Proprietățile reologice ale sângelui - ce este?

Un câmp de mecanică care studiază trăsăturile de deformare și curgere ale unor medii reale reale, al căror reprezentanți sunt lichide non-newtoniene având vâscozitate structurală, este reologia. În acest articol, luăm în considerare proprietățile reologice ale sângelui. Ce este, devine clar.

definiție

Un tipic lichid non-newtonian este sânge. Plasma se numește, dacă este lipsită de elemente uniforme. Serul de sânge este o plasmă în care nu există fibrinogen.

Hemorheologia sau reologia studiază modele mecanice, în special modul în care proprietățile fizico-chimice ale sângelui se schimbă cu circulația la diferite rate și la diferite locuri din patul vascular. Proprietățile sale, starea funcțională a sângelui, contractilitatea inimii determină mișcarea sângelui în organism. Atunci când viteza liniară a curgerii este mică, particulele de sânge se deplasează paralel cu axa vasului și unul cu celălalt. În acest caz, fluxul are un caracter stratificat, iar fluxul se numește laminar. Deci, care sunt proprietățile reologice? Despre asta - în continuare.

Care este numărul Reynolds?

În cazul unei creșteri a vitezei liniare și depășirea unei anumite valori, care este diferită pentru toate vasele, fluxul laminar se va transforma într-un turbionar, dezordonat, numit debit turbulent. Rata de tranzitie a miscarii laminate la turbulente determina numarul Reynolds, care este de circa 1160 pentru vasele de sange. Conform numerelor Reynolds, turbulentele pot aparea numai in locurile in care ramura vaselor mari si, de asemenea, in aorta. În multe vase, lichidul se deplasează laminar.

Ritmul de forfecare și tensiunea de forfecare

Nu numai viteza volumetrică și liniară a fluxului sanguin sunt importante, doi parametri mai importanți caracterizează mișcarea către vas: tensiunea și forța de forfecare. Stresul de forfecare este forța care acționează pe unitatea suprafeței vasculare în direcția tangențială la suprafață, măsurată în pascale sau dynes / cm2. Rata de forfecare este măsurată în secunde a inversului (s-1) și înseamnă gradul de gradient al vitezei dintre straturile lichide care se deplasează în paralel pe distanța unitară dintre ele.

Pe ce indicatori fac proprietățile reologice?

Raportul dintre stres și viteza de forfecare determină vâscozitatea sângelui, măsurată în mPas. Într-un lichid întreg, viscozitatea depinde de intervalul de forfecare de 0,1-120 ^s-1 . Dacă viteza de forfecare este> 100 ^s-1 , vâscozitatea nu variază atât de mult și, după atingerea unei viteze de forfecare de 200 ^s-1 , rămâne aproape neschimbată. Valoarea măsurată la o viteză mare de forfecare se numește asimptotic. Principalii factori care afectează vâscozitatea sunt deformabilitatea elementelor celulare, hematocritul și agregarea. Și ținând seama de faptul că există mult mai multe celule roșii în comparație cu trombocitele și leucocitele, ele sunt în principal determinate de eritrocite. Acest lucru se reflectă în proprietățile reologice ale sângelui.

Factori de vâscozitate

Cel mai important factor care determină vâscozitatea este concentrația de volum a eritrocitelor, volumul mediu și conținutul lor, acest lucru se numește hematocrit. Este de aproximativ 0,4-0,5 l / l și este determinată prin centrifugare dintr-o probă de sânge. Plasma este un fluid Newtonian a cărui vâscozitate determină compoziția proteinelor și depinde de temperatură. Viscozitatea este cel mai afectată de globuline și fibrinogen. Unii cercetători consideră că cel mai important factor care conduce la o schimbare a vâscozității plasmei este raportul proteină: albumină / fibrinogen, albumină / globulină. Creșterea are loc cu agregarea, determinată de comportamentul non-newtonian al sângelui complet, care determină capacitatea agregată a celulelor roșii din sânge. Agregarea fiziologică a eritrocitelor este un proces reversibil. Asta este ceea ce este - proprietățile reologice ale sângelui.

