תחום המכניקה החוקר את תכונות הדפורמציה והזרימה של מדיה רציפה אמיתית, שאחד מנציגיה הם נוזלים לא ניוטוניים עם צמיגות מבנית, הוא הראוולוגיה. במאמר זה, אנו רואים את התכונות הריאולוגיות של הדם. מה זה יתברר.
הגדרה
נוזל טיפוסי שאינו ניוטוני הוא דם. זה נקרא פלזמה אם הוא נטול יסודות שנוצרו. סרום הוא פלזמה חסרת פיברינוגן.
Hemorheology, או rheology, חוקרת דפוסים מכניים, במיוחד כיצד התכונות הפיזיקליות והקולואידיות של הדם משתנות במהלך מחזור הדם במהירויות שונות ובחלקים שונים של מיטת כלי הדם. תכונותיו, המצב התפקודי של זרם הדם, התכווצות הלב קובעים את תנועת הדם בגוף. כאשר מהירות הזרימה הליניארית נמוכה, חלקיקי הדם נעים במקביל לציר הכלי ואחד כלפי השני. במקרה זה, לזרימה יש אופי שכבות, והזרימה נקראת למינרית. אז מה הםתכונות ריאולוגיות? עוד על כך מאוחר יותר.
מהו המספר של ריינולדס?
במקרה של עלייה במהירות הליניארית וחורג מערך מסוים, השונה עבור כל הכלים, הזרימה הלמינרית תהפוך למערבולת, כאוטית, הנקראת סוערת. קצב המעבר מתנועה למינרית לטורבולנטית קובע את מספר ריינולדס, שהוא בערך 1160 לכלי דם. לפי מספרי ריינולדס, מערבולת יכולה להתרחש רק באותם מקומות שבהם כלים גדולים מסתעפים, כמו גם באבי העורקים. הנוזל נע למינארי דרך כלים רבים.
מהירות ולחץ גזירה
לא רק המהירות הנפחית והלינארית של זרימת הדם חשובה, שני פרמטרים חשובים נוספים מאפיינים את התנועה לעבר הכלי: מהירות ומתח גזירה. מתח גזירה מאפיין את הכוח הפועל על יחידה של משטח כלי הדם בכיוון המשיק למשטח, נמדד בפסקל או בדין/ס מ2. קצב הגזירה נמדד בשניות הדדיות (s-1), כלומר הוא גודל שיפוע מהירות התנועה בין שכבות נוזל הנעות במקביל ליחידת מרחק ביניהן.
באילו אינדיקטורים תלויות התכונות הריאולוגיות?
היחס בין מתח לקצב גזירה קובע את צמיגות הדם, נמדד בmPas. עבור נוזל מוצק, הצמיגות תלויה בטווח קצב הגזירה של 0.1-120s-1. אם קצב הגזירה הוא >100s-1, הצמיגות משתנה לא כל כך בולטת, ולאחר הגעה לקצב הגזירה של 200s-1 כמעט לאמשתנה. הערך הנמדד בקצב גזירה גבוה נקרא אסימפטוטי. הגורמים העיקריים המשפיעים על הצמיגות הם יכולת העיוות של יסודות התא, המטוקריט וצבירה. ובהתחשב בעובדה שיש הרבה יותר תאי דם אדומים בהשוואה לטסיות דם ותאי דם לבנים, הם נקבעים בעיקר על ידי תאי דם אדומים. זה בא לידי ביטוי בתכונות הריאולוגיות של הדם.
גורמי צמיגות
הגורם החשוב ביותר הקובע את הצמיגות הוא ריכוז הנפח של כדוריות הדם האדומות, הנפח והתוכן הממוצע שלהם, זה נקרא המטוקריט. זה בערך 0.4-0.5 ליטר / ליטר והוא נקבע על ידי צנטריפוגה מדגימת דם. פלזמה היא נוזל ניוטוני, שצמיגותו קובעת את הרכב החלבונים, והיא תלויה בטמפרטורה. הצמיגות מושפעת ביותר מגלובולינים ופיברינוגן. יש חוקרים הסבורים שגורם חשוב יותר שמוביל לשינוי בצמיגות הפלזמה הוא יחס החלבונים: אלבומין / פיברינוגן, אלבומין / גלובולינים. העלייה מתרחשת במהלך הצבירה, נקבעת על ידי ההתנהגות הלא ניוטונית של דם מלא, הקובעת את יכולת הצבירה של תאי דם אדומים. צבירה פיזיולוגית של אריתרוציטים היא תהליך הפיך. זה מה שזה - התכונות הריאולוגיות של הדם.
