 切应力也大 实验证明 当切变率时 正常人红细胞就开始聚集 3 静电斥力作用血细胞都带负电荷 其静电斥力抑制红细胞的聚集 另外影响红细胞流变性的因素还有 饮食因素 酒精因素 吸烟因素 第二节血小板的流变性一 血小板的形态和结构 血小板的形态呈两面凸起的圆盘形或椭圆形 厚约1 m直径为2 4 m 血小板可分为三个区域 外周区 溶胶 凝胶区和细胞器 颗粒状 区胞浆通常呈淡蓝色 染色后呈浅红色呈淡紫红色 血小板的结构外周区 外衣 膜和膜下区 外衣 包在血小板最外面 含有糖蛋白和一些酶 功能 粘附 聚集膜 丰富的脂蛋白 磷脂化合物 血小板因子 凝血 膜下区 膜下细丝作用 支持形态溶胶 凝胶区 微管 微丝 成分是有收缩性的蛋白质 维持形态和收缩凝血块 细胞器区 颗粒 致密体 止血 凝血 颗粒 血小板纤维蛋白原 酸性水解酶致密体 含多种物质参与止血 凝血过程 收缩血管 血小板激活时的形态和结构的改变 血小板在损伤的血管壁处发生粘附 血小板相互发生聚集 血小板颗粒集中和伪足形成 外观形态发生改变 内容物外逸颗粒与小管结合等 血小板膜的化学组成1 脂质 35 磷脂 65 75 胆固醇 20 25 和糖脂 2 5 2 糖类和糖蛋白 含有丰富的糖质 粘多糖 糖蛋白和糖脂3 蛋白质 除膜收缩蛋白外还有许多内源性酶 血小板的受体 血小板的抗原 血小板细胞器1 致密体 含有钙 ADP ATP 5 羟色胺 焦磷酸盐 肾上腺素及抗血浆素等 与血小板的物质储藏及释放功能有关 2 颗粒 血小板第4因子 具有抗肝素作用 血小板衍生生长因子 有利于损伤血管壁的修复 纤维连接素 可能对血小板在内皮下胶原组织的粘附中起作用 3 溶酶体 主要是降解蛋白的酶 还有过氧化氢酶 4 线粒体 有助于ATP的合成 血小板的内膜系统1 表面开放小管系统 将血小板颗粒所释放的物质输送至细胞外 2 致密小管系统 调节血小板内钙离子的流动 引起血小板形态的改变 颗粒集中和分泌 血小板细胞支架和收缩器1 微管 微管环状带系一柔韧的细胞支架 使血小板维持圆盘状形态 2 微丝 是球形肌动蛋白的聚合体 在血小板收缩和细胞支架中起重要作用 二 血小板与凝血因子的关系1 血小板的粘附需要与因子 R vWF相结合2 凝血酶和纤维蛋白的生成需要与因子Xa和因子 结合以形成凝血酶原复合物 3 血小板的激活需要与凝血酶结合 4 血小板的聚集需要与纤维蛋白原或纤维蛋白结合 三 血小板的功能主要功能 聚集 黏附 释放 收缩 和吸附等 在止血 凝血和血栓形成中起重要作用 也是其主要流变特性 血小板的聚集性 两大促聚因素 1 剪切力作用诱导血小板的聚集激活血小板的剪应力范围是 0 0005 0 0015当 0 0005时 尽管很小但足以改变血小板形态 使其肿胀成球形 伸出伪足 形成聚集体 聚集速度 聚集速度在一定切变率范围内 血小板聚集速度随切变率增加而增大 聚集程度 切应力对血小板的聚集呈双向作用 当时 随 增加 聚集作用增强 程度增大 最大发生在切变率的范围内 聚集体的解聚 若无纤维蛋白存在 在切应力作用下 血小板聚集体发生解聚 在血管分叉 急弯和狭窄部位 血小板容易形成聚集体 2 诱导剂诱导血小板聚集ADP 5 羟色胺 凝血酶 胶原 肾上腺素 儿茶酚胺 前列腺素 PG 内过氧化物PGG2 PGH2 血栓素A2与血小板激活因子等 都是诱导剂 但ADP促聚必须有纤维蛋白原存在 血小板变形时 其表面就形成纤维蛋白原受体 使纤维蛋白原结合到血小板膜上而形成聚集 结论 凡能促进血小板内环磷脂酸苷 cAMP 减少的物质 都可诱导PLT聚集 凡能使血小板内环磷脂酸苷 cAMP 增加的物质 都可抑制PLT聚集 抑制剂 