Area mekanika yang mempelajari fitur deformasi dan aliran media kontinu nyata, salah satu perwakilannya adalah cairan non-Newtonian dengan viskositas struktural, adalah reologi. Pada artikel ini, kami mempertimbangkan sifat reologi darah. Apa itu akan menjadi jelas.
Definisi
Cairan non-Newtonian yang khas adalah darah. Disebut plasma jika tidak memiliki unsur-unsur yang terbentuk. Serum adalah plasma yang kekurangan fibrinogen.
Hemorheology, atau reology, mempelajari pola mekanis, terutama bagaimana sifat fisik dan koloid darah berubah selama sirkulasi pada kecepatan yang berbeda dan di berbagai bagian dasar pembuluh darah. Sifatnya, keadaan fungsional aliran darah, kontraktilitas jantung menentukan pergerakan darah dalam tubuh. Ketika kecepatan aliran linier rendah, partikel darah bergerak sejajar dengan sumbu pembuluh dan menuju satu sama lain. Dalam hal ini aliran bersifat berlapis-lapis, dan aliran tersebut disebut aliran laminer. Jadi apa?sifat reologi? Lebih lanjut tentang itu nanti.
Berapa bilangan Reynoldsnya?
Jika terjadi peningkatan kecepatan linier dan melebihi nilai tertentu, yang berbeda untuk semua kapal, aliran laminar akan berubah menjadi pusaran, kacau, yang disebut turbulen. Laju transisi dari gerak laminar ke turbulen menentukan bilangan Reynolds, yaitu kira-kira 1160 untuk pembuluh darah. Menurut bilangan Reynolds, turbulensi hanya dapat terjadi di tempat-tempat di mana pembuluh-pembuluh besar bercabang, serta di aorta. Fluida bergerak laminar melalui banyak pembuluh.
Kecepatan dan tegangan geser
Tidak hanya kecepatan volumetrik dan linier aliran darah yang penting, dua parameter penting lainnya mencirikan pergerakan menuju pembuluh darah: kecepatan dan tegangan geser. Tegangan geser mencirikan gaya yang bekerja pada unit permukaan vaskular dalam arah tangensial ke permukaan, diukur dalam pascal atau dyne/cm2. Laju geser diukur dalam detik timbal balik (s-1), yang berarti besarnya gradien kecepatan gerakan antara lapisan fluida yang bergerak secara paralel per satuan jarak di antara mereka.
Pada indikator apa sifat reologi bergantung?
Rasio tegangan terhadap laju geser menentukan viskositas darah, diukur dalam mPas. Untuk fluida padat, viskositas tergantung pada rentang laju geser 0,1-120s-1. Jika laju geser >100s-1, perubahan viskositas tidak begitu terasa, dan setelah mencapai laju geser 200s-1 hampir tidak adasedang berubah. Nilai yang diukur pada laju geser tinggi disebut asimtotik. Faktor utama yang mempengaruhi viskositas adalah deformabilitas elemen sel, hematokrit dan agregasi. Dan mengingat fakta bahwa ada lebih banyak sel darah merah dibandingkan dengan trombosit dan sel darah putih, mereka terutama ditentukan oleh sel darah merah. Hal ini tercermin dalam sifat reologi darah.
Faktor viskositas
Faktor terpenting yang menentukan viskositas adalah konsentrasi volume sel darah merah, volume dan kandungan rata-ratanya, ini disebut hematokrit. Ini sekitar 0,4-0,5 l / l dan ditentukan dengan sentrifugasi dari sampel darah. Plasma adalah cairan Newtonian, viskositas yang menentukan komposisi protein, dan itu tergantung pada suhu. Viskositas paling dipengaruhi oleh globulin dan fibrinogen. Beberapa peneliti percaya bahwa faktor yang lebih penting yang menyebabkan perubahan viskositas plasma adalah rasio protein: albumin / fibrinogen, albumin / globulin. Peningkatan terjadi selama agregasi, ditentukan oleh perilaku non-Newtonian dari seluruh darah, yang menentukan kemampuan agregasi sel darah merah. Agregasi fisiologis eritrosit adalah proses reversibel. Itulah apa itu - sifat reologi darah.
