血液流變學(xué)電子教案5-2.

1、 一微循環(huán)的灌流特點(diǎn)一微循環(huán)的灌流特點(diǎn) 流速慢，約為流速慢，約為0.4mm/s0.4mm/s-1-1，流動(dòng)雷諾數(shù)很小，約，流動(dòng)雷諾數(shù)很小，約1010-2-21010-3-3，粘性力占主導(dǎo)地位，慣性力可忽略。，粘性力占主導(dǎo)地位，慣性力可忽略。 血液再不能看作均質(zhì)流體，而看成有血細(xì)胞血液再不能看作均質(zhì)流體，而看成有血細(xì)胞和血漿組成的二相流。和血漿組成的二相流。 毛細(xì)血管壁可滲漏，血液中的流體與血管外毛細(xì)血管壁可滲漏，血液中的流體與血管外周組織之間，存在著流體與其它物質(zhì)的交換，是周組織之間，存在著流體與其它物質(zhì)的交換，是一個(gè)熱力學(xué)開(kāi)放系統(tǒng)。毛細(xì)血管的滲漏性質(zhì)包括一個(gè)熱力學(xué)開(kāi)放系統(tǒng)。毛細(xì)血管的滲漏性質(zhì)

2、包括泄漏與滲透兩個(gè)方面。泄漏與滲透兩個(gè)方面。 具有隨機(jī)性和突然性具有隨機(jī)性和突然性 二、微循環(huán)血流的流態(tài)二、微循環(huán)血流的流態(tài) 1 1微血管中血流的搏動(dòng)性微血管中血流的搏動(dòng)性 早期一般認(rèn)早期一般認(rèn)為動(dòng)脈系統(tǒng)中血流呈搏動(dòng)流，微動(dòng)脈、毛為動(dòng)脈系統(tǒng)中血流呈搏動(dòng)流，微動(dòng)脈、毛細(xì)血管中血流穩(wěn)定，由于測(cè)量技術(shù)的提高，細(xì)血管中血流穩(wěn)定，由于測(cè)量技術(shù)的提高，證明了不同臟器的微血管血流也呈搏動(dòng)流，證明了不同臟器的微血管血流也呈搏動(dòng)流，這種流動(dòng)狀態(tài)也是由心臟的節(jié)律性運(yùn)動(dòng)所這種流動(dòng)狀態(tài)也是由心臟的節(jié)律性運(yùn)動(dòng)所引起的。引起的。 2 2毛細(xì)血管中血流呈間歇流毛細(xì)血管中血流呈間歇流 毛細(xì)血管中血流很不穩(wěn)定，這種不穩(wěn)定不是由

3、心臟搏動(dòng)毛細(xì)血管中血流很不穩(wěn)定，這種不穩(wěn)定不是由心臟搏動(dòng)引起的，它沒(méi)有周期性引起的，它沒(méi)有周期性. . 原因原因: :一般認(rèn)為與毛細(xì)血管前括約肌的舒縮狀態(tài)有關(guān)，一般認(rèn)為與毛細(xì)血管前括約肌的舒縮狀態(tài)有關(guān)，毛細(xì)血管前括約肌被認(rèn)為相當(dāng)于毛細(xì)血管前括約肌被認(rèn)為相當(dāng)于“分閘門(mén)分閘門(mén)”，它位于真，它位于真毛細(xì)血管的入口處，它控制毛細(xì)血管血液流速和血液分毛細(xì)血管的入口處，它控制毛細(xì)血管血液流速和血液分布。布。此外此外，毛細(xì)血管中血細(xì)胞的流變行為也會(huì)引起間歇，毛細(xì)血管中血細(xì)胞的流變行為也會(huì)引起間歇性血流，紅細(xì)胞的變形能力強(qiáng)，比較容易通過(guò)毛細(xì)血管，性血流，紅細(xì)胞的變形能力強(qiáng)，比較容易通過(guò)毛細(xì)血管，但白細(xì)胞體積較

