Det mekaniske område, der studerer funktionerne ved deformation og strømning af reelle kontinuerlige medier, hvor en af repræsentanterne er ikke-newtonske væsker med strukturel viskositet, er rheologi. I denne artikel overvejer vi blodets rheologiske egenskaber. Hvad det er, vil blive klart.
Definition
En typisk ikke-Newtonsk væske er blod. Det kaldes plasma, hvis det er blottet for dannede grundstoffer. Serum er plasma, der mangler fibrinogen.
Hæmorheologi, eller rheologi, studerer mekaniske mønstre, især hvordan blodets fysiske og kolloide egenskaber ændrer sig under cirkulation ved forskellige hastigheder og i forskellige dele af karlejet. Dets egenskaber, den funktionelle tilstand af blodbanen, hjertets kontraktilitet bestemmer blodets bevægelse i kroppen. Når den lineære strømningshastighed er lav, bevæger blodpartiklerne sig parallelt med karrets akse og mod hinanden. I dette tilfælde har flowet en lagdelt karakter, og flowet kaldes laminært. Så hvad errheologiske egenskaber? Mere om det senere.
Hvad er Reynolds-nummeret?
I tilfælde af en stigning i den lineære hastighed og overskridelse af en vis værdi, som er forskellig for alle kar, vil den laminære strøm blive til en hvirvel, kaotisk, kaldet turbulent. Overgangshastigheden fra laminær til turbulent bevægelse bestemmer Reynolds-tallet, som for blodkar er cirka 1160. Ifølge Reynolds-tal kan turbulens kun forekomme de steder, hvor store kar forgrener sig, samt i aorta. Væske bevæger sig laminært gennem mange kar.
Hastighed og forskydningsspænding
Ikke kun den volumetriske og lineære hastighed af blodgennemstrømningen er vigtig, to vigtigere parametre karakteriserer bevægelsen mod karret: hastighed og forskydningsspænding. Forskydningsspænding karakteriserer kraften, der virker på en enhed af den vaskulære overflade i den tangentielle retning til overfladen, målt i pascal eller dyn/cm2. Forskydningshastigheden måles i reciproke sekunder (s-1), hvilket betyder, at den er størrelsen af gradienten af bevægelseshastigheden mellem lag af væske, der bevæger sig parallelt pr. enhedsafstand mellem dem.
Hvilke indikatorer afhænger reologiske egenskaber af?
Forholdet mellem stress og forskydningshastighed bestemmer blodets viskositet, målt i mPas. For en fast væske afhænger viskositeten af forskydningshastighedsområdet på 0,1-120s-1. Hvis forskydningshastigheden er >100s-1, ændres viskositeten ikke så udt alt, og efter at have nået forskydningshastigheden på 200s-1 næsten nejer under forandring. Værdien målt ved høj forskydningshastighed kaldes asymptotisk. De vigtigste faktorer, der påvirker viskositeten, er deformerbarheden af celleelementer, hæmatokrit og aggregering. Og givet det faktum, at der er meget flere røde blodlegemer sammenlignet med blodplader og hvide blodlegemer, bestemmes de hovedsageligt af røde blodlegemer. Dette afspejles i blodets rheologiske egenskaber.
Viskositetsfaktorer
Den vigtigste faktor, der bestemmer viskositeten, er volumenkoncentrationen af røde blodlegemer, deres gennemsnitlige volumen og indhold, dette kaldes hæmatokrit. Den er cirka 0,4-0,5 l/l og bestemmes ved centrifugering fra en blodprøve. Plasma er en newtonsk væske, hvis viskositet bestemmer sammensætningen af proteiner, og den afhænger af temperaturen. Viskositeten er mest påvirket af globuliner og fibrinogen. Nogle forskere mener, at en vigtigere faktor, der fører til en ændring i plasmaviskositet, er forholdet mellem proteiner: albumin / fibrinogen, albumin / globuliner. Stigningen sker under aggregering, bestemt af fuldblods ikke-newtonske adfærd, som bestemmer de røde blodlegemers aggregeringsevne. Fysiologisk aggregering af erytrocytter er en reversibel proces. Det er, hvad det er - blodets rheologiske egenskaber.
