Mechanikos sritis, tirianti realių ištisinių terpių, kurių vienas iš atstovų yra struktūrinio klampumo neniutono skysčiai, deformacijos ir tekėjimo ypatybes, yra reologija. Šiame straipsnyje aptariame reologines kraujo savybes. Kas tai yra, paaiškės.
Apibrėžimas
Tipiškas neniutono skystis yra kraujas. Jis vadinamas plazma, jei joje nėra susidariusių elementų. Serumas yra plazma, kurioje trūksta fibrinogeno.
Hemorheologija arba reologija tiria mechaninius modelius, ypač tai, kaip kinta fizinės ir koloidinės kraujo savybės cirkuliuojant skirtingu greičiu ir skirtingose kraujagyslių dugno dalyse. Jo savybės, funkcinė kraujotakos būklė, širdies susitraukimas lemia kraujo judėjimą organizme. Kai tiesinis tėkmės greitis mažas, kraujo dalelės juda lygiagrečiai kraujagyslės ašiai ir viena kitos link. Šiuo atveju srautas turi sluoksniuotą pobūdį, o srautas vadinamas laminariniu. Taigi, kas yrareologines savybes? Daugiau apie tai vėliau.
Kas yra Reinoldso skaičius?
Linijiniam greičiui padidėjus ir viršijus tam tikrą vertę, kuri yra skirtinga visiems indams, laminarinis srautas virs sūkuriu, chaotišku, vadinamu turbulentiniu. Perėjimo iš laminarinio į turbulentinį judėjimą greitis lemia Reinoldso skaičių, kuris kraujagyslėms yra maždaug 1160. Pagal Reinoldso skaičius turbulencija gali atsirasti tik tose vietose, kur šakojasi stambios kraujagyslės, taip pat aortoje. Skystis laminariškai juda per daugelį kraujagyslių.
Greitis ir šlyties įtempis
Svarbus ne tik tūrinis ir tiesinis kraujo tėkmės greitis, judėjimą kraujagyslės link apibūdina dar du svarbūs parametrai: greitis ir šlyties įtempis. Šlyties įtempis apibūdina jėgą, veikiančią kraujagyslės paviršiaus vienetą paviršiaus liestine kryptimi, matuojant paskaliais arba dynais/cm2. Šlyties greitis matuojamas abipusėmis sekundėmis (s-1), o tai reiškia, kad tai judėjimo tarp lygiagrečiai judančių skysčio sluoksnių greičio gradiento dydis atstumo tarp jų vienetui.
Nuo kokių rodiklių priklauso reologinės savybės?
Įtempių ir šlyties greičio santykis lemia kraujo klampumą, išmatuotą mPas. Kieto skysčio klampumas priklauso nuo šlyties greičio diapazono 0,1–120s-1. Jei šlyties greitis yra >100s-1, klampumas kinta ne taip ryškiai, o pasiekus šlyties greitį 200s-1 beveik nėrakeičiasi. Vertė, išmatuota esant dideliam šlyties greičiui, vadinama asimptotine. Pagrindiniai veiksniai, turintys įtakos klampumui, yra ląstelių elementų deformacija, hematokritas ir agregacija. Ir atsižvelgiant į tai, kad raudonųjų kraujo kūnelių yra daug daugiau, palyginti su trombocitais ir b altaisiais kraujo kūneliais, juos daugiausia lemia raudonieji kraujo kūneliai. Tai atsispindi reologinėse kraujo savybėse.
Klampumo veiksniai
Svarbiausias veiksnys, lemiantis klampumą, yra raudonųjų kraujo kūnelių tūrinė koncentracija, vidutinis jų tūris ir kiekis, tai vadinama hematokritu. Jis yra maždaug 0,4–0,5 l/l ir nustatomas centrifuguojant iš kraujo mėginio. Plazma yra Niutono skystis, kurio klampumas lemia b altymų sudėtį ir priklauso nuo temperatūros. Labiausiai klampumą veikia globulinai ir fibrinogenas. Kai kurie mokslininkai mano, kad svarbesnis veiksnys, lemiantis plazmos klampumo pasikeitimą, yra b altymų santykis: albuminas / fibrinogenas, albuminas / globulinai. Padidėjimas atsiranda agregacijos metu, nulemtas neniutono viso kraujo elgesio, kuris lemia raudonųjų kraujo kūnelių agregacijos gebėjimą. Fiziologinė eritrocitų agregacija yra grįžtamasis procesas. Štai kas tai – reologinės kraujo savybės.
