Indicatori che caratterizzano le proprietà reologiche del sangue. Proprietà reologiche del sangue Qui sono possibili tre opzioni

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La caratteristica principale del sangue è la sua viscosità, che si divide in apparente e a cassone (dinamica):

• Viscosità ematica apparente. È determinato dal rapporto tra forza di taglio e velocità di taglio, misurata in centipoise (cps) e caratterizza il comportamento non newtoniano del sangue. Dipende dallo stato, principalmente eritrociti e piastrine.
• Viscosità sanguigna a cassone (dinamica).. È determinato in condizioni di completa dispersione del sangue e dipende da composizione proteica plasma. Si misura in centipoise (cps).

I fattori che influenzano maggiormente la viscosità del sangue includono:

• temperatura e ,
• ematocrito,
• la quantità di proteine ​​ad alto peso molecolare nel plasma,
• il grado di aggregazione eritrocitaria e la sua reversibilità,
• caratteristiche di taglio.

Limite liquido di sangue. Mostra quale forza minima deve essere applicata per spostare uno strato di sangue rispetto a un altro (misurato in giorni / cm 2).

Fattore di aggregazione. Indica la forza dell'adesione dei globuli, cioè la forza degli aggregati e (misurata in giorni / cm 2).

Tutti i suddetti parametri di viscosità del sangue sono determinati utilizzando un viscosimetro coassiale-cilindrico con un cilindro interno flottante del V.N. Zakharchenko, che consente di creare un modello e tracciare una curva del flusso sanguigno in un'ampia gamma di sollecitazioni di taglio.

Indicatori indiretti della viscosità del sangueè il valore dell'ematocrito, il numero di eritrociti, il livello delle frazioni proteiche di fibrinogeno e globulina, il livello lipidi totali e il loro spettro nel plasma, così come i livelli di zucchero nel sangue. Con alcune malattie, ad esempio con le vene varicose negli uomini, di norma, questi indicatori sono sufficienti per valutare la viscosità e impostare le indicazioni per l'appuntamento.

Il grado di aggregazione degli eritrociti- è determinato utilizzando un calorimetro - nefelometro ed è espresso in unità di densità ottica (o in percentuale).

Grado di aggregazione piastrinica- (ADP indotta) si determina utilizzando un aggregometro del tipo Elvi-840 (Inghilterra), espresso in unità di densità ottica (o in percentuale).

Le proprietà reologiche del sangue (che ne determinano la fluidità) possono cambiare in modo significativo diverse aree flusso sanguigno, che è significativamente influenzato da fattori idrodinamici e dalla geometria del letto vascolare.

La fluidità del sangue è determinata principalmente dalla viscosità dinamica del sangue. Il plasma sanguigno ha una viscosità maggiore dell'acqua (circa 1,8 volte) a causa del contenuto di proteine ​​in esso contenute, principalmente globulina e fibrinogeno. Viscosità sangue intero circa 3 volte di più rispetto al plasma e aumenta all'aumentare del numero di eritrociti. Allo stesso tempo, in alcuni casi, la viscosità del sangue con un ematocrito inferiore può superare la viscosità del sangue con un ematocrito più alto, ma con un contenuto di proteine ​​​​in esso inferiore (Dintenfass L., 1962).

Il flusso sanguigno è eterogeneo ed è costituito da strati di eritrociti, leucociti, piastrine, molecole proteiche, nonché molecole d'acqua, elettroliti, ecc. L'attrito tra i singoli strati è diverso, il che determina la diversa viscosità del sangue quando cambia la sua composizione . Il sangue è caratterizzato da una maggiore viscosità a basse velocità, bassa pressione e anche in condizioni di ipotermia. La viscosità del sangue diminuisce con la diminuzione del diametro dei vasi, ma aumenta nei capillari. Tuttavia, l'eritrocita si deforma e, in condizioni fisiologiche, attraversa facilmente il capillare, anche se il suo diametro supera il diametro del capillare. Allo stesso tempo, agendo da pistone, l'eritrocita contribuisce al rinnovamento del fluido e di altre sostanze diffondenti poste lungo le pareti dei capillari. La viscosità nei capillari aumenta quando li attraversa come granulociti, la cui rigidità e diametro è maggiore di quella degli eritrociti (Adel R.