如 前列腺素E1 PGE1 6 酮 PGE1 环内过氧化物 PGD2 前列腺环素 PGI2 潘生丁 和阿司匹林等 血小板粘附性 三个内在因素 三个力学因素 血小板黏附于异物 血管内皮损伤处或粗糙表面的现象 称为血小板黏附 1 血小板膜糖蛋白GPIb2 血管性假血友病因子vWF3 皮下组织 正常血管内皮表面有防止血小板黏附的作用 至少有三个原因 有薄而光滑内皮细胞内衬 循环中血小板不可能与内皮接触 血管内皮表面吸附着带负电的蛋白质分子层 对血小板和凝血因子起排斥作用 血管内皮细胞能产生前列腺环素 PGI2 抑制血小板黏附 白血栓红血栓 内皮下组织影响血小板粘附程度的力学因素1 血流速度 血管中流速愈高 管壁处速度梯度 切变率 愈大 血小板浓度愈大 黏附增加 2 剪变率 一般血小板黏附到内皮下损伤处或异物表面的数量随切变率增加而增加 3 弥散系数 指血液流层中血小板向管壁做垂直流层的速度 弥散系数与管壁附近血小板的浓度梯度成正比 切变率 弥散系数 血小板黏附增加 红细胞浓度 弥散系数 血小板黏附增加 血小板的收缩与释放功能1 血小板收缩功能微管和微丝 收缩蛋白 占血小板蛋白15 20 可使血小板聚集体收缩 凝血块回缩变固 血小板伪足形成 伸展以及释放反应中颗粒内容物分泌 2 血小板释放反应是血小板颗粒内容物被释放到细胞外的现象 凡能促进血小板聚集的因素 都可引起PLT释放 凡能抑制PLT聚集的因素都能抑制血小板释放 释放反应分两种 a 原发性 主要释放致密体内容物 如ADP 5 羟色胺 焦磷酸 儿茶酚胺 血小板因子 PF4 及Ca2 等物质 b 继发性 主要释放 颗粒内容物 如ADP ATP 纤维蛋白原 各种溶酶体酶等物质 受刺激还能放出血栓素A2 释放反应后 血小板膜依然完整 并非解体 四 血小板生成的调节 细胞生长因子的作用 铁与血小板生成的关系 红细胞对血小板生成的影响 某些激素对血小板生成的调节 脾脏的作用 第三节白细胞的流变性一 白细胞的基本形态与分类 有核无色 无颗粒淋巴20 40 单核3 8 嗜酸性粒细胞0 5 5 有颗粒嗜碱性粒细胞0 1 中性粒细胞50 70 粒细胞在血液中约一半附着于小血管壁上 另一半在血中循环 被称为循环白细胞 常说白细胞总数实际仅反映后一半 健康成人白细胞总数为4000 10000个 mm3 白细胞直径为10 22 m形态上 未变形白细胞呈球形或蛋形 细胞膜表面有突起状皱褶 洁白 无畏的白细胞 巨噬细胞 白细胞显微结构 淋巴细胞 嗜中性粒细胞 单核细胞 二 白细胞的流变性 白细胞的趋边流动 与以下二因素有关 1 剪变率对白细胞径向分布的影响观察表明 低切变率时 白细胞主要出现在最外层 随切变率增加 白细胞逐渐向管中心集中 体内毛细血管中切变率较高 白细胞趋边流动不明显 毛细管后静脉中切变率降低 白细胞出现明显的趋边流动 2 红细胞的浓度和聚集对白细胞径向分布的影响流速为1 2mm s 1 Hct 0时 99 的白细胞在细管中心区流动 红细胞压积分别为10 和40 则分布有34 和47 的白细胞趋边流动 在低流速下 红细胞浓度愈高 白细胞趋边流动愈明显 白细胞的粘附性白细胞黏着在小血管壁上的现象称为白细胞黏附 尤以微静脉中更甚 白细胞黏附于血管内壁 使管腔变窄 流阻增加 影响微循环 白细胞的黏附还随血脂的升高而增强 黏附的白细胞可释放多种物质 通过多种途径损伤血管内皮细胞 使动脉粥样硬化 促使血栓形成 白细胞的聚集性白细胞活化刺激物可引起白细胞发生快速 可逆聚集 HammerSchmidt认为补体激活引起白细胞聚集 其聚集体堵塞小血管 白细胞释放毒性物质 损伤血管壁 