4、大，而且被動(dòng)變形能力差，很難迅速通但白細(xì)胞體積較大，而且被動(dòng)變形能力差，很難迅速通過(guò)狹窄毛細(xì)血管腔，?？梢鹧鞑粫常踔裂魍^(guò)狹窄毛細(xì)血管腔，常可引起血流不暢，甚至血流停滯 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徑向分布在很大度上取決于流動(dòng)的血細(xì)胞直速的徑向分布在很大度上取決于流動(dòng)的血細(xì)胞直徑與血管直徑之比，在很細(xì)的血管中，血細(xì)胞直徑與血管直徑之比，在很細(xì)的血管中，血細(xì)胞直徑與血管直徑相同時(shí)，此時(shí)血流的特點(diǎn)是中心移徑與血管直徑相同時(shí)，此時(shí)血流的特點(diǎn)是中心移動(dòng)的細(xì)胞與其周邊的血漿層以相似的速度流動(dòng)，動(dòng)的細(xì)胞與其周邊的血漿層以

5、相似的速度流動(dòng)，這種流動(dòng)形式稱之為塞流這種流動(dòng)形式稱之為塞流 可以認(rèn)為，在微血管中簡(jiǎn)單的可以認(rèn)為，在微血管中簡(jiǎn)單的PoiseuillePoiseuille流動(dòng)是流動(dòng)是不存在的不存在的 4 4毛細(xì)血管中的團(tuán)流毛細(xì)血管中的團(tuán)流 ProtheroProthero和和BurtonBurton等通過(guò)體外模擬實(shí)驗(yàn)觀察到變等通過(guò)體外模擬實(shí)驗(yàn)觀察到變形的紅細(xì)胞單個(gè)縱行通過(guò)毛細(xì)血管、各細(xì)胞間被形的紅細(xì)胞單個(gè)縱行通過(guò)毛細(xì)血管、各細(xì)胞間被血漿段分離的現(xiàn)象，他們把這種現(xiàn)象稱為血漿段分離的現(xiàn)象，他們把這種現(xiàn)象稱為“團(tuán)團(tuán)流流”。血液團(tuán)流時(shí)的能量消耗約比無(wú)細(xì)胞血漿作。血液團(tuán)流時(shí)的能量消耗約比無(wú)細(xì)胞血漿作Poiseuille

6、Poiseuille流動(dòng)時(shí)消耗的能量?jī)H高約流動(dòng)時(shí)消耗的能量?jī)H高約30%30%，在流，在流動(dòng)的紅細(xì)胞之間的血漿呈現(xiàn)一種特殊的環(huán)行運(yùn)動(dòng)。動(dòng)的紅細(xì)胞之間的血漿呈現(xiàn)一種特殊的環(huán)行運(yùn)動(dòng)。團(tuán)流使血管中的血流阻力增大。也有一些學(xué)者認(rèn)團(tuán)流使血管中的血流阻力增大。也有一些學(xué)者認(rèn)為：這種血漿運(yùn)動(dòng)不僅有利于微血流向前推進(jìn)，為：這種血漿運(yùn)動(dòng)不僅有利于微血流向前推進(jìn)，而且可以引起對(duì)流和混合作用，能增加通過(guò)毛細(xì)而且可以引起對(duì)流和混合作用，能增加通過(guò)毛細(xì)血管壁的熱交換率和氣體物質(zhì)交換血管壁的熱交換率和氣體物質(zhì)交換 5 5片流片流 由于肺泡毛細(xì)血管很短，而且由于肺泡毛細(xì)血管很短，而且相互結(jié)合密切，成為平面網(wǎng)，因此肺泡的相互結(jié)

