血液流變學(xué)(hemorheology)是研究血液流動(dòng)和變形的科學(xué),或者說(shuō)是研究血液的流變性、凝固性、血液有形成分(主要是紅細(xì)胞)粘彈性以及心血管的粘彈性和變形的科學(xué)。物體在一定外力作用下能流動(dòng)或變形的特性,稱為該物體流變性。一切流體在一定外力作用下,都具有流動(dòng)性,但流動(dòng)的難易,則主要取決于流體內(nèi)部對(duì)于流動(dòng)起阻抗作用的分子之間和顆粒之間的內(nèi)摩擦力(即流體的粘度)。例如,水的粘度低,容易流動(dòng),即流度大;血液的粘度大(紅為蒸餾水的4-5倍),不易流動(dòng),即流度小。由于流體的流動(dòng)是以物體的變形為基礎(chǔ),所以流體的粘度是映流體流變性的重要指標(biāo)。
血液是由水、無(wú)機(jī)鹽、蛋白質(zhì)、脂類、糖等大小分子所組成的混合液,其中還懸浮著大量具有可塑性的紅細(xì)胞,所以血液是一種高濃度的懸濁液。因此能夠影響血液流變性的因素主要有:血細(xì)胞壓積(血液粘度隨血細(xì)胞的壓積增加而升高)、血細(xì)胞的分散程度(血細(xì)胞處于分散狀態(tài),血液粘度較低;紅細(xì)胞或血小板發(fā)生聚集,血液粘度升高)、紅細(xì)胞的可塑性(紅細(xì)胞可塑性降低,不易變形,血液粘度增加)、血漿內(nèi)高分子化合物的濃度(血漿粘度大小與其所含蛋白質(zhì)、脂類、糖等的濃度呈正比)、血管內(nèi)壁平滑度(血管內(nèi)皮受損、變形,流經(jīng)的血液粘度升高)。此外,與血管的長(zhǎng)度、口徑、血管壁的彈性和張力也有關(guān)系。
1.血細(xì)胞比容血細(xì)胞比容的改變與休克的原因和發(fā)展階段有關(guān)。在低血容量性休克的早期,由于組織間液向血管內(nèi)轉(zhuǎn)移,導(dǎo)致血液稀釋,血細(xì)胞比容降低,當(dāng)休克進(jìn)入微循環(huán)淤血期,由于微血管內(nèi)流體靜壓升高和毛細(xì)血管通透性增高,液體乃從毛細(xì)血管內(nèi)外滲至組織間隙,因而血液濃縮,血細(xì)胞比容升高。血細(xì)胞比容越高,血液粘度越大,血流阻力越大,而血流量則越少,血流更加緩慢。
2.紅細(xì)胞變形能力降低,聚集力加強(qiáng)在正常情況下,紅細(xì)胞在流經(jīng)小于其直徑的毛細(xì)血管時(shí),可折疊、彎曲而發(fā)生多種變形以減少其寬度,從而得以順利通過(guò)。現(xiàn)已證明,休克時(shí)紅細(xì)胞的變形能力明顯降低,其主要原因是:①休克ⅱ期時(shí)因血液濃縮和組織缺氧所引起的血液滲透壓升高和ph降低,可使紅細(xì)胞膜的流動(dòng)性和可塑性降低并使紅細(xì)胞內(nèi)部的粘度增加;②atp缺乏(可由缺氧或某些休克動(dòng)因直接引起)可使紅細(xì)胞不能維持正常的功能和結(jié)構(gòu)。結(jié)果是由于紅細(xì)胞的變形能力降低而難以通過(guò)毛細(xì)血管,從而導(dǎo)致血流阻力增高。
紅細(xì)胞聚集加強(qiáng),是休克時(shí)細(xì)胞流變學(xué)的重要改變之一。輕者4、5個(gè)紅細(xì)胞聚集在一起,重者20~30個(gè)紅細(xì)胞聚集成長(zhǎng)鏈或團(tuán)塊。引起紅細(xì)胞聚集的原因是:①血流速度變慢,切變率(shear rate)降低:正常時(shí)由于血流速度快和切變率高??煞乐辜t細(xì)胞的聚集,并可促使聚集的紅細(xì)胞解聚。休克時(shí)隨著血壓下降,血液流速減慢和切變率降低,紅細(xì)胞就易于聚集。②紅細(xì)胞表面電荷減少:正常紅細(xì)胞表面因含有唾液酸的羧基,故都帶有負(fù)電荷。紅細(xì)胞之間的這種同電荷的排斥力可阻止紅細(xì)胞互相靠攏和聚集。休克時(shí),尤其是內(nèi)毒素性休克時(shí),紅細(xì)胞表面負(fù)電荷減少,可能是由于血漿中帶正電荷的蛋白質(zhì)增多,被紅細(xì)胞吸附所致,從而使紅細(xì)胞彼此靠攏發(fā)生聚集。③血細(xì)胞比容增加:已如前述,休克時(shí)由于血漿外滲,血液濃縮,故血細(xì)胞比容增加,這就可以促進(jìn)紅細(xì)胞聚集。④纖維蛋白原濃度增高;纖維蛋白原覆蓋于紅細(xì)胞表面,在紅細(xì)胞之間可形成有相互聚集作用的“橋力”。休克時(shí)由于纖維蛋白原濃度增高,致使“橋力”增大乃至超過(guò)負(fù)電荷的排斥力。因而就可導(dǎo)致紅細(xì)胞的聚集。紅細(xì)胞聚集輕則增加血液粘度和血流阻力,重則可引起紅細(xì)胞淤滯并阻塞微循環(huán),甚至形成微血栓。