可能是某些缺血性疾病及心肌损伤的病理机制之一 Fisher发现 趋化因子FMLP可增加中性粒细胞的聚集性 但不影响淋巴细胞的聚集性 白细胞的变形性1 白细胞的主动变形指无外力作用下 白细胞自发发生的变形 最典型的是吞噬过程的形变 白细胞伸出伪足做变形运动 借以经毛细血管内皮细胞穿过管壁进入组织间隙 称为血细胞渗出 要消耗自身的能量此变形运动以中性粒细胞最活跃 单核细胞次之 2 白细胞的被动变形指在外力作用下所发生的形变 其像黏弹体 应力松弛 蠕变 应力滞后 短暂受力后 白细胞表现为弹性响应 其弹性模量比红细胞大几个数量级 内黏度比红细胞大2000倍 球形指数比红细胞大得多 变形性较差 白细胞还受环境条件 如悬浮液的PH值 渗透压的影响 3 白细胞的嵌塞在微血管入口 分支 狭窄处 如内皮细胞突出管腔处 白细胞黏附于管壁处 引起血流缓慢或暂时断流 称为白细胞嵌塞 正常时 白细胞嵌塞较少见 嵌塞时间也短 对微循环灌注影响不大 在病理状态下白细胞数量大增 当白 白细胞数量达20 103 mm3时 直径小于5 m的毛细血管约一半时间 因白细胞嵌塞而停止血液灌注 在病理状态下 白细胞嵌塞可引起微循环障碍造成组织缺血 缺氧 酸中毒 甚至休克 第五章血液的流变性第一节血液的理化性质一 血液的组成血液 血浆 牛流 血细胞 非牛流 血浆中 91 92 是水 其余以血浆蛋白占绝大部分 其中主要有四类物质 1 血浆蛋白纤维蛋白原0 2 0 4g dl白蛋白4 0 4 8g dl球蛋白2 0 3 0g dl2 非蛋白含氮化合物 尿素 氨基酸 胆红素 尿酸 肌酸 肌酐 多肽 氨等与蛋白质代谢有关的物质 3 不含氮有机化合物 糖类 主要葡萄糖 脂类 胆固醇 三酰甘油 磷脂 游离脂肪酸 酮体 乳酸等物质 4 电解质 无机盐 血浆中无机盐正离子主要有及少量 等 负离子主要有 等 二 血液的理化性质1 密度 血液1 050 1 060红细胞1 090 1 092血浆1 025 1 0302 渗透压 渗透 指水分子从纯水或低浓度溶液中通过半透膜向高浓度溶液中运动的现象 渗透压 指溶液促使水分子从半透膜低浓度溶液一侧向高浓度溶液一侧中渗透的力量 渗透压公式中 c为溶液浓度单位 mol m 3R 8 314J mol 1 K 1普适气体恒量 的单位是pa 溶液浓度常用毫渗透摩尔浓度 简称毫渗量 升 符号mOsm L 1 它是指每升溶液中能产生渗透效果的各种溶质微粒 分子 离子 的总和 临床以280 320mOsm L 1作为等渗溶液标准 低于或高于此范围称为低渗或高渗溶液 血浆渗透压是血浆中溶质颗粒吸水量的总和 血浆中有多种溶质颗粒 可分为两类 1 低分子晶体物质如 无机离子 尿素 葡萄糖等 2 高分子胶体物质如 血浆蛋白 由晶体物质 如电解质形成的渗透压称为晶体渗透压 约占血浆总渗透压的99 6 其中 由Na 和Cl 2形成的渗透压占血浆总渗透压的80 由胶体物质形成的渗透压 称为胶体渗透压约占血浆总渗透压的0 4 3 pH值 正常 7 35 静脉血 7 45 动脉血 低于7 35为酸中毒 高于7 45为碱中毒 红细胞内血红蛋白溶液的PH值为7 396 4 血液的导电特性 血细胞表面有负电荷血液的电阻率1 60 2 30血浆的电阻率0 70 0 80红细胞的电阻率7 0以上 第二节血液的粘度一 几种血液粘度的定义1 相对粘度 血液的表观粘度与血浆粘度之比2 还原粘度 3 比粘度 血液的表观粘度与水的粘度之比三者之间的相互关系为 二 影响血液粘度的因素 剪变率 时 随增大血液粘度迅速减小 当继续增大 缓慢趋于最小值 红细胞压积 1 红细胞压积对血液粘度的影响式中aD为粘度剪切依赖系数 