血液流变学的概念

血液流变学是研究血液的流动性和黏滞性,血液中有形成分,如红细胞和血小板的聚集性和变形能力,以及血液中的无形成分血浆的流动性和黏滞性等方面的一门分支科学。具体地说是研究循环血液的流动性质、凝固性质、血液的有形成分(主要是红细胞的变形和黏弹性),以及心脏、血管的变形和黏弹性在各种病理条件下改变的科学,一般又叫作临床流变学或医学流变学。宏观研究主要包括血液血浆黏度、血液流量、流速、流态、管壁应力分布等;微观血液流变学则是指细胞水平上的研究,包括红细胞聚集性、变形性,白细胞流变性,血小板黏附性、聚集性等,又称为细胞流变学。在不同生理和病理状态下,血液流变项目参数的变化可以反映人体功能性或器质性障碍的程度。

如果把血液流动程度与水相比较,两者作为液体虽都具有活动性质,但两者的流动程度却是不相同的。在同等外力的作用下,水容易流动,即流度大,而血液却不易流动,即流度小。水和血液流度的不同,是由于两者的内部对于流动起着阻抗作用的内摩擦力的大小不同。液体的内摩擦力又称为液体的黏度。水具有较低的黏度,因此具有较好的流度;相反,血液具有较高的黏度,因此具有较差的流度。由此可见,液体的黏度是度量液体的流动性质即流度的最常用的物理量之一。正如物体的电阻率是量度物体的变形及其产生的基础,而液体的黏度也是反映液体流度的流变学指标之一。

我们首先来认识一下牛顿液体。某种流体的黏度与切变应力或切变速度的变化无关,即无论切变应力或切变速度如何变化,黏度总是一个常数,在切变应力T对切变速度r制作的图中成直线关系。也就是说,无论液体的流速如何变化,液体的黏度总是一个常数,即不随流速的变化而变化。具有这种特性的液体,叫牛顿液体,如水、汽油、乙醇等均属于牛顿液体。自然界中这种液体不多。

那么,另有一些不遵守牛顿黏性定律的液体,称为非牛顿液体。这种液体的黏度不是一个恒定值,它随切变率的改变而改变。自然界中70%～80%的液体属于这一类。

血液是一种由血细胞等悬浮于血浆的胶体溶液,是一种复杂的非牛顿液体。血流的黏度是一种非牛顿黏度,这种液体的黏度在切变应力或切变速度的某一范围内,与切变应力或切变速度有密切关系,即随着切变应力或切变速度的改变而改变。也就是说,液体的黏度是随着流速的改变而改变的,具有这种特性的液体即非牛顿液体。人的血液,由于其内悬浮大量的红细胞而类似胶体粒子溶液,亦属于非牛顿液体之列。人体血液在心脏的泵作用推动下沿血管流动时,其黏度的特点是随着流速的变化而变化。血液在流速较大的大动脉中流动时,其黏度要比在流速较低的小动脉中流动时要低。而当血液一旦离开血管,失去了心脏泵的推动时,随着血流速的明显降低,血液的黏度则陡然增高。血液的黏度具有随着血液流速降低而陡然增高的这一特性,对于出血后的止血有着极其重要的生理意义。

血细胞本身是黏弹性体,又能变形,血细胞之间有相互聚集的能力。血浆成分的变化可以直接影响到血细胞的流态,两者相互影响,使血液流变学的研究变得复杂。