第十二章细胞流变学.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第十二章 血细胞流变性,血细胞：,红细胞,(RBC)占95%；,白细胞,(WBC)0.13%：,血小板,(PLT)4.9%,美 丽、多 变 的 红 细 胞,第一节 红 细 胞 的 流 变 性,一、红细胞的基本结构,红细胞的结构比较简单，由,细胞膜,及,内液,（胞浆）组成。成熟的红细胞没有细胞核。,细胞膜的结构,致密带,透明带,致密带,质膜、生物膜、单位膜,各厚约 2.5nm,总厚7.07.5nm,电镜下分三层：,细 胞 的 基 本 功 能,膜 的 化 学 组 成 和 分 子 结 构,各成分的排列形式：,液态镶嵌模型,（,fluid mosaic model,）,1972年由,Singer,和,Nicholson,提出的假想模型,膜 的 化 学 组 成 和 分 子 结 构,液态镶嵌模型,的基本内容：,膜的共同结构特点是以液态的,脂质双分子层,为基架，其中镶嵌着具有不同分子结构和功能的,蛋白质,（-螺旋或球形蛋白质为主）。,膜 的 化 学 组 成 和 分 子 结 构,膜 的 化 学 组 成 和 分 子 结 构,（一,）细胞膜的脂质,1、成分,三类脂质,磷脂类70%,胆固醇30%,少量鞘脂类,2、分子结构,（以磷脂为例）,动物细胞膜中,有四种磷脂分子：,（碱基不同）,磷脂酰胆碱,磷脂酰乙醇胺,磷脂酰丝氨酸,磷脂酰肌醇,1分子甘油,1羟基+1分子磷酸+1个,碱基,2羟基+2分子脂肪酸（2条脂酸烃链）,亲水性,极性基团,疏水性,非极性基团,双嗜性分子,（二）红细胞膜的骨架蛋白的功能和作用,对脂质双分子层起着支撑作用,红细胞膜的骨架蛋白复合物是一个能变形的圆盘状的网架结构，通过蛋白连接到红细胞膜的脂质双层结构上。,膜骨架在决定膜的稳定性、红细胞的形状和变形性等力学性质方面起着重要的作用。,（三）红细胞膜蛋白的组成,1.血影蛋白：,又称收缩蛋白，位于红细胞膜下，不属于红细胞膜蛋白，是红细胞膜骨架的主要成分。是一种长的可伸缩的纤维蛋白，有两个亚基构成。,2.血型糖蛋白A,：又称涎糖蛋白（GPA），是红细胞膜上含量最丰富的唾液酸糖蛋白。属单次跨膜蛋白，由131个氨基酸构成，N端在外侧，结合16个低聚糖侧链。,除A型外，血型糖蛋白还有B、C、D型，血型糖蛋白含有大量的负电荷，防止红细胞在循环过程中相互聚集沉积在血管中。,3.带3蛋白,：属红细胞膜蛋白，在红细胞膜蛋白（PAGE）电泳中位于第3条带而得名。,（1）参与跨膜信息传递和其他细胞功能如细胞生长、分化、相互间识别等的调节。,（2）疏水性跨膜域的生理功能是介导Cl/HCO的交换，在完成组织CO,2,运输、肺CO,2,排出过程中发挥重要作用。,（3）由于带3蛋白具有阴离子转运功能，所以带3蛋白又被称为阴离子通道。,二、红细胞变形性,（一）红细胞变形性概述,红细胞流过直径比它的直径还小的营养性毛细血管、孔道或受到切应力作用时，其形状就会顺着血流方向发生多种有利于流动的改变。,如切应力超过0.3牛顿/平方米，正常的红细胞其长轴与流体流动方向平行变成子弹头状、降落伞状、泪滴状、胚胎状、梭状等多种形状，如把切应力去除，红细胞又立即恢复到双凹圆盘型,，,这种红细胞在体内能随流动管道的形状、随当时当地的流动状态而改变自己形状的特性，就是红细胞的变形性。