白细胞的流变特性复习过程
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大血管中，血流速度快，管壁切应力大； 小血管中，血流速度慢，管壁切应力小； 细静脉中，血流速度、管壁切应力更小，
所以粘附多发生在小血管尤其是微静脉中。
粒细胞在血管内约有一半粘附在小血管壁上， 另一半参与血液循环。
医用物理学
第四章 分子动理论
白细胞粘附在血管壁→管径↘ →流阻↗ → 微循环障碍
炎症时、 血脂↗时
白细胞粘 附性↗
白细胞释 放反应
动脉粥样硬化、 血栓形成
通过多种途径 损伤血管细胞
医用物理学
第四章 分子动理论
毛细血管的管径最小，白细胞易接近血管， 是否易渗出
后细静脉管段切边率 最低，白细胞粘附率 ↗ ↗，更易在此处渗 出！
医用物理学
第四章 分子动理论
三、白细胞的聚集
白细胞活化刺激物可引起白细胞快速可逆的聚 集。其聚集体为几个白细胞组成的团块。
白细胞 聚集
阻塞下游 小血管
某些缺血性疾 病及心肌损伤
白细胞释放 毒性物质 损伤血管壁
医用物理学
第四章 分子动理论
四、白细胞的变形性(deformability)
1.主动变形： 无外力作用，消耗自 身能量，自发变形。
如炎症时，白细胞在 该处毛细血管处主动变形，渗出血管进入组织间 隙，集中到炎症反应区，用伪足包裹微生物形成 吞噬体（中性粒细胞、单核细胞）。
——活动期
医用物理学
第四章 分子动理论
§2 WBC的流变特性
一、WBC的趋边流动 （flowing to Blood wall)
---在血流缓慢流动的状态下，WBC靠近管壁流 动的现象。
v
医用物理学
第四章 分子动理论
影响白细胞趋边流动的因素：
1.切变率对白细胞趋边流动的影响
体内观察结果：
毛细血管中较高，趋边流动不明显； 毛细血管后静脉中， 较低，趋边流动明显。
医用物理学
第四章 分子动理论
▪WBC数与年龄有关，年龄越小，数越少，15岁 时达正常值；
▪ 与时相有关，下午2：00最多，凌晨最低； ▪ 运动有关，激烈运动时增加，停止运动数小时
后恢复原水平
▪在粗大血管中，WBC在全血中所占比例很小， 对全血的流变性影响可忽略，在小（微）血管中， WBC对血液循环的影响十分显著
医用物理学
第四章 分子动理论
二.分类
根据其形态差异 和细胞质内有无 特有的颗粒可分 为两大类五种细 胞。
20～40%
0.5～5% 50～70%
3～8%
0～1%
医用物理学
第四章 分子动理论
三.功能
防御外来侵袭,执行免疫 与吞噬作用,参与炎症反 应。在炎症、伤口愈合和 其它生理过程中起重要作 用。
由骨髓产生到完成生理功能分两个时期： （1）循环于血液中——非活动期 （2）穿过血管壁进入组织间隙完成生理功能
第四章 分子动理论
▪最新发现：急性心肌缺血 后，由于缺血区的灌注压 急剧降低，数小时后即可 出现较多的白细胞浸润并 阻塞毛细血管，从而加剧 心肌缺血状态。
▪白细胞数量达到20×103个 /mm3时，小于5μm的毛细 血管有一半时间嵌塞而使 血液滞流！
医用物理学
第四章 分子动理论
WBC缺血 区被激活
可见，白细胞的刚性>>红细胞。 另外，白细胞的变形性还受环境条件影响
医用物理学
第四章 分子动理论
正常和病理情况下的白细胞流变特性
引起可比较的变形所需的切应力（×102Pa）
200C
370C
中性粒细胞
15
12
淋巴细胞
20
18
慢性粒细胞白血
14
1
病时的粒细胞
急性粒细胞白血
23
1
病时的原粒细胞
慢性淋巴细胞白
释放反应、 活性物积聚
再灌注后部分 区域出现“无 复流”现象
血管收缩 管腔狭窄 更多毛细 管被嵌塞
可见白细胞与微循环的关系是双相的： 白细胞的流变性影响微循环，微循环灌注状态也 会影响白细胞的流变特性
医用物理学
η
第四章 分子动理论
WBC悬浮液 RBC悬浮液
20
H
实验发现：
利用白细胞抑制剂或抗白细胞血清治疗心
医用物理学
第四章 分子动理论
五.白细胞的嵌塞（impaction)
白细胞暂时堵塞微血管入口
处、分支处或粘附于血管壁
vv
，从而引起血流缓慢或暂时
断流的现象。
正常情况下，由于数量少，嵌塞少见。
疾病时