Et al., 1970) e macrofagi più rigidi e viscosi (Roser B., Dintenfass L., 1966).

Con una diminuzione della velocità del flusso sanguigno nel sistema di microcircolazione a livello di venule e piccole vene, si verifica la formazione di eritrociti.

I e M III I . 11 111 Ml.1 ІОН l|contatti superficiali) e l'aumento della viscosità del sangue. In condizioni fisiologiche, gli aggregati si disintegrano facilmente con un aumento della velocità del flusso sanguigno. La diminuzione della velocità del flusso sanguigno nel sistema del microcircolo durante lo shock è più pronunciata, prolungata e la formazione di aggregati eritrocitari diventa generalizzata, facilitata anche da un cambiamento nelle proprietà degli eritrociti (volume, forma, ambiente interno, metabolismo) e il loro ambiente (Seleznev S.A., Vashetina S. M., Mazurkevich G. S., 1976). L'aggregazione dei globuli rossi può contribuire allo sviluppo della coagulazione intravascolare disseminata, ma può anche esserne una conseguenza.

Le violazioni delle proprietà reologiche del sangue nelle vittime con shock (traumatico, emorragico, settico e cardiogeno) sono caratterizzate da uno sviluppo di fase: l'aumento iniziale della viscosità del sangue allo sviluppo dello shock è sostituito dalla sua diminuzione. Una pronunciata diminuzione della viscosità del sangue indica disturbi profondi e persistenti nel letto microcircolatorio (stasi e sequestro del sangue, sviluppo del flusso plasmatico) ed è più caratteristico delle condizioni terminali refrattarie alla rianimazione (Radzivil G. G., Minsker G. D., 1985).

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Le proprietà reologiche del sangue come liquido eterogeneo sono di particolare importanza quando scorre attraverso microrecipienti, il cui lume è paragonabile alle dimensioni dei suoi elementi formati. Quando si muovono nel lume dei capillari e delle arterie e delle vene più piccole adiacenti a loro, eritrociti e leucociti cambiano forma: si piegano, si allungano in lunghezza, ecc. Il normale flusso sanguigno attraverso i microvasi è possibile solo in condizioni se: a) elementi sagomati può essere facilmente deformato; b) non aderiscono tra loro e non formano aggregati che potrebbero ostacolare il flusso sanguigno e persino ostruire completamente il lume dei microvasi, e c) la concentrazione dei globuli non è eccessiva. Tutte queste proprietà sono importanti principalmente negli eritrociti, poiché il loro numero nel sangue umano è circa mille volte maggiore del numero dei leucociti.

Il metodo più accessibile e ampiamente utilizzato nel metodo clinico per determinare le proprietà reologiche del sangue nei pazienti è la sua viscometria. Tuttavia, le condizioni del flusso sanguigno in qualsiasi viscosimetro attualmente noto sono significativamente diverse da quelle che si verificano in un letto microcircolatorio vivente. In considerazione di ciò, i dati ottenuti dalla viscosimetria riflettono solo alcune delle proprietà reologiche generali del sangue, che possono favorire o ostacolare il suo flusso attraverso i microvasi del corpo. La viscosità del sangue, che viene rilevata nei viscosimetri, è chiamata viscosità relativa, confrontandola con la viscosità dell'acqua, che viene presa come unità.

Le violazioni delle proprietà reologiche del sangue nei microvasi sono principalmente associate a cambiamenti nelle proprietà degli eritrociti nel sangue che li attraversa. Tali cambiamenti del sangue possono verificarsi non solo in tutto sistema vascolare organismo, ma anche localmente in qualsiasi organo o loro parte, poiché, ad esempio, avviene sempre nei focolai dell'infiammazione. Di seguito sono riportati i principali fattori che determinano la violazione delle proprietà reologiche del sangue nei microvasi del corpo.

8.4.1. Violazione della deformabilità degli eritrociti

Gli eritrociti cambiano la loro forma durante il flusso sanguigno, non solo attraverso i capillari, ma anche nelle arterie e nelle vene più larghe, dove sono solitamente allungate in lunghezza. La capacità di deformarsi (deformabilità) negli eritrociti è associata principalmente alle proprietà della loro membrana esterna, nonché all'elevata fluidità del loro contenuto. Nel flusso sanguigno, la membrana ruota attorno al contenuto dei globuli rossi, che si muove anche.

