關(guān)于血液流變物理紅細(xì)胞的流變性質(zhì)12紅細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)健康人血紅細(xì)胞呈雙凹圓盤形，平均直徑約８μｍ，其表面積與體積之比值較大，可供氣體交換的面積也大．這種特有形狀有利于紅細(xì)胞可塑性變形，能通過比自身圓盤直徑小得多的毛細(xì)血管，其表面積與體積的比值愈大，變形能力愈強(qiáng)．成熟的紅細(xì)胞無(wú)細(xì)胞核，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，紅細(xì)胞由細(xì)胞膜及其內(nèi)胞漿組成，胞漿為血紅蛋白液．紅細(xì)胞膜由磷脂雙層和膜骨架構(gòu)成，很容易彎曲和變形．細(xì)胞膜和細(xì)胞內(nèi)液的組成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為紅細(xì)胞在流場(chǎng)中容易變形提供了物質(zhì)條件．第2頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天3機(jī)理推測(cè)雙凹面是由于紅細(xì)胞內(nèi)纖維物質(zhì)－收縮蛋白的骨架支撐作用．在一定紅細(xì)胞體積和表面積條件下，雙凹圓盤形使紅細(xì)胞膜的彎曲總能量最小，符合能量最低的原理．紅細(xì)胞的表面積Ｓ與體積Ｖ之比大于圓球的Ｓ／Ｖ．球形紅細(xì)胞變形能力最小，而正常紅細(xì)胞卻有很好的變形性．第3頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天4紅細(xì)胞的變形性靜止時(shí)，紅細(xì)胞為雙凹圓盤形，但受外力作用易變形，除去外力又恢復(fù)原狀．紅細(xì)胞的變形能力在血液循環(huán)中，特別是在微循環(huán)中起著重要的作用．紅細(xì)胞可以根據(jù)流場(chǎng)情況和血管粗細(xì)不斷改變自己的形狀．如果沒有紅細(xì)胞的變形性，組織和器官的代謝就無(wú)法實(shí)現(xiàn)．第4頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天5影響紅細(xì)胞變形的內(nèi)在因素細(xì)胞膜的黏彈性細(xì)胞的內(nèi)黏度細(xì)胞的幾何形狀第5頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天6細(xì)胞膜的黏彈性細(xì)胞膜的流動(dòng)性直接影響紅細(xì)胞的變形性。膜上磷脂能以凝膠相和溶膠相兩種狀態(tài)存在。凝膠相是磷脂的脂肪酸鏈排列整齊而致密，脂雙層流動(dòng)性小，膜硬度大，變形性低；溶膠相是脂肪酸鏈排列疏松，脂雙層流動(dòng)性大，膜易變形。第6頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天7第7頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天8細(xì)胞的內(nèi)黏度紅細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)黏度稱為紅細(xì)胞的內(nèi)黏度．血紅蛋白是紅細(xì)胞內(nèi)最主要的蛋白，其理化性質(zhì)對(duì)紅細(xì)胞內(nèi)黏度影響很大．紅細(xì)胞內(nèi)黏度隨血紅蛋白非線性增加，正常紅細(xì)胞內(nèi)黏度對(duì)紅細(xì)胞變形的影響不大，變形時(shí)能量主要消耗在細(xì)胞膜上．內(nèi)黏度升高成為影響紅細(xì)胞變形的決定因素．第8頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天9細(xì)胞的幾何形狀紅細(xì)胞特有的雙凹圓盤形狀能確保紅細(xì)胞良好地變形．紅細(xì)胞表面積與體積之間的關(guān)系可用球形指數(shù)Ｓｉ來表示，系數(shù)取4.84是為了使球形時(shí)Ｓｉ＝１．正常紅細(xì)胞的Ｓｉ＝０.7，越大，紅細(xì)胞變形性越小．