Mekanikkområdet som studerer egenskapene til deformasjon og flyt av ekte kontinuerlige medier, hvor en av representantene er ikke-newtonske væsker med strukturell viskositet, er reologi. I denne artikkelen tar vi for oss de reologiske egenskapene til blod. Hva det er vil bli klart.
Definition
En typisk ikke-Newtonsk væske er blod. Det kalles plasma hvis det er blottet for dannede elementer. Serum er plasma som mangler fibrinogen.
Hemorheologi, eller reologi, studerer mekaniske mønstre, spesielt hvordan de fysiske og kolloidale egenskapene til blod endres under sirkulasjon med ulik hastighet og i ulike deler av karleien. Dens egenskaper, den funksjonelle tilstanden til blodstrømmen, hjertets kontraktilitet bestemmer bevegelsen av blod i kroppen. Når den lineære strømningshastigheten er lav, beveger blodpartiklene seg parallelt med karets akse og mot hverandre. I dette tilfellet har strømmen en lagdelt karakter, og strømmen kalles laminær. Så hva erreologiske egenskaper? Mer om det senere.
Hva er Reynolds-nummeret?
Ved en økning i den lineære hastigheten og overskridelse av en viss verdi, som er forskjellig for alle fartøy, vil den laminære strømmen gå over i en virvel, kaotisk, k alt turbulent. Overgangshastigheten fra laminær til turbulent bevegelse bestemmer Reynolds-tallet, som er omtrent 1160 for blodårer. I følge Reynolds-tall kan turbulens bare oppstå på de stedene hvor store kar forgrener seg, så vel som i aorta. Væske beveger seg laminært gjennom mange kar.
Hastighet og skjærspenning
Ikke bare den volumetriske og lineære hastigheten på blodstrømmen er viktig, to viktigere parametere karakteriserer bevegelsen mot karet: hastighet og skjærspenning. Skjærspenning karakteriserer kraften som virker på en enhet av den vaskulære overflaten i tangentiell retning til overflaten, målt i pascal eller dyn/cm2. Skjærhastigheten måles i resiproke sekunder (s-1), som betyr at den er størrelsen på gradienten til bevegelseshastigheten mellom lag med væske som beveger seg parallelt per enhetsavstand mellom dem.
Hvilke indikatorer avhenger reologiske egenskaper?
Forholdet mellom stress og skjærhastighet bestemmer blodets viskositet, målt i mPas. For en fast væske avhenger viskositeten av skjærhastighetsområdet på 0,1-120s-1. Hvis skjærhastigheten er >100s-1, endres viskositeten ikke så tydelig, og etter å ha nådd skjærhastigheten på 200s-1 nesten ingenendrer seg. Verdien målt ved høy skjærhastighet kalles asymptotisk. De viktigste faktorene som påvirker viskositeten er deformerbarheten til celleelementer, hematokrit og aggregering. Og gitt det faktum at det er mye flere røde blodceller sammenlignet med blodplater og hvite blodceller, bestemmes de hovedsakelig av røde blodlegemer. Dette gjenspeiles i blodets reologiske egenskaper.
Viskositetsfaktorer
Den viktigste faktoren som bestemmer viskositeten er volumkonsentrasjonen av røde blodlegemer, deres gjennomsnittlige volum og innhold, dette kalles hematokrit. Den er omtrent 0,4-0,5 l / l og bestemmes ved sentrifugering fra en blodprøve. Plasma er en newtonsk væske, hvis viskositet bestemmer sammensetningen av proteiner, og den avhenger av temperaturen. Viskositeten påvirkes mest av globuliner og fibrinogen. Noen forskere mener at en viktigere faktor som fører til en endring i plasmaviskositet er forholdet mellom proteiner: albumin / fibrinogen, albumin / globuliner. Økningen skjer under aggregering, bestemt av den ikke-newtonske oppførselen til fullblod, som bestemmer aggregeringsevnen til røde blodceller. Fysiologisk aggregering av erytrocytter er en reversibel prosess. Det er det det er - blodets reologiske egenskaper.