,（1）.骨髓中新产生的红细胞直径约78微米，要通过直径为0.3微米的骨髓窦才能进入周围血液循环，所以要求此时的红细胞有很大的变形性。,（2）.红细胞主要功能最直接的体现是运输氧和二氧化碳，血液通过微循环，在血液和组织液之间进行物质交换。,（3）.高剪变率下的全血粘度高低，主要取决于红细胞的变形性，血液在大、中血管内流动的速度较快、血流的剪变率高,（二）红细胞变形的生理意义,1.红细胞变形性是保证微循环灌流的重要条件,。,2.红细胞变形性是影响血液粘度和血流阻力的重要因素。,3.红细胞变形性降低对微循环的影响。,红细胞,膜,的,力学性质,流动性：膜上磷脂可处于,晶胶相,(,凝胶相,),和,液晶相,(,溶胶相,),两种相态。,晶胶相,膜的脂肪酸链排列整齐致密脂双层流动性小；,液晶相,膜的脂肪酸链排列整齐但疏松，脂双层流动性大。,（三）影响红细胞变形性的因素,1.影响红细胞变形性的内在因素：,常温下红细胞膜的磷脂多处于液晶相态，膜的微粘度愈大，膜的流动性愈小；脂双层中胆固醇与磷脂的比值愈高，膜的流动性愈差。,红细胞膜绕内液的 坦克履带样运动,红细胞内粘度,当,血红蛋白浓度,从,27g/dl37g/dl,时，内粘度从,5mP,a,s15mP,a,s,对其变形性影响不大；当,血红蛋白浓度,37g/dl,时,红细胞内粘度呈指数增长。此时，,红细胞内粘度成为影响红细胞变形的决定因素。内粘度增，粘度增。,血红蛋白的理化性质,：溶解度、稳定性、氧饱和度及PH值都可影响红细胞内粘度。,红细胞的,几何形状,平均体积:,94,m,3,同体积球表面积:,100,m,2,自由静止红细胞表面积:,135,m,2,（4）膜的粘弹性,：,膜的粘弹性取决于膜的成分，膜粘弹性降低或黏度升高，可使红细胞变形能力降低。,（5）细胞内钙离子的影响,细胞内钙离子浓度升高引起的红细胞变形能力的下降。,（6）体内自由基对红细胞变形能力的影响,自由基的强氧化性使红细胞膜的脂质发生过氧化，使膜上的不饱和脂肪酸减少，流动性下降,。,（7）衰老的红细胞变形能力下降,（8）红细胞膜的流动性,2.影响红细胞的变形性的外在因素,流场中的剪变率：力大变形大,毛细血管直径：小-变形大,血细胞浓度：高-变形增,介质粘度：粘度高，变形增,pH值：高低都影响,渗透压：高低都影响,（四）红细胞变形性的测定方法,1,.,粘度测定变形性的方法,红细胞的变形使血液在高切变率下的粘度降低，因此，高切变率下的血液粘度能间接地反映出红细胞的变形性。,2.激光衍射法,所反映的也是红细胞的平均变形性。,3.微孔滤过法,这是目前应用最广的检测方法。采用的指标为滤过指数。,4.微吸管法,微吸管法是用内径35cm的微管，在一定的负压下吮吸红细胞,（,五）红细胞变形异常,1.血液在大、中血管内流动速度快，剪变率高，红细胞变形能力降低使高切变率下的血液粘度增加，血流阻力增加，影响动脉血压，使舒张压增高。,2.当红细胞在微循环中运行时，由于红细胞变形能力减低，很难通过口径比它小的毛细血管和血窦孔隙，使微循环临界半径增大，微循环阻力增大，流量减少，影响微循环灌注，甚至造成微循环障碍，引起淤滞。,3.红细胞变形性降低，使红细胞的寿命缩短。