Eritrocitų agregatų susidarymas priklauso nuo mechaninių, hemodinaminių, elektrostatinių, plazmos ir kitų veiksnių. Šiais laikais yra keletas teorijų, paaiškinančių eritrocitų agregacijos mechanizmą. Šiandien labiausiai žinoma yra tilto teorija.mechanizmas, kuriuo eritrocitų paviršiuje adsorbuojami tilteliai iš stambiamolekulinių b altymų, fibrinogeno, Y-globulinų. Grynoji agregacijos jėga – tai skirtumas tarp šlyties jėgos (sukelia dezagregaciją), neigiamai įkrautų eritrocitų elektrostatinio atstūmimo sluoksnio ir tilteliuose esančios jėgos. Mechanizmas, atsakingas už neigiamo krūvio makromolekulių, ty Y-globulino, fibrinogeno, fiksavimą eritrocituose, dar nėra visiškai suprantamas. Yra nuomonė, kad molekulės yra susietos dėl išsklaidytų van der Waals jėgų ir silpnų vandenilinių ryšių.
Kas padeda įvertinti reologines kraujo savybes?
Kodėl atsiranda eritrocitų agregacija?
Eritrocitų agregacijos paaiškinimas taip pat paaiškinamas išsekimu, didelės molekulinės masės b altymų, esančių arti eritrocitų, nebuvimu, dėl kurių atsiranda slėgio sąveika, savo pobūdžiu panaši į osmosinį stambiamolekulinio tirpalo slėgį, dėl kurio atsiranda suspenduotų dalelių konvergencija. Be to, egzistuoja teorija, siejanti eritrocitų agregaciją su eritrocitų faktoriais, todėl sumažėja zeta potencialas ir keičiasi eritrocitų metabolizmas bei forma.
Dėl ryšio tarp eritrocitų klampumo ir gebėjimo agreguotis, norint įvertinti reologines kraujo savybes ir jo judėjimo kraujagyslėmis ypatumus, būtina atlikti išsamią šių rodiklių analizę. Vienas iš labiausiai paplitusių ir gana prieinamų agregacijos matavimo metodų yra eritrocitų skaičiaus įvertinimas.sedimentacija. Tačiau tradicinė šio tyrimo versija nėra labai informatyvi, nes jame neatsižvelgiama į reologines savybes.
Matavimo metodai
Ištyrus kraujo reologines charakteristikas ir jas veikiančius veiksnius, galima daryti išvadą, kad kraujo reologinių savybių vertinimui įtakos turi agregacijos būsena. Šiais laikais mokslininkai daugiau dėmesio skiria šio skysčio mikroreologinių savybių tyrimams, tačiau ir viskozimetrija neprarado savo aktualumo. Pagrindinius kraujo savybių matavimo metodus galima suskirstyti į dvi grupes: su vienalyčiu įtempių ir deformacijų lauku – kūgio plokštumos, diskiniai, cilindriniai ir kiti skirtingos darbinių dalių geometrijos reometrai; su gana nehomogenišku deformacijų ir įtempimų lauku - pagal akustinių, elektrinių, mechaninių virpesių registravimo principą, Stokso metodu veikiantys prietaisai, kapiliariniai viskozimetrai. Taip išmatuojamos reologinės kraujo, plazmos ir serumo savybės.
Dviejų tipų viskozimetrai
Šiuo metu labiausiai paplitę dviejų tipų viskozimetrai: rotaciniai ir kapiliariniai. Taip pat naudojami viskozimetrai, kurių vidinis cilindras plūduriuoja bandomame skystyje. Dabar jie aktyviai užsiima įvairiomis rotacinių reometrų modifikacijomis.
Išvada
Taip pat verta paminėti, kad pastebima pažanga kuriant reologinę technologiją tiesiog leidžia tirti biocheminius ir biofiziniuskraujo savybės kontroliuoti mikroreguliaciją esant medžiagų apykaitos ir hemodinamikos sutrikimams. Nepaisant to, šiuo metu aktualus hemoreologijos analizės metodų, kurie objektyviai atspindėtų Niutono skysčio agregaciją ir reologines savybes, kūrimas.