与红细胞聚集程度和切变率有关 2 影响红细胞压积的因素 温度 海拔高度 吸烟 酒精 心理因素 红细胞聚集性红细胞聚集性愈大 在低切变率下聚集程度愈大 粘度愈高 NP为正常血样的相对黏度与切变率 关系的对数曲线 NA是正常红细胞与含11 白蛋白的Ringer溶液组成的悬浮液的与关系的对数曲线 HA是戊二醛固化的红细胞与含11 白蛋白的Ringer溶液组成的悬浮液之与关系的对数曲线 红细胞变形性随增大 红细胞变形程度增大 血液粘度降低 当 50s 1时 血液黏度趋于一稳定值 此值即血液的卡森黏度 在此高切变率范围 血液黏度几乎不变 可看作牛顿流体 血浆粘度血浆含有多种物质 以蛋白质对其黏度影响最大 纤维蛋白原 球蛋白 白蛋白 脂类的影响等而下之 式中 w 水的粘度 b 为常数 c 为每100ml血浆中蛋白质克数 三 人血液流变性分区按随的变化分为四区 区段 不再随变化 血液可看作牛顿流体 区段 血液可看作假塑性流体 粘度下降由红细胞变形引起 区段 血液表现为触变流体 由红细胞解聚引起 区段 当时 血液处于 固态 状 不流动 当时 血液开始流动 且 血液表现为粘弹体 其特性是红细胞聚集而形成空间弱网络结构逐渐解聚所致 第三节微循环的流变性微循环是指细动脉和细静脉之间的血液循环 此时血管直径 一 红细胞的向轴集中和血浆层 红细胞的向轴集中 红细胞沿径向移动向管轴及其附近集中的现象称为向轴集中 研究表明 红细胞的变形性是引起向轴集中的重要因素 变形性愈好 切变率愈大 向轴集中速度愈快 因为平均剪变率与平均流速成正比 P14 因此 红细胞的向轴集中速度随管中平均流速增大而加快 血浆层 由红细胞的向轴集中引起 可起到润滑作用 随平均流速增大而增加 为微米数量级 血管直径D越小 血浆层相对厚度 D越大 愈大 愈厚 二 法 林效应及其逆转 一 法 林效应 管半径r 1mm时 与r无关 当管半径r 1mm时 随r变小而降低的现象 称为法 林效应 二 法 林效应的逆转 当管半径小到一定程度 1 5 r 7 0 m 微血管临界半径 时 血液的表观黏度随管径的减小非但不降低 反而急剧增高的现象称为法 林效应的逆转 r 1mm 与r无关r 1mm r 法 林效应的逆转 r r临界 r 随管径的减小而急剧增高 第六章临床常用血液流变学指标第一节血液粘度一 测量血液粘度的方法 测量粘度的血样 1 血样采集2 血样抗凝3 血样放置时间4 血浆制备5 测量温度 旋转粘度计法 三点法 毛细管粘度计法 二 血液粘度测量结果的意义 和都大于正常值 红细胞流变性有变化 正常而增大 红细胞流变性正常但红细胞压积增大 增大正常 红细胞流变性有变化红细胞压积降低 第二节红细胞压积一 测量红细胞压积的方法 温氏法 1 采血与抗凝2 加血样入压积管3 测量红细胞压积 离心力公式 RCF 11 8 10 6 N2RN 为转速 r min 1 R 为离心半径 cm 即从转轴到离心管底部的距离 RCF的数值是重力加速度g的倍数 毛细管法1 测量器材 微量高速离心机 玻璃毛细管 橡皮泥板 红细胞压积读数板 2 测量方法 采血 测红细胞压积二 测量红细胞压积的临床意义红细胞压积增高 血液粘度升高 血液瘀滞 微循环障碍 血栓 第三节血浆纤维蛋白原一 微量热沉淀法1 采血与分离血浆2 形成纤维蛋白凝块3 分离纤维蛋白原4 测读与计算 二 测量血浆纤维蛋白原的临床意义血浆纤维蛋白原浓度增高 血浆粘度增高 红细胞 血小板聚集性增加 血液处于高粘 高凝状态 血浆纤维蛋白原浓度与肥胖呈正相关 与饮酒呈负相关 第四节红细胞变形性指标一 测量红细胞刚性指数IR和TK值 IR和TK值的定义1 