La deformabilità degli eritrociti è estremamente variabile in condizioni naturali. Diminuisce gradualmente con l'età degli eritrociti, a seguito della quale si crea un ostacolo per il loro passaggio attraverso i capillari più stretti (3 μm di diametro) del sistema reticoloendoteliale. Si presume che a causa di ciò vi sia un "riconoscimento" dei vecchi globuli rossi e la loro eliminazione dal sistema circolatorio.

Le membrane degli eritrociti diventano più rigide sotto l'influenza di vari fattori patogeni, ad esempio la loro perdita di ATP, iperosmolarità, ecc. Di conseguenza, le proprietà reologiche del sangue cambiano in modo tale che il suo flusso attraverso i microvasi diventi più difficile. Ciò si verifica nelle malattie cardiache, diabete insipido, cancro, stress, ecc., In cui la fluidità del sangue nei microvasi è significativamente ridotta.

8.4.2. Violazione della struttura del flusso sanguigno nei microvasi

Nel lume dei vasi sanguigni, il flusso sanguigno è caratterizzato da una struttura complessa associata a: a) distribuzione non uniforme degli eritrociti non aggregati nel flusso sanguigno attraverso il vaso; b) con un peculiare orientamento degli eritrociti nel flusso, che può variare da longitudinale a trasversale; c) con la traiettoria del movimento degli eritrociti all'interno del lume vascolare; d) con un profilo di velocità dei singoli strati sanguigni, che può variare da parabolico a smussato gradi diversi. Tutto ciò può avere un impatto significativo sulla fluidità del sangue nei vasi.

Dal punto di vista delle violazioni delle proprietà reologiche del sangue, i cambiamenti nella struttura del flusso sanguigno nei microrecipienti con un diametro di 15-80 micron, cioè leggermente più larghi dei capillari, sono di particolare importanza. Quindi, con il rallentamento primario del flusso sanguigno, l'orientamento longitudinale degli eritrociti cambia spesso in trasversale, il profilo di velocità nel lume vascolare diventa opaco e la traiettoria degli eritrociti diventa caotica. Tutto ciò porta a tali cambiamenti nelle proprietà reologiche del sangue, quando la resistenza al flusso sanguigno aumenta in modo significativo, causando un rallentamento ancora maggiore del flusso sanguigno nei capillari e interrompendo la microcircolazione.

8.4.3. Aumento dell'aggregazione intravascolare dei globuli rossi che causano stasi ematica

In microvasi

La capacità degli eritrociti di aggregarsi, cioè di aderire e formare "colonne di monete", che poi si uniscono, è la loro proprietà normale. Tuttavia, l'aggregazione può essere notevolmente migliorata sotto l'influenza di vari fattori che modificano sia le proprietà superficiali degli eritrociti che l'ambiente che li circonda. Con una maggiore aggregazione, il sangue si trasforma da una sospensione di eritrociti ad alta fluidità in una sospensione a rete, completamente priva di questa capacità. In generale, l'aggregazione eritrocitaria interrompe la normale struttura del flusso sanguigno nei microvasi ed è probabilmente il fattore più importante che altera le normali proprietà reologiche del sangue. Con l'osservazione diretta del flusso sanguigno nei microvasi, a volte si può vedere l'aggregazione intravascolare dei globuli rossi, chiamata "flusso sanguigno granulare". Con una maggiore aggregazione intravascolare degli eritrociti nell'intero sistema circolatorio, gli aggregati possono ostruire le più piccole arteriole precapillari, causando disturbi del flusso sanguigno nei capillari corrispondenti. L'aumento dell'aggregazione degli eritrociti può verificarsi anche localmente, nei microvasi, e perturbare le proprietà microreologiche del sangue che vi scorre in misura tale che il flusso sanguigno nei capillari rallenti e si arresti completamente - si verifica la stasi, nonostante l'ar- differenza geriovenosa pressione sanguigna in tutti questi microvasi è conservato. Tuttavia, nei capillari piccole arterie e le vene accumulano eritrociti, che sono in stretto contatto tra loro, così che i loro confini cessano di essere visibili ("omogeneizzazione del sangue"). Tuttavia, all'inizio, con la stasi del sangue, non si verificano né emolisi né coagulazione del sangue. Per qualche tempo, la stasi è reversibile: è possibile riprendere il movimento degli eritrociti e ripristinare nuovamente la pervietà dei microvasi.