第9頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天10球形紅細(xì)胞：細(xì)胞中央著色深、體積小、直徑與厚度比小于2.4：1（正常值3.4：1），球形紅細(xì)胞氣體交換功能較正常紅細(xì)胞為弱，且容易導(dǎo)致破壞、溶解。見于遺傳性和獲得性球形細(xì)胞增多癥（如自身免疫溶血性貧血、直接理化損傷如燒傷等）和小兒。第10頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天11橢圓形紅細(xì)胞：細(xì)胞呈橢圓形、桿形、兩端鈍圓、長(zhǎng)軸增大，短軸縮短、長(zhǎng)是寬的3～4倍，長(zhǎng)徑為12.5μm，橫徑為2.5μm，其紅細(xì)胞生存時(shí)間一般正常也可縮短，血紅蛋白正常，與遺傳性細(xì)胞膜異?；蛴嘘P(guān)，細(xì)胞成熟后呈橢圓形，置于高滲、等滲、低滲、正常血清內(nèi)，其橢圓形保持不變。見于遺傳性橢圓形細(xì)胞增多癥（可達(dá)25%～75%）、大細(xì)胞性貧血（可達(dá)25%）、缺鐵性貧血、骨髓纖維化、巨幼細(xì)胞貧血、鐮形細(xì)胞性貧血、正常人（約占1%，不超過15%）。第11頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天12靶形細(xì)胞：細(xì)胞中央染色較深，外圍為蒼白區(qū)域，而邊緣又深染，形如射擊之靶。有時(shí)，中央深染區(qū)呈細(xì)胞邊緣延伸的半島狀或柄狀。細(xì)胞直徑比正常大，但厚度變薄，由于紅細(xì)胞內(nèi)血紅蛋白化學(xué)成分發(fā)生變異和鐵代謝異常所致，形成過程是：紅細(xì)胞中血紅蛋白溶解成鐮狀或弓形空白區(qū)，隨后弓形空白區(qū)兩端繼續(xù)彎曲延伸，形成環(huán)形透明帶，細(xì)胞生存時(shí)間約為正常細(xì)胞的一半或更短。見于各種低色素性貧血（如珠蛋白生成障礙性貧血、HbC?。?、阻塞性黃疸、脾切除后。第12頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天13口形紅細(xì)胞：細(xì)胞中央有裂縫，中央淡染區(qū)呈扁平狀，似張開的口形或魚口，細(xì)胞有膜異常，Na+通透性增加，細(xì)胞膜變硬，使脆性增加，細(xì)胞生存時(shí)間縮短。見于口形紅細(xì)胞增多癥、小兒消化系統(tǒng)疾患引起的貧血、酒精中毒、某些溶血性貧血、肝病和正常人（<4%）。第13頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天14鐮形紅細(xì)胞：細(xì)胞呈鐮刀狀、線條狀或L、S、V形等，是含有異常血紅蛋白S（HbS）的紅細(xì)胞，在缺氧情況下，溶解度減低，形成長(zhǎng)形或尖形結(jié)晶體，使細(xì)胞膜發(fā)生變形。檢查鐮形紅細(xì)胞時(shí)需加還原劑如偏亞硫酸鈉后觀察。見于鐮狀細(xì)胞貧血（HbS-S，HbS-C）、鐮狀細(xì)胞特性樣本（HbA-S）。第14頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天15棘紅細(xì)胞：細(xì)胞表面有針狀突起、間距不規(guī)則、長(zhǎng)和寬不一。見于遺傳性或獲得性β-脂蛋白缺乏癥（高達(dá)70%～80%）、脾切除后、酒精中毒性肝病、尿毒癥。需與皺縮紅細(xì)胞（鋸齒狀紅細(xì)胞）鑒別，皺縮紅細(xì)胞邊緣呈鋸齒形、排列緊密、大小相等、外端較尖。第15頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天16裂紅細(xì)胞：為紅細(xì)胞碎片或不完整紅細(xì)胞，大小不一、外形不規(guī)則、呈刺形、盔形、三角形、扭轉(zhuǎn)形等，是細(xì)胞通過阻塞的、管腔狹小的微血管所致。見于彌散性血管內(nèi)凝血、微血管病性溶血性貧血、重型珠蛋白生成障礙性貧血、巨幼細(xì)胞性貧血、嚴(yán)重?zé)齻?。正常?lt;2%。第16頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天17緡錢狀紅細(xì)胞：紅細(xì)胞互相連接如緡錢狀，是因?yàn)檠獫{中某些蛋白（纖維蛋白原、球蛋白）增高，使紅細(xì)胞正負(fù)電荷發(fā)生改變所致。