Dannelsen av aggregater av erytrocytter avhenger av mekaniske, hemodynamiske, elektrostatiske, plasma og andre faktorer. I dag er det flere teorier som forklarer mekanismen for erytrocyttaggregering. Den mest kjente i dag er brobyggingsteorien.mekanismen der broer fra store molekylære proteiner, fibrinogen, Y-globuliner adsorberes på overflaten av erytrocytter. Netto aggregeringskraften er forskjellen mellom skjærkraften (forårsaker disaggregering), det elektrostatiske frastøtingslaget av erytrocytter, som er negativt ladet, og kraften i broene. Mekanismen som er ansvarlig for fikseringen av negativt ladede makromolekyler på erytrocytter, det vil si Y-globulin, fibrinogen, er ennå ikke fullt ut forstått. Det er en oppfatning at molekylene er koblet sammen på grunn av de spredte van der Waals-kreftene og svake hydrogenbindinger.
Hva hjelper til med å vurdere blodets reologiske egenskaper?
Hvorfor skjer erytrocyttaggregering?
Forklaring på erytrocyttaggregering forklares også av uttømming, fravær av høymolekylære proteiner nær erytrocytter, i forbindelse med hvilke en trykkinteraksjon oppstår, lik det osmotiske trykket til en makromolekylær løsning, som fører til konvergens av suspenderte partikler. I tillegg er det en teori som forbinder erytrocyttaggregering med erytrocyttfaktorer, noe som fører til en reduksjon i zetapotensialet og en endring i metabolismen og formen til erytrocyttene.
På grunn av forholdet mellom viskositeten og aggregeringsevnen til erytrocytter, for å vurdere blodets reologiske egenskaper og egenskapene til dets bevegelse gjennom karene, er det nødvendig å utføre en omfattende analyse av disse indikatorene. En av de vanligste og ganske tilgjengelige metodene for å måle aggregering er vurderingen av erytrocytthastighetensedimentasjon. Den tradisjonelle versjonen av denne testen er imidlertid lite informativ, siden den ikke tar hensyn til reologiske egenskaper.
Målemetoder
I følge studier av blodets reologiske egenskaper og faktorer som påvirker dem, kan det konkluderes med at vurderingen av blodets reologiske egenskaper påvirkes av aggregeringstilstanden. I dag legger forskere mer oppmerksomhet til studiet av de mikroreologiske egenskapene til denne væsken, men viskometri har heller ikke mistet sin relevans. Hovedmetodene for å måle egenskapene til blod kan deles inn i to grupper: med et homogent spennings- og tøyningsfelt - kjegleplan, skive, sylindriske og andre reometre med forskjellig geometri av arbeidsdelene; med et felt av deformasjoner og spenninger relativt inhomogene - i henhold til registreringsprinsippet for akustiske, elektriske, mekaniske vibrasjoner, enheter som fungerer etter Stokes-metoden, kapillære viskosimeter. Slik måles de reologiske egenskapene til blod, plasma og serum.
To typer viskosimeter
To typer viskosimeter er for tiden de mest utbredte: rotasjons- og kapillære. Det brukes også viskosimeter, hvis indre sylinder flyter i væsken som testes. Nå er de aktivt engasjert i ulike modifikasjoner av rotasjonsreometre.
Konklusjon
Det er også verdt å merke seg at den merkbare fremgangen i utviklingen av reologisk teknologi bare gjør det mulig å studere biokjemisk og biofysiskblodegenskaper for å kontrollere mikroregulering ved metabolske og hemodynamiske forstyrrelser. Ikke desto mindre er utviklingen av metoder for analyse av hemorheologi, som objektivt vil reflektere aggregeringen og reologiske egenskapene til den newtonske væsken, relevant for øyeblikket.
