微循环的流变性

在人的皮肤、肠 系膜中首先发现 WBC的阻塞 出血性休克时， 骨骼肌毛细血管 中能见到WBC 的阻塞 缺血骨骼肌无血 流毛细血管中至 少有一个WBC
WBC移走后， 循环立即回复
4. 微循环中的血小板 由于体积小，在毛细血管中几乎不变形，若不被激 活，不发生黏附和聚集，对微循环影响不明显。
PLT被激活
③ 白细胞在狭窄的毛细血管内的流变行为，对 血细胞在分支点的分布有重要影响
④ 进入毛细血管后细静脉时，白细胞被推向管 壁→白细胞的速度↘→红细胞绕过前行→下游 血浆间隙↘、H↗→η↗
（2）WBC与内皮细胞间的相互作用
毛细血管中，挤压合力 使WBC变形，保持一薄 血浆层，以防止粘附
若驱动压梯度↘ 不能充分变形 WBC被扣获堵 塞毛细血管 膜与内皮细 胞膜接触 粘附力↗ →粘附
设：核心流为牛顿流体，粘度为η 二相流的表观粘度为 r0
轴心
壁
δ
4 a / 1 ( 1) r0 p
因为 η>ηp 所以ηa<η
r
且δ/ro↗→ηa↘
可见:在相同压力梯度下,由于血浆层的存在,使 ηa<η→R↘→Q↗.
二.法氏（Fahraeus）效应
——当血液从大血管流入毛细血管时，毛细血管 中的RBC比容HT小于大直径血管中的RBC比容HF的 现象。
§1.微循环
细动脉与细静脉之间的血液循环系统。
一、结构、特点
“总闸 门” 细动脉
动静脉 吻合枝
“分闸 门”
毛细血管前括约肌 真毛细血管
细静脉
“后闸 门” 微循环组成模式
功能：在血液和组织之间进行物质交换。 50μm 特点：管径小，数量多。 微循环血管的直径<100μm≈15 dRBC。
毛细血管的直径d<10μm
（4）严重聚集时，RBC易被破坏，加重贫血。
2.RBC的变形性在微循环中的作用
（1）是决定小血管中η↘的重要因素 变形性→轴向集中 →血浆撇取效应
（2）影响毛细血管内血流阻力（ ↘ R） （3）影响毛细血管的生成（ ↘t） 可见：任何引起RBC变形性降低的因素。都将对 微循环产生巨大影响
视网膜微 循环损伤
正常：rc=2～7μm 病态：甚至可达500μm
六. RBC的栓塞效应
毛细血管中，由于RBC的存在造成血流阻力增 加、血液粘度增加、血流量趋于零的现象。
当 b/r0→1时 ηa→∞，Q→0。
b 可证： a / 1 4 r0
4
δ r0
b
RBC变形性↘时，易出现b/r0→1的情况 →RBC栓塞效应
2.血浆层（δ=2～3μm ） ——微小血管壁附近出现的几乎没有RBC的血浆 区域。形成的根本原因就是RBC的径向迁移。
v↗→δ↗、H↗→δ↘、 切变率 ↗→δ↗、 r管径/rRBC ↗→δ/ r管径 ↘
δ
r0 轴心
r
壁
血浆层的存在起润滑作用，以降低血管内的流 阻R，有利于微循环灌注。
3.二相流（血浆层与中心流两部分组成）
在微循环中如何维持血液正常流动是研究许 多问题的关键，因而从流变学角度去研究微循环 显得尤为重要
二、微循环的流变特性
1.非连续性介质，是RBC与血浆的二相流。 2.血流速度慢(0.4mm/s)，有利于物质交换
3.动脉血压在细动脉中明显下降。
4.存在血浆层 5.可模拟为“凝胶内隧道”模型（力学性质） 6.雷诺数Re小 7.微血管中血流速度时刻可能发生变化 8.毛细血管壁是可泄漏的
组织缺 氧缺血
新生血 管形成
组织的耗氧状态是决 定毛细血管发生、生 长、形成循环的重要 因素
静止内皮 细胞转化
内皮细胞 游走增生
中空的盲管
3.微循环中的白细胞 （1）红细胞与白细胞的相互作用 ① 较大血管中，与红细胞随机碰撞，白细胞分 布随机。 红细胞叠连存在时，白细胞趋边流动， 叠连不存在时，白细胞可占据轴心， ② 进入毛细血管时，局部血流速度↘、流阻↗ 血细胞、血浆分布不均匀→高H区 。
些？
血小板的流变性
1. 血小板的流变特性受哪些流变参数的影响？ 2.为什么说涡流为PLT的聚集提供了场所？ 3.血栓好发部位的血液流态有什么特点？对血栓 形成有什么影响？
微循环的流变性
Hemorheology
Contents
1 2
微循环及其流变特性
微循环中的血液流动规律
3 血细胞流变特性对微循环的影响
72次/min 2盎司/次
每小时排血量：
1628年 《心血液运动论》
1661年 人类发明显微镜