白细胞数量↗
变形能力↘
毛细血管
内△p ↘
组织缺水缺 氧、休克
微循环 障碍
大量WBC 嵌塞、t ↗
医用物理学
体外实验观察结果： 用抗凝人血，通过d=69μm的毛细管，结果表明： 低切时，白细胞主要出现在最外层，靠管壁流动； 切变率增加→WBC向管轴集中，与体内观察同。
WBC趋边流动 ； WBC趋边流动
医用物理学
第四章 分子动理论
2.红细胞浓度和聚集对白细胞趋边流动的影响
通过实验发现：血流速度为1.2mm/s时， H=0% ， 有99%白细胞在细管中心区流动； H=10%，有34%白细胞趋边流动； H=40%，有47%白细胞趋边流动。
低切下，红细胞浓度越高，趋边越明显。
炎症时，血浆成份改变，红细胞更易聚集，白细 胞更易趋边流动。
医用物理学
第四章 分子动理论
二、白细胞的粘附性(adhesiveness) ————白细胞粘附在小血管内壁的现象
粘附机制与化学因素有关也与流体力学因素有关
医用物理学
第四章 分子动理论
粘附力约为4×103N/cm2
医用物理学
第四章 分子动理论
▪白细胞的流变特性
医用物理学
第四章 分子动理论
疾病情况下: 如炎症，白细胞数目明显增加；
伤寒、严重败血症，白细胞数量明显减少。
白细胞数量低于4000个/mm3,称为白细胞减少症。 药物、放射线、感染、毒素等均可使粒细胞减少
典型表现为头晕、乏力，肢体酸软，食欲减退， 精神萎靡、低热，属祖国医学“虚劳”范畴。
21
1
血病时的粒细胞
原始淋巴细胞
23
1
正常红细胞
3
2
医用物理学
第章 分子动理论
结论：dw>dR ，变形能力<红细胞 v
实验证明： 白细胞开始变形到通过毛细血管所需时间比红 细胞长1000～2000倍， 由于变形能力差，线度大于红细胞，流经毛细 管时，常因不能及时变形，致使其缓慢通过毛 细管或阻塞细微血管入口处…
医用物理学
第四章 分子动理论
医用物理学
第四章 分子动理论
巨噬细胞吞食细菌
医用物理学
第四章 分子动理论
2.被动变形：
外力作用下发生的变形 速度比红细胞慢但比主动变形 快，所需应力较大变形后的恢 复慢。
研究表明：白细胞的η内≈红细胞η内的2000倍 球形指数Si>>红细胞； 短暂受力时，表现弹性响应。
所以粘附多发生在小血管尤其是微静脉中。
粒细胞在血管内约有一半粘附在小血管壁上， 另一半参与血液循环。
医用物理学
第四章 分子动理论
白细胞粘附在血管壁→管径↘ →流阻↗ → 微循环障碍
炎症时、 血脂↗时
白细胞粘 附性↗
白细胞释 放反应
动脉粥样硬化、 血栓形成
通过多种途径 损伤血管细胞
医用物理学
第四章 分子动理论
毛细血管的管径最小，白细胞易接近血管， 是否易渗出
后细静脉管段切边率 最低，白细胞粘附率 ↗ ↗，更易在此处渗 出！
医用物理学
第四章 分子动理论
三、白细胞的聚集
白细胞活化刺激物可引起白细胞快速可逆的聚 集。其聚集体为几个白细胞组成的团块。
白细胞 聚集
阻塞下游 小血管
某些缺血性疾 病及心肌损伤
白细胞释放 毒性物质 损伤血管壁
医用物理学
第四章 分子动理论
四、白细胞的变形性(deformability)
1.主动变形： 无外力作用，消耗自 身能量，自发变形。
如炎症时，白细胞在 该处毛细血管处主动变形，渗出血管进入组织间 隙，集中到炎症反应区，用伪足包裹微生物形成 吞噬体（中性粒细胞、单核细胞）。
——活动期
医用物理学
第四章 分子动理论
§2 WBC的流变特性
一、WBC的趋边流动 （flowing to Blood wall)
---在血流缓慢流动的状态下，WBC靠近管壁流 动的现象。
v
医用物理学
第四章 分子动理论
影响白细胞趋边流动的因素：
1.切变率对白细胞趋边流动的影响
体内观察结果：
毛细血管中较高，趋边流动不明显； 毛细血管后静脉中， 较低，趋边流动明显。
医用物理学
第四章 分子动理论
▪WBC数与年龄有关，年龄越小，数越少，15岁 时达正常值；
▪ 与时相有关，下午2：00最多，凌晨最低； ▪ 运动有关，激烈运动时增加，停止运动数小时
后恢复原水平
▪在粗大血管中，WBC在全血中所占比例很小， 对全血的流变性影响可忽略，在小（微）血管中， WBC对血液循环的影响十分显著