7、合密切，成為平面網(wǎng)，因此肺泡的毛細(xì)血管網(wǎng)的血流可以近似看作片流，比毛細(xì)血管網(wǎng)的血流可以近似看作片流，比看作管流更合適。肺胞內(nèi)血流分布和紅細(xì)看作管流更合適。肺胞內(nèi)血流分布和紅細(xì)胞的氧化有密切關(guān)系，因而在生理學(xué)上具胞的氧化有密切關(guān)系，因而在生理學(xué)上具有重要意義有重要意義 三血液在微血管中的血流效應(yīng)三血液在微血管中的血流效應(yīng) （一）（一） 血漿層和紅細(xì)胞的軸向集中血漿層和紅細(xì)胞的軸向集中1 1、血漿層的形成：、血漿層的形成：血液流過(guò)較細(xì)管道時(shí)，里面懸浮的紅血液流過(guò)較細(xì)管道時(shí)，里面懸浮的紅細(xì)胞有向管軸心集中的現(xiàn)象，結(jié)果在管壁附近形成一個(gè)不細(xì)胞有向管軸心集中的現(xiàn)象，結(jié)果在管壁附近形成一個(gè)不含紅細(xì)胞的區(qū)域

8、。含紅細(xì)胞的區(qū)域。2 2、影響血漿層厚度、影響血漿層厚度的因素的因素（1 1）平均流速：）平均流速：隨平均流速增加而增加。隨平均流速增加而增加。（2 2）管道內(nèi)徑：）管道內(nèi)徑：隨管道內(nèi)徑增加而減小。隨管道內(nèi)徑增加而減小。（3 3）剪變率：）剪變率：隨剪變率增加而增加。隨剪變率增加而增加。（4 4）紅細(xì)胞壓積：）紅細(xì)胞壓積：隨紅細(xì)胞壓積增高而減小。隨紅細(xì)胞壓積增高而減小。紅細(xì)胞的向軸集中紅細(xì)胞的向軸集中 血液在小血管中流動(dòng)時(shí)，壁面附近的紅細(xì)胞血液在小血管中流動(dòng)時(shí)，壁面附近的紅細(xì)胞向管軸方向移動(dòng)的現(xiàn)象稱為紅細(xì)胞的向軸集中。向管軸方向移動(dòng)的現(xiàn)象稱為紅細(xì)胞的向軸集中。 影響紅細(xì)胞向軸集中的因素：影響紅

9、細(xì)胞向軸集中的因素：（1 1）內(nèi)因：）內(nèi)因：紅細(xì)胞極易變形。紅細(xì)胞極易變形。（2 2）外因：）外因：剪變率的分布（剪變率愈大，集中速度愈快）剪變率的分布（剪變率愈大，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）管半徑（管半徑愈小，集中速度愈快）管半徑（管半徑愈小，集中速度愈快）二、二、SigmaSigma效應(yīng)效應(yīng)1 1、研究對(duì)象：微動(dòng)脈、微靜脈。、研究對(duì)象：微動(dòng)脈、微靜脈。2 2、SigmaSigma效應(yīng)的流動(dòng)模型效應(yīng)的流動(dòng)模型3 3、流量及表觀粘度、流量及表觀粘度2040)1 (8rlprQ細(xì)管中流量細(xì)管中流量粗管中表觀粘度粗管中表觀粘度為為a

10、時(shí)的流量時(shí)的流量lprQa840比較二式可得比較二式可得20)1 (ra4 4、SigmaSigma效應(yīng)：在足夠小的血管中，效應(yīng)：在足夠小的血管中，血液的表血液的表觀粘度隨管徑的減小而降低的現(xiàn)象。觀粘度隨管徑的減小而降低的現(xiàn)象。三、法氏（三、法氏（FahraeusFahraeus）效應(yīng)）效應(yīng)1 1、FahraeusFahraeus效應(yīng)：當(dāng)紅細(xì)胞壓積一定的血液，效應(yīng)：當(dāng)紅細(xì)胞壓積一定的血液，從大直徑的管道流入較細(xì)管道中時(shí)，細(xì)管道中的從大直徑的管道流入較細(xì)管道中時(shí)，細(xì)管道中的紅細(xì)胞壓積紅細(xì)胞壓積HctHct隨自身管徑的減小而降低的現(xiàn)象。隨自身管徑的減小而降低的現(xiàn)象。容器內(nèi)紅細(xì)胞壓積容器內(nèi)紅細(xì)胞壓積