生命现象中最 神奇最广泛的 物质交换活动 在此持续进行
微循环的血液流动
r04 p 2 Q (1 ) 8l r0
a
(1
r0

r0
ε
)2
r0↘,ε/ r0 ↗ ,ηa ↘
四、管壁效应
用毛细管粘度计测血液粘度时ηa不仅与管径有 关，且受管壁性质的影响的现象 纤维蛋白降低血液 表观粘度的作用血 液比血浆更明显
两种模型：
滑移模型、静电模型
血液、血浆分别通过玻璃 和纤维蛋白层表面细管
产生原因： 1.血浆撇取效应 2.分支口处的情况 RBC的方位 入口处的几何形状 3.RBC与血浆间的相对运动
α
vc:细管内红细胞的平均流速 HF vm:细管内血液的平均流速
HT
A
可证
HT=HFvm/vc ∴ HT<HF
由于血浆层的存在, 使 vc>vm
三.∑效应
——微小血管中，血液流层速度成阶梯式分布而引 起ηa随管径减小而降低的现象。在相同压力梯度 下，考虑∑效应时，相应的血流量将增大。
思考题
1. 微循环的血流特点有哪些？ 2. 红细胞的径向迁移取决于哪些因素？它能给 微循环带来哪些好处？ 3. 细胞的聚集与变形在微循 环中的作用是什么？
基础知识
1.牛顿流体及血液的流动曲线有什么特点？ 2.日常生活中哪些物体具有粘弹性？粘弹性物
体有哪些特点？ 3.圆管内的液体做定常流动时，管道内的切应力 与切变率做何分布？
很多不能通过细胞膜的物质大多能够通过毛细 血管壁，以保证跨毛细血管壁的物质交换。
§2.微循环中的血液流动规律
一.RBC的径向迁移与血浆层
1.RBC的径向迁移（轴向集中）
——RBC在血管中流动时，向管轴集中的现象。 变形性↗→迁移速度↗ 切变率↗→迁移速度↗ v↗→径向迁移速度↗ r↘→径向迁移速度↗
五.F-L效应及其逆转 1. F-L效应：当管径小于1mm时，血液的ηa随 管径减小而降低的现象。 产生原因： F氏效应、 血浆层、 ∑效应、 管壁效应。
狗血
人血
2. F-L效应逆转：
影响rc ↗的因素： （1）PH值 （2）PLT的聚集 （3）H↗ （4） RBC变形性↘ （5） RBC聚集性↗
静止 血球
静止 血球
血浆团流的存 在，将使血流 阻力增大
当RBC间隔=管半径 时，阻力增加一倍
红细胞的变形性将 使血流阻力减小 保持RBC变形性正 常，是十分必要的
3μ
§3.血细胞流变特性对微循环的影响
1.微血管中的RBHale Waihona Puke Baidu聚集
在正常血液循环 中，决定红细胞 聚集的主要因素 为流场中切变率 的大小
平均切变率
271s-1 69.2s-1 2.4~11.2s-1
动脉 细动 毛细
细静
静脉
病理、生理情况下，细静脉均为RBC聚集高发区
RBC聚集对肌体的不利影响为： （1）R↗→η↗、v↘→供氧不足→加重血管内皮 损伤、血管通透性亢进、血浆外渗。 （2）聚集块附着在管壁上时→r↘→血栓。 （3）严重聚集时，聚块如同异物，由脾、肝等 网状内皮细胞系统吞噬、消化，加重网状内皮细 胞系统的负担。
临界半径RL↗↗ 形成白色微栓子
血管闭塞
1. 壁栓→局部微血管阻滞 2. 白色血栓：形状不规则，直径大于WBC、挤 胀毛细血管→流动滞涩
总
微循环的流变特性
结
微循环中的血液流动规律： 红细胞的径向迁移与血浆层、法氏效应、∑效应、 管壁效应、F-L效应及逆转、红细胞的栓塞效应、 血细胞的流变特性对微循环的影响： 红细胞、 白细胞、血小板
血液的流变性
1. 哪些因素能导致血液粘度升高？血液粘度升高 将给肌体带来哪些影响？
2. 为什么要引入血液还原粘度的概念？
3. 试从微观的角度解释为什么低切时血液粘度随 切变率的升高而降低，高切时血液粘度与切变 率无关？
红细胞的流变性
1.红细胞有那些流变特性？ 2.影响红细胞变形性的内在与外在因素分别是什么？ 3.红细胞的聚集条件是什么？影响聚集的因素有哪
毛细血管中红细胞的个性将直接影响微血管， 特别是毛细血管的血流特性。
动脉血压在细动脉中明显下降
毛细血管中Re=10-2~10-4
Re 104 102 101 10-1 10-2
rv Re
惯性力可忽略
主 动
动 脉
细 动
毛 细
细
静
静 脉
细动脉的舒缩、分支口、狭窄部WBC、PLT 的瞬时阻塞→血压梯度、血流速度的改变。