Mehānikas joma, kas pēta īstu nepārtrauktu vidi, kuru viens no pārstāvjiem ir neņūtona šķidrumi ar strukturālu viskozitāti, deformācijas un plūsmas pazīmes, ir reoloģija. Šajā rakstā mēs aplūkojam asiņu reoloģiskās īpašības. Kas tas ir, kļūs skaidrs.
Definīcija
Tipisks neņūtona šķidrums ir asinis. To sauc par plazmu, ja tajā nav izveidoti elementi. Serums ir plazma, kurā trūkst fibrinogēna.
Hemorheoloģija jeb reoloģija pēta mehāniskos modeļus, īpaši to, kā mainās asins fizikālās un koloidālās īpašības cirkulācijas laikā dažādos ātrumos un dažādās asinsvadu gultnes daļās. Tās īpašības, asinsrites funkcionālais stāvoklis, sirds kontraktilitāte nosaka asins kustību organismā. Kad lineārās plūsmas ātrums ir mazs, asins daļiņas pārvietojas paralēli trauka asij un viena pret otru. Šajā gadījumā plūsmai ir slāņains raksturs, un plūsmu sauc par lamināru. Tātad, kas irreoloģiskās īpašības? Vairāk par to vēlāk.
Kas ir Reinoldsa skaitlis?
Lineārā ātruma palielināšanās gadījumā un pārsniedzot noteiktu vērtību, kas ir atšķirīga visiem kuģiem, laminārā plūsma pārvērtīsies par virpuli, haotisku, ko sauc par turbulentu. Pārejas ātrums no lamināras uz turbulentu kustību nosaka Reinoldsa skaitli, kas asinsvadiem ir aptuveni 1160. Pēc Reinoldsa skaitļiem turbulence var rasties tikai tajās vietās, kur atzarojas lieli asinsvadi, kā arī aortā. Šķidrums lamināri pārvieto cauri daudziem asinsvadiem.
Ātrums un bīdes spriegums
Svarīgs ir ne tikai asins plūsmas tilpuma un lineārais ātrums, kustību uz asinsvadu raksturo vēl divi svarīgi parametri: ātrums un bīdes spriegums. Bīdes spriegums raksturo spēku, kas iedarbojas uz asinsvadu virsmas vienību virsmas tangenciālā virzienā, mērot paskalos vai dinos/cm2. Bīdes ātrumu mēra apgrieztās sekundēs (s-1), kas nozīmē, ka tas ir kustības ātruma gradienta lielums starp šķidruma slāņiem, kas pārvietojas paralēli, uz attāluma vienību starp tiem.
No kādiem rādītājiem ir atkarīgas reoloģiskās īpašības?
Sprieguma un bīdes ātruma attiecība nosaka asins viskozitāti, ko mēra mPas. Cietam šķidrumam viskozitāte ir atkarīga no bīdes ātruma diapazona 0,1-120s-1. Ja bīdes ātrums ir >100s-1, viskozitāte mainās ne tik izteikti, un pēc bīdes ātruma 200s-1 sasniegšanas gandrīz nav.mainās. Vērtību, ko mēra ar lielu bīdes ātrumu, sauc par asimptotisko. Galvenie faktori, kas ietekmē viskozitāti, ir šūnu elementu deformējamība, hematokrīts un agregācija. Un, ņemot vērā faktu, ka sarkano asins šūnu ir daudz vairāk, salīdzinot ar trombocītiem un b altajām asins šūnām, tos galvenokārt nosaka sarkanās asins šūnas. Tas atspoguļojas asins reoloģiskajās īpašībās.
Viskozitātes faktori
Svarīgākais viskozitāti noteicošais faktors ir sarkano asins šūnu tilpuma koncentrācija, to vidējais tilpums un saturs, to sauc par hematokrītu. Tas ir aptuveni 0,4-0,5 l/l, un to nosaka, centrifugējot no asins parauga. Plazma ir Ņūtona šķidrums, kura viskozitāte nosaka olb altumvielu sastāvu, un tā ir atkarīga no temperatūras. Viskozitāti visvairāk ietekmē globulīni un fibrinogēns. Daži pētnieki uzskata, ka svarīgāks faktors, kas izraisa plazmas viskozitātes izmaiņas, ir olb altumvielu attiecība: albumīns / fibrinogēns, albumīns / globulīni. Pieaugums notiek agregācijas laikā, ko nosaka pilno asiņu neņūtona uzvedība, kas nosaka sarkano asins šūnu agregācijas spēju. Eritrocītu fizioloģiskā agregācija ir atgriezenisks process. Tā tas ir – asiņu reoloģiskās īpašības.