第17頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天18有核紅細(xì)胞（幼稚紅細(xì)胞）：除1周內(nèi)嬰幼兒血涂片中可見少量有核紅細(xì)胞外，其他則為病理現(xiàn)象，包括：①溶血性貧血：嚴(yán)重的溶血性貧血、新生兒溶血性貧血、自身免疫性溶血性貧血、巨幼細(xì)胞性貧血。因紅細(xì)胞大量破壞、機(jī)體相對(duì)缺氧，使紅細(xì)胞生成素水平增高，骨髓紅系增生，網(wǎng)織紅細(xì)胞和部分幼稚紅細(xì)胞提前釋放人血，說明骨髓有良好的調(diào)節(jié)功能。②造血系統(tǒng)惡性疾患或骨髓轉(zhuǎn)移性腫瘤：各種急、慢性白血病、紅白血病。由于骨髓充滿大量白血病細(xì)胞而使幼紅細(xì)胞提前釋放，或因髓外造血所致，有核紅細(xì)胞以中、晚幼紅細(xì)胞為主。紅白血病時(shí)可見更早階段幼稚紅細(xì)胞，并伴形態(tài)異常。③慢性骨髓增生性疾病：如骨髓纖維化，血涂片可見有核紅細(xì)胞，來自髓外造血和纖維化的骨髓。④脾切除后：骨髓中個(gè)別有核紅細(xì)胞能到達(dá)髓竇醫(yī)學(xué)*教育*網(wǎng)整理，當(dāng)脾切除后，不能被脾臟扣留，從而進(jìn)入外周血。第18頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天19其他：①新月形紅細(xì)胞：紅細(xì)胞著色極淡、殘缺不全、體積大、狀如新月形、直徑約20μm，見于某些溶血性貧血（如陣發(fā)性睡眠性血紅蛋白尿癥）。②淚滴形紅細(xì)胞：紅細(xì)胞形如淚滴樣或梨狀，因細(xì)胞內(nèi)含有Heinz小體或包涵體，或紅細(xì)胞膜被粘連而拉長(zhǎng)所致。見于貧血、骨髓纖維化和正常人。③紅細(xì)胞形態(tài)不整：出現(xiàn)不規(guī)則的奇異形狀，如豆?fàn)?、梨形、蝌蚪狀、麥粒狀、棍棒形等。見于某些感染、?yán)重貧血、巨幼細(xì)胞性貧血。第19頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天20流場(chǎng)中的切應(yīng)力紅細(xì)胞在流場(chǎng)中形變大小（線度）是切應(yīng)力的函數(shù)．在一定切應(yīng)力范圍內(nèi)，正常紅細(xì)胞延伸量隨切應(yīng)力的增加而增大，當(dāng)切應(yīng)力超過該值，則細(xì)胞延伸量減?。@一現(xiàn)象說明紅細(xì)胞在外力作用下的延伸變形有一定限度，應(yīng)力過大會(huì)使細(xì)胞膜骨架結(jié)構(gòu)缺損，膜穩(wěn)定性降低，最終失去變形能力而破碎．第20頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天21第21頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天22介質(zhì)黏度研究表明，在相同切變率下，紅細(xì)胞的變形性隨細(xì)胞所處的介質(zhì)黏度的變化而變化．在相同切應(yīng)力下，介質(zhì)黏度愈高，紅細(xì)胞變形將愈大．第22頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天23第23頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天24血細(xì)胞濃度研究表明，血細(xì)胞（主要是紅細(xì)胞）濃度增加導(dǎo)致細(xì)胞之間局部切應(yīng)變?cè)龃?，紅細(xì)胞隨流場(chǎng)的取向和變形程度亦增加．紅細(xì)胞濃度（或比積）影響到血液的黏度和血細(xì)胞的變形．第24頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天25血管直徑大部分毛細(xì)血管直徑均小于紅細(xì)胞平均直徑，紅細(xì)胞受環(huán)境因素作用變形才能通過這些毛細(xì)血管．在不同粗細(xì)的血管中，血液黏度＼切變率均不相同，都影響細(xì)胞的變形．紅細(xì)胞在不同粗細(xì)的血管中運(yùn)動(dòng)時(shí)，存在Ｆ－Ｌ效應(yīng)或逆轉(zhuǎn)效應(yīng)．