,三、,红细胞聚集性,（一）红细胞的聚集,两个或两个以上的红细胞叠连、聚集在一起的状态叫红细胞的聚集。红细胞聚集的结构形态，聚集与解聚的动态变化、速度、程度和强度等特性，称为红细胞的聚集性。,血液中的红细胞，即使是正常的，无论在体内还是体外，当处于静止或缓慢流动时，就会发生这种聚集，聚集的形态在不同状态下不相同，有团块状、网络状、缗钱状等。红细胞聚集性愈大，在低剪变率下聚集程度愈高，血液粘度愈高。,（二）影响红细胞聚集性的因素,1.,血浆大分子的,桥联,作用,纤维蛋白原、球蛋白分子可吸附在红细胞表,面，把相邻的红细胞桥联起来形成,聚,集体。,2.红细胞表面静电,斥力,血细胞都带负电荷，其静电斥力抑制红细胞的聚集。,另外影响红细胞流变性的因素还有,饮食因素,酒精因素,吸烟因素,3.红细胞受到的切应力,切变率大，切应力也大，实验证明，当切变,率 时，正常人红细胞就开始聚集。,四、红细胞压积,（一）红细胞压积概念,红细胞压积（PCV）指红细胞在血液中所占的容积比值。,又名红细胞比积、红细胞比容。,正常值,：,成年男性：0.400.50(4050)；,成年女性：0.370.45(3745),（二）红细胞压积对血液粘度的影响,在任一剪变率下，Hct愈大，血液黏度愈大。特别是在Hct 45%的高压积状态下，随Hct的增大而急剧增大。,（三）影响红细胞压积的因素,1.温度：,当环境温度升高，大量排汗，血液浓缩，从而使Hct升高。低温状态时。,体温降低利尿，血液浓缩，也会导致Hct升高。,当Hct升高到0.06左右时，血液粘度将会升高10倍甚至100倍。人Hct在寒冷地区和炎热地区要比气候相对温和地区高。,2.海拔高度,高原地区居民的Hct明显高于平原地区，以适应高原空气中氧分压低的状况。,3.吸烟,有长期吸烟史的人的红细胞压积明显高于不吸烟的人。这是因为吸烟时，吸入体内的一氧化碳与血红蛋白有很高的亲和力，过度吸入一氧化碳，使之与血红蛋白结合成碳氧血红蛋白。当它的浓度增高时，会使体内血氧缺乏，造成持续性缺氧，促使红细胞数量增加。,4.酒精,长期过量饮酒，可使红细胞聚集性增加，血液严重沉积、瘀滞。酒精中毒者，往往引起红细胞损伤，造成溶血，使Hct下降。,5.心理因素,观察表明，忧虑者可引起Hct等血液粘滞诸因素异常。据分析，应激可使儿茶酚胺、肾上腺素、去甲肾上腺素分泌增加，导致红细胞压积增加。,第二节 血小板的流变性,一、血小板的形态和结构,血小板的结构,呈两面凸起的圆盘,形或椭圆形，厚约1,m,直径为24m。,血小板可分为三个区域：,外周区、溶胶凝胶区和细胞器（颗粒状）区,胞浆通常呈,淡蓝色,，染色后呈浅红色呈淡紫红色。,（1）外周区：,(外衣.膜和膜下区),外 衣：包在血小板最外面，含有糖蛋白和一些酶。功能粘附、聚集,膜：丰富的脂蛋白、磷脂化合物（血小板因子凝血）,膜下区：膜下细丝 作用支持形态,（2）溶胶-凝胶区,(微管、微丝)成分是有收缩性的蛋白质,维持形态和收缩凝血块,.,微管,微管环状带系一柔韧的细胞支架,使血,小板维持圆盘状形态。,微丝,是球形肌动蛋白的聚合体,在血小板收缩和细胞支架中起重要作用。,（3）,细胞器区,(颗粒、致密体),止血、凝血,颗粒：血小板纤维蛋白原、酸性水解酶,致密体：含多种物质 参与止血、凝血过程，收缩血管,（二）血小板的生理功能,正常值：（,100300）109L。