11、H HR RH HT T /H/HF F毛細(xì)管中紅細(xì)胞壓積毛細(xì)管中紅細(xì)胞壓積 實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)結(jié)果：(1)(1)對(duì)于給定的管徑，對(duì)于給定的管徑，H HR R與與H HF F的關(guān)系為直線。的關(guān)系為直線。(2)(2)當(dāng)細(xì)管直徑減小時(shí)，當(dāng)細(xì)管直徑減小時(shí)，H HR R隨隨H HF F線性增加較快，即斜線性增加較快，即斜率隨管徑減小而增大，反之亦然。率隨管徑減小而增大，反之亦然。(3)(3)當(dāng)當(dāng)H HF F一定時(shí)一定時(shí), ,細(xì)管直徑愈大細(xì)管直徑愈大,H,HR R愈高愈高, ,即即H HT T愈接近愈接近H HF F. .(4)(4)當(dāng)細(xì)管直徑大于一定值，如管徑在當(dāng)細(xì)管直徑大于一定值，如管徑在128128m

12、m以上，以上，直線的斜率趨于零，即細(xì)管中紅細(xì)胞壓積與供血容器直線的斜率趨于零，即細(xì)管中紅細(xì)胞壓積與供血容器中紅細(xì)胞壓積成同一比例增加。中紅細(xì)胞壓積成同一比例增加。3 3、產(chǎn)生法氏效應(yīng)的原因：、產(chǎn)生法氏效應(yīng)的原因：（1 1）血漿撇取效應(yīng)：）血漿撇取效應(yīng)：（2 2）受分支管入口情況影響：）受分支管入口情況影響：（3 3）紅細(xì)胞與血漿間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)：）紅細(xì)胞與血漿間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)：血漿撇取效應(yīng)與分支管口模型血漿撇取效應(yīng)與分支管口模型四、法四、法- -林效應(yīng)林效應(yīng)1 1、法、法- -林效應(yīng)的林效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)裝置。2 2、實(shí)驗(yàn)結(jié)果：當(dāng)管半徑大于、實(shí)驗(yàn)結(jié)果：當(dāng)管半徑大于1mm1mm時(shí)，血液的表觀時(shí)，血液的

13、表觀粘度與管徑的大小無(wú)關(guān)；當(dāng)管半徑小于粘度與管徑的大小無(wú)關(guān)；當(dāng)管半徑小于1mm1mm時(shí)，時(shí)，血液的表觀粘度隨管徑的減小而降低。見(jiàn)圖血液的表觀粘度隨管徑的減小而降低。見(jiàn)圖3 3、法、法- -林效應(yīng)產(chǎn)生的原因：林效應(yīng)產(chǎn)生的原因：FahraeusFahraeus效應(yīng)、血漿層、效應(yīng)、血漿層、SigmaSigma效應(yīng)、管壁效應(yīng)。效應(yīng)、管壁效應(yīng)。圖圖5-45-41 1、法、法- -林效應(yīng)的逆轉(zhuǎn)：當(dāng)管徑減小到一定數(shù)值時(shí)，林效應(yīng)的逆轉(zhuǎn)：當(dāng)管徑減小到一定數(shù)值時(shí)，血液的表觀粘度必將隨管徑的減小而急劇上升，血液的表觀粘度必將隨管徑的減小而急劇上升，這就是法這就是法- -林效應(yīng)的逆轉(zhuǎn)。見(jiàn)圖林效應(yīng)的逆轉(zhuǎn)。見(jiàn)圖圖圖4-1

14、4 4-14 法法- -林效應(yīng)及其逆轉(zhuǎn)林效應(yīng)及其逆轉(zhuǎn)五、法五、法- -林效應(yīng)的逆轉(zhuǎn)林效應(yīng)的逆轉(zhuǎn)2 2、臨界半徑：法、臨界半徑：法- -林效應(yīng)發(fā)生逆轉(zhuǎn)時(shí)的管半徑。林效應(yīng)發(fā)生逆轉(zhuǎn)時(shí)的管半徑。正常情況下，臨界半徑為正常情況下，臨界半徑為1.51.57.0 7.0 。3 3、影響臨界半徑的因素及造成的影響：、影響臨界半徑的因素及造成的影響：因素：因素：PHPH值、紅細(xì)胞聚集（變形、壓積）、值、紅細(xì)胞聚集（變形、壓積）、PLTPLT的聚集等多種因素。的聚集等多種因素。影響：由于法影響：由于法- -林效應(yīng)使血液的表觀粘度急劇林效應(yīng)使血液的表觀粘度急劇上升，微循環(huán)的阻力將大大增加，必將影響微上升，微循環(huán)的阻