红细胞刚性指数IR的定义2 红细胞刚性指数TK的定义 测量方法1 测量血样 全血 红细胞悬浮液的配制2 测量各量 测量 测量血样 二 测量红细胞滤速EFR 红细胞变形指数DI 测量仪 测量方法1 样品配制 2 测量 3 测量滤过时间ts和 计算EFR DI红细胞滤速EFR为 式中ts和tk分别为悬浮介质Tris HCl 或PBS 缓冲液和红细胞悬浮液通过滤膜的时间 红细胞变形指数DI为三 测量红细胞滤过指数IF 式中ts和tg分别为悬浮介质和红细胞悬浮液通过滤膜的时间 四 测量红细胞变形性指数的临床意义红细胞变形性差 很难通过毛细管 动脉全血粘度增加 红细胞聚集性增加 流阻增大 影响微循环灌注 甚至造成微循环障碍 红细胞变形性减弱 在一些缺血性疾病的发生发展中起重要作用 并且是某些疾病的主要病因或重要的临床表现 第五节红细胞聚集性指标一 测量红细胞聚集指数红细胞聚集指数红细胞聚集指数 为时 低切变率全血粘度 二 测量血沉 ESR 方程K值当时 ESR 0解此微分方程可得令 R 1 Hct lnHct 则 血沉的正常参考值 男0 15女0 20血沉方程K值的正常参考值 男49 2026 36女58 4226 77三 测量红细胞聚集性指数的临床意义临床多种疾病可引起红细胞聚集性异常 炎症时免疫球蛋白IGM增加 促使红细胞聚集性显著增强其聚集指数显著增加 缺血性心脏病 心肌梗死患者红细胞聚集指数明显增大 红细胞形成聚集体 使血液粘度升高 其升高的程度与红细胞聚集程度之间呈正相关 第六节血小板粘附率一 血小板粘附率的定义血小板粘附率 二 玻璃球瓶法测量血小板粘附率1 试剂配制 109mmol 枸橼酸钠抗凝剂的配制 血小板稀释液的配制 1 硅油 乙醚溶液的配制 2 器具的硅化 消毒灭菌 洗净烘干 硅化处理 3 测量方法 调机准备 采血与抗凝 血小板在球瓶内粘附 血小板计数 计算血小板粘附率 影响血小板粘附率的因素 球瓶内表面积大小 旋转时间和速度 抗凝剂种类和浓度 采血后15 20min测量为宜 红细胞压积 释放的ADP及机械性冲撞 服用药物 测量前三天忌服阿司匹林等抑制血小板黏附性药物 三 测量血小板粘附率的临床意义可引起血小板粘附率增高的疾病有 冠心病 脑血栓形成 高血压 高脂血症 雷诺病 肥胖症 糖尿病 高胆固醇血症等 其黏附率高 血液呈现高凝态 易形成血栓 可引起血小板粘附率降低的疾病有 再障 血小板无力症 白血病 假血友病 肝硬化 尿毒症等 其黏附率低 呈现易出血倾向 第七节血小板聚集率一 比浊法测量血小板聚集率1 诱导剂配制 二磷酸腺苷 花生四烯酸 胶原 肾上腺素 凝血酶 瑞斯托毒素 2 测量方法 采血与抗凝 制备PRP和PPP 调准PRP和PPP基线 描记聚集曲线 计算聚集率 PRP和PPP分别表示富含血小板血浆和贫含血小板血浆 血小板聚集率 3 影响血小板聚集的因素 药物减弱血小板聚集性 阿司匹林抑制血小板聚集性可持续一周 采血前一周禁服此类药物 高脂血可降低PRP的透光度 影响测量结果 采血前禁饮牛奶 豆浆和高脂食物 应在采血后3h内测量 反复穿刺会使组织液混入血样 形成少量凝血酶导致血小板聚集 低温会使血小板聚集性增强 血样存放温度15 200C为宜 测量温度370C 血样浓度统一选为150 109 500 109L 1因血小板浓度降低 聚集程度和速度下降 红细胞含量大于5000 L 1会降低血样透光度 血小板聚集性随血样中枸橼酸浓度降低而增高 对贫血患者 血浆中枸橼酸浓度低 应根据Hct加入较正常者多的枸橼酸钠 EDTA 乙二胺四乙酸 能鳌合钙离子 阻碍ADP诱导血小板聚集 故不用EDTA而用枸橼酸抗凝 