Pembentukan agregat oleh eritrosit tergantung pada faktor mekanik, hemodinamik, elektrostatik, plasma dan lainnya. Saat ini terdapat beberapa teori yang menjelaskan mekanisme agregasi eritrosit. Yang paling terkenal saat ini adalah teori bridging.mekanisme jembatan dari protein molekul besar, fibrinogen, Y-globulin diadsorpsi pada permukaan eritrosit. Gaya agregasi bersih adalah perbedaan antara gaya geser (menyebabkan disagregasi), lapisan tolakan elektrostatik eritrosit, yang bermuatan negatif, dan gaya di jembatan. Mekanisme yang bertanggung jawab untuk fiksasi makromolekul bermuatan negatif pada eritrosit, yaitu, Y-globulin, fibrinogen, belum sepenuhnya dipahami. Ada pendapat bahwa molekul-molekul tersebut terikat karena adanya gaya van der Waals yang terdispersi dan ikatan hidrogen yang lemah.
Apa yang membantu menilai sifat reologi darah?
Mengapa terjadi agregasi eritrosit?
Penjelasan agregasi eritrosit juga dijelaskan oleh penipisan, tidak adanya protein molekul tinggi yang dekat dengan eritrosit, sehubungan dengan itu interaksi tekanan muncul, serupa sifatnya dengan tekanan osmotik larutan makromolekul, yang mengarah ke konvergensi partikel tersuspensi. Selain itu, ada teori yang menghubungkan agregasi eritrosit dengan faktor eritrosit, yang menyebabkan penurunan zeta potential dan perubahan metabolisme dan bentuk eritrosit.
Karena hubungan antara viskositas dan kemampuan agregasi eritrosit, untuk menilai sifat reologi darah dan fitur pergerakannya melalui pembuluh, perlu untuk melakukan analisis komprehensif dari indikator ini. Salah satu metode yang paling umum dan cukup mudah diakses untuk mengukur agregasi adalah penilaian laju eritrositpengendapan. Namun, versi tradisional dari tes ini tidak terlalu informatif, karena tidak memperhitungkan karakteristik reologi.
Metode pengukuran
Menurut studi karakteristik reologi darah dan faktor yang mempengaruhinya, dapat disimpulkan bahwa penilaian sifat reologi darah dipengaruhi oleh keadaan agregasi. Saat ini, para peneliti lebih memperhatikan studi tentang sifat mikroreologi cairan ini, namun, viskometri juga tidak kehilangan relevansinya. Metode utama untuk mengukur sifat-sifat darah dapat dibagi menjadi dua kelompok: dengan medan tegangan dan regangan yang homogen - bidang kerucut, cakram, silinder dan rheometer lainnya dengan geometri bagian kerja yang berbeda; dengan bidang deformasi dan tekanan yang relatif tidak homogen - sesuai dengan prinsip pendaftaran getaran akustik, listrik, mekanik, perangkat yang bekerja sesuai dengan metode Stokes, viskometer kapiler. Ini adalah bagaimana sifat reologi darah, plasma dan serum diukur.
Dua jenis viskometer
Dua jenis viskometer yang paling banyak digunakan saat ini: rotasi dan kapiler. Viskometer juga digunakan, silinder bagian dalam yang mengapung dalam cairan yang diuji. Sekarang mereka secara aktif terlibat dalam berbagai modifikasi rheometer rotasi.
Kesimpulan
Perlu dicatat juga bahwa kemajuan nyata dalam pengembangan teknologi reologi hanya memungkinkan untuk mempelajari biokimia dan biofisikasifat darah untuk mengontrol mikroregulasi pada gangguan metabolisme dan hemodinamik. Namun demikian, pengembangan metode untuk analisis hemoheologi, yang secara objektif mencerminkan sifat agregasi dan reologi fluida Newtonian, saat ini relevan.