Eritrocītu agregātu veidošanās ir atkarīga no mehāniskiem, hemodinamiskiem, elektrostatiskiem, plazmas un citiem faktoriem. Mūsdienās ir vairākas teorijas, kas izskaidro eritrocītu agregācijas mehānismu. Mūsdienās vispazīstamākā ir tiltu teorija.mehānisms, ar kura palīdzību uz eritrocītu virsmas adsorbējas tiltiņi no lielmolekulāriem proteīniem, fibrinogēna, Y-globulīniem. Neto agregācijas spēks ir starpība starp bīdes spēku (izraisa dezagregāciju), negatīvi lādētu eritrocītu elektrostatisko atgrūšanas slāni un spēku tiltos. Mehānisms, kas ir atbildīgs par negatīvi lādētu makromolekulu fiksāciju uz eritrocītiem, tas ir, Y-globulīnu, fibrinogēnu, vēl nav pilnībā izprasts. Pastāv uzskats, ka molekulas ir saistītas izkliedēto van der Vālsa spēku un vājo ūdeņraža saišu dēļ.
Kas palīdz novērtēt asiņu reoloģiskās īpašības?
Kāpēc notiek eritrocītu agregācija?
Eritrocītu agregācijas skaidrojums tiek skaidrots arī ar izsīkumu, lielmolekulāro proteīnu trūkumu eritrocītu tuvumā, saistībā ar kuru parādās spiediena mijiedarbība, kas pēc būtības ir līdzīga makromolekulāra šķīduma osmotiskajam spiedienam, kas izraisa suspendēto daļiņu konverģence. Turklāt pastāv teorija, kas saista eritrocītu agregāciju ar eritrocītu faktoriem, kā rezultātā samazinās zeta potenciāls un mainās eritrocītu vielmaiņa un forma.
Ņemot vērā saistību starp eritrocītu viskozitāti un agregācijas spēju, lai novērtētu asins reoloģiskās īpašības un to kustības īpatnības pa asinsvadiem, ir jāveic visaptveroša šo rādītāju analīze. Viena no visizplatītākajām un pieejamākajām agregācijas mērīšanas metodēm ir eritrocītu skaita noteikšana.sedimentācija. Tomēr šī testa tradicionālā versija nav īpaši informatīva, jo tajā nav ņemtas vērā reoloģiskās īpašības.
Mērīšanas metodes
Pēc asins reoloģisko īpašību un to ietekmējošo faktoru pētījumiem var secināt, ka asins reoloģisko īpašību novērtējumu ietekmē agregācijas stāvoklis. Mūsdienās pētnieki lielāku uzmanību pievērš šī šķidruma mikroreoloģisko īpašību izpētei, tomēr savu aktualitāti nav zaudējusi arī viskozimetrija. Galvenās asins īpašību mērīšanas metodes var iedalīt divās grupās: ar viendabīgu sprieguma un deformācijas lauku - konusa plaknes, diska, cilindriski un citi reometri ar dažādu darba daļu ģeometriju; ar relatīvi neviendabīgu deformāciju un spriegumu lauku - pēc akustisko, elektrisko, mehānisko vibrāciju reģistrācijas principa, ierīces, kas strādā pēc Stoksa metodes, kapilārie viskozimetri. Šādi tiek mērītas asins, plazmas un seruma reoloģiskās īpašības.
Divu veidu viskozimetri
Pašlaik visizplatītākie ir divu veidu viskozimetri: rotācijas un kapilārie. Tiek izmantoti arī viskozimetri, kuru iekšējais cilindrs peld testējamajā šķidrumā. Tagad viņi aktīvi nodarbojas ar dažādām rotācijas reometru modifikācijām.
Secinājums
Ir arī vērts atzīmēt, ka ievērojamais progress reoloģiskās tehnoloģijas attīstībā tikai ļauj pētīt bioķīmisko un biofizikāloasins īpašības, lai kontrolētu mikroregulāciju vielmaiņas un hemodinamikas traucējumu gadījumā. Tomēr šobrīd aktuāla ir hemoheoloģijas analīzes metožu izstrāde, kas objektīvi atspoguļotu Ņūtona šķidruma agregāciju un reoloģiskās īpašības.
