血液流變學是專門研究血液流動與變形規律的一門新的醫學學科。它研究人體血液循環如微循環、血液流量、流速及流態,研究循環血液的流動性、凝固性、血液有形成分(如紅細胞的變性、彈性)及心臟血管的科學。它對醫學診斷、治療和預后判斷提供新的依據。
一、 原理:
液體在流動時,實際上液體分成若干層,各層的流速各不相同。η的液層之間,產生了作用力與反作用力,流動性快的液層有一向前的加速力作用于流動慢的液層上,流動慢的液層則有方向相反的阻滯力作用于流動快的液層上,這一對力稱摩擦力。
流體內摩擦力對液層之間的相對運動具有阻礙作用,就好像他們是某種程度粘在一起似的,液體的這種特性,稱為液體的粘滯性,也就是粘度產生的根本原因。同樣外力作用下,液體的粘度愈小,流得愈快,反之亦然。為使液體流動,就要對液體施加一個引起液體內部的各液層發生切變變形的力叫切變應力式剪切應力,由剪切應力造成的液體流動速率稱為剪切。測量血液流變特性粘度的儀器較多,目前,應用較為普遍的是錐板式粘度儀。錐板式粘度儀由一個圓平板和一個同軸圓錐組成,圓錐角為θ,將待測血液放置圓錐和圓板的間隙內。一般固定圓板,圓錐以已知角速度(ω)旋轉,通過測量全血在圓錐上的扭力矩(M)來換算液體的粘度η,在儀器中,傳感器記錄扭絲簧的力矩(M)和旋轉用的θ,則可由此得出全血粘度。
二、 影響血液流變的因素
血液的粘度不服從牛頓定律的因素很多,其主要原因是血液內含有大量紅細胞,其數量、形態、大小、在血液中的分布特點、表面結構、內部形態、變形以及它們之間電介質和血管之間的相互作用等因素均可影響血液的粘度。
(一)紅細胞的壓積
紅細胞就會相互緊貼在一起,血液就喪失流動性。
(二)變形能力
正常紅細胞能通過比其直徑小得多的毛細血管,這說明紅細胞本身具有變形能力。這種變形性使紅細胞在血液中可沿流動方向變形式定向,從而使其有效體積縮小,血液粘度下降,這是血液粘度隨剪切速率變化的原因之一。一切使紅細胞能量代謝障礙的因素可使紅細胞變形能力降低甚至消失。
(三)血細胞的聚集
血液粘度與血液中紅細胞之間以及血小板之間的相互作用,即處于分散狀態還是聚集狀態有密切關系。血小板式紅細胞處于分散狀態時,血液粘度較低,血小板式紅細胞處于聚集狀態時,即數量不等的紅細胞相互迭合在一起,形成所謂“紙錢狀”的血液粘度增高。
(四)血漿粘度
一般血漿粘度愈高,全血粘度愈高。而血漿粘度主要取決于血漿中各種蛋白質、糖類、脂類等高分子物質的含量有關,其含量越高粘度越大。特別是血漿中纖維蛋白質的含量多少,與血漿粘度關系較大,因纖維蛋白質不僅分子量大,而且呈鏈狀,結構上很不對稱,在血漿中呈網狀,從而影響流動性,使粘度增大。血漿中脂類與糖類對粘度也有一定影響。
三、 正常值
全血粘度:低切(mPa.s)10(1/s) 6.50 ---- 9.25
全血粘度:中切(mPa.s)60(1/s) 4.35 ---- 5.54
全血粘度:高切(mPa.s)150(1/s) 3.65 ---- 4.40
血漿粘度(mPa.s)120(1/s) 1.05 ---- 1.51
紅細胞壓積(%) 35.66----44.12
血沉(MM/H) 0.00 ---- 35.00
全血還原粘度(低切) 13.09 ---- 25.72
全血還原粘度(中切) 6.59 ---- 13.04
全血還原粘度(高切) 4.78 ---- 9.79
血沉方程K值 0.00 ----120.00
紅細胞聚集指數 1.55 ---- 2.73
紅細胞剛性指數 3.71 ---- 5.61
紅細胞變形指數 0.65 ---- 0.96
紅細胞電泳指數 4.35 ---- 6.92
四、 臨床意義
粘度是反應流變形的重要指標,在正常情況下,人體的血液粘度是相對恒定的,血液的流速與粘度呈倒數關系,粘度愈高,速度愈低,維持恒定的流量所需的力也愈大,各種原因導致的血液粘度增高都會影響血管的血液供應,進而引起心、腦、腎等臟器功能障礙,也是血栓形成與慢性血管內溶血發生的重要因素。血液流變的變化與下列疾病有密切的關系:
1. 心血管疾病:如冠心病、高血壓等均可使血液粘度增高。
2. 血漿蛋白異常:如多發性骨髓瘤、巨球蛋白血癥、某些膠原疾病,血漿異常蛋白,紅細胞聚集在低切變率下血液粘度升高明顯。
3. 紅細胞數量增多:如原發、繼發性真性紅細胞增多癥、肺心病、燒傷、嚴重脫水、高原缺氧等。
4. 血液病:如鐮狀細胞貧血、異常血紅蛋白癥等。
5. 糖尿病、外周動脈病、高血脂及腫瘤等均有血液粘度變化。