pH值为6 8 8 5的样液有最佳聚集效果 否则样液聚集性下降 甚至消失 为防碱化样液试管要盖严 二 测量血小板聚集率的临床意义血小板聚集率异常与许多疾病的发生 发展密切相关 血小板聚集功能亢进 对引起和加重心肌缺血是非常重要的因素 血小板被激活 发生聚集 除参与血栓形成外 聚集时TXA2水平升高还可引起冠脉痉挛 引起微血栓 造成心肌血管阻塞 使心肌微循环发生障碍 血瘀症病人血小板聚集功 功能异常 因此血小板功能异常可能是血瘀症的重要因素 第八节体外形成血栓指标一 测量方法1 调整仪器2 开机3 采血与血栓形成4 测量血栓指标 测血栓长度 测血栓湿重 测血栓干重 6 影响测量结果的因素 转环和器具硅化与否 转环在转盘上的松紧度要适当 温度对塑料环标记容量1 8ml的影响 5 药物溶栓率的计算 采血方法与注意事项 药物影响 采血前三天忌用阿司匹林 丹参 蝮蛇抗栓酶 肝素 藻酸双脂钠等活血化淤 抗栓 降脂和抗血小板聚集类药物 二 测量体外形成血栓指标 药物溶栓率临床意义多种疾病引起体外形成血栓指标异常 并随病情的加重而增加 测定体外形成血栓指标可判断药物疗效 进行药物筛选 第九节红细胞电泳指标1 测量红细胞电泳时间计算可得红细胞往返通过两个小方格的平均电泳时间为 2 计算红细胞电泳速率 电泳率 电泳速率 电泳率单位 m cm v s电泳时间 电泳速率 电泳率均表示红细胞带电指标 第七章血液流变学疾病第一节血液粘滞异常综合征一 血液粘滞异常综合征许多西医疾病都伴有血液流变性异常 对西医疾病 血液流变性改变一般没有特异性 是表征一种基本的病理过程 不特指某种疾病 由一个或数个血液粘滞因素非一过性异常所致的基本病理过程称为血液粘滞异常综合征1 血液高粘滞综合征 由一个或数个血液粘滞因素非一过性增高所致的血液粘滞异常综合征称为血液高粘滞综合征 上述血液粘滞因素增高 对红细胞变形性指标 指其刚性指数IR TK 滤速EFR 过滤指数IF 而非其变形指数DI2 血液低粘滞综合征 由一个或数个血液粘滞因素非一过性降低所致的血液粘滞异常综合征称为血液低粘滞综合征 二 血液粘滞异常综合征的分型 细胞增多型 浓稠型 表现为三种血细胞 一种 两种或三种数量增多 以红细胞增多最常见 故 临床上以红细胞压积为其指标 最典型是真性红细胞增多症 还有高山病 先心病 慢性肺部疾病 法洛四联 症 充血性心力衰竭 烧烫伤等 细胞聚集增强型表现为红细胞和 或 血小板聚集性增强 导致血液低切变率黏度增高 常见病 缺血性脑卒中 冠心病 心肌梗塞 血栓闭塞性脉管炎 糖尿病 肺栓塞 雷诺病等 红细胞刚性增强型表现为红细胞刚性增强 变形性降低 导致血液高切变率黏度增高 典型 镰状血红蛋白病 慢性溶血性贫血病 缺氧症 遗传性球形红细胞症 酸中毒症 高血渗透压症等 红细胞刚性是影响微循环灌注的关键因素 血浆粘度增高型表现为血浆黏度增高 血清黏度 纤维蛋白原含量会影响血浆黏度 血清中其他蛋白质 脂质和糖类高分子化合物都会影响血清黏度 典型 巨球蛋白血症 高脂血症 多发性骨髓瘤 球蛋白增多症 重症妊娠中毒等 血浆粘度增高型血液高粘滞综合征可分为如下二级亚型 1 巨球蛋白增高型表现为巨球蛋IgM增高 巨球蛋IgG或IgA增高 前者有原发性巨球蛋增多症 后者 有多发性骨髓瘤等 2 纤维蛋白原增高型表现为血浆纤维蛋白原含量增高 其疾病有 心梗 缺血性脑卒中 肿瘤 肝硬化等 3 球蛋白增高型表现为球蛋白含量增高 其疾病有 肺心病 慢性肺炎 慢性肝炎等 4 血脂增高型表现为血浆脂类含量增高 疾病有 高脂血症 糖尿病 脂肪肝 黄色瘤等 5 核酸增高型表现为血浆核酸含量增高 疾病有 