היווצרות אגרגטים על ידי אריתרוציטים תלויה בגורמים מכניים, המודינמיים, אלקטרוסטטים, פלזמה ואחרים. כיום, קיימות מספר תיאוריות המסבירות את המנגנון של צבירת אריתרוציטים. הידועה ביותר כיום היא תיאוריית הגישור.המנגנון שבאמצעותו נספגים גשרים מחלבונים מולקולריים גדולים, פיברינוגן, Y-globulins על פני השטח של אריתרוציטים. כוח הצבירה נטו הוא ההבדל בין כוח הגזירה (גורם לפירוק), שכבת הדחייה האלקטרוסטטית של אריתרוציטים, הטעונים שלילי, לבין הכוח בגשרים. המנגנון האחראי לקיבוע של מקרומולקולות טעונות שלילי על אריתרוציטים, כלומר Y-globulin, פיברינוגן, עדיין לא מובן במלואו. ישנה דעה שהמולקולות מקושרות עקב כוחות ואן דר ואלס המפוזרים וקשרי מימן חלשים.
מה עוזר להעריך את התכונות הריאולוגיות של הדם?
מדוע מתרחשת צבירת אריתרוציטים?
הסבר על צבירת אריתרוציטים מוסבר גם על ידי דלדול, היעדר חלבונים בעלי מולקולריים גבוהים הקרובים לאדרציטים, שבקשר אליהם מופיעה אינטראקציית לחץ, הדומה באופייה ללחץ האוסמוטי של תמיסה מקרומולקולרית, המובילה ל- התכנסות של חלקיקים מרחפים. בנוסף, קיימת תיאוריה המקשרת בין אגרגציה של אריתרוציטים לגורמי אריתרוציטים, מה שמוביל לירידה בפוטנציאל הזטה ולשינוי בחילוף החומרים ובצורה של אריתרוציטים.
בשל הקשר בין הצמיגות ויכולת הצבירה של אריתרוציטים, על מנת להעריך את התכונות הריאולוגיות של הדם ואת תכונות התנועה שלו בכלי הדם, יש צורך לבצע ניתוח מקיף של אינדיקטורים אלו. אחת השיטות הנפוצות והנגישות למדי למדידת צבירה היא הערכת קצב האדרציטיםשְׁקִיעָה. עם זאת, הגרסה המסורתית של בדיקה זו אינה אינפורמטיבית במיוחד, שכן היא אינה לוקחת בחשבון מאפיינים ריאולוגיים.
שיטות מדידה
לפי מחקרים על מאפיינים ריאולוגיים של דם וגורמים המשפיעים עליהם, ניתן להסיק שהערכת התכונות הריאולוגיות של הדם מושפעת ממצב הצבירה. כיום, חוקרים מקדישים יותר תשומת לב לחקר התכונות המיקרו-ראולוגיות של נוזל זה, אולם גם הוויסקומטריה לא איבדה את הרלוונטיות שלה. ניתן לחלק את השיטות העיקריות למדידת תכונות הדם לשתי קבוצות: עם שדה מתח ומתח הומוגניים - קונוס-מישור, דיסק, גלילי ועוד ריאומטרים עם גיאומטריה שונה של חלקי העבודה; עם שדה של דפורמציות ולחצים יחסית לא הומוגניים - לפי עקרון הרישום של רעידות אקוסטיות, חשמליות, מכניות, מכשירים הפועלים לפי שיטת סטוקס, ויסקומטרים נימיים. כך נמדדות התכונות הריאולוגיות של דם, פלזמה וסרום.
שני סוגים של מדי ויסקוטר
שני סוגים של ויסקומטרים הם כיום הנפוצים ביותר: סיבוביים ונימים. נעשה שימוש גם במדדי ויסקוטר, שהגליל הפנימי שלו צף בנוזל הנבדק. כעת הם עוסקים באופן פעיל בשינויים שונים של ריאומטרים סיבוביים.
מסקנה
כדאי לציין גם שההתקדמות הניכרת בפיתוח הטכנולוגיה הריאולוגית רק מאפשרת ללמוד ביוכימיים וביופיזייםתכונות דם לשליטה במיקרו-ויסות בהפרעות מטבוליות והמודינמיות. עם זאת, הפיתוח של שיטות לניתוח ההמורהולוגיה, שישקפו באופן אובייקטיבי את הצבירות והתכונות הריאולוגיות של הנוזל הניוטוני, רלוונטי כרגע.
