血液流变学电子教案52

1、 一微循环的灌流特点一微循环的灌流特点 流速慢，约为流速慢，约为0.4mm/s0.4mm/s-1-1，流动雷诺数很小，约，流动雷诺数很小，约1010-2-21010-3-3，粘性力占主导地位，惯性力可忽略。，粘性力占主导地位，惯性力可忽略。 血液再不能看作均质流体，而看成有血细胞血液再不能看作均质流体，而看成有血细胞和血浆组成的二相流。和血浆组成的二相流。 毛细血管壁可渗漏，血液中的流体与血管外毛细血管壁可渗漏，血液中的流体与血管外周组织之间，存在着流体与其它物质的交换，是周组织之间，存在着流体与其它物质的交换，是一个热力学开放系统。毛细血管的渗漏性质包括一个热力学开放系统。毛细血管的渗漏性质

2、包括泄漏与渗透两个方面。泄漏与渗透两个方面。 具有随机性和突然性具有随机性和突然性 二、微循环血流的流态二、微循环血流的流态 1 1微血管中血流的搏动性微血管中血流的搏动性 早期一般认早期一般认为动脉系统中血流呈搏动流，微动脉、毛为动脉系统中血流呈搏动流，微动脉、毛细血管中血流稳定，由于测量技术的提高，细血管中血流稳定，由于测量技术的提高，证明了不同脏器的微血管血流也呈搏动流，证明了不同脏器的微血管血流也呈搏动流，这种流动状态也是由心脏的节律性运动所这种流动状态也是由心脏的节律性运动所引起的。引起的。 2 2毛细血管中血流呈间歇流毛细血管中血流呈间歇流 毛细血管中血流很不稳定，这种不稳定不是由

3、心脏搏动毛细血管中血流很不稳定，这种不稳定不是由心脏搏动引起的，它没有周期性引起的，它没有周期性. . 原因原因: :一般认为与毛细血管前括约肌的舒缩状态有关，一般认为与毛细血管前括约肌的舒缩状态有关，毛细血管前括约肌被认为相当于毛细血管前括约肌被认为相当于“分闸门分闸门”，它位于真，它位于真毛细血管的入口处，它控制毛细血管血液流速和血液分毛细血管的入口处，它控制毛细血管血液流速和血液分布。布。此外此外，毛细血管中血细胞的流变行为也会引起间歇，毛细血管中血细胞的流变行为也会引起间歇性血流，红细胞的变形能力强，比较容易通过毛细血管，性血流，红细胞的变形能力强，比较容易通过毛细血管，但白细胞体积较

4、大，而且被动变形能力差，很难迅速通但白细胞体积较大，而且被动变形能力差，很难迅速通过狭窄毛细血管腔，常可引起血流不畅，甚至血流停滞过狭窄毛细血管腔，常可引起血流不畅，甚至血流停滞 3 3塞流塞流 微血管中流速剖面的分析表明，任何微血管中流微血管中流速剖面的分析表明，任何微血管中流速的径向分布在很大度上取决于流动的血细胞直速的径向分布在很大度上取决于流动的血细胞直径与血管直径之比，在很细的血管中，血细胞直径与血管直径之比，在很细的血管中，血细胞直径与血管直径相同时，此时血流的特点是中心移径与血管直径相同时，此时血流的特点是中心移动的细胞与其周边的血浆层以相似的速度流动，动的细胞与其周边的血浆层以

5、相似的速度流动，这种流动形式称之为塞流这种流动形式称之为塞流 可以认为，在微血管中简单的可以认为，在微血管中简单的poiseuillepoiseuille流动是流动是不存在的不存在的 4 4毛细血管中的团流毛细血管中的团流 protheroprothero和和burtonburton等通过体外模拟实验观察到变等通过体外模拟实验观察到变形的红细胞单个纵行通过毛细血管、各细胞间被形的红细胞单个纵行通过毛细血管、各细胞间被血浆段分离的现象，他们把这种现象称为血浆段分离的现象，他们把这种现象称为“团团流流”。血液团流时的能量消耗约比无细胞血浆作。血液团流时的能量消耗约比无细胞血浆作poiseuille