,午后较清晨高，冬季较春季高，静脉血较毛细血管高。运动后高，妊娠中、晚期高。,血小板的主要功能是,粘附、聚集、释放、收缩和吸附等。,这些功能在,止血、凝血和血栓形成,过程中起着重要作用，也是血小板的主要流变特性。,1.维护血管壁完整性,（1）血管壁结构：血管壁分位 内膜层包括内皮细胞、基底膜；中膜层包括：弹力纤维、平滑肌、胶原；外膜：为结缔组织。,（2）血管的止血作用：血管收缩；激活血小板；激活凝血系统。,（3）用电子显微镜观察到血小板可以融入血管壁的内皮细胞。,2.参与生理性止血过程,血小板通过以下生理特性参与生理性止血过程,粘附、聚集在血管破损处，形成白色血栓；,释放活性物质，促进血小板聚集，增强血管收缩；,促进凝血过程；,血块收缩，形成稳固血栓；,维持血管壁的完整性，毛细血管的通透性血小板参与血管内皮的再生和修复过程，增强血管壁的抵抗力，减低血管壁的通透性和脆性。,二、血小板流变性,（一）血小板的聚集性,血小板与血小板之间发生互相黏着、聚集成团的现象称为血小板聚集。血小板的这种特性称为聚集性。聚集性是血小板的重要流变学特性。,1.诱导血小板聚集的因素,（1）剪切力作用,激活血小板的剪应力范围是：0.0005,0.0015,当,0.0005 时，尽管很小但足以,改变血小板形态，使其肿胀成,球形,，伸出,伪足,，形成,聚集体,。,（2）诱导剂与抑制剂的作用,可引起血小板聚集的诱导剂是很多的，包括,ADP、凝血酶，胶原、5-羟色胺、肾上腺素、儿茶酚胺、前列环素（PGI,2,）、血栓烷A,2,（TXA,2,）和血小板激活因子、胶原、等。,抑制血小板聚集的物质也很多种，,例如前列腺素E,1,、6-酮-PGE,1,、环内过氧化物、前列腺环素、潘生丁或阿司匹林等。,2.血小板聚集可分为两个时相,第一时相聚集：,是血小板最先发生的聚集，发生的非常迅速，但血小板聚集后还町解聚，故称为逆性聚集。,第二时相聚集：,是血小板在第一时相聚集后，释放了内源性的ADP，而随后发生的聚集，聚集发生的缓慢，但聚集是,不可逆转,，临床可应用血小板聚集仪测定血小板的聚集性。,说明：,ADP诱导血小板聚集的一个重要条件是必须有纤维蛋白原存在。血小板变形时，其表面就形成纤维蛋白原受体，使纤维蛋白原结合到血小板膜上而形成聚集。血小板无力症患者，其血小板膜上缺乏糖蛋白II,b,/III,a,，纤维蛋白原不能结合，因此二磷酸腺苷不能诱导其血小板聚集。,在高剪应力作用下，红细胞会发生破裂，会释放出二磷酸腺苷，促进血小板粘附和聚集。,血小板,粘附性,血小板黏附于异物、血管内皮损伤处或粗糙表面的现象，称为血小板黏附。,参与血小板粘附过程的主要因素包括：,血小板膜糖蛋白GPI,b,；,血管性假血友病因子vWF；,皮下组织。,正常血管内皮表面有防止血小板黏附的作用，至少有三个原因,：,有薄而光滑内皮细胞内衬，循环中血小板不可能与内皮接触；血管内皮表面吸附着带负电的蛋白质分子层，对血小板和凝血因子起排斥作用；,血管内皮细胞能产生前列腺环素(PGI,2,)，抑制血小板黏附。,三、血小板的收缩,微管和微丝(收缩蛋白)占血小板蛋白1520%,可使血小板聚集体收缩，凝血块回缩变固，血小板伪足形成、伸展以及释放反应中颗粒内容物分泌。