血液循環(huán)系統(tǒng)概述

1、 論文題目：姓名學(xué)院專業(yè)學(xué)號(hào)2014年11月7日目錄TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark2 o Current Document 血液循環(huán)系統(tǒng)3 HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 前人對(duì)血液循環(huán)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)3 HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 1.1.1.古代西方學(xué)者的研究3 HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 1.1.2.東方人的認(rèn)識(shí)4 HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 血

2、液循環(huán)系統(tǒng)的定義4 HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 紅細(xì)胞的流變性質(zhì)4 HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 2.1.紅細(xì)胞的沉降率4 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 紅細(xì)胞的變形性5 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 2.2.1.紅細(xì)胞變形性的重要作用5 HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 2.2.2.紅細(xì)胞的變形性的決定因素和影響因素6 HYPE

3、RLINK l bookmark22 o Current Document 血液的組成及其性質(zhì)6 HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 血液的組成6 HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 血液的性質(zhì)7 HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 血液的非牛頓粘性7 HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 血液的粘彈性和觸變性7 HYPERLINK l bookmark32 o Current Document 血液流變性

4、質(zhì)的定量描述84.1.法林效應(yīng)8軸流現(xiàn)象8 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 血液循環(huán)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)描述8血液循環(huán)系統(tǒng)前人對(duì)血液循環(huán)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)古代西方學(xué)者的研究公元前6世紀(jì)，古希臘哲學(xué)家們就開(kāi)始認(rèn)識(shí)到心臟、血管和脈搏之間的某些關(guān)系。如公元前4世紀(jì)，希臘醫(yī)圣Hippocidtes（460375,BC）就清楚心臟的位置以及它和血管的聯(lián)系,但是，他們所觀察到的是人尸體中的現(xiàn)象。在尸體內(nèi)，幾乎所有的血液都被驅(qū)入靜脈，而動(dòng)脈中則是空的。因此，他們斷言動(dòng)脈內(nèi)充滿來(lái)自肺進(jìn)入的空氣。Hippocidtes認(rèn)為，人體健康與否取決于體內(nèi)4種液體的平衡作用，這就是所謂的

5、四素論學(xué)說(shuō)。四素論學(xué)說(shuō)認(rèn)為，人體內(nèi)存在4種液體，即紅液（血）、黃液（膽汁）、黏液和黑液（貯存于脾）。每種液體都有一定屬性，血液溫濕，膽汁溫干，黏液冷濕，黑液干冷，認(rèn)為只有4種液體的平衡，才能維持人體的正常機(jī)能。古代西方學(xué)者對(duì)血液循環(huán)作過(guò)較系統(tǒng)研究，做出重要貢獻(xiàn)的應(yīng)為亞里士多德（384322,BC）。他對(duì)血管系進(jìn)行了系統(tǒng)的觀察，指出血管的重要性，心臟是最早成熟和最后死亡的器官。他描述了心包和心臟的輪廓，大血管在心臟的出入口。他認(rèn)為血液是從心臟流至全身其他部分，并營(yíng)養(yǎng)全身。古羅馬的蓋侖是古希臘繼亞里士多德之后的第一個(gè)偉大的醫(yī)學(xué)泰斗，成為最早用實(shí)驗(yàn)方法研究動(dòng)物生理功能的先驅(qū)，蓋侖還在當(dāng)時(shí)極其簡(jiǎn)陋的條

6、件下，通過(guò)科學(xué)而巧妙的設(shè)計(jì)構(gòu)思，進(jìn)行了很多心血管功能的有益探索，對(duì)血液循環(huán)發(fā)現(xiàn)史做出了巨大的貢獻(xiàn)。蓋侖通過(guò)解剖動(dòng)物,研究了心臟、血管和脈搏,指出心臟有左右2個(gè)心室。他認(rèn)為血液由肝生成。血液在“自然靈氣”的推動(dòng)下，一部分由肝分別送往身體的各部分，另一部分由肝靜脈經(jīng)下腔靜脈注入右心室，后通過(guò)心室隔膜上的小孔，一滴一滴的流入左心室。血液在左心室注入由肺進(jìn)入的“活力靈氣”，從而使原來(lái)的靜脈血變?yōu)閯?dòng)脈血。動(dòng)脈血再分布至全身，進(jìn)入腦部動(dòng)脈血中的“活力靈氣”變?yōu)椤皠?dòng)物靈氣”，從而使全身有了感覺(jué)。1.1.2.東方人的認(rèn)識(shí)黃帝內(nèi)經(jīng)中多處記載了氣血循環(huán)的現(xiàn)象,如“心生血，在體為脈，在藏為心”，“心主身之血脈”，“

7、經(jīng)脈流行不止，環(huán)周不休”，“經(jīng)脈之相貫，如環(huán)無(wú)端”，“人受氣于谷，谷人于胃，以傳于肺，五藏六腑，皆以受氣，其清者為營(yíng)，濁者為衛(wèi)，營(yíng)在脈中，衛(wèi)在脈外，營(yíng)周不休，五十度而復(fù)大會(huì)，陰陽(yáng)相貫，如環(huán)無(wú)端”。這些記載，已可見(jiàn)心與血管系統(tǒng)關(guān)系的雛形，盡管還比較粗放和籠統(tǒng)，也不乏主觀臆測(cè)的成份，但其明確指出血液運(yùn)行“流行不止”、“營(yíng)周不休”、“如環(huán)無(wú)端”，更說(shuō)明他們對(duì)血液“循環(huán)”已有初步的認(rèn)識(shí)。1.2.血液循環(huán)系統(tǒng)的定義血液循環(huán)系統(tǒng)是血液在體內(nèi)流動(dòng)的通道，分為心血管系統(tǒng)和淋巴系統(tǒng)兩部分淋巴系統(tǒng)是靜脈系統(tǒng)的輔助裝置。而一般所說(shuō)的循環(huán)系統(tǒng)指的是心血管系統(tǒng)。血液循環(huán)系統(tǒng)由血液、血管和心臟組成。如果分為兩大部分，即為

8、血管和心臟組成。人體的循環(huán)系統(tǒng)由體循環(huán)和肺循環(huán)兩部分組成。紅細(xì)胞的流變性質(zhì)2.1.紅細(xì)胞的沉降率紅細(xì)胞的比重約為1.098（4攝氏度），而血漿的比重約1.024（4攝氏度），因此，紅細(xì)胞在重力作用下將從懸浮液中沉淀出來(lái)，這種現(xiàn)象叫做沉降。沉降的速度叫做沉降率，除了懷孕以來(lái)，細(xì)胞的沉降率加快總認(rèn)為是不正常的。當(dāng)紅細(xì)胞在血漿中下沉?xí)r，其速度受很多因素的影響。Stokes指出，剛性球體通過(guò)無(wú)限界的流體運(yùn)動(dòng)所受的粘滯阻力f-.耳rvs式中為流體粘度，r為球體半徑，v是球體速度。Stokes定律不能直接應(yīng)用于紅細(xì)胞在血漿中的沉降，因?yàn)樗乃俣炔粌H取決于紅細(xì)胞的尺寸、紅細(xì)胞和血漿的密度以及血漿的粘度，而且

9、還與紅細(xì)胞的形狀和方位有關(guān)。紅細(xì)胞的聚集和紅細(xì)胞疊連之間的相互作用，都將影響紅細(xì)胞沉降率。因此，沉降率的變化可以度量紅細(xì)胞表面性質(zhì)的變化，它與紅細(xì)胞的聚集密切相關(guān)。紅細(xì)胞的沉降已被廣泛地用來(lái)檢查各種疾病的進(jìn)程。在做血沉試驗(yàn)時(shí)，一根細(xì)而長(zhǎng)的有刻度的管子充以檸檬酸鉀的血液，在溫度2227攝氏度下，管子保持豎直。一般是以紅細(xì)胞的上水平線以上的血漿柱高度作為紅細(xì)胞沉降的記錄。2.2.紅細(xì)胞的變形性2.2.1.紅細(xì)胞變形性的重要作用靜止時(shí)，紅細(xì)胞為直徑8um的雙凹圓盤形，但受外力時(shí)很容易變形。外力除去后又易于恢復(fù)原狀。在顯微鏡下觀察毛細(xì)血管床，可以發(fā)現(xiàn)作傘狀、彈丸狀等各種形狀運(yùn)動(dòng)的紅細(xì)胞。紅細(xì)胞的變形性

10、在血液循環(huán)中，特別是在微循環(huán)中起著重要作用。由于紅細(xì)胞的這種顯著的變形性，使它能夠通過(guò)比它本身直徑還小的毛細(xì)血管。脾臟的毛細(xì)血管最窄，它的平均直徑僅有3um左右。紅細(xì)胞的變形性對(duì)因動(dòng)脈硬比或血栓形成的非常狹窄的血管中的循環(huán)，也都起著重要的作用。如果紅細(xì)胞的變形能力降低，則血液粘度增加因而血流量亦減少。結(jié)果會(huì)導(dǎo)致切變率減小，因血液的非牛頓粘性又使血液粘度增加，血流量減少?gòu)亩饜盒匝h(huán)。Fisher等人(1978)發(fā)現(xiàn)了紅細(xì)胞膜的坦克履帶式運(yùn)動(dòng)。例如，懸浮于高粘度酌葡萄掐溶液中的紅細(xì)胞，在切應(yīng)力影響下變形成橢球體。隨著切應(yīng)力的增加，其延伸率接近最大值，同隊(duì)紅細(xì)胞膜作坦克履帶式運(yùn)動(dòng)，其轉(zhuǎn)動(dòng)頻率隨切

11、變率而直線地增加，由于紅細(xì)胞膜的這種坦克履帶式轉(zhuǎn)動(dòng)，就將所受切應(yīng)力向細(xì)胞內(nèi)傳遞，引起紅細(xì)胞內(nèi)容物的運(yùn)動(dòng)，這樣可使O2或CO2分子與血紅蛋白更好地混合，促使氣體分子與血紅蛋白結(jié)合，使紅細(xì)胞能更有效地發(fā)揮其輸運(yùn)氣體的功能。2.2.2.紅細(xì)胞的變形性的決定因素和影響因素紅細(xì)胞的表面積與體積的比值，是決定紅細(xì)胞變形性的重要因素。紅細(xì)胞膜的面積對(duì)于體積來(lái)說(shuō)相對(duì)過(guò)剩，使紅細(xì)胞能變成各種形態(tài)，而不必增加表面積。在表面積和體積不變的情況下，正常紅細(xì)胞可拉伸至原長(zhǎng)的230。如果要使紅細(xì)胞膜表面積增加23，就可使紅細(xì)胞膜破壞。紅細(xì)胞的變形性還決定子紅細(xì)胞膜的粘彈性質(zhì)，而粘彈特性又與細(xì)胞膜的成分及其在膜中的結(jié)構(gòu)和排

12、列有關(guān)。Blank和Evans等人提出了紅細(xì)胞膜的物質(zhì)結(jié)構(gòu)模型。他們認(rèn)為紅細(xì)胞膜外層由脂雙層形成阻止膜表面積變化的緊密內(nèi)聚性結(jié)構(gòu)，由于這種結(jié)構(gòu)的液體特性而易于產(chǎn)生變形。膜表面下的骨架蛋白結(jié)構(gòu)使脂雙層具有穩(wěn)定的力學(xué)結(jié)構(gòu)，膜表面下的血影蛋白網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)又使紅細(xì)胞具有抗高剪切的能力，確保紅細(xì)胞維持原形或變形后再恢復(fù)原形。這種維持和恢復(fù)紅細(xì)胞原形的能力，不僅要考慮膜的彈性，而且還要考慮膜內(nèi)的粘性損耗過(guò)程，因?yàn)檫@一過(guò)程限制了紅細(xì)胞變形后的恢復(fù)率。紅細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)的粘度稱為紅細(xì)胞的內(nèi)粘度，它是決定紅細(xì)胞變形性的又一重要因素。內(nèi)粘度又決定于細(xì)胞內(nèi)血紅蛋白的濃度和理化性質(zhì)。影響紅細(xì)胞變形性的外部因素，有血漿蛋白的成分

13、與含量、血漿的滲透壓、溫度。pH值、電解質(zhì)的成分與含量、氧分壓和二氧化碳分壓、ATP水平以及氧化劑的作用等。血液的組成及其性質(zhì)3.1.血液的組成血液由紅細(xì)胞、白細(xì)胞、血小板和血漿組成。紅細(xì)胞等成為有形元素。全血稍呈堿性，pH值在7.35-7.40之間，比重約為1.056（4攝氏度）。對(duì)血漿力學(xué)性質(zhì)影響最大的是各種蛋白質(zhì)。其中白蛋白分子量最小，約69,000，但含量最高，主要作用是調(diào)節(jié)血漿容量及pH值。球蛋白種類繁多，分子量在35000-1000000之間，它主要參與各種反應(yīng)。血纖維蛋白原是長(zhǎng)鏈大分子，分子量達(dá)1,300,000，但含量最少，在凝血過(guò)程中起重要作用。從血漿中把纖維蛋白原去掉，就是

14、血清。影響血液流變性質(zhì)得住啊喲是紅細(xì)胞，它可以看做是高度可變形的充液彈性薄殼體。細(xì)胞膜很薄，約3-7x10-8卩m。細(xì)胞質(zhì)是血紅蛋白的水溶液，濃度約為33%,pH=7.4。整個(gè)紅細(xì)胞的比重約為1.098(4攝氏度)，故血液可看作紅細(xì)胞與血漿組成的、比重相近的懸浮液。3.2.血液的性質(zhì)血液的非牛頓粘性如果我們用粘度計(jì)來(lái)測(cè)量血液的流變性質(zhì)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)在平衡狀態(tài)下，切應(yīng)力與切變率是非線性的。若仍用牛頓粘滯定律來(lái)描述t=ya耳不能再看作介質(zhì)的物性參數(shù)，稱為表觀粘度。a人血粘度隨溫度的變化，表現(xiàn)為在同樣的切變率條件下，溫度升高則粘度降低。血液的粘彈性和觸變性Thurston(1972一1978)、錢購(gòu)(1

15、975)等觀測(cè)了在非定常流動(dòng)條件下的血液流變性，發(fā)現(xiàn)血液具有粘彈性，即應(yīng)力不僅取決于瞬時(shí)切變率，而且與歷史過(guò)程有關(guān)。在生理上，血流都是非定常的，應(yīng)該計(jì)及血液的粘彈性。為了簡(jiǎn)化，分析大血管時(shí)通常不計(jì)粘彈性，但血管較小時(shí)(如冠狀動(dòng)脈)，血液粘彈性效應(yīng)則應(yīng)考慮。血液的粘彈性一方面依賴于切變率，另一方面也依賴于剪切時(shí)間，即切變率恒定時(shí)，血液粘度隨時(shí)間而變。如果時(shí)間足夠長(zhǎng)，粘度到達(dá)一定值后也不再隨時(shí)間改變，其值僅僅取決于切變率，這就是血液的觸變性。一般來(lái)說(shuō)，在低切變率下，如小于0.1s-1，血液表現(xiàn)為粘彈流體。切變率在0.1-10s-1范圍內(nèi)，血液具有觸變特性。血液流變性質(zhì)的定量描述4.1.法林效應(yīng)法拉

16、奧伊斯和林奎斯特在本世紀(jì)30年代由實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)切變率較高時(shí)，在細(xì)小的管(內(nèi)徑小于200um)中流動(dòng)的血液其表觀粘度將顯著下降。因此常把細(xì)管半徑對(duì)血液粘度影響的這種效應(yīng)叫做法林效應(yīng)。理論上計(jì)算的粘度耳與表觀粘度耳的關(guān)系為aH-a(1+D/R)2式中D為血細(xì)胞的線徑,R為血管半徑。上式說(shuō)明，當(dāng)DvvR時(shí)，則耳=n，a表明法林效應(yīng)不會(huì)在大的血管中產(chǎn)生?；蛘哒f(shuō)血液中若沒(méi)有血球粒子，成為牛頓流體時(shí)，法林效應(yīng)也不會(huì)產(chǎn)生，法林效應(yīng)與血細(xì)胞壓積之間直接相關(guān)聯(lián)，在細(xì)小的血管中流動(dòng)時(shí)，血細(xì)胞壓積減小表觀粘度也隨之減小。4.2.軸流現(xiàn)象在細(xì)的管道內(nèi)流動(dòng)的血液由于管軸到管壁有一明顯的速度分布，管軸處速度梯度最小，管壁處大。及切變率中小邊大因而血細(xì)胞發(fā)生旋轉(zhuǎn)，收到一指向軸心的力而向軸心靠攏，使得在管壁附近形成一幾乎不含血細(xì)胞的血漿層。這就是在微循環(huán)小血管內(nèi)經(jīng)?？梢?jiàn)到的軸流現(xiàn)象。軸流現(xiàn)象是一種復(fù)雜現(xiàn)象。總之，血液在細(xì)小血管中流動(dòng)時(shí)，由于軸流現(xiàn)象，使得靠近管壁處形成一血漿層，再加上法林效應(yīng)，使其表觀粘度減小，有利于微循環(huán)的有效灌注。血液循環(huán)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)描述人體血液循環(huán)動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)中由于血管具有彈性，在心臟和大動(dòng)脈中又有紊流,使得心血管網(wǎng)絡(luò)的邊界條件變得特別復(fù)