El área de la mecánica que estudia las características de deformación y flujo de medios continuos reales, uno de cuyos representantes son los fluidos no newtonianos con viscosidad estructural, es la reología. En este artículo, consideramos las propiedades reológicas de la sangre. Quedará claro qué es.
Definición
Un fluido no newtoniano típico es la sangre. Se llama plasma si está desprovisto de elementos formes. El suero es plasma que carece de fibrinógeno.
La hemorreología, o reología, estudia los patrones mecánicos, especialmente cómo cambian las propiedades físicas y coloidales de la sangre durante la circulación a diferentes velocidades y en diferentes partes del lecho vascular. Sus propiedades, el estado funcional del torrente sanguíneo, la contractilidad del corazón determinan el movimiento de la sangre en el cuerpo. Cuando la velocidad del flujo lineal es baja, las partículas de sangre se mueven paralelas al eje del vaso y unas hacia otras. En este caso, el flujo tiene un carácter en capas, y el flujo se llama laminar. Cuáles son¿propiedades reológicas? Más sobre eso más adelante.
¿Qué es el número de Reynolds?
En caso de aumento de la velocidad lineal y superación de un determinado valor, que es diferente para todos los vasos, el flujo laminar se convertirá en un vórtice, caótico, denominado turbulento. La tasa de transición del movimiento laminar al turbulento determina el número de Reynolds, que para los vasos sanguíneos es de aproximadamente 1160. Según los números de Reynolds, la turbulencia solo puede ocurrir en aquellos lugares donde se ramifican los vasos grandes, así como en la aorta. El fluido se mueve laminarmente a través de muchos vasos.
Velocidad y esfuerzo cortante
No solo es importante la velocidad volumétrica y lineal del flujo sanguíneo, dos parámetros más importantes caracterizan el movimiento hacia el vaso: la velocidad y el esfuerzo cortante. El esfuerzo cortante caracteriza la fuerza que actúa sobre una unidad de la superficie vascular en la dirección tangencial a la superficie, medida en pascales o dinas/cm2. La tasa de corte se mide en segundos recíprocos (s-1), lo que significa que es la magnitud del gradiente de la velocidad de movimiento entre capas de fluido que se mueven en paralelo por unidad de distancia entre ellas.
¿De qué indicadores dependen las propiedades reológicas?
La relación entre la tensión y la velocidad de cizallamiento determina la viscosidad de la sangre, medida en mPas. Para un fluido sólido, la viscosidad depende del rango de velocidad de corte de 0.1-120s-1. Si la tasa de corte es >100s-1, la viscosidad no cambia tan pronunciadamente y después de alcanzar la tasa de corte de 200s-1 casi noestá cambiando. El valor medido a alta velocidad de cizallamiento se denomina asintótico. Los principales factores que afectan la viscosidad son la deformabilidad de los elementos celulares, el hematocrito y la agregación. Y dado que hay muchos más glóbulos rojos en comparación con las plaquetas y los glóbulos blancos, están determinados principalmente por los glóbulos rojos. Esto se refleja en las propiedades reológicas de la sangre.
Factores de viscosidad
El factor más importante que determina la viscosidad es la concentración de volumen de glóbulos rojos, su volumen y contenido promedio, esto se llama hematocrito. Es de aproximadamente 0,4-0,5 l/l y se determina por centrifugación a partir de una muestra de sangre. El plasma es un fluido newtoniano, cuya viscosidad determina la composición de las proteínas y depende de la temperatura. La viscosidad se ve más afectada por las globulinas y el fibrinógeno. Algunos investigadores creen que un factor más importante que conduce a un cambio en la viscosidad del plasma es la proporción de proteínas: albúmina/fibrinógeno, albúmina/globulinas. El aumento se produce durante la agregación, determinado por el comportamiento no newtoniano de la sangre entera, que determina la capacidad de agregación de los glóbulos rojos. La agregación fisiológica de eritrocitos es un proceso reversible. Eso es lo que es: las propiedades reológicas de la sangre.
La formación de agregados por parte de los eritrocitos depende de factores mecánicos, hemodinámicos, electrostáticos, plasmáticos y otros. Hoy en día, existen varias teorías que explican el mecanismo de agregación de eritrocitos. La más conocida hoy en día es la teoría del puente.el mecanismo por el cual los puentes de proteínas moleculares grandes, fibrinógeno y globulinas Y se adsorben en la superficie de los eritrocitos. La fuerza de agregación neta es la diferencia entre la fuerza de corte (provoca la desagregación), la capa de repulsión electrostática de los eritrocitos, que tienen carga negativa, y la fuerza en los puentes. El mecanismo responsable de la fijación de macromoléculas cargadas negativamente en los eritrocitos, es decir, la globulina Y, el fibrinógeno, aún no se conoce por completo. Existe la opinión de que las moléculas están unidas debido a las fuerzas dispersas de van der Waals y los enlaces de hidrógeno débiles.
¿Qué ayuda a evaluar las propiedades reológicas de la sangre?
¿Por qué se produce la agregación de eritrocitos?
La explicación de la agregación de eritrocitos también se explica por el agotamiento, la ausencia de proteínas de alto peso molecular cerca de los eritrocitos, en relación con lo cual aparece una interacción de presión, de naturaleza similar a la presión osmótica de una solución macromolecular, que conduce a la convergencia de partículas suspendidas. Además, existe una teoría que relaciona la agregación de eritrocitos con los factores de eritrocitos, lo que conduce a una disminución del potencial zeta y a un cambio en el metabolismo y la forma de los eritrocitos.
Debido a la relación entre la viscosidad y la capacidad de agregación de los eritrocitos, para evaluar las propiedades reológicas de la sangre y las características de su movimiento a través de los vasos, es necesario realizar un análisis completo de estos indicadores. Uno de los métodos más comunes y bastante accesibles para medir la agregación es la evaluación de la tasa de eritrocitos.sedimentación. Sin embargo, la versión tradicional de esta prueba no es muy informativa, ya que no tiene en cuenta las características reológicas.
Métodos de medición
Según los estudios de las características reológicas de la sangre y los factores que las afectan, se puede concluir que la evaluación de las propiedades reológicas de la sangre se ve afectada por el estado de agregación. Hoy en día, los investigadores prestan más atención al estudio de las propiedades microrreológicas de este líquido, sin embargo, la viscosimetría tampoco ha perdido relevancia. Los principales métodos para medir las propiedades de la sangre se pueden dividir en dos grupos: con un campo homogéneo de tensión y deformación: reómetros cónicos, de disco, cilíndricos y otros con diferente geometría de las partes de trabajo; con un campo de deformaciones y tensiones relativamente no homogéneo, según el principio de registro de vibraciones acústicas, eléctricas, mecánicas, dispositivos que funcionan según el método de Stokes, viscosímetros capilares. Así se miden las propiedades reológicas de la sangre, el plasma y el suero.
Dos tipos de viscosímetros
Dos tipos de viscosímetros son los más difundidos actualmente: rotacional y capilar. También se utilizan viscosímetros, cuyo cilindro interior flota en el líquido que se está probando. Ahora participan activamente en varias modificaciones de reómetros rotacionales.
Conclusión
También vale la pena señalar que el notable progreso en el desarrollo de la tecnología reológica solo hace posible el estudio bioquímico y biofísicopropiedades de la sangre para controlar la microrregulación en trastornos metabólicos y hemodinámicos. No obstante, en la actualidad es relevante el desarrollo de métodos para el análisis de la hemorreología, que reflejen objetivamente las propiedades de agregación y reológicas del fluido newtoniano.