第25頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天26滲透壓紅細(xì)胞所處介質(zhì)的滲透壓可影響紅細(xì)胞變形。處于低滲介質(zhì)中時(shí)，水分由介質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞使紅細(xì)胞體積膨脹而球形化，細(xì)胞體積增大，表面積不變，球形指數(shù)增大。與此同時(shí)，水分進(jìn)入細(xì)胞可使血紅蛋白濃度降低，從而使細(xì)胞內(nèi)黏度降低，改善紅細(xì)胞的變形性。當(dāng)球形指數(shù)增大＼紅細(xì)胞變形性降低成為影響變形的主要因素時(shí)，則紅細(xì)胞變形性顯著降低。第26頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天27pHpH增加，紅細(xì)胞變得扁平，變形性減??；pH降低．細(xì)胞直徑變小球形化，膜彈性降低，變形性也減?。捎眉?xì)胞長(zhǎng)軸和短軸之比表示紅細(xì)胞變形指數(shù)（DI）表示，在pH7.4時(shí)紅細(xì)胞的變形指數(shù)最大，變形能力最佳。第27頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天28第28頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天29溫度紅細(xì)胞膜磷脂雙層具有流動(dòng)性，其流動(dòng)性受溫度影響．膜凝脂能以凝膠相或溶膠相兩種相態(tài)存在，這種相態(tài)的轉(zhuǎn)變與相變溫度有關(guān)．紅細(xì)胞的胞漿中富含血紅蛋白，胞漿黏度隨溫度降低而升高，進(jìn)而使細(xì)胞變形降低．研究表明，紅細(xì)胞在37攝氏度時(shí)變形最大．第29頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天30紅細(xì)胞的聚集性紅細(xì)胞在低切變率下形成聚集體的性質(zhì)稱為紅細(xì)胞的聚集性．可引起低切變率下血液黏度升高，血液流動(dòng)阻力增加；可引起毛細(xì)血管臨界半徑增大，微循環(huán)郁滯，血液流動(dòng)速度降低，兩者共同作用，有利于紅細(xì)胞再聚集，血液流動(dòng)阻力進(jìn)一步增強(qiáng)，紅細(xì)胞進(jìn)一步聚集化，從而構(gòu)成惡性循環(huán)．第30頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天31第31頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天32第32頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天33第33頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天34紅細(xì)胞變形性與聚集性的關(guān)系紅細(xì)胞的聚集受細(xì)胞年齡、硬度和膜黏彈性影響．在一定黏度范圍內(nèi)，血液黏度越大，流場(chǎng)對(duì)細(xì)胞的切應(yīng)力大，細(xì)胞變形性大，聚集性小。當(dāng)大分子與紅細(xì)胞橋聯(lián)結(jié)合增加或細(xì)胞體積減小時(shí)，能促進(jìn)紅細(xì)胞聚集，進(jìn)而使細(xì)胞變形性降低，紅細(xì)胞變形性降低，細(xì)胞黏彈性發(fā)生變化，進(jìn)而影響紅細(xì)胞聚集速度，使聚集性降低。pH對(duì)紅細(xì)胞聚集速度有一定影響，當(dāng)懸浮介質(zhì)的pH增高時(shí)，紅細(xì)胞聚集速度增加，所形成的聚集疊連體增大。環(huán)境溫度升高可使膜的黏彈性發(fā)生變化，細(xì)胞變形性增強(qiáng)，而聚集性降低。第34頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天35紅細(xì)胞變形的力學(xué)行為血液在血管截面的流速呈拋物線分