Il verificarsi dell'aggregazione intracapillare degli eritrociti è influenzato da una serie di fattori:

1. Danni alle pareti dei capillari, con conseguente aumento della filtrazione di liquidi, elettroliti e proteine ​​a basso peso molecolare (albumine) nei tessuti circostanti. Di conseguenza, la concentrazione di proteine ​​ad alto contenuto molecolare - globuline e fibrinogeno - aumenta nel plasma sanguigno, che, a sua volta, è il fattore più importante per migliorare l'aggregazione degli eritrociti. Si presume che l'assorbimento di queste proteine ​​sulle membrane degli eritrociti riduca il loro potenziale di superficie e ne promuova l'aggregazione.

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L'area della meccanica che studia le caratteristiche della deformazione e del flusso dei mezzi continui reali, uno dei cui rappresentanti sono fluidi non newtoniani con viscosità strutturale, è la reologia. In questo articolo, considera le proprietà reologiche diventeranno chiare.

Definizione

Un tipico fluido non newtoniano è il sangue. Si chiama plasma se è privo di elementi sagomati. Il siero è plasma che non contiene fibrinogeno.

L'emoreologia, o reologia, studia i modelli meccanici, in particolare il modo in cui le proprietà fisiche e colloidali del sangue cambiano durante la circolazione a velocità diverse e in diverse parti del letto vascolare. Le sue proprietà, il flusso sanguigno, la contrattilità del cuore determinano il movimento del sangue nel corpo. quando velocità di linea il flusso è piccolo, le particelle di sangue sono spostate parallelamente all'asse del vaso e tra loro. In questo caso, il flusso ha un carattere stratificato e il flusso è chiamato laminare. Quindi quali sono le proprietà reologiche? Ne parleremo più avanti.

Qual è il numero di Reynolds?

In caso di aumento della velocità lineare e superamento di un certo valore, diverso per tutti i vasi, il flusso laminare si trasformerà in un vortice, caotico, detto turbolento. La velocità di transizione dal movimento laminare a quello turbolento determina il numero di Reynolds, che è per vasi sanguigni circa 1160. Secondo i numeri di Reynolds, la turbolenza può verificarsi solo nei punti in cui si diramano grandi vasi, così come nell'aorta. In molti vasi, il fluido si muove in modo laminare.

Velocità di taglio e stress

Non solo la velocità volumetrica e lineare del flusso sanguigno sono importanti, ma altri due parametri importanti caratterizzano il movimento verso il vaso: la velocità e lo sforzo di taglio. Lo sforzo di taglio caratterizza la forza che agisce su un'unità della superficie vascolare in direzione tangenziale alla superficie, misurata in pascal o dine/cm 2 . La velocità di taglio viene misurata in secondi reciproci (s-1), il che significa che è l'entità del gradiente della velocità di movimento tra strati di fluido che si muovono in parallelo per unità di distanza tra loro.

Da quali parametri dipendono le proprietà reologiche?

Il rapporto tra stress e velocità di taglio determina la viscosità del sangue, misurata in mPas. Per un fluido solido, la viscosità dipende dall'intervallo di velocità di taglio di 0,1-120 s-1. Se la velocità di taglio è >100 s-1, la viscosità cambia in modo non così pronunciato e, dopo aver raggiunto la velocità di taglio di 200 s-1, quasi non cambia. Il valore misurato ad alta velocità di taglio è chiamato asintotico. I principali fattori che influenzano la viscosità sono la deformabilità degli elementi cellulari, l'ematocrito e l'aggregazione. E dato che ci sono molti più globuli rossi rispetto alle piastrine e ai globuli bianchi, sono determinati principalmente dai globuli rossi. Ciò si riflette nelle proprietà reologiche del sangue.

Fattori di viscosità

Il fattore più importante che determina la viscosità è la concentrazione in volume dei globuli rossi, il loro volume medio e contenuto, questo è chiamato ematocrito. È di circa 0,4-0,5 l/l ed è determinato mediante centrifugazione da un campione di sangue. Il plasma è un fluido newtoniano, la cui viscosità determina la composizione delle proteine ​​e dipende dalla temperatura. La viscosità è maggiormente influenzata dalle globuline e dal fibrinogeno. Alcuni ricercatori ritengono che un fattore più importante che porta a un cambiamento nella viscosità plasmatica sia il rapporto tra le proteine: albumina/fibrinogeno, albumina/globuline. L'aumento avviene durante l'aggregazione, determinato dal comportamento non newtoniano del sangue intero, che determina la capacità di aggregazione dei globuli rossi. L'aggregazione fisiologica degli eritrociti è processo reversibile. Ecco cos'è: le proprietà reologiche del sangue.