6、poiseuille流动时消耗的能量仅高约流动时消耗的能量仅高约30%30%，在流，在流动的红细胞之间的血浆呈现一种特殊的环行运动。动的红细胞之间的血浆呈现一种特殊的环行运动。团流使血管中的血流阻力增大。也有一些学者认团流使血管中的血流阻力增大。也有一些学者认为：这种血浆运动不仅有利于微血流向前推进，为：这种血浆运动不仅有利于微血流向前推进，而且可以引起对流和混合作用，能增加通过毛细而且可以引起对流和混合作用，能增加通过毛细血管壁的热交换率和气体物质交换血管壁的热交换率和气体物质交换 5 5片流片流 由于肺泡毛细血管很短，而且由于肺泡毛细血管很短，而且相互结合密切，成为平面网，因此肺泡的相互结

7、合密切，成为平面网，因此肺泡的毛细血管网的血流可以近似看作片流，比毛细血管网的血流可以近似看作片流，比看作管流更合适。肺胞内血流分布和红细看作管流更合适。肺胞内血流分布和红细胞的氧化有密切关系，因而在生理学上具胞的氧化有密切关系，因而在生理学上具有重要意义有重要意义 三血液在微血管中的血流效应三血液在微血管中的血流效应 （一）（一） 血浆层和红细胞的轴向集中血浆层和红细胞的轴向集中1 1、血浆层的形成：、血浆层的形成：血液流过较细管道时，里面悬浮的红血液流过较细管道时，里面悬浮的红细胞有向管轴心集中的现象，结果在管壁附近形成一个不细胞有向管轴心集中的现象，结果在管壁附近形成一个不含红细胞的区域

8、。含红细胞的区域。2 2、影响血浆层厚度、影响血浆层厚度的因素的因素（1 1）平均流速：）平均流速：随平均流速增加而增加。随平均流速增加而增加。（2 2）管道内径：）管道内径：随管道内径增加而减小。随管道内径增加而减小。（3 3）剪变率：）剪变率：随剪变率增加而增加。随剪变率增加而增加。（4 4）红细胞压积：）红细胞压积：随红细胞压积增高而减小。随红细胞压积增高而减小。红细胞的向轴集中红细胞的向轴集中 血液在小血管中流动时，壁面附近的红细胞血液在小血管中流动时，壁面附近的红细胞向管轴方向移动的现象称为红细胞的向轴集中。向管轴方向移动的现象称为红细胞的向轴集中。 影响红细胞向轴集中的因素：影响红

9、细胞向轴集中的因素：（1 1）内因：）内因：红细胞极易变形。红细胞极易变形。（2 2）外因：）外因：剪变率的分布（剪变率愈大，集中速度愈快）剪变率的分布（剪变率愈大，集中速度愈快）平均流速（平均流速增大，集中速度增加）平均流速（平均流速增大，集中速度增加）管半径（管半径愈小，集中速度愈快）管半径（管半径愈小，集中速度愈快）二、二、sigmasigma效应效应1 1、研究对象：微动脉、微静脉。、研究对象：微动脉、微静脉。2 2、sigmasigma效应的流动模型效应的流动模型3 3、流量及表观粘度、流量及表观粘度2040)1 (8rlprq细管中流量细管中流量粗管中表观粘度粗管中表观粘度为为a

10、时的流量时的流量lprqa840比较二式可得比较二式可得20)1 (ra4 4、sigmasigma效应：在足够小的血管中，效应：在足够小的血管中，血液的表血液的表观粘度随管径的减小而降低的现象。观粘度随管径的减小而降低的现象。三、法氏（三、法氏（fahraeusfahraeus）效应）效应1 1、fahraeusfahraeus效应：当红细胞压积一定的血液，效应：当红细胞压积一定的血液，从大直径的管道流入较细管道中时，细管道中的从大直径的管道流入较细管道中时，细管道中的红细胞压积红细胞压积hcthct随自身管径的减小而降低的现象。随自身管径的减小而降低的现象。容器内红细胞压积容器内红细胞压积