15、力將大大增加，必將影響微循環(huán)血液灌注。循環(huán)血液灌注。 m六、管壁效應(yīng)六、管壁效應(yīng)1 1、管壁效應(yīng)：讓血液、血漿通過(guò)內(nèi)表面覆蓋纖維、管壁效應(yīng)：讓血液、血漿通過(guò)內(nèi)表面覆蓋纖維蛋白層的毛細(xì)管，比在相同剪變率下，通過(guò)其它蛋白層的毛細(xì)管，比在相同剪變率下，通過(guò)其它任何一種物質(zhì)覆蓋內(nèi)壁的毛細(xì)管測(cè)得的粘度小。任何一種物質(zhì)覆蓋內(nèi)壁的毛細(xì)管測(cè)得的粘度小。一、微循環(huán)中紅細(xì)胞的流變行為一、微循環(huán)中紅細(xì)胞的流變行為（一）紅細(xì)胞的可變形性及膜旋轉(zhuǎn)（一）紅細(xì)胞的可變形性及膜旋轉(zhuǎn)膜旋轉(zhuǎn)即為紅細(xì)胞的坦克履帶運(yùn)動(dòng)，血液的切應(yīng)力可以通膜旋轉(zhuǎn)即為紅細(xì)胞的坦克履帶運(yùn)動(dòng)，血液的切應(yīng)力可以通過(guò)膜旋轉(zhuǎn)而傳入紅細(xì)胞內(nèi)，使紅細(xì)胞更能適應(yīng)力的變

16、化而過(guò)膜旋轉(zhuǎn)而傳入紅細(xì)胞內(nèi)，使紅細(xì)胞更能適應(yīng)力的變化而變形，有利于紅細(xì)胞內(nèi)氧氣、血紅蛋白、氧合血紅蛋白的變形，有利于紅細(xì)胞內(nèi)氧氣、血紅蛋白、氧合血紅蛋白的混合。在正常狀態(tài)下，血液中的紅細(xì)胞都有相對(duì)固定的流混合。在正常狀態(tài)下，血液中的紅細(xì)胞都有相對(duì)固定的流動(dòng)方位，這會(huì)減少其與相鄰細(xì)胞、血管壁間的碰撞機(jī)會(huì)。動(dòng)方位，這會(huì)減少其與相鄰細(xì)胞、血管壁間的碰撞機(jī)會(huì)。體內(nèi)紅細(xì)胞流動(dòng)時(shí)的定向、變形、膜旋轉(zhuǎn)可以降低血液粘體內(nèi)紅細(xì)胞流動(dòng)時(shí)的定向、變形、膜旋轉(zhuǎn)可以降低血液粘性力的消耗，減少由于紅細(xì)胞存在而引起對(duì)血槳流動(dòng)的干性力的消耗，減少由于紅細(xì)胞存在而引起對(duì)血槳流動(dòng)的干擾，有利于血液的流動(dòng)，紅細(xì)胞的變形使它容易通過(guò)

17、比它擾，有利于血液的流動(dòng)，紅細(xì)胞的變形使它容易通過(guò)比它直徑小的營(yíng)養(yǎng)毛細(xì)血管，有利于紅細(xì)胞對(duì)氧的攝取和釋放。直徑小的營(yíng)養(yǎng)毛細(xì)血管，有利于紅細(xì)胞對(duì)氧的攝取和釋放。在小動(dòng)脈微動(dòng)脈中，紅細(xì)胞變形使血流呈向軸集中，并因在小動(dòng)脈微動(dòng)脈中，紅細(xì)胞變形使血流呈向軸集中，并因此產(chǎn)生了此產(chǎn)生了Fahraeus-LindqvistFahraeus-Lindqvist效應(yīng)，明顯降低了微血管中效應(yīng)，明顯降低了微血管中血液粘度。血液粘度。紅細(xì)胞變形能力降低直接影響微循環(huán)的灌注紅細(xì)胞變形能力降低直接影響微循環(huán)的灌注流量。流量。 同時(shí)，紅細(xì)胞的變形性還會(huì)影響毛細(xì)血管同時(shí)，紅細(xì)胞的變形性還會(huì)影響毛細(xì)血管的生成的生成 （二）紅細(xì)

