L'àrea de la mecànica que estudia les característiques de la deformació i el flux de mitjans continus reals, un dels representants dels quals són fluids no newtonians amb viscositat estructural, és la reologia. En aquest article, considerem les propietats reològiques de la sang. El que és quedarà clar.
Definició
Un líquid típic no newtonià és la sang. S'anomena plasma si no té elements formats. El sèrum és plasma que no té fibrinogen.
L'hemorheologia, o reologia, estudia els patrons mecànics, especialment com canvien les propietats físiques i col·loïdals de la sang durant la circulació a diferents velocitats i en diferents parts del llit vascular. Les seves propietats, l'estat funcional del torrent sanguini, la contractilitat del cor determinen el moviment de la sang al cos. Quan la velocitat del flux lineal és baixa, les partícules de sang es mouen paral·leles a l'eix del vas i les unes cap a les altres. En aquest cas, el flux té un caràcter en capes, i el flux s'anomena laminar. Què són doncspropietats reològiques? Més endavant.
Quin és el número de Reynolds?
En cas d'augment de la velocitat lineal i superació d'un valor determinat, que és diferent per a tots els vasos, el flux laminar es convertirà en un vòrtex, caòtic, anomenat turbulent. La velocitat de transició del moviment laminar a turbulent determina el nombre de Reynolds, que per als vasos sanguinis és aproximadament 1160. Segons els números de Reynolds, la turbulència només es pot produir en aquells llocs on es ramifiquen els grans vasos, així com a l'aorta. El fluid es mou laminar a través de molts vasos.
Velocitat i esforç de tall
No només és important la velocitat volumètrica i lineal del flux sanguini, sinó que dos paràmetres més importants caracteritzen el moviment cap al vas: la velocitat i l'esforç de cisalla. L'esforç de cisalla caracteritza la força que actua sobre una unitat de la superfície vascular en direcció tangencial a la superfície, mesurada en pascals o dines/cm2. La velocitat de cisalla es mesura en segons recíprocs (s-1), el que significa que és la magnitud del gradient de la velocitat de moviment entre capes de fluid que es mouen en paral·lel per unitat de distància entre elles.
De quins indicadors depenen les propietats reològiques?
La relació entre la tensió i la velocitat de cisalla determina la viscositat de la sang, mesurada en mPas. Per a un fluid sòlid, la viscositat depèn del rang de velocitat de cisalla de 0,1-120s-1. Si la velocitat de cisalla és >100s-1, la viscositat no canvia tan pronunciada, i després d'assolir la velocitat de cisalla de 200s-1 gairebé noestà canviant. El valor mesurat a una velocitat de cisalla elevada s'anomena asimptòtic. Els principals factors que afecten la viscositat són la deformabilitat dels elements cel·lulars, l'hematocrit i l'agregació. I tenint en compte que hi ha molts més glòbuls vermells en comparació amb les plaquetes i els glòbuls blancs, estan determinats principalment pels glòbuls vermells. Això es reflecteix en les propietats reològiques de la sang.
Factors de viscositat
El factor més important que determina la viscositat és la concentració de volum dels glòbuls vermells, el seu volum mitjà i contingut, això s'anomena hematocrit. És d'aproximadament 0,4-0,5 l / l i es determina per centrifugació a partir d'una mostra de sang. El plasma és un fluid newtonià, la viscositat del qual determina la composició de les proteïnes i depèn de la temperatura. La viscositat és la més afectada per les globulines i el fibrinogen. Alguns investigadors creuen que un factor més important que provoca un canvi en la viscositat plasmàtica és la proporció de proteïnes: albúmina/fibrinogen, albúmina/globulines. L'augment es produeix durant l'agregació, determinat pel comportament no newtonià de la sang sencera, que determina la capacitat d'agregació dels glòbuls vermells. L'agregació fisiològica dels eritròcits és un procés reversible. Això és el que és: les propietats reològiques de la sang.
La formació d'agregats pels eritròcits depèn de factors mecànics, hemodinàmics, electrostàtics, plasmàtics i altres. Actualment, hi ha diverses teories que expliquen el mecanisme d'agregació dels eritròcits. La més coneguda avui dia és la teoria del pont.el mecanisme pel qual els ponts de les proteïnes moleculars grans, el fibrinogen i les globulines Y s'adsorbeixen a la superfície dels eritròcits. La força neta d'agregació és la diferència entre la força de cisalla (provoca la desagregació), la capa de repulsió electrostàtica dels eritròcits, que estan carregats negativament, i la força en els ponts. El mecanisme responsable de la fixació de macromolècules carregades negativament als eritròcits, és a dir, la Y-globulina, el fibrinogen, encara no s'entén del tot. Hi ha l'opinió que les molècules estan enllaçades a causa de les forces de van der Waals disperses i els enllaços d'hidrogen febles.
Què ajuda a avaluar les propietats reològiques de la sang?
Per què es produeix l'agregació d'eritròcits?
L'explicació de l'agregació d'eritròcits també s'explica per l'esgotament, l'absència de proteïnes de gran molècula propera als eritròcits, en relació amb la qual apareix una interacció de pressió, de naturalesa similar a la pressió osmòtica d'una solució macromolecular, que condueix a la convergència de partícules en suspensió. A més, hi ha una teoria que vincula l'agregació d'eritròcits amb factors eritròcits, la qual cosa condueix a una disminució del potencial zeta i un canvi en el metabolisme i la forma dels eritròcits..
A causa de la relació entre la viscositat i la capacitat d'agregació dels eritròcits, per avaluar les propietats reològiques de la sang i les característiques del seu moviment a través dels vasos, és necessari realitzar una anàlisi exhaustiva d'aquests indicadors. Un dels mètodes més comuns i més accessibles per mesurar l'agregació és l'avaluació de la taxa d'eritròcits.sedimentació. Tanmateix, la versió tradicional d'aquesta prova no és gaire informativa, ja que no té en compte les característiques reològiques.
Mètodes de mesura
Segons estudis sobre les característiques reològiques de la sang i els factors que les afecten, es pot concloure que l'avaluació de les propietats reològiques de la sang es veu afectada per l'estat d'agregació. Avui en dia, els investigadors presten més atenció a l'estudi de les propietats microreològiques d'aquest líquid, però, la viscosimetria tampoc ha perdut la seva rellevància. Els principals mètodes per mesurar les propietats de la sang es poden dividir en dos grups: amb un camp de tensió i tensió homogeni: reòmetres de con-pla, disc, cilíndric i altres amb diferents geometries de les peces de treball; amb un camp de deformacions i tensions relativament no homogeni -segons el principi de registre de vibracions acústiques, elèctriques, mecàniques, aparells que funcionen segons el mètode Stokes, viscosímetres capil·lars. Així es mesuren les propietats reològiques de la sang, el plasma i el sèrum.
Dos tipus de viscosímetres
Dos tipus de viscosímetres són actualment els més estesos: el rotatiu i el capil·lar. També s'utilitzen viscosímetres, el cilindre interior dels quals flota en el líquid que s'està provant. Ara estan involucrats activament en diverses modificacions dels reòmetres rotatius.
Conclusió
També val la pena assenyalar que el notable progrés en el desenvolupament de la tecnologia reològica només permet estudiar bioquímics i biofísics.propietats de la sang per controlar la microregulació en trastorns metabòlics i hemodinàmics. No obstant això, actualment és rellevant el desenvolupament de mètodes per a l'anàlisi de l'hemorheologia, que reflecteixin objectivament l'agregació i les propietats reològiques del fluid newtonià.
