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1、生命科学技术系,白细胞的流变性,Contents,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720m之间,健康成年人, 安静时： 400010000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
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,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。,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 （flowing to Blood wall),-在血流缓慢流动的状态
3、下，WBC靠近管壁流动的现象。,2 WBC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=69m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：,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
4、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，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4103N/cm2,
5、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
6、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：白细胞的内红细胞内的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,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10002000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
7、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 15 12 淋巴细胞 20 18 慢性粒细胞白血 14 1 病时的粒细胞 急性粒细胞白血 23 1 病时的原粒细胞 慢性淋巴细胞白 21 1 血病时的粒细胞 原始淋巴细胞 23 1 正常红细胞 3 2,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,1.0-5.0m,微孔为68微米，在一定外力下测白
8、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IF,IF变形性,DI变形性,4. 微孔滤过电阻测定法,P=0.21.5kPa,U=0.20.3V,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,5. 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
9、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。,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20103个/mm3时，小于5m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
10、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。,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0.30.4mm。 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-B)/A100% 式中A、B分别为温育前、后血样的白细胞数。,总 结,WBC的流变特性： 趋边流动（切变率、RBC浓度和聚集）、黏附、聚集、变形（主动变形、被动变形）、嵌塞,WBC的形态、功能,WBC流变特性的测量：,思考题,哪些因素能影响白细胞的趋边流动？ 白细胞的粘附多发生在哪些部位，粘附后会对肌体产生哪些影响？ 白细胞变形性的分类和特点 4. 白细胞嵌塞的原因是什么？,再见,下次课：微循环的流变学,考试：6月5日,要求交下次课笔记,