Formarea agregatelor de către eritrocite depinde de factorii mecanici, hemodinamici, electrostatici, plasmași și alți factori. În zilele noastre există mai multe teorii care explică mecanismul de agregare a eritrocitelor. Cea mai cunoscută astăzi este teoria mecanismului de punte, conform căruia podurile de la proteinele moleculare mari, fibrinogenul și Y-globulinele sunt adsorbite pe suprafața eritrocitelor. Rezistența la agregare este pură - aceasta este diferența dintre forța de forfecare (determină dezagregarea), stratul de repulsie electrostatică a celulelor roșii din sânge, care sunt încărcate negativ, de forța din poduri. Mecanismul responsabil pentru fixarea macromoleculelor încărcate negativ pe eritrocite, adică Y-globulina, fibrinogen, nu este încă înțeles complet. Există o opinie că moleculele sunt legate datorită forțelor van der Waals dispersate și a legăturilor slabe de hidrogen.

Ce ajută la evaluarea proprietăților reologice ale sângelui?

Care este motivul agregării celulelor roșii din sânge?

Explicația agregării eritrocitelor se explică de asemenea prin epuizarea, absența proteinelor moleculare înalte în apropierea eritrocitelor, în legătură cu care apare o interacțiune sub presiune, similară naturii cu presiunea soluției macromoleculare prin osmotic, având ca rezultat apropierea particulelor suspendate. În plus, există o teorie care leagă agregarea eritrocitelor cu factorii de eritrocite, conducând la o scădere a potențialului zeta și la o schimbare în metabolismul și forma eritrocitelor.

Din cauza relației dintre vâscozitatea și capacitatea de agregare a eritrocitelor, pentru a evalua proprietățile reologice ale sângelui și caracteristicile mișcării sale de-a lungul vaselor, este necesar să se efectueze o analiză complexă a acestor indicatori. Una dintre metodele cele mai comune și destul de accesibile pentru măsurarea agregării este evaluarea ratei de sedimentare a eritrocitelor. Cu toate acestea, versiunea tradițională a acestui test nu este foarte informativă, deoarece nu ia în considerare caracteristicile reologice.

Metode de măsurare

Conform studiilor privind caracteristicile sângelui reologic și factorii care le afectează, se poate concluziona că evaluarea proprietăților reologice ale sângelui este afectată de starea de agregare. În prezent, cercetătorii acordă mai multă atenție studiului proprietăților microrheologice ale acestui lichid, însă viscometria nu a pierdut relevanța. Principalele metode de măsurare a proprietăților sângelui pot fi împărțite în mod condiționat în două grupe: cu un câmp de solicitări și deformări, un conet omogen, discuri, cilindrice și alte reometre cu geometrie diferită a pieselor de lucru; Cu un câmp de deformări și solicitări relativ neomogene - în conformitate cu principiul de înregistrare a oscilațiilor acustice, electrice, mecanice, dispozitive care funcționează prin metoda Stokes, vâscozimile capilare. Astfel se măsoară proprietățile reologice ale sângelui, plasmei și serului.

Două tipuri de vâscozime

Două tipuri de vâscozimetri sunt acum cele mai răspândite : rotative și capilare. Se utilizează, de asemenea, vâscozimetri, cilindrul interior al căruia plutește în lichidul care este testat. Acum se implică activ în diferite modificări ale reometrelor rotative.

concluzie

Este, de asemenea, de remarcat faptul că progresul notabil în dezvoltarea tehnicilor reologice permite studierea proprietăților biochimice și biofizice ale sângelui pentru a controla microreglementarea în tulburările metabolice și hemodinamice. Cu toate acestea, dezvoltarea de metode pentru analiza hemorheologiei, care ar reflecta obiectiv agregarea și proprietățile reologice ale fluidului newtonian, este relevantă în prezent.