,四、血小板的释放,（一）血小板的释放,是血小板颗粒内容物被释放到细胞外的现象。,血小板受到刺激后，将贮存在致密体、-颗粒或溶酶体内的许多物质排出的现象。致密体释放：ADP、ATP、5-羟色胺、Ca,2,+,。,-颗粒释放：血小板巨球蛋白、血小板因子、VWF、纤维蛋白原、凝血酶敏感蛋白、血小板源生长因子,。,（二）血小板释放的时相,第一时相，又称原发性释放：,主要释放致密颗粒内容物，如ADP，5-羟色胺等。,第二时相，称为继发性释放,主要释放a颗粒内容物和各种溶酶体酶。,如,ADP,、ATP、纤维蛋白原、各种溶酶体酶等物质。受刺激还能放出血栓素A2。,释放反应后，血小板膜依然完整，并非解体。,五、血小板破坏,血小板的平均寿命为7-14天。,第三节 白细胞的流变性,白细胞(WBC)的分类与形态,白细胞是有核无色的血细胞。,白细胞（又名白血球leukocyte）也是组成血液的重要成分之一。,把加了抗凝剂的血液离心沉淀，在试管底部可见较多的红细胞沉积，表面有一白色薄层，它就是白细胞层。,白细胞的基本形态与分类(有核无色),无颗粒,淋巴,20,40%,单核,3,8%,嗜,酸,性粒细胞 0.5,5%,有颗粒,嗜,碱,性粒细胞 0,1%,中,性粒细胞 50,70%,在血液中，呈球形或蛋形，表面有皱褶；在高渗透介质中皱褶增大；在低渗透介质中，皱褶消失。,白细胞的形态,：,粒细胞在血液中约一半附着于小血管壁上，,另一半在血中循环，被称为循环白细胞。,常说白细胞总数实际仅反映后一半。健康成,人白细胞总数为 400010000个/mm,3,。,白细胞直径为 1022,m 形态上，未变形白细胞呈球形或蛋形，细胞膜表面有突起状皱褶。,白细胞数量多是炎症的一个迹象，而人体局部炎症长期发展被认为与肿瘤生长有关。分析结果显示，白细胞数量多与所有类型的癌症死亡病例都有关联，但在那些阿司匹林服用者中，这一关联要小，这表明阿司匹林也许能起到某种保护作用。此外，白细胞数量多还可能意味着过敏反应或白血病等多种情况。,研究发现白细胞多者患癌后死亡风险较大！,炎症与白血球数量的关系：,白细胞在数量上有很大波动。,洁白、无畏的白细胞,巨 噬 细 胞,白细胞显微结构,淋,巴,细,胞,嗜中性粒细胞,单 核 细 胞,白细胞的生理功能：,执行免役和吞噬作用,。,白细胞完成其生理功能，要经历两个时期：,白细胞由骨髓产生；,穿过血管壁进入组织间隙,循环于血液中,白细胞的四种流变行为,趋边流动,粘附性,聚集性,变形性,活动期 和 非活动期,一、白细胞的,趋边流动,在血流缓慢的状态下，白细胞靠近管壁滚动着流动的现象称为白细胞的,趋,边流动。,影响白细胞趋边流动的因素很多,（一）,剪变率,低切变率时，白细胞主要出现在最外层，随切变率增加，白细胞逐渐向管中心集中。,体内毛细血管中,切变率较高,，白细胞趋边流动不明显。毛细管后静脉中切变率降低，白细胞出现明显的趋边流动。,（二）红细胞压积,流速为1.2mm,s,-1,Hct=0时，99%,的白细胞在细管中心区流动；红细胞压积分别为10%和40%则分布有34%和47%的白细胞趋边流动。,在低流速下，红细胞浓度愈高，白细胞趋边流动愈明显。,（三）红细胞的聚集性,红细胞聚集的时候，白细胞更容易出现在边缘层。