18、胞聚集對(duì)微循環(huán)的影響（二）紅細(xì)胞聚集對(duì)微循環(huán)的影響 微動(dòng)脈、毛細(xì)血管中切變率較高，足以引起紅微動(dòng)脈、毛細(xì)血管中切變率較高，足以引起紅細(xì)胞解聚和變形，而毛細(xì)血管后靜脈、微靜脈細(xì)胞解聚和變形，而毛細(xì)血管后靜脈、微靜脈中，切變率較低，無(wú)論在生理或病理狀態(tài)，都中，切變率較低，無(wú)論在生理或病理狀態(tài)，都是紅細(xì)胞聚集的好發(fā)部位是紅細(xì)胞聚集的好發(fā)部位 即使在正常流態(tài)下，血液流經(jīng)微靜脈時(shí)，亦即使在正常流態(tài)下，血液流經(jīng)微靜脈時(shí)，亦可以繼發(fā)流態(tài)變化，使紅細(xì)胞容易聚集，不可以繼發(fā)流態(tài)變化，使紅細(xì)胞容易聚集，不過(guò)此時(shí)不會(huì)影響其正常功能。在病理狀態(tài)下過(guò)此時(shí)不會(huì)影響其正常功能。在病理狀態(tài)下卻會(huì)引發(fā)嚴(yán)重聚集，引起不良后果卻會(huì)

19、引發(fā)嚴(yán)重聚集，引起不良后果 微循環(huán)紊亂時(shí)，紅細(xì)胞聚集體可給機(jī)體帶來(lái)微循環(huán)紊亂時(shí)，紅細(xì)胞聚集體可給機(jī)體帶來(lái)一系列不良影響：一系列不良影響：血流阻力和血液粘度增血流阻力和血液粘度增加，流速降低，氧的供給減少，加重血管內(nèi)加，流速降低，氧的供給減少，加重血管內(nèi)皮的損傷，致使血管通透性亢進(jìn)，血漿外滲，皮的損傷，致使血管通透性亢進(jìn)，血漿外滲，造成血管外周組織水腫，血管內(nèi)溶液濃縮。造成血管外周組織水腫，血管內(nèi)溶液濃縮。嚴(yán)重聚集時(shí)，聚集塊會(huì)影響血流，附著于嚴(yán)重聚集時(shí)，聚集塊會(huì)影響血流，附著于管壁時(shí)使管腔狹小，是血栓形成的主要因素管壁時(shí)使管腔狹小，是血栓形成的主要因素之一，同時(shí)，紅細(xì)胞聚集塊如同異物由脾、之一，同時(shí)，紅細(xì)胞聚集塊如同異物由脾、肝等網(wǎng)狀內(nèi)皮細(xì)胞系統(tǒng)吞噬消化。加重了網(wǎng)肝等網(wǎng)狀內(nèi)皮細(xì)胞系統(tǒng)吞噬消化。加重了網(wǎng)狀內(nèi)皮細(xì)胞系統(tǒng)負(fù)擔(dān)。狀內(nèi)皮細(xì)胞系統(tǒng)負(fù)擔(dān)。嚴(yán)重聚集時(shí)紅細(xì)胞嚴(yán)重聚集時(shí)紅細(xì)胞容易被破壞，加重貧血。容易被破壞，加重貧血。 二、毛細(xì)血管中的白細(xì)胞流變行為二、毛細(xì)血管中的白細(xì)胞流變行為和紅細(xì)胞相比，白細(xì)