血液的流变特性

血液的流变特性

一层流

血液的运动方式是流动，对于没有颗粒混合的单一性流体，若在试管内呈层状流动，则其截面上的流速呈抛物线样分布，这种流体运动特性称为层流。

二血液的黏滞性

当相邻的两层血液之间有相对运动时，会产生平行接触面的切向力，流动快的与流动慢的血液层之间便产生内摩擦力，通常称为血液的黏滞性。

三切应力

若血液流层的平行接触面积为S，接触面上所受的切向力为F，那么，驱动各层产生切线方向变形的力，作用于单位面积上的切向力F/S，就称为切应力，用表示

四切应变和切变率

液体分层流动中，在切向力的作用下，液层之间有一速度梯度，两流层间流动距离差与两流层间的距离之比称为切应变或切变。切应变随血液流动时间而成比例增加，这一随时间变化的切应变称为切变率，用γ表示。

五牛顿黏滞定律及黏度

某些液体流动时，切应力τ与切变率γ之比为一常数，即τ/γ=η，此即牛顿黏滞定律。该常数（η）的大小由液体的性质所决定，被称为液体的动力黏滞系数（或动力黏度）简称黏度。

在国际单位制（SI）中，切应力的单位为牛顿/米2，称为帕斯卡(Pa), 切变率的单位为秒-1(S-1),因而液体黏度η的单位为(Pa•s)

1 Pa•s=1000mPa•s（毫帕••秒）

1 Pa•s=1Cp(厘帕)

六牛顿液体与非牛顿液体

在一定温度下，液体的黏度值不随切变率变化而变化，为一常数，这类流体成为牛顿流体。其切应力与切变率的关系曲线（即流动曲线）为一条通过原点的直线，如水，血浆等即为牛顿流体。

事实上还有一些液体，在一定温度下，其黏度值是随切变率的变化而变化的。这类流体成为非牛顿液体，如高分子溶液，胶体粒子离散系统，血液等，切应力与切变率的关系为γ=f（τ）。

对于牛顿流体η为绝对黏滞常数，而对于非牛顿流体，该值则不为常数，可用ηa表示，称为表观黏度。ηa的变化规律随流体的性质不同而存在差异。非牛顿流体包括两大类，一类是ηa随γ的增加而减少，称为拟塑性流体，血液和多数生物体属于此类；与此相反，另一类液体其ηa随γ的增加而增加，称为膨胀性流体。

七血液在血管中的流动形式

血液是由多种成分组成的流体，在血管内流动时，愈靠近血管中心的部位流速愈快，反之则慢，在血管壁上的流速趋近于零，这种流动特性称为层流。在层流中同一断面管轴附近的流层速度较快，而切变率较小；距管轴愈远流速愈小，而切变率愈大。血液在血管中流动时，血细胞并不是弥散分布于整个血管，而是表现出明显的趋轴性，该现象称为轴流。愈接近血管轴心，血细胞愈密集；愈接近管壁，血细胞愈稀少。轴流的意义是可以最大限度地减少血细胞与血管内皮细胞之间的接触机会，从而减少血细胞的黏附，聚集和沉积的概率。

八血液的流变特性

1基本概念

（1）血液黏度：全血为非牛顿流体，全血黏度与血细胞比容和血浆成分有着密切的关系。当血细胞比容为0时，血液为牛顿流体，当血细胞比

容大于0.1时,血液则表现出非牛顿流体的特性.随着切变率减少而黏

度增高,血细胞比容越高,黏度越大, 非牛顿特性越显著.随着切变率增

大,血液流动性逐渐似牛顿流体.一般血细胞比容为0.45,当切变

率>200/S时,可近似看作是牛顿流体.血浆为牛顿流体,血浆黏度与血浆

组成有关,尤其受纤维蛋白原影响较大,血浆黏度比血液黏度约高20%.

（2）血液黏弹性:血液与其他生物体液一样具有黏弹性,黏弹性是血液所兼有的流体黏性的固体弹性的特征,当切变率<0.1/S时,血液中将形成

RBC的聚集体,呈三维网状结构,因此,除黏性外,还表现出黏弹性.