医用物理学
第四章 分子动理论
二.分类
根据其形态差异 和细胞质内有无 特有的颗粒可分 为两大类五种细 胞。
20～40%
0.5～5% 50～70%
3～8%
0～1%
医用物理学
第四章 分子动理论
三.功能
防御外来侵袭,执行免疫 与吞噬作用,参与炎症反 应。在炎症、伤口愈合和 其它生理过程中起重要作 用。
由骨髓产生到完成生理功能分两个时期： （1）循环于血液中——非活动期 （2）穿过血管壁进入组织间隙完成生理功能
第四章 分子动理论
▪最新发现：急性心肌缺血 后，由于缺血区的灌注压 急剧降低，数小时后即可 出现较多的白细胞浸润并 阻塞毛细血管，从而加剧 心肌缺血状态。
▪白细胞数量达到20×103个 /mm3时，小于5μm的毛细 血管有一半时间嵌塞而使 血液滞流！
医用物理学
第四章 分子动理论
WBC缺血 区被激活
可见，白细胞的刚性>>红细胞。 另外，白细胞的变形性还受环境条件影响
医用物理学
第四章 分子动理论
正常和病理情况下的白细胞流变特性
引起可比较的变形所需的切应力（×102Pa）
200C
370C
中性粒细胞
15
12
淋巴细胞
20
18
慢性粒细胞白血
14
1
病时的粒细胞
急性粒细胞白血
23
1
病时的原粒细胞
慢性淋巴细胞白
释放反应、 活性物积聚
再灌注后部分 区域出现“无 复流”现象
血管收缩 管腔狭窄 更多毛细 管被嵌塞
可见白细胞与微循环的关系是双相的： 白细胞的流变性影响微循环，微循环灌注状态也 会影响白细胞的流变特性
医用物理学
η
第四章 分子动理论
WBC悬浮液 RBC悬浮液
20
H
实验发现：
利用白细胞抑制剂或抗白细胞血清治疗心
医用物理学
第四章 分子动理论
五.白细胞的嵌塞（impaction)
白细胞暂时堵塞微血管入口
处、分支处或粘附于血管壁
vv
，从而引起血流缓慢或暂时
断流的现象。
正常情况下，由于数量少，嵌塞少见。
疾病时
白细胞数量↗
变形能力↘
毛细血管
内△p ↘
组织缺水缺 氧、休克
微循环 障碍
大量WBC 嵌塞、t ↗
医用物理学
体外实验观察结果： 用抗凝人血，通过d=69μm的毛细管，结果表明： 低切时，白细胞主要出现在最外层，靠管壁流动； 切变率增加→WBC向管轴集中，与体内观察同。
WBC趋边流动 ； WBC趋边流动
医用物理学
第四章 分子动理论
2.红细胞浓度和聚集对白细胞趋边流动的影响
通过实验发现：血流速度为1.2mm/s时， H=0% ， 有99%白细胞在细管中心区流动； H=10%，有34%白细胞趋边流动； H=40%，有47%白细胞趋边流动。
低切下，红细胞浓度越高，趋边越明显。
炎症时，血浆成份改变，红细胞更易聚集，白细 胞更易趋边流动。
医用物理学
第四章 分子动理论
二、白细胞的粘附性(adhesiveness) ————白细胞粘附在小血管内壁的现象
粘附机制与化学因素有关也与流体力学因素有关
医用物理学
第四章 分子动理论
粘附力约为4×103N/cm2
医用物理学
第四章 分子动理论
▪白细胞的流变特性
医用物理学
第四章 分子动理论
疾病情况下: 如炎症，白细胞数目明显增加；
伤寒、严重败血症，白细胞数量明显减少。
白细胞数量低于4000个/mm3,称为白细胞减少症。 药物、放射线、感染、毒素等均可使粒细胞减少
典型表现为头晕、乏力，肢体酸软，食欲减退， 精神萎靡、低热，属祖国医学“虚劳”范畴。
21
1
血病时的粒细胞
原始淋巴细胞
23
1
正常红细胞
3
2
医用物理学
第章 分子动理论
结论：dw>dR ，变形能力<红细胞 v
实验证明： 白细胞开始变形到通过毛细血管所需时间比红 细胞长1000～2000倍， 由于变形能力差，线度大于红细胞，流经毛细 管时，常因不能及时变形，致使其缓慢通过毛 细管或阻塞细微血管入口处…
医用物理学
第四章 分子动理论
医用物理学
第四章 分子动理论
巨噬细胞吞食细菌
医用物理学
第四章 分子动理论
2.被动变形：
外力作用下发生的变形 速度比红细胞慢但比主动变形 快，所需应力较大变形后的恢 复慢。
研究表明：白细胞的η内≈红细胞η内的2000倍 球形指数Si>>红细胞； 短暂受力时，表现弹性响应。