A mechanika azon területe, amely a valódi folytonos közegek alakváltozásának és áramlásának jellemzőit vizsgálja, amelyek egyik képviselője a szerkezeti viszkozitású nem newtoni folyadékok, a reológia. Ebben a cikkben megvizsgáljuk a vér reológiai tulajdonságait. Hogy mi az, az majd kiderül.
Definíció
Egy tipikus nem newtoni folyadék a vér. Plazmának nevezik, ha mentes a formált elemektől. A szérum plazma, amely nem tartalmaz fibrinogént.
A hemoreológia vagy reológia a mechanikai mintázatokat vizsgálja, különös tekintettel arra, hogyan változnak a vér fizikai és kolloid tulajdonságai a keringés során különböző sebességgel és az érrendszer különböző részein. Tulajdonságai, a vérkeringés funkcionális állapota, a szív összehúzódása határozza meg a vér mozgását a szervezetben. Ha a lineáris áramlási sebesség alacsony, a vérrészecskék az ér tengelyével párhuzamosan és egymás felé mozognak. Ebben az esetben az áramlás réteges jellegű, és az áramlást laminárisnak nevezzük. Szóval mik vannakreológiai tulajdonságai? Erről később.
Mi a Reynolds-szám?
A lineáris sebesség növekedése és egy bizonyos érték túllépése esetén, amely minden edénynél eltérő, a lamináris áramlás örvénylé, kaotikussá, úgynevezett turbulenssé válik. A laminárisból a turbulens mozgásba való átmenet sebessége határozza meg a Reynolds-számot, ami az erek esetében megközelítőleg 1160. A Reynolds-számok szerint turbulencia csak azokon a helyeken fordulhat elő, ahol nagy erek ágaznak el, valamint az aortában. A folyadék laminárisan mozog számos érben.
Sebesség és nyírófeszültség
Nem csak a véráramlás térfogati és lineáris sebessége fontos, hanem két fontosabb paraméter is jellemzi az ér felé történő mozgást: a sebesség és a nyírófeszültség. A nyírófeszültség az érfelület egy egységére ható erőt jellemzi a felületet érintő irányú, pascal vagy dynes/cm2 egységben. A nyírási sebességet reciprok másodpercben (s-1) mérjük, ami azt jelenti, hogy a párhuzamosan mozgó folyadékrétegek közötti mozgási sebesség gradiensének mértéke egységnyi távolságra vonatkoztatva.
Milyen mutatóktól függenek a reológiai tulajdonságok?
A feszültség és a nyírási sebesség aránya határozza meg a vér viszkozitását, mPas-ban mérve. Szilárd folyadék esetén a viszkozitás a nyírási sebesség 0,1-120s-1 tartományától függ. Ha a nyírási sebesség >100s-1, akkor a viszkozitás nem változik olyan markánsan, és a 200s-1 nyírási sebesség elérése után szinte semmiváltozik. A nagy nyírási sebességnél mért értéket aszimptotikusnak nevezzük. A viszkozitást befolyásoló fő tényezők a sejtelemek deformálhatósága, a hematokrit és az aggregáció. És tekintettel arra a tényre, hogy sokkal több vörösvértest van, mint a vérlemezkék és a fehérvérsejtek, ezeket főként a vörösvértestek határozzák meg. Ez tükröződik a vér reológiai tulajdonságaiban.
Viszkozitási tényezők
A viszkozitást meghatározó legfontosabb tényező a vörösvértestek térfogati koncentrációja, átlagos térfogata és tartalma, ezt nevezzük hematokritnak. Körülbelül 0,4-0,5 l/l, és vérmintából centrifugálással határozzák meg. A plazma egy newtoni folyadék, amelynek viszkozitása határozza meg a fehérjék összetételét, és függ a hőmérséklettől. A viszkozitást leginkább a globulinok és a fibrinogén befolyásolják. Egyes kutatók úgy vélik, hogy egy fontosabb tényező, amely a plazma viszkozitásának változásához vezet, a fehérjék aránya: albumin / fibrinogén, albumin / globulinok. A növekedés az aggregáció során következik be, amelyet a teljes vér nem newtoni viselkedése határoz meg, ami meghatározza a vörösvértestek aggregációs képességét. Az eritrociták fiziológiai aggregációja visszafordítható folyamat. Ez az – a vér reológiai tulajdonságai.
