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Propriétés rhéologiques du sang – c'est quoi?

Un domaine de la mécanique qui étudie les caractéristiques de la déformation et du flux de médias continus réels, dont certains sont des liquides non newtoniens ayant une viscosité structurelle, est la rhéologie. Dans cet article, nous considérons les propriétés rhéologiques du sang. De quoi il est, il devient clair.

Définition

Un liquide typique non newtonien est le sang. Plasma, on l'appelle, s'il est dépourvu d'éléments uniformes. Le sérum sanguin est un plasma dans lequel il n'y a pas de fibrinogène.

La hemoréologie, ou la rhéologie, étudie les modèles mécaniques, en particulier la façon dont les propriétés physico-chimiques du sang changent avec la circulation à des taux différents et à différents sites dans le lit vasculaire. Ses propriétés, l' état fonctionnel du flux sanguin, la contractilité du cœur déterminent le mouvement du sang dans le corps. Lorsque la vitesse linéaire du flux est faible, les particules de sang se déplacent parallèlement à l'axe du vaisseau et l'une à l'autre. Dans ce cas, le flux a un caractère en couches, et le flux s'appelle laminaire. Alors, quelles sont les propriétés rhéologiques? À propos de cela – plus loin.

Quel est le numéro de Reynolds?

Dans le cas d'une augmentation de la vitesse linéaire et dépassant une certaine valeur, qui est différente pour tous les vaisseaux, le flux laminaire se transforme en un vortex, désordonné, appelé écoulement turbulent. Le taux de transition du mouvement laminaire à la turbulence détermine le nombre de Reynolds, soit environ 1160 pour les vaisseaux sanguins. Selon les nombres de Reynolds, la turbulence ne peut se produire que dans les endroits où de grands navires se ramifient, et aussi dans l'aorte. Dans de nombreux navires, le liquide se déplace de façon laminaire.

Taux de cisaillement et contrainte de cisaillement

Non seulement la vitesse volumétrique et la vitesse linéaire du flux sanguin sont importantes, deux paramètres plus importants caractérisent le mouvement vers le vaisseau: vitesse et contrainte de cisaillement. La contrainte de cisaillement est la force agissant par unité de la surface vasculaire dans la direction tangentielle à la surface, mesurée en pascals ou dynes / cm 2 . Le taux de cisaillement est mesuré en secondes de l'inverse (s-1), et cela signifie l'amplitude du gradient de vitesse entre les couches de liquide se déplaçant en parallèle par unité de distance entre elles.

Sur quels indicateurs les propriétés rhéologiques dépendent-elles?

Le rapport de la contrainte au taux de cisaillement détermine la viscosité du sang, mesurée dans mPas. Dans un liquide entier, la viscosité dépend de la plage de vitesse de cisaillement de 0,1-120 s-1 . Si la vitesse de cisaillement est> 100 s-1 , la viscosité varie non plus, et après avoir atteint un taux de cisaillement de 200 s-1, elle reste presque inchangée. La valeur mesurée à un taux de cisaillement élevé est appelée asymptotique. Les principaux facteurs qui affectent la viscosité sont la déformabilité des éléments cellulaires, de l'hématocrite et de l'agrégation. Et en tenant compte du fait qu'il existe beaucoup plus de globules rouges par rapport aux plaquettes et aux leucocytes, ils sont principalement déterminés par les globules rouges. Cela se reflète dans les propriétés rhéologiques du sang.

Facteurs de viscosité

Le facteur le plus important pour déterminer la viscosité est la concentration volumique des érythrocytes, leur volume et leur contenu moyens, c'est ce qu'on appelle l'hématocrite. Il est d'environ 0,4-0,5 l / l et est déterminé par centrifugation à partir d'un échantillon de sang. Le plasma est un fluide newtonien dont la viscosité détermine la composition des protéines et dépend de la température. La viscosité est la plus affectée par les globulines et le fibrinogène. Certains chercheurs pensent que le facteur le plus important qui entraîne une modification de la viscosité du plasma est la protéine: albumine / fibrinogène, albumine / globuline. L'augmentation se produit avec l'agrégation, déterminée par le comportement non-newtonien du sang total, qui détermine la capacité d'agrégation des globules rouges. L'agrégation des érythrocytes physiologiques est un processus réversible. C'est ce que c'est – les propriétés rhéologiques du sang.

La formation d'agrégats par les érythrocytes dépend de facteurs mécaniques, hémodynamiques, électrostatiques, plasma et autres. De nos jours, il existe plusieurs théories qui expliquent le mécanisme de l'agrégation des érythrocytes. Le plus connu aujourd'hui est la théorie du mécanisme du pont, selon laquelle les ponts des protéines à grande molécule, du fibrinogène et des Y-globulines sont adsorbés à la surface des érythrocytes. La force d'agrégation est pure – c'est la différence entre la force de cisaillement (cause la désagrégation), la couche de répulsion électrostatique des globules rouges, chargée négativement, par la force dans les ponts. Le mécanisme responsable de la fixation de macromolécules à charge négative sur les érythrocytes, c'est-à-dire la Y-globuline, le fibrinogène, n'est pas encore complètement compris. On pense que les molécules sont liées en raison des forces dispersées de van der Waals et de faibles liaisons hydrogène.

Qu'est-ce qui aide à évaluer les propriétés rhéologiques du sang?

Quelle est la raison de l'agrégation des globules rouges?

L'explication de l'agrégation des érythrocytes s'explique également par l'épuisement, l'absence de protéines de haut poids moléculaire proches des érythrocytes, en relation avec laquelle apparaît une interaction de pression, de nature similaire à la pression de la solution macromoléculaire par osmose, ce qui entraîne l'approche des particules en suspension. En outre, il existe une théorie liant l'agrégation des érythrocytes aux facteurs érythrocytaires, entraînant une diminution du potentiel zêta et une modification du métabolisme et de la forme des érythrocytes.

En raison de la relation entre la viscosité et la capacité d'agrégation des érythrocytes, afin d'évaluer les propriétés rhéologiques du sang et les caractéristiques de son mouvement le long des vaisseaux, il est nécessaire de procéder à une analyse complexe de ces indicateurs. L'une des méthodes les plus courantes et les plus accessibles pour mesurer l'agrégation est l'évaluation du taux de sédimentation des érythrocytes. Cependant, la version traditionnelle de ce test n'est pas très instructive car elle ne tient pas compte des caractéristiques rhéologiques.

Méthodes de mesure

Selon les études sur les caractéristiques rhéologiques du sang et les facteurs qui les affectent, on peut conclure que l'évaluation des propriétés rhéologiques du sang est affectée par l'état d'agrégation. À notre époque, les chercheurs accordent plus d'attention à l'étude des propriétés microréologiques de ce liquide, mais la viscosimétrie n'a pas non plus perdu de pertinence. Les méthodes principales pour mesurer les propriétés du sang peuvent être conditionnellement divisées en deux groupes: avec un champ de contraintes et de déformations, un cône homogène, un disque, des cylindres et d'autres rhéomètres ayant une géométrie différente des pièces