（3）血液触变性：意味着血液的流变特性是随时间而变化的，与RBC在流动中所发生的分散聚集有关。当血液处于低剪切运动状态下，可以

认为血液为三维等位结构，且没有被破坏，此时呈现较大弹性。随着

切变率的增加，血液的剪切力大于其内聚力，三维网状结构被破坏，

血液弹性亦逐渐减小。血液在流动时，除了要消耗克服摩擦阻力所作

的功外，还必须提供促使RBC缗线状结构分离的能量，但随着缗线

状连接的逐步分离，提供的能量也逐渐减少，故在维持一定的流动切

变率下，其切应力随时间而减少。当切变率在0.1~0.5/S范围内，全

血黏度依赖于剪切时间，即切应率恒定时，血液黏度随着时间而改变。

（4）红细胞相对运动：血液流动时，红细胞不仅与血浆一起运动，而且有相对于血浆的运动，这些运动引起细胞与血浆之间的相互作用，影响

血液的宏观力学性质。

（5）红细胞聚集：在静止状态下红细胞在血浆中聚集并形成网络，这种网络有一定强度，只有当剪切力高于此强度时，网络破坏，血液才会流

动。

（6）红细胞变形：红细胞具有良好的变形性，当红细胞变形性降低时，会使全血粘度，尤其是高切变率下的全血粘度升高，影响微循环血流和

红细胞寿命。

2 血液的流变特性

（1）全血是非牛顿流体，血浆是牛顿流体。

（2）全血有屈服应力，只有当血液所受的外部切应力超过该力时，血液才开始流动。

（3）细胞比容在0.1~0.8时,全血黏度与血细胞比容呈正相关。

（4）当切变率足够大（>200/s）时,全血黏度逐渐降低并趋于一近值,全血的流变特性趋向于牛顿流体。因此，在大血管中全血可看作是牛顿液

体。

（5）血浆黏度主要取决于纤维蛋白原浓度

（6）红细胞聚集性，变形性，血液PH，渗透压等对血液流变特性有很大影响。

血液流变学的临床应用

血液的流动性和黏滞性是保证组织和器官得到足够的血流量，履行其正

常生理功能的重要因素。如果发生异常，便可导致全身或局部血液循环障碍，出现组织缺血，缺氧以及一系列的病理变化，因此，血液流变学检验对于疾病的诊断，防治，发病机制的研究等具有重要意义。

（一）为疾病的早期诊断提供帮助

1．血液黏度增加①许多血浆蛋白异常的疾病都可以表现出明显的高黏滞性，如多发性骨髓瘤。由于血液中蛋白异常升高，血浆黏度明显增加，进而血液黏度升高。血浆蛋白增加也可以导致红细胞聚集，特别在低切变率时更为明显，从而进一步导致全血黏度的升高。②原发性或继发性红细胞增多症，肺原性心脏病，烧伤，严重脱水等可造成红细胞数量明显增多，导致血液黏度升高。③血液病，如异常Hb症，球形红细胞增多症等，导致血液流变特性的变化。④其他，许多疾病的血液黏度改变是由多种原因造成的，如心血管疾病的红细胞浓度，全血黏度，血浆黏度红细胞聚集性升高，红细胞变形性下降；糖尿病，外周动脉性疾病等也有各种血液流变学指标的变化。

2．红细胞变形性异常①血液病：常见于球形红细胞增多症，椭圆形细细胞增多症，免疫性溶血性贫血等。②其他：如心肌梗塞，脑血栓形成，冠心病，糖尿病，肝脏疾病等，均伴有不同程度的血液黏度等流变学指标的变化。

（二）判断恶性肿瘤的血流状况

恶性肿瘤患者血浆黏度，血液黏度及红细胞聚集程度常增高。通过临床干预而改善血液流变特性，避免血液淤滞，保证局部有充足的血液供应，可能有利于防止肿瘤细胞的转移

（三）疾病监测的疗效观察

血液流变学指标的改变可早期预示一些疾病的发生，若及时改善机体的失衡状态，有助于防止疾病的发生发展。

血液流变学各项指标是高黏滞血症和低黏滞血症患者临床观察的重要指标，血细胞比容和血液黏度是判断真性红细胞增多症患者临床疗效的指标。

常用的血液流变学检测项目

血液流变学的应用范围广泛，测定参数较多，目前临床上测定较多的指标有血细胞比容，ESR，血小板黏附功能与聚集性，全血黏度，血浆黏度，红细胞变形性，红细胞聚集性，红细胞电泳以及体外血栓形成试验等。

血液黏度的测定

血液黏度是反映血液流变特性的最基本的参数之一。测定血液黏度的仪器称为黏度计，它在标准条件下以某种方式的测黏流动来决定样品的黏度。黏度计的种类很多，目前国内常用的黏度计分为毛细管式和旋转式两大类。旋转式黏度计又分为同轴圆筒式，同轴锥板式，锥板式的菱球式等多种。但目前应用最广泛的是同轴锥板式。

毛细管式黏度计测定法

原理：不同黏度的流体流过相同的管道时所用的时间是不一样的，流体的黏度越大，所用时间越长。

操作：

1．静脉取血，肝素抗凝。

2．将样品管置于水浴中，恒温5分种，混匀后加样测定。

3．同样测定9g/L氯化钠溶液流过时间。

4．计算每个平均切变率下的血液表观黏度。