A vörösvértestek aggregátumok képződése mechanikai, hemodinamikai, elektrosztatikus, plazma és egyéb tényezőktől függ. Napjainkban számos elmélet létezik, amely megmagyarázza a vörösvértest-aggregáció mechanizmusát. Ma a legismertebb a hídelmélet.az a mechanizmus, amellyel a nagy molekuláris fehérjékből, fibrinogénből, Y-globulinokból származó hidak adszorbeálódnak az eritrociták felszínén. A nettó aggregációs erő a nyíróerő (dezaggregációt okoz), a negatív töltésű eritrociták elektrosztatikus taszító rétege és a hidakban lévő erő különbsége. A negatív töltésű makromolekulák vörösvértesteken történő rögzítéséért felelős mechanizmus, azaz az Y-globulin, a fibrinogén, még nem teljesen ismert. Egyes vélemények szerint a molekulák a szétszórt van der Waals-erők és a gyenge hidrogénkötések miatt kapcsolódnak egymáshoz.
Mi segít a vér reológiai tulajdonságainak felmérésében?
Miért történik vörösvértest-aggregáció?
Az eritrocita aggregáció magyarázata a kimerüléssel, a vörösvértesthez közeli nagy molekulatömegű fehérjék hiányával is magyarázható, amivel összefüggésben a makromolekuláris oldat ozmotikus nyomásához természetében hasonló nyomáskölcsönhatás lép fel, ami a a lebegő részecskék konvergenciája. Ezenkívül létezik egy elmélet, amely összekapcsolja a vörösvértest-aggregációt a vörösvértest-faktorokkal, ami a zéta-potenciál csökkenéséhez, valamint az eritrociták metabolizmusának és alakjának megváltozásához vezet.
Az eritrociták viszkozitása és aggregációs képessége közötti kapcsolat miatt a vér reológiai tulajdonságainak és az ereken keresztüli mozgásának jellemzőinek felmérése érdekében szükség van ezen mutatók átfogó elemzésére. Az egyik legelterjedtebb és meglehetősen hozzáférhető módszer az aggregáció mérésére az eritrociták arányának felmérése.ülepedés. Ennek a tesztnek a hagyományos változata azonban nem túl informatív, mivel nem veszi figyelembe a reológiai jellemzőket.
Mérési módszerek
A vér reológiai jellemzőit és az azokat befolyásoló tényezőket vizsgáló vizsgálatok alapján megállapítható, hogy a vér reológiai tulajdonságainak megítélését befolyásolja az aggregációs állapot. Napjainkban a kutatók nagyobb figyelmet fordítanak e folyadék mikroreológiai tulajdonságainak vizsgálatára, azonban a viszkozimetria sem veszített jelentőségét. A vér tulajdonságainak mérésére szolgáló fő módszerek két csoportra oszthatók: homogén feszültség- és alakváltozási mezővel - kúpos sík, tárcsa, hengeres és egyéb reométerek, amelyek a munkarészek eltérő geometriájával rendelkeznek; viszonylag inhomogén deformációs és igénybevételi mezővel - akusztikus, elektromos, mechanikai rezgések regisztrációs elve szerint, Stokes módszerrel működő eszközök, kapilláris viszkoziméterek. Így mérik a vér, a plazma és a szérum reológiai tulajdonságait.
Kétféle viszkoziméter
Jelenleg kétféle viszkoziméter a legelterjedtebb: a rotációs és a kapilláris. Használnak viszkozimétereket is, amelyek belső hengere a vizsgált folyadékban úszik. Jelenleg aktívan részt vesznek a rotációs reométerek különféle módosításaiban.
Következtetés
Azt is érdemes megjegyezni, hogy a reológiai technológia fejlődésének észrevehető előrehaladása éppen lehetővé teszi a biokémiai és biofizikai tanulmányozást.a vér tulajdonságai az anyagcsere- és hemodinamikai rendellenességek mikroregulációjának szabályozására. Mindazonáltal jelenleg aktuális a hemoreológia elemzésére szolgáló módszerek kidolgozása, amelyek objektíven tükröznék a newtoni folyadék aggregációját és reológiai tulajdonságait.
