A área da mecânica que estuda as características de deformação e escoamento de meios contínuos reais, um dos representantes dos quais são os fluidos não newtonianos com viscosidade estrutural, é a reologia. Neste artigo, consideramos as propriedades reológicas do sangue. O que é ficará claro.
Definição
Um fluido não newtoniano típico é o sangue. É chamado de plasma se for desprovido de elementos figurados. O soro é o plasma sem fibrinogênio.
Hemorheology, ou reologia, estuda padrões mecânicos, especialmente como as propriedades físicas e coloidais do sangue mudam durante a circulação em diferentes velocidades e em diferentes partes do leito vascular. Suas propriedades, o estado funcional da corrente sanguínea, a contratilidade do coração determinam o movimento do sangue no corpo. Quando a velocidade do fluxo linear é baixa, as partículas de sangue se movem paralelamente ao eixo do vaso e em direção umas às outras. Neste caso, o fluxo tem um caráter em camadas, e o fluxo é chamado de laminar. Então o que sãopropriedades reológicas? Mais sobre isso mais tarde.
Qual é o número de Reynolds?
Caso a velocidade linear aumente e ultrapasse um determinado valor, que é diferente para todos os vasos, o escoamento laminar se transformará em um vórtice, caótico, denominado turbulento. A taxa de transição do movimento laminar para o turbulento determina o número de Reynolds, que é aproximadamente 1160 para os vasos sanguíneos, segundo os números de Reynolds, a turbulência só pode ocorrer nos locais onde os grandes vasos se ramificam, assim como na aorta. O fluido se move laminar através de muitos vasos.
Velocidade e tensão de cisalhamento
Não apenas a velocidade volumétrica e linear do fluxo sanguíneo é importante, mas dois parâmetros mais importantes caracterizam o movimento em direção ao vaso: velocidade e tensão de cisalhamento. A tensão de cisalhamento caracteriza a força que atua sobre uma unidade da superfície vascular na direção tangencial à superfície, medida em pascais ou dinas/cm2. A taxa de cisalhamento é medida em segundos recíprocos (s-1), o que significa que é a magnitude do gradiente da velocidade de movimento entre camadas de fluido movendo-se em paralelo por unidade de distância entre elas.
De quais indicadores dependem as propriedades reológicas?
A razão entre tensão e taxa de cisalhamento determina a viscosidade do sangue, medida em mPas. Para um fluido sólido, a viscosidade depende da faixa de taxa de cisalhamento de 0,1-120s-1. Se a taxa de cisalhamento for >100s-1, a viscosidade muda não tão pronunciada, e após atingir a taxa de cisalhamento de 200s-1 quase nãoestá mudando. O valor medido em alta taxa de cisalhamento é chamado assintótico. Os principais fatores que afetam a viscosidade são a deformabilidade dos elementos celulares, hematócrito e agregação. E dado o fato de que há muito mais glóbulos vermelhos em comparação com plaquetas e glóbulos brancos, eles são determinados principalmente pelos glóbulos vermelhos. Isso se reflete nas propriedades reológicas do sangue.
Fatores de viscosidade
O fator mais importante que determina a viscosidade é a concentração volumétrica dos glóbulos vermelhos, seu volume médio e conteúdo, isso é chamado de hematócrito. É aproximadamente 0,4-0,5 l / le é determinado por centrifugação a partir de uma amostra de sangue. O plasma é um fluido newtoniano, cuja viscosidade determina a composição das proteínas e depende da temperatura. A viscosidade é mais afetada por globulinas e fibrinogênio. Alguns pesquisadores acreditam que um fator mais importante que leva a uma mudança na viscosidade do plasma é a proporção de proteínas: albumina/fibrinogênio, albumina/globulinas. O aumento ocorre durante a agregação, determinado pelo comportamento não newtoniano do sangue total, que determina a capacidade de agregação das hemácias. A agregação fisiológica de eritrócitos é um processo reversível. Isso é o que é - as propriedades reológicas do sangue.
A formação de agregados pelos eritrócitos depende de fatores mecânicos, hemodinâmicos, eletrostáticos, plasmáticos e outros. Atualmente, existem várias teorias que explicam o mecanismo de agregação eritrocitária. A mais conhecida hoje é a teoria da ponte.o mecanismo pelo qual as pontes de grandes proteínas moleculares, fibrinogênio, globulinas Y são adsorvidas na superfície dos eritrócitos. A força de agregação líquida é a diferença entre a força de cisalhamento (causa a desagregação), a camada de repulsão eletrostática dos eritrócitos, que são carregados negativamente, e a força nas pontes. O mecanismo responsável pela fixação de macromoléculas carregadas negativamente nos eritrócitos, ou seja, Y-globulina, fibrinogênio, ainda não é totalmente compreendido. Há uma opinião de que as moléculas estão ligadas devido às forças dispersas de van der Waals e ligações de hidrogênio fracas.
O que ajuda a avaliar as propriedades reológicas do sangue?
Por que ocorre a agregação de eritrócitos?
A explicação da agregação de eritrócitos é também explicada pela depleção, a ausência de proteínas de alto peso molecular próximas aos eritrócitos, em conexão com a qual aparece uma interação de pressão, de natureza semelhante à pressão osmótica de uma solução macromolecular, levando à convergência de partículas suspensas. Além disso, existe uma teoria que liga a agregação de eritrócitos com fatores eritrocitários, levando a uma diminuição do potencial zeta e uma mudança no metabolismo e na forma dos eritrócitos.
Devido à relação entre a viscosidade e a capacidade de agregação dos eritrócitos, para avaliar as propriedades reológicas do sangue e as características de seu movimento pelos vasos, é necessário realizar uma análise abrangente desses indicadores. Um dos métodos mais comuns e bastante acessíveis para medir a agregação é a avaliação da taxa de eritrócitossedimentação. No entanto, a versão tradicional deste teste não é muito informativa, pois não leva em consideração as características reológicas.
Métodos de medição
De acordo com estudos das características reológicas do sangue e dos fatores que as afetam, pode-se concluir que a avaliação das propriedades reológicas do sangue é afetada pelo estado de agregação. Atualmente, os pesquisadores dedicam mais atenção ao estudo das propriedades microreológicas desse líquido, porém, a viscometria também não perdeu sua relevância. Os principais métodos para medir as propriedades do sangue podem ser divididos em dois grupos: com um campo de tensão e deformação homogêneo - cone-plano, disco, cilíndrico e outros reômetros com geometria diferente das peças de trabalho; com um campo de deformações e tensões relativamente não homogêneo - de acordo com o princípio de registro de vibrações acústicas, elétricas, mecânicas, dispositivos que funcionam de acordo com o método Stokes, viscosímetros capilares. É assim que as propriedades reológicas do sangue, plasma e soro são medidas.
Dois tipos de viscosímetros
Dois tipos de viscosímetros são os mais difundidos atualmente: rotacional e capilar. Também são usados viscosímetros, cujo cilindro interno flutua no líquido que está sendo testado. Agora eles estão ativamente envolvidos em várias modificações de reômetros rotacionais.
Conclusão
Também vale a pena notar que o notável progresso no desenvolvimento da tecnologia reológica apenas torna possível o estudo bioquímico e biofísicopropriedades do sangue para controlar a microrregulação em distúrbios metabólicos e hemodinâmicos. No entanto, atualmente é relevante o desenvolvimento de métodos de análise da hemorreologia, que reflitam objetivamente a agregação e as propriedades reológicas do fluido newtoniano.