Dannelsen af aggregater af erytrocytter afhænger af mekaniske, hæmodynamiske, elektrostatiske, plasma og andre faktorer. I dag er der flere teorier, der forklarer mekanismen for erytrocytaggregation. Den mest kendte i dag er brobygningsteorien.mekanismen, hvorved broer fra store molekylære proteiner, fibrinogen, Y-globuliner adsorberes på overfladen af erytrocytter. Nettoaggregationskraften er forskellen mellem forskydningskraften (forårsager disaggregering), det elektrostatiske frastødningslag af erytrocytter, som er negativt ladede, og kraften i broerne. Mekanismen, der er ansvarlig for fikseringen af negativt ladede makromolekyler på erytrocytter, det vil sige Y-globulin, fibrinogen, er endnu ikke fuldt ud forstået. Der er en opfattelse af, at molekylerne er forbundet på grund af de spredte van der Waals-kræfter og svage brintbindinger.
Hvad hjælper med at vurdere blodets rheologiske egenskaber?
Hvorfor forekommer erytrocytaggregation?
Forklaring på erytrocytaggregation forklares også ved udtømning, fraværet af højmolekylære proteiner tæt på erytrocytter, i forbindelse med hvilke der opstår en trykinteraktion, som af natur ligner det osmotiske tryk i en makromolekylær opløsning, hvilket fører til konvergens af suspenderede partikler. Derudover er der en teori, der forbinder erytrocytaggregation med erytrocytfaktorer, hvilket fører til et fald i zeta-potentialet og en ændring i erytrocytternes metabolisme og form.
På grund af forholdet mellem erytrocytternes viskositet og aggregeringsevne er det nødvendigt at foretage en omfattende analyse af disse indikatorer for at vurdere blodets rheologiske egenskaber og træk ved dets bevægelse gennem karrene. En af de mest almindelige og ret tilgængelige metoder til måling af aggregering er vurderingen af erytrocythastighedensedimentation. Den traditionelle version af denne test er dog ikke særlig informativ, da den ikke tager hensyn til rheologiske karakteristika.
Målemetoder
Ifølge undersøgelser af blodets rheologiske egenskaber og faktorer, der påvirker dem, kan det konkluderes, at vurderingen af blodets rheologiske egenskaber er påvirket af aggregeringstilstanden. I dag er forskere mere opmærksomme på studiet af denne væskes mikrorheologiske egenskaber, men viskometri har heller ikke mistet sin relevans. De vigtigste metoder til måling af blodets egenskaber kan opdeles i to grupper: med et homogent spændings- og belastningsfelt - kegleplan, skive, cylindriske og andre rheometre med forskellig geometri af arbejdsdelene; med et felt af deformationer og spændinger relativt inhomogene - i henhold til registreringsprincippet for akustiske, elektriske, mekaniske vibrationer, enheder, der arbejder efter Stokes-metoden, kapillære viskosimeter. Sådan måles de reologiske egenskaber af blod, plasma og serum.
To typer viskosimeter
To typer viskosimeter er i øjeblikket de mest udbredte: roterende og kapillære. Der anvendes også viskosimeter, hvis indre cylinder flyder i væsken, der testes. Nu er de aktivt engageret i forskellige modifikationer af rotationsrheometre.
Konklusion
Det er også værd at bemærke, at de mærkbare fremskridt i udviklingen af reologisk teknologi netop gør det muligt at studere biokemiske og biofysiskeblodegenskaber til at kontrollere mikroregulering i metaboliske og hæmodynamiske lidelser. Ikke desto mindre er udviklingen af metoder til analyse af hæmorheologi, som objektivt ville afspejle den newtonske væskes aggregering og rheologiske egenskaber, i øjeblikket relevant.
