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第VIII章:全血在血管中流动的流变学特性
2019-09-05 09:26:53  作者:上海市生物物理学会  来源:互联网  浏览次数:0  文字大小:【】【】【
  •   第VIII章 全血在血管中流动的流变学特性

 

 

法林氏效应

早在1931FahreausLindqvist两位作者报道说,全血在毛细管中流动时,其全血黏度与毛细管的管径大小有关,管径在100微米以下的管径中,其全血粘度随着管径的狭窄而下降。这一现象称之为法-林氏效应(Fahreaus-Lindqvist-Effect)。其意义是:这种现象有助于血液循环中的节省能量与提高效率,原因在于在较小的管子中流动时红细胞集中于管子的中心,管子边上红细胞很少,如此测定结果就黏度下降,而节省了运血过程中的能量消耗,提高了运血能力。这是人类与具有血液循环生物保护自己的本能。

 

∑(sigama)效应

∑在数学上表示求和的意思,即求血管中各个同心圆筒的流量的总和的意思。而层层同心圆的厚度为ξ,通过数学的推导其表观黏度ηa、牛顿黏度η、管半径大小R、同心圆厚度关系如下:ηa=η/(1+ξ/R)2

式中如果ξ<<R,那么ξ/R接近为零,那么ηa≈η。当R很小时,(1+ξ/R)2>>1,ηa<η。如此就解释了如上的法林氏效应。

 

血细胞的轴向集中与血浆层靠壁效应

血液在血管中流动时,血液细胞会自动地靠近管轴中心进行运动,而血浆也主动地沿了血管壁的周边运动,这种现象称之为“血细胞的轴向集中与血浆层靠壁效应”。这种行为使得机体在运送血液时节省能量消耗,减轻心脏的负荷。因为血液细胞在血管中的流动,成为类似的一种“栓流”,而靠近血管壁的血浆有助于“栓流”的滑动,如此减轻了血液流动的阻力。机体的这种适应性与行为有“第二心脏”作用的美名。Haynes推出以下的方程式加以解释:

ηa

式中ηa、ηc、ηpδ、R分别代表:血液表观黏度、管中心成分黏度、管壁层血浆黏度、血浆层厚度、血管半径。

当δ=0时,则ηa=ηc

当ηc=ηpηa=ηc=ηp

δ增大而R减少时,上式分母>1,则ηa<ηc,因此全血表观黏度下降。

 

血浆劈流

由于红细胞大多集中于血管的轴心处,而血浆大多是分布在血管周边处。从比较大的血管生出的小血管中,劈流出来的血液一定是血管外周的血浆层为主,这就是血浆劈流现象。如此就保证了原先的大血管中留下的血液细胞比较多,而分出来的分支血管中血浆成分比较多,血液细胞比较少。而且随着分支血管的管径的减少,微血管中血液细胞的密度也下降的厉害。血浆劈流行为大大地有助于血液细胞在微血管的直径,只有与血液细胞直径一样或更小的微血管也能够通过,保证了机体微循环顺利进行。机体微循环在所有器官与组织顺利进行是生命尊在的重要基础,其中特别是脑组织与心脏组织是生命维持正常的基础。

 

毛细血管过滤红细胞现象

在一个大容器中,盛有血液,让血液通过一个毛细管流出进入另一个容器。试问流出的血液与在原来大容器中的红细胞的密度是否一样呢?答案是不一样,结果是原来大容器中的红细胞密度大,而经过毛细管流出的红细胞密度小。这就是毛细血管有过滤红细胞能力的现象。这种现象与上述血浆劈流的效应是一样的,它也保证了微循环的血管中始终保持着血液细胞的密度比较低,以利于单个血液细胞顺利地通过微血管的作用。

 

管径逆效应

本章第一节讲述了法林氏效应,称管径在100微米以下的管径中,其全血粘度随着管径的狭窄而下降,是否是无限制的呢?著名血液流变学专家Dintenfass实验证实,管径细到一定程度以后,就发生逆效应。也就是说管径细到某某临界点以后就发生逆效应,黏度增大。这一临界点称之为临界管径。而且这个临界管径人与人之间是不同的,大约分布在5010微米之间。运动员中,凡是其临界管径低的一定要可以长短跑的运动冠军。在病人中有些病种,因为红细胞变形性下降,临界管径变大,因此临界管径是红细胞柔软性的重要标志。

 

壁面光滑程度的血液黏度效应

机体血管壁的光滑程度也是一个血液粘度的重要因素。毛糙的管壁必然引起血液粘度增加,光滑管壁导致血液粘度的下降。

 

 

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