Областта на механиката, която изучава характеристиките на деформацията и протичането на реални непрекъснати среди, един от представителите на които са ненютонови течности със структурен вискозитет, е реологията. В тази статия разглеждаме реологичните свойства на кръвта. Какво е, ще стане ясно.
Определение
Типична ненютонова течност е кръвта. Нарича се плазма, ако е лишена от образувани елементи. Серумът е плазма, в която липсва фибриноген.
Хемореологията, или реологията, изучава механичните модели, особено как физичните и колоидни свойства на кръвта се променят по време на циркулацията при различни скорости и в различни части на съдовото легло. Неговите свойства, функционалното състояние на кръвния поток, контрактилитета на сърцето определят движението на кръвта в тялото. Когато линейната скорост на потока е ниска, кръвните частици се движат успоредно на оста на съда и една към друга. В този случай потокът има наслоен характер и потокът се нарича ламинарен. И така, какви сареологични свойства? Повече за това по-късно.
Какво е числото на Рейнолдс?
В случай на увеличаване на линейната скорост и превишаване на определена стойност, която е различна за всички съдове, ламинарният поток ще се превърне във вихров, хаотичен, наречен турбулентен. Скоростта на преход от ламинарно към турбулентно движение определя числото на Рейнолдс, което за кръвоносните съдове е приблизително 1160. Според числата на Рейнолдс турбуленция може да възникне само в онези места, където се разклоняват големи съдове, както и в аортата. Флуидът се движи ламинарно през много съдове.
Скорост и напрежение на срязване
Важни са не само обемната и линейната скорост на кръвния поток, но още два важни параметъра характеризират движението към съда: скорост и напрежение на срязване. Напрежението на срязване характеризира силата, действаща върху единица от съдовата повърхност в тангенциална посока към повърхността, измерена в паскали или дини/cm2. Скоростта на срязване се измерва в реципрочни секунди (s-1), което означава, че е величината на градиента на скоростта на движение между слоевете течност, движещи се успоредно на единица разстояние между тях.
От какви показатели зависят реологичните свойства?
Съотношението на напрежението към скоростта на срязване определя вискозитета на кръвта, измерен в mPas. За твърда течност вискозитетът зависи от диапазона на скоростта на срязване от 0,1-120s-1. Ако скоростта на срязване е >100s-1, вискозитетът не се променя толкова силно и след достигане на скоростта на срязване от 200s-1 почти нямасе променя. Стойността, измерена при висока скорост на срязване, се нарича асимптотична. Основните фактори, които влияят на вискозитета, са деформируемостта на клетъчните елементи, хематокрита и агрегацията. И предвид факта, че има много повече червени кръвни клетки в сравнение с тромбоцитите и белите кръвни клетки, те се определят главно от червените кръвни клетки. Това се отразява в реологичните свойства на кръвта.
Вискозитетни фактори
Най-важният фактор, определящ вискозитета е обемната концентрация на червените кръвни клетки, техният среден обем и съдържание, това се нарича хематокрит. Той е приблизително 0,4-0,5 l/l и се определя чрез центрофугиране от кръвна проба. Плазмата е нютонова течност, чийто вискозитет определя състава на протеините и зависи от температурата. Вискозитетът се влияе най-много от глобулините и фибриногена. Някои изследователи смятат, че по-важен фактор, който води до промяна в плазмения вискозитет, е съотношението на протеини: албумин / фибриноген, албумин / глобулини. Увеличаването настъпва по време на агрегация, обусловена от ненютоновото поведение на цяла кръв, което определя способността за агрегиране на червените кръвни клетки. Физиологичната агрегация на еритроцитите е обратим процес. Ето какво е - реологичните свойства на кръвта.
Образуването на агрегати от еритроцитите зависи от механични, хемодинамични, електростатични, плазмени и други фактори. В днешно време има няколко теории, които обясняват механизма на агрегация на еритроцитите. Най-известната днес е теорията за свързване.механизмът, чрез който мостовете от големи молекулярни протеини, фибриноген, Y-глобулини се адсорбират върху повърхността на еритроцитите. Нетната сила на агрегиране е разликата между силата на срязване (причинява дезагрегация), слоя на електростатично отблъскване на еритроцитите, които са отрицателно заредени, и силата в мостовете. Механизмът, отговорен за фиксирането на отрицателно заредени макромолекули върху еритроцитите, тоест Y-глобулин, фибриноген, все още не е напълно изяснен. Има мнение, че молекулите са свързани поради разпръснатите сили на Ван дер Ваалс и слабите водородни връзки.
Какво помага да се оценят реологичните свойства на кръвта?
Защо се получава агрегация на еритроцитите?
Обяснението на еритроцитната агрегация се обяснява и с изчерпването, отсъствието на високомолекулни протеини, близки до еритроцитите, във връзка с което се появява взаимодействие под налягане, подобно по природа на осмотичното налягане на макромолекулен разтвор, водещо до конвергенция на суспендирани частици. Освен това съществува теория, свързваща еритроцитната агрегация с еритроцитните фактори, което води до намаляване на зета потенциала и промяна в метаболизма и формата на еритроцитите.
Поради връзката между вискозитета и агрегационната способност на еритроцитите, за да се оценят реологичните свойства на кръвта и особеностите на нейното движение през съдовете, е необходимо да се извърши цялостен анализ на тези показатели. Един от най-разпространените и доста достъпни методи за измерване на агрегацията е оценката на скоростта на еритроцититеутаяване. Традиционната версия на този тест обаче не е много информативна, тъй като не взема предвид реологичните характеристики.
Методи на измерване
Според изследванията на реологичните характеристики на кръвта и факторите, които ги влияят, може да се заключи, че оценката на реологичните свойства на кръвта се влияе от агрегатното състояние. Днес изследователите обръщат повече внимание на изследването на микрореологичните свойства на тази течност, но вискозиметрията също не е загубила своята актуалност. Основните методи за измерване на свойствата на кръвта могат да бъдат разделени на две групи: с еднородно напрегнато и деформационно поле - конусно-плоскостни, дискови, цилиндрични и други реометри с различна геометрия на работните части; с относително нехомогенно поле на деформации и напрежения - според принципа на регистрация на акустични, електрически, механични вибрации, устройства, работещи по метода на Стокс, капилярни вискозиметри. Ето как се измерват реологичните свойства на кръвта, плазмата и серума.
Два вида вискозиметри
В момента са най-разпространени два вида вискозиметри: ротационни и капилярни. Използват се и вискозиметри, чийто вътрешен цилиндър плува в изпитваната течност. Сега те активно участват в различни модификации на ротационни реометри.
Заключение
Заслужава да се отбележи също, че забележимият напредък в развитието на реологичните технологии просто прави възможно изучаването на биохимични и биофизичнисвойства на кръвта за контрол на микрорегулацията при метаболитни и хемодинамични нарушения. Въпреки това в момента е актуално разработването на методи за анализ на хемореологията, които обективно да отразяват агрегацията и реологичните свойства на нютоновата течност.