,二、白细胞的,粘附性,白细胞黏着在小血管壁上的现象称为白细胞黏附。尤以微静脉中更甚。白细胞黏附于血管内壁，使管腔变窄，流阻增加，影响微循环。,。,白细胞的黏附还随血脂的升高而增强,。黏附的白细胞可,释放,多种物质，通过多种途径损伤血管内皮细胞，使动脉粥样硬化，促使血栓形成,除了炎症以外，在烧伤、冻伤、休克、动脉硬化、心肌梗塞、脑心肺等脏器缺血后再灌流损伤、胃溃疡等疾病时均可见白细胞附壁粘着。,白细胞粘附在微血管不仅阻碍了微循环血流，带来组织缺血和缺氧，而且本来用于杀灭细菌的自由基和蛋白酶也会释放出来，作用于血管壁和周围组织细胞，带来组织细胞的损伤。,因此，白细胞粘附促进了重症休克的发生，加重了心肌梗塞和脑血栓的病情，参与动脉硬化、糖尿病眼底（视网膜）病变、溃疡病等疾病的发生。,危害：,1、,白细胞粘附的物质基础,三种糖蛋白LAF-1、Mac-1及P,150/95,，使白细胞粘附力达410,-3,N.cm,-2,。,2、,血流的剪变率,剪变率愈小，愈容易发生白细胞粘附，故主要发生在微静脉中。,3、,病理状态下，,白细胞的粘附性显著增强。,4、白细胞的粘附性还随,血脂浓度,的升高而增强。,影响白细胞粘附及粘附性的因素：,三、,白细胞的聚集性,白细胞活化刺激物可引起白细胞发生快速、可逆的聚集。,聚集体堵塞小血管，白细胞释放毒性物质，损伤血管壁，可能是某些缺血性疾病及心肌损伤的病理机制之一。,四、白细胞的,变形性,（一）白细胞的,主动变形,指无外力作用下，白细胞自发发生的变形。最典型的是,吞噬过程,的形变。白细胞伸出伪足做变形运动，借以经毛细血管内皮细胞穿过管壁进入组织间隙，,称为血细胞渗出,。要消耗自身的能量此变形运动以中性粒细胞最活跃，单核细胞次之。,（二）白细胞的,被动变形,指在外力作用下所发生的形变。,白细胞像黏弹体，在短暂受力后，白细胞表现为一个快速的变形过程和一个逐渐变形的慢速变形过程，外力消除后几秒甚至更长，白细胞才能恢复到原来的形态。,白细胞吞噬细菌的过程,白细胞渗出.wmv,白细胞是机体的“卫士”，它能吞噬和清除侵入体内的微生物，细菌被吞噬以后，白细胞释放出多种物质（如自由基、蛋白消化酶等）可以把它消灭。,白细胞也是机体的“清道夫”，它能清除体内已经破坏的组织细胞及多种异物碎片。,白细胞的功能,在病理状态下白细胞数量大增，当,白细胞的内黏度比红细胞大2000倍；球形指数比红细胞大得多，变形性较差。,白细胞变形还受环境条件，如悬浮液的PH值、渗透压的影响。,变形差，刚性强，通过微血管阻力大。,（1）白细胞暂时性地堵塞毛细血管，从而引起血流缓慢或暂时断流的现象。,（2）,原因：,白细胞的弹性模量大，变形能力差，直径比毛细血管大。,（3）,影响：,正常状态下，影响不大；病理状态下，引起微循环障碍，造成组织缺血、缺氧，严重者可出现休克。,（三）白细胞的嵌塞,（WBC plugging）,在微血管入口、分支、狭窄处，如内皮细胞突出管腔处、白细胞黏附于管壁处，引起血流缓慢或暂时断流。正常时，白细胞嵌塞较少见，嵌塞时间也短，对微循环灌注影响不大。,白细胞数量达20,10,3,/mm,3,时，直径小于5,m的,毛细血管约一半因白细胞嵌塞而停止血液灌注。在病理状态下，白细胞嵌塞可引起微循环障碍造成组织缺血、缺氧、酸中毒，甚至休克。,