La formazione di aggregati da parte degli eritrociti dipende da fattori meccanici, emodinamici, elettrostatici, plasmatici e altri. Al giorno d'oggi, ci sono diverse teorie che spiegano il meccanismo di aggregazione degli eritrociti. La più nota oggi è la teoria del meccanismo a ponte, secondo il quale i ponti di grandi proteine ​​molecolari, fibrinogeno, Y-globuline vengono adsorbiti sulla superficie degli eritrociti. La forza di aggregazione netta è la differenza tra la forza di taglio (causa disaggregazione), lo strato di repulsione elettrostatica degli eritrociti, che sono caricati negativamente, la forza nei ponti. Il meccanismo responsabile della fissazione delle macromolecole caricate negativamente sugli eritrociti, cioè la Y-globulina, il fibrinogeno, non è ancora completamente compreso. Si ritiene che le molecole siano collegate a causa delle forze di van der Waals disperse e dei deboli legami a idrogeno.

Cosa aiuta a valutare le proprietà reologiche del sangue?

Perché si verifica l'aggregazione degli eritrociti?

La spiegazione dell'aggregazione degli eritrociti è anche spiegata dall'esaurimento, dall'assenza di proteine ​​ad alto peso molecolare vicine agli eritrociti, e quindi appare un'interazione di pressione, che è di natura simile alla pressione osmotica di una soluzione macromolecolare, che porta alla convergenza di particelle sospese. Inoltre, esiste una teoria che collega l'aggregazione eritrocitaria ai fattori eritrocitari, portando a una diminuzione del potenziale zeta e a un cambiamento nel metabolismo e nella forma degli eritrociti.

A causa della relazione tra viscosità e capacità di aggregazione degli eritrociti, al fine di valutare le proprietà reologiche del sangue e le caratteristiche del suo movimento attraverso i vasi, è necessario condurre un'analisi completa di questi indicatori. Uno dei più comuni e tranquilli metodi disponibili per misurare l'aggregazione, è una stima della velocità di sedimentazione degli eritrociti. Tuttavia, la versione tradizionale di questo test non è molto istruttiva, poiché non tiene conto delle caratteristiche reologiche.

Metodi di misurazione

Secondo gli studi sulle caratteristiche reologiche del sangue e sui fattori che le influenzano, si può concludere che la valutazione delle proprietà reologiche del sangue è influenzata dallo stato di aggregazione. Al giorno d'oggi, i ricercatori prestano maggiore attenzione allo studio delle proprietà microreologiche di questo liquido, tuttavia anche la viscosimetria non ha perso la sua rilevanza. I principali metodi per misurare le proprietà del sangue possono essere suddivisi in due gruppi: con un campo di sollecitazione e deformazione omogeneo: cono-piano, disco, cilindrico e altri reometri con diversa geometria delle parti lavoranti; con un campo di deformazioni e sollecitazioni relativamente disomogenee - secondo il principio di registrazione delle vibrazioni acustiche, elettriche, meccaniche, dispositivi che funzionano secondo il metodo di Stokes, viscosimetri capillari. In questo modo si misurano le proprietà reologiche di sangue, plasma e siero.

Due tipi di viscosimetro

I più diffusi ora sono di due tipi e capillari. Vengono utilizzati anche viscosimetri, il cui cilindro interno galleggia nel liquido in prova. Ora sono attivamente impegnati in varie modifiche dei reometri rotazionali.

Conclusione

Vale anche la pena notare che i notevoli progressi nello sviluppo della tecnologia reologica consentono solo di studiare le proprietà biochimiche e biofisiche del sangue al fine di controllare la microregolazione nei disturbi metabolici ed emodinamici. Tuttavia, rilevante per questo momento sviluppo di metodi per l'analisi dell'emoreologia, che riflettano oggettivamente le proprietà aggregative e reologiche del fluido newtoniano.