11、h hr rh ht t /h/hf f毛细管中红细胞压积毛细管中红细胞压积 实验结果实验结果：(1)(1)对于给定的管径，对于给定的管径，h hr r与与h hf f的关系为直线。的关系为直线。(2)(2)当细管直径减小时，当细管直径减小时，h hr r随随h hf f线性增加较快，即斜线性增加较快，即斜率随管径减小而增大，反之亦然。率随管径减小而增大，反之亦然。(3)(3)当当h hf f一定时一定时, ,细管直径愈大细管直径愈大,h,hr r愈高愈高, ,即即h ht t愈接近愈接近h hf f. .(4)(4)当细管直径大于一定值，如管径在当细管直径大于一定值，如管径在128128m

12、m以上，以上，直线的斜率趋于零，即细管中红细胞压积与供血容器直线的斜率趋于零，即细管中红细胞压积与供血容器中红细胞压积成同一比例增加。中红细胞压积成同一比例增加。3 3、产生法氏效应的原因：、产生法氏效应的原因：（1 1）血浆撇取效应：）血浆撇取效应：（2 2）受分支管入口情况影响：）受分支管入口情况影响：（3 3）红细胞与血浆间的相对运动：）红细胞与血浆间的相对运动：血浆撇取效应与分支管口模型血浆撇取效应与分支管口模型四、法四、法- -林效应林效应1 1、法、法- -林效应的林效应的实验装置。实验装置。2 2、实验结果：当管半径大于、实验结果：当管半径大于1mm1mm时，血液的表观时，血液的

13、表观粘度与管径的大小无关；当管半径小于粘度与管径的大小无关；当管半径小于1mm1mm时，时，血液的表观粘度随管径的减小而降低。见图血液的表观粘度随管径的减小而降低。见图3 3、法、法- -林效应产生的原因：林效应产生的原因：fahraeusfahraeus效应、血浆层、效应、血浆层、sigmasigma效应、管壁效应。效应、管壁效应。图图5-45-41 1、法、法- -林效应的逆转：当管径减小到一定数值时，林效应的逆转：当管径减小到一定数值时，血液的表观粘度必将随管径的减小而急剧上升，血液的表观粘度必将随管径的减小而急剧上升，这就是法这就是法- -林效应的逆转。见图林效应的逆转。见图图图4-1

14、4 4-14 法法- -林效应及其逆转林效应及其逆转五、法五、法- -林效应的逆转林效应的逆转2 2、临界半径：法、临界半径：法- -林效应发生逆转时的管半径。林效应发生逆转时的管半径。正常情况下，临界半径为正常情况下，临界半径为1.51.57.0 7.0 。3 3、影响临界半径的因素及造成的影响：、影响临界半径的因素及造成的影响：因素：因素：phph值、红细胞聚集（变形、压积）、值、红细胞聚集（变形、压积）、pltplt的聚集等多种因素。的聚集等多种因素。影响：由于法影响：由于法- -林效应使血液的表观粘度急剧林效应使血液的表观粘度急剧上升，微循环的阻力将大大增加，必将影响微上升，微循环的阻

15、力将大大增加，必将影响微循环血液灌注。循环血液灌注。 m六、管壁效应六、管壁效应1 1、管壁效应：让血液、血浆通过内表面覆盖纤维、管壁效应：让血液、血浆通过内表面覆盖纤维蛋白层的毛细管，比在相同剪变率下，通过其它蛋白层的毛细管，比在相同剪变率下，通过其它任何一种物质覆盖内壁的毛细管测得的粘度小。任何一种物质覆盖内壁的毛细管测得的粘度小。一、微循环中红细胞的流变行为一、微循环中红细胞的流变行为（一）红细胞的可变形性及膜旋转（一）红细胞的可变形性及膜旋转膜旋转即为红细胞的坦克履带运动，血液的切应力可以通膜旋转即为红细胞的坦克履带运动，血液的切应力可以通过膜旋转而传入红细胞内，使红细胞更能适应力的变

