2011白细胞的流变性

生命科学技术系

Hemorheology白细胞的流变性Contents白细胞的形态和功能1白细胞的流变特性2白细胞流变性的测定3§1.白细胞的形态和功能一.形态等渗溶液中未变形的白细胞呈球形，膜表面有突起状或皱褶。直径在7～20μm之间健康成年人,安静时：

4000～10000个/mm3剧烈运动、疾病时，数目明显增加。增多：常见于急性细菌性感染、严重组织损伤、大出血、伤寒、严重败血症，中毒和白血病等。减少：常见于镇痛药、磺胺类药的服用；病毒感染；免疫系统衰弱；放化疗的影响。白细胞数量低于4000个/mm3,称为白细胞减少症。

白细胞数量高于10000个/mm3,称为白细胞增多症。

WBC数与年龄有关，年龄越小，数越多，15岁时达正常值；与时相有关，下午2：00最多，凌晨最低；运动有关，激烈运动时增加，停止运动数小时后恢复原水平在粗大血管中，WBC在全血中所占比例很小，对全血的流变性影响可忽略，在小（微）血管中，WBC对血液循环的影响十分显著二.分类0.5～5%0～1%50～70%20～40%3～8%根据其形态差异和细胞质内有无特有的颗粒可分为两大类五种细胞。我国健康成人血液白细胞正常值及主要功能名称均值百分比（%）主要功能粒细胞中性粒细胞4.5×109/L50～70吞噬细菌与破坏细胞嗜酸性粒细胞0.1×109/L1～4抑制组胺释放嗜碱性粒细胞0.025×109/L0～1释放组胺与肝素无粒细胞淋巴细胞1.8×109/L20～40参与特异性免疫单核细胞0.45×109/L1～7吞噬细菌与衰老红细胞总数

4.0～10.0×109/L三.功能

防御外来侵袭,执行免疫与吞噬作用,参与炎症反应。在炎症、伤口愈合和其它生理过程中起重要作用。由骨髓产生到完成生理功能分两个时期：（1）循环于血液中——非活动期（2）穿过血管壁进入组织间隙完成生理功能

——活动期巨噬细胞吞食细菌一、WBC的趋边流动（flowingtoBloodwall)v---在血流缓慢流动的状态下，WBC靠近管壁流动的现象。

§2WBC的流变特性影响白细胞趋边流动的因素：1.切变率对白细胞趋边流动的影响体内观察结果：

毛细血管中较高，趋边流动不明显；毛细血管后静脉中，较低，趋边流动明显。用抗凝人血，通过d=69μm的毛细管，结果表明：低切时，白细胞主要出现在最外层，靠管壁流动；切变率增加→WBC向管轴集中，与体内观察同。体外实验观察结果：

WBC趋边流动；WBC趋边流动

高切时，趋边流动不明显低切时，趋边流动明显高切时，红细胞不发生聚集，白细胞比红细胞大，更易出现在中心区。2.红细胞浓度和聚集对白细胞趋边流动的影响通过实验发现：血流速度为1.2mm/s时，H=0%，有99%白细胞在细管中心区流动；H=10%，有34%白细胞趋边流动；H=40%，有47%白细胞趋边流动。低切下，红细胞浓度越高，趋边越明显。炎症时，血浆成份改变，红细胞更易聚集，白细胞更易趋边流动。低切时(v小)，RBC浓度越高，WBC趋边流动越明显低切时，由于中心处切变率小于管壁切变率，红细胞在中心区聚集，白细胞被挤到边缘，趋边流动二、白细胞的粘附性(adhesiveness)————白细胞粘附在小血管内壁的现象粘附机制与化学因素有关也与流体力学因素有关粒细胞在血管内约有一半粘附在小血管壁上，另一半参与血液循环。

大血管中，血流速度快，管壁切应力大；小血管中，血流速度慢，管壁切应力小；细静脉中，血流速度、管壁切应力更小，

所以粘附多发生在小血管尤其是微静脉中。粘附力约为4×103N/cm2白细胞粘附在血管壁→管径↘→流阻↗→

微循环障碍炎症时、血脂↗时白细胞粘附性↗白细胞释放反应通过多种途径损伤血管细胞动脉粥样硬化、血栓形成毛细血管的管径最小，白细胞易接近血管壁，是否最易渗出？后细静脉管段切边率最低，白细胞粘附率↗↗，更易在此处渗出！三、白细胞的聚集白细胞活化刺激物可引起白细胞快速可逆的聚集。其聚集体为几个白细胞组成的团块。实验观察：补体激活在大鼠体内可迅速引起WBC的聚集白细胞聚集阻塞下游小血管白细胞释放毒性物质损伤血管壁某些缺血性疾病及心肌损伤四、白细胞的变形性(deformability)