(二)白細(xì)胞粘著和嵌塞
正常微循環(huán)的血流是紅細(xì)胞位于中央的軸流,血漿構(gòu)成邊流,雖然也可見(jiàn)到少量白細(xì)胞附壁滾動(dòng),但不發(fā)生附壁粘著現(xiàn)象。休克時(shí)可見(jiàn)白細(xì)胞附著于小靜脈壁,致使血流阻力增高和靜脈回流障礙。發(fā)生白細(xì)胞附壁的原因可能與白細(xì)胞和管壁之間吸引力增大,休克時(shí)血流變慢和切應(yīng)力(shear stress)下降等因素有關(guān)。休克時(shí),還可見(jiàn)到白細(xì)胞嵌塞于血管內(nèi)皮細(xì)胞核的隆起處或毛細(xì)血管分支處,這可增加血流阻力和加重微循環(huán)障礙,而且嵌塞的白細(xì)胞還可釋放自由基和溶酶體酶類物質(zhì),從而破壞生物膜和引起壞死。休克時(shí)白細(xì)胞發(fā)生嵌塞的原因是:①白細(xì)胞的變形能力降低,故不易通過(guò)毛細(xì)血管而發(fā)生嵌塞;②休克時(shí)血壓下降,脈壓差減小,動(dòng)脈血流量減少,驅(qū)動(dòng)白細(xì)胞通過(guò)毛細(xì)血管的力量減弱,因而易于發(fā)生白細(xì)胞嵌塞。
(三)血小板粘附和聚集
血小板粘附是指血小板和血小板以外的物質(zhì)相互粘附的現(xiàn)象,血小板聚集則是血小板之間相互發(fā)生反應(yīng)并形成血小板團(tuán)(或稱血小板聚集物)的過(guò)程。粘附一旦開(kāi)始,聚集過(guò)程也隨之發(fā)生。在血小板聚集開(kāi)始時(shí),其表面首先失去光滑性,變得粗糙,形成有突剌的球狀體(或稱聚集型血小板)。在內(nèi)毒素性、創(chuàng)傷性和燒傷性休克時(shí),血液中這種聚集型血小板的數(shù)目增多,而且在微血管中有血小板粘附、聚集和血小板微血栓的形成。這種聚集的血小板不但阻塞微血管,還可釋放多種生物活性物質(zhì)如兒茶酚胺、txa2、5-羥色胺等,使局部微血管收縮、通透性增高、血管內(nèi)皮水腫和血流減少。此外,尚可釋放促凝血的血小板因子(如pf3等),加速凝血過(guò)程,形成dic。
休克時(shí)引起血小板粘附和聚集的主要原因是:①血流減慢,血管內(nèi)皮完整性破壞,內(nèi)膜下膠原暴露,為血小板粘附提供了基礎(chǔ);②損傷的內(nèi)皮組織釋放adp,發(fā)生聚集的血小板可釋放adp、txa2以及血小活化因子(paf),均可觸發(fā)并加重血小板的聚集。
(四)血漿粘度增大
休克時(shí),尤其是嚴(yán)重創(chuàng)傷或燒傷休克時(shí),一方面由于機(jī)體發(fā)生應(yīng)激,使體內(nèi)合成纖維蛋白原增多;另一方面,在休克的微循環(huán)淤血期,毛細(xì)血管內(nèi)的流體靜壓增高,微血管周圍的肥大細(xì)胞又因缺氧而釋放組胺并從而使毛細(xì)血管通透性增高,液體乃從毛細(xì)血管大量外滲至組織間隙,因而血液濃縮,使血漿纖維蛋白原濃度增高,有時(shí)纖維蛋白原可高達(dá)10g/l(1000mg/dl),故可使血漿粘度增大。這不但影響組織血液流量,并可促進(jìn)紅細(xì)胞的聚集。如當(dāng)纖維蛋白原的濃度增到5~8g/l(500~800mg/dl)時(shí),由于血漿粘度的增高,紅細(xì)胞就發(fā)生聚集,形成緡錢狀。
總之,由于發(fā)生上述血液流變學(xué)的改變,不但會(huì)加重微循環(huán)障礙和組織的缺血缺氧,還可促進(jìn)dic的形成和休克的發(fā)展,近年來(lái)應(yīng)用血液稀釋治療休克,其目的在于改善血液流變學(xué),降低血流粘度。這種療法已取得良好的效果。(實(shí)習(xí)編輯:張嵐)
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