16、化而过膜旋转而传入红细胞内，使红细胞更能适应力的变化而变形，有利于红细胞内氧气、血红蛋白、氧合血红蛋白的变形，有利于红细胞内氧气、血红蛋白、氧合血红蛋白的混合。在正常状态下，血液中的红细胞都有相对固定的流混合。在正常状态下，血液中的红细胞都有相对固定的流动方位，这会减少其与相邻细胞、血管壁间的碰撞机会。动方位，这会减少其与相邻细胞、血管壁间的碰撞机会。体内红细胞流动时的定向、变形、膜旋转可以降低血液粘体内红细胞流动时的定向、变形、膜旋转可以降低血液粘性力的消耗，减少由于红细胞存在而引起对血桨流动的干性力的消耗，减少由于红细胞存在而引起对血桨流动的干扰，有利于血液的流动，红细胞的变形使它容易通过

17、比它扰，有利于血液的流动，红细胞的变形使它容易通过比它直径小的营养毛细血管，有利于红细胞对氧的摄取和释放。直径小的营养毛细血管，有利于红细胞对氧的摄取和释放。在小动脉微动脉中，红细胞变形使血流呈向轴集中，并因在小动脉微动脉中，红细胞变形使血流呈向轴集中，并因此产生了此产生了fahraeus-lindqvistfahraeus-lindqvist效应，明显降低了微血管中效应，明显降低了微血管中血液粘度。血液粘度。红细胞变形能力降低直接影响微循环的灌注红细胞变形能力降低直接影响微循环的灌注流量。流量。 同时，红细胞的变形性还会影响毛细血管同时，红细胞的变形性还会影响毛细血管的生成的生成 （二）红细

18、胞聚集对微循环的影响（二）红细胞聚集对微循环的影响 微动脉、毛细血管中切变率较高，足以引起红微动脉、毛细血管中切变率较高，足以引起红细胞解聚和变形，而毛细血管后静脉、微静脉细胞解聚和变形，而毛细血管后静脉、微静脉中，切变率较低，无论在生理或病理状态，都中，切变率较低，无论在生理或病理状态，都是红细胞聚集的好发部位是红细胞聚集的好发部位 即使在正常流态下，血液流经微静脉时，亦即使在正常流态下，血液流经微静脉时，亦可以继发流态变化，使红细胞容易聚集，不可以继发流态变化，使红细胞容易聚集，不过此时不会影响其正常功能。在病理状态下过此时不会影响其正常功能。在病理状态下却会引发严重聚集，引起不良后果却会

19、引发严重聚集，引起不良后果 微循环紊乱时，红细胞聚集体可给机体带来微循环紊乱时，红细胞聚集体可给机体带来一系列不良影响：血流阻力和血液粘度增一系列不良影响：血流阻力和血液粘度增加，流速降低，氧的供给减少，加重血管内加，流速降低，氧的供给减少，加重血管内皮的损伤，致使血管通透性亢进，血浆外渗，皮的损伤，致使血管通透性亢进，血浆外渗，造成血管外周组织水肿，血管内溶液浓缩。造成血管外周组织水肿，血管内溶液浓缩。严重聚集时，聚集块会影响血流，附着于严重聚集时，聚集块会影响血流，附着于管壁时使管腔狭小，是血栓形成的主要因素管壁时使管腔狭小，是血栓形成的主要因素之一，同时，红细胞聚集块如同异物由脾、之一，同时，红细胞聚集块如同异物由脾、肝等网状内皮细胞系统吞噬消化。加重了网肝等网状内皮细胞系统吞噬消化。加重了网状内皮细胞系统负担。严重聚集时红细胞状内皮细胞系统负担。严重聚集时红细胞容易被破坏，加重贫血。容易被破坏，加重贫血。 二、毛细血管中的白细胞流变行为二、毛细血管中的白细胞流变行为和红细胞相比，白细