1.主动变形：

无外力作用，消耗自身能量，自发变形。

如炎症时，白细胞在该处血管壁处主动变形，渗出血管进入组织间隙，集中到炎症反应区，用伪足包裹微生物形成吞噬体（中性粒细胞、单核细胞）。急性炎症时血流动力学变化模式图2.被动变形：

研究表明：白细胞的η内≈红细胞η内的2000倍球形指数Si>>红细胞；

短暂受力时，表现弹性响应。可见，白细胞的刚性>>红细胞。

另外，白细胞的变形性还受环境条件影响v外力作用下发生的变形

速度比红细胞慢但比主动变形快，所需应力较大变形后的恢复慢。实验证明：白细胞开始变形到通过毛细血管所需时间比红细胞长1000～2000倍，由于变形能力差，线度大于红细胞，流经毛细管时，常因不能及时变形，致使其缓慢通过毛细管或阻塞细微血管入口处…正常和病理情况下的白细胞流变特性引起可比较的变形所需的切应力（×102Pa）

200C

370C中性粒细胞1512淋巴细胞2018慢性粒细胞白血141病时的粒细胞急性粒细胞白血231病时的原粒细胞慢性淋巴细胞白211血病时的粒细胞原始淋巴细胞231正常红细胞32白细胞变形性的测定

1.粘性测量法

利用测量白细胞悬浮液的粘度推断白细胞的变形性，粘度越高，白细胞的变形性越低。2.微吸管法选恰当内径的玻璃微吸管，在一定负压下，测白细胞从管口被全部吸入管内的压力或时间，来表征白细胞的变形性1.0-5.0μm微孔为6～8微米，在一定外力下测白细胞悬浮液的滤过时间，从而判断白细胞的变形性tb、ts分别表示悬浮介质和白细胞悬浮液在等体积、等压差的情况下的滤过时间。3.

微孔滤过法变形指数DI滤过指数IFIF↗→变形性↘DI↗→变形性↗4.

微孔滤过电阻测定法ΔP=0.2~1.5kPaΔU=0.2~0.3V测定滤过过程跨膜电阻的变化通过电脑计算过孔时间相同条件下，通过时间越长，变形能力越差ⅠⅡⅢ5.

毛细管法将白细胞配成稀释的悬浮液，让其通过狭窄的毛细管（d=5微米），在显微镜下观察白细胞的流变性为此法具有与体内毛细管类似的几何特点，可以提供整个白细胞的力学特性五.白细胞的嵌塞（impaction)白细胞暂时堵塞微血管入口处、分支处或粘附于血管壁，从而引起血流缓慢或暂时断流的现象。vv正常情况下，由于数量少，嵌塞少见。疾病时白细胞数量↗变形能力↘毛细血管内△p↘大量WBC嵌塞、t↗微循环障碍组织缺水缺氧、休克最新发现：急性心肌缺血后，由于缺血区的灌注压急剧降低，数小时后即可出现较多的白细胞浸润并阻塞毛细血管，从而加剧心肌缺血状态。白细胞数量达到20×103个/mm3时，小于5μm的毛细血管有一半时间嵌塞而使血液滞流！WBC缺血区被激活释放反应、活性物积聚血管收缩管腔狭窄更多毛细管被嵌塞再灌注后部分区域出现“无复流”现象可见白细胞与微循环的关系是双相的：白细胞的流变性影响微循环，微循环灌注状态也会影响白细胞的流变特性实验发现：利用白细胞抑制剂或抗白细胞血清治疗心肌缺血可使局部血流量明显增加，改善心肌缺血和缩小梗死范围。HηWBC悬浮液RBC悬浮液20二、粘附性的测定：1.毛细管法1)白细胞粘附毛细管壁

用毛细管吸取抗凝全血。在37°恒温下，孵育30min。用等体积生理盐水以1.23ml/min流速洗脱毛细管内血样1min。2)计算毛细管壁单位面积上白细胞数

用显微镜(180倍)观察粘附在毛细管内壁上的白细胞数，并计算出单位面积上的白细胞数

(单位:个/mm2)。2.玻珠法1）测定器材

(1)玻璃测定管长15cm，直径2mm；

(2)玻珠直径为0.3～0.4mm。2）测定方法

(1)

取抗凝全血

0.3ml，注入装有玻珠的测定管，温育后用0.3ml生理盐水匀速洗出血样。

(2)计数温育前和温育后血样中白细胞数，按下式计算。

白细胞粘附率＝(A-