白血病等 临床患者有单一亚型和混合亚型之分 在诊断 治疗和预后过程中应充分注意 第二节血液高粘滞综合征的病因及危害一 血液高粘滞综合征的病因血液高粘滞综合征可以是原发性的 也可以是继发性或并发性的 病因较复杂 尚未完全清楚 引起血液高粘滞综合征的病因可以分成两大类 1 基本病因继发或并发于某些疾病是血液高粘滞综合征的基本病因 许多临床疾病都可继发或并发血液高粘滞综合征 如 高脂血症 高血压 缺血性脑卒中 冠心病 肾病综合征 红细胞增多症 肺心病 糖尿病 精神分裂症 脑衰 肝衰 呼吸衰竭 循环衰竭 遗传或免疫异常 休克等 2 促进因素促进血液高粘滞综合征的因素有 感染 发热 情绪应激 体力应激 变态反应 创伤 吸烟 饮酒 食谱异常和地理 环境等 两者可单独作用 也可协同作用 影响一个和 或 多个血液粘滞因素异常 如某些癌症可使红细胞集聚性 全血及血浆黏度增高 又如感染或发热可使红细胞和 或 血小板聚集性增高 故血液黏度增高 情绪应激可使胆固醇含量 血液黏度 血细胞压积 血小板数量 血小板黏附性 红细胞内黏度 三酰甘油含量增大 肾上腺素及儿茶酚胺分泌速率升高 儿茶酚胺产生过剩可增加血小板聚集性 促进血栓形成 应激可导致一系列病理生理变化 血液高粘滞综合征与此密切相关 二 血液高粘滞综合征对健康的影响 影响脏器微循环血液灌注血液处于高粘滞态 其流变因素一个或多个增高 如 Hct RBC聚集性 PLT聚集和黏附性 法 林效应逆转 临界半径 a 流阻 脏器微 微循环血液灌注 脏器微循环血液灌注不足 造成缺血 缺氧 酸中毒 出现微循环障碍 使血液流变性更加恶化 发生恶性循环 这是许多疾病发生的基础和中心环节 作为某些疾病发生 发展的重要因素 研究表明 血液高粘滞综合征是引发或加重心梗 缺血性中风 高血压 冠心病 心绞痛 肺心病 糖尿病 外周血管 栓塞性疾病 慢性肝肾疾病 休克及其他一些疾病的重要因素 故 不必苛求是因还是果 促成动脉血管粥样硬化的重要因素血液粘度增高 血液流阻增大 血压升高 动脉血管内膜受剪应力增大 这种内摩擦力的长期作用 使动脉血管内膜变性 损伤 血液高粘滞综合征长期存在 将促进动脉粥样硬化 第三节血液高粘滞综合征的诊断一 临床血液流变学检测报告单 设计指标检测报告单的原则 包含诊断血液高粘滞综合征及其亚型所必须的基本指标 选取敏感性好 干扰因素少的一个指标列入报告单 给出同一型号检测仪器在本地区检测到的正常参考值 临床血液流变学检测报告单 二 血液流变学指标检测的应用 诊断血液高粘滞综合征将报告单中的监测结果与正常参考值比较可分析诊断患者是高 低 黏滞综合症及为何种亚型 根据异常增高的指标数量 严重程度 可对病情 病程做出判断和预后 预示发生心肌梗死 脑血管梗死的倾向心梗 脑梗是严重的疾病 死亡率高 其发生涉及许多因素 其中血液流变学因素是很重要的方面 血液流变学指标检测为及时进行预防性治疗 降低高黏 高凝状态 预防中风 心梗等疾病的发生 提示可能有潜在疾病一些国家已把血液粘滞因素增高作为预防医学的重要内容 许多疾病的症状和体征出现前 就引起若干血液粘滞因素增高 这提示可能有潜在的疾病 如心 脑 提供了依据 血管疾病出现临床症状前 往往有一项或多项血液流变学指标增高 这标志疾病的无症状病程已经开始 又如早期过小的恶性肿瘤患者通常已出现血浆黏度明显增高 红细胞聚集明显增强 且纤维蛋白原含量明显升高 血管疾病出现临床症状前 往往有一项或多项血液流变学指标增高 这标志疾病的无症状病程已经开始 又如早期过小的恶性肿瘤患者通常已出现血浆黏度明显增高 红细胞聚集明显增强 且纤维蛋白原含量明显升高 应用于血液流变学科研用于血液高粘滞综合征的药物和治疗方法 必须通过检验患者的血液流变学指标才能判定其疗效 确定其用量 使用方法和疗程 检测血液流变学指标已成为血液流变学临床应用和科研的重要环节 内蒙古医学院附属医院血液流变学病员号 1号姓名 XXX性别 女年龄 35住院号 床位 7 23科别 外名称测量值正常参考值全血粘度 mpa s 3001 s 3 97 3 38 1 00全血粘度 mpa s 1151 s 4 54 0 4 59 2 57全血粘度 mpa s 1 001 s 13 40 12 51 9 21血浆粘度 mpa s 1 48 0 1 51 1 21相对粘度2 67 0 3 50 2 00红细胞聚集指数9 03 0 18 00 8 00全血还原粘度0 18 0 1 00 0 15红细胞变形指数0 96 0 1 00 0 90红细胞电泳时间 s 9 23 0 18 74 6 00红细胞电泳率 um cm s v 27 08 0 41 60 14 27细胞迁移率 26 00 0 40 00 13 00 细胞迁移率 26 00 0 40 00 13 00红细胞压积 HCT 45 00 43 00 37 00血浆压积 55 00 63 00 57 00纤维蛋白原 PFC g l 3 53 0 4 00 2 00脑血流量 mL 100g min 43 89 0 200 00 40 00血栓长度 mm 8 00 0 13 10 6 90血栓湿重 mg 39 00 0 60 00 37 00血栓干重 mg 7 00 0 12 40 6 20血栓形成率 17 95 31 00 26 00透光度血小板粘附率 15 75 0 36 00 4 00血小板聚集率 6 00 40 00 15 00血沉方程K值48 29 0 141 00 13 80校正血沉K值71 66 0 195 00 20 50血沉 mm h 12 00 33 70 12 30血糖 MML L 4 70 0 3 90 6 10 注 表示测量高于参考值 表示测量低于参考值 0 表示测量值正常 报告人 XXXXXX检查日期 2004年08月19日 第八章一些疾病与血液高粘滞综合征第一节循环系统疾病与血液高粘滞综合征一 高脂血症血脂是血浆 血清中脂类的统称 主要有胆固醇 三酰甘油 磷脂 游离脂肪酸等 临床资料表明 高脂血症呈现血液高粘滞综合征 1 流变学检测表现为全血高 低切变率黏度增高 血浆黏度轻度增高 红细胞刚性指数 聚集指数 血沉方程K值 血小板黏附率 聚集率增高 红细胞 血小板电泳时间增加 此种流态往往造成红细胞在微血管中形成聚集体 血流缓慢 流量减小 血液淤滞 呈现微循环障碍 2 血液高黏滞成因红细胞膜的更新主要依靠与血浆脂质交 换 高脂血症血浆脂质含量超常 低密度脂蛋白可将游离胆固醇带入红细胞中 使膜中胆固醇与磷脂比值增高 其作用为 a 使红细胞膜的微黏度增大 流动性下降 b 使红细胞形态发生改变 变成棘状或刺状 这都使红细胞变形性降低 高切变率血液黏度度增大 患者血浆大分子脂蛋白过多使血浆 血液黏度增高 导致前述流变学改变 有报道 红细胞 血小板聚集与高密度脂蛋白胆固醇 HDL CH 和载脂蛋白ApoA1水平呈负相关 与低密度脂蛋白胆固醇 LDL CH 和载脂蛋白ApoB100水平呈正相关 血脂激活血小板 使其活化增高 是血小板发生聚集反应机制之一 被激活的血小板释放凝血因子使纤维蛋白原转化加快 凝血性增强 脂质过氧化的中间产物自由基与最终分解产物丙二醛 MDA 可对细胞膜起损伤作用 也能破坏膜结构的内质网 溶酶体 线粒体等并影响其功能 多不饱和脂肪酸 PVFA 的脂质过氧