生理学/血流阻力

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血液血管内流动时所遇到的阻力,称为血流阻力。血流阻力的产生,是由于血液流动时因磨擦而消耗能量,一般是表现为热能。这部分热能不可能再转换成血液的势能或动能,故血液在血管内流动时压力逐渐降低。在湍流的情况下,血液中各个质点不断变换流动的方向,故消耗的能量较层流时更多,血流阻力就较大。

血流阻力一般不能直接测量,而需通过计算得出。血液在血管中的流动与电荷在导体中流动有相似之处。根据欧姆定律,电流强度与导体两端的电位差成正比,与导体的电阻成反比。这一关系也适用于血流,即血流量与血管两端的压力差成正比,与血流阻力R成反比,可用下式表示:

Q=(P1-P2)/R

在一个血管系统中,若测得血管两端的压力差和血流量,就可根据上式计算出血流阻力。如果比较上式和泊肃叶定律的方程式,则可写出计算血流阻力的方程式,即

R=8ηL/πr4

这一算式表示,血流阻力与血管的长度和血液的粘滞度成正比,与血管半径的4次成反比。由于血管的长度变化很小,因此血流阻力主要由血管口径和血液粘滞度决定。对于一个器官来说,如果血液粘滞度不变,则器官的血流量主要取决于该器官的阻力血管的口径。阻力血管口径增大时,血流阻力降低,血流量就增多;反之,当阻力血管口径缩小时,器官血流量就减少。机体对循环功能的调节中,就是通过控制各器官阻力血管和口径来调节各器官之间的血流分配的。

血液粘滞度是决定血流阻力的另一因素。全血的粘滞度为水的粘滞度的4-5倍。血液粘滞度的高低取决于以下几个因素:

1.红细胞比容一般说来,红细胞比容是决定血液粘滞度的最重要的因素。红细胞比容愈大,血液粘滞度就愈高。

2.血流的切率 在层流的情况下,相邻两层血液流速的差和液层厚度的比值,称为血流切率(shear rate)。从图4-18可见,切率也就是图中抛物线的斜率。匀质液体的粘滞度不随切率的变化而改变,称为牛顿液。血浆属于牛顿液。非匀质液体的粘滞度随着切率的减小而增大,称为非牛顿液。全血属非牛顿液。当血液在血管内以层流的方式流动时,红细胞有向中轴部分移动的趋势。这种现象称为轴流(axial flow)。当切率较高时,轴流现象更为明显,红细胞集中在中轴,其长轴与血管纵轴平行,红细胞移动时发生的旋转以及红细胞相互间的撞击都很小,故血液的粘滞度较低。在切率低时,红细胞可发生聚集,使血液粘滞度增高。

3.血管口径 血液在较粗的血管内流动时,血管口径对血液粘滞度不发生影响。但当血液在直径小于0.2-0.3mm的微动脉内流动时,只要切率足够高,则随着血管口径的进一步变小,血液粘滞度也变低。这一现象产生原因尚不完全清楚,但对机体有明显的益处。如果没有此种反应,血液在小血管中流动的阻力将会大大增高。

4.温度 血液的粘滞度随温度的降低而升高。人体的体表温度比深部温度低,故血液流经体表部分时粘滞度会升高。如果将手指浸在冰水中,局部血液的沾滞度可增加2倍。

32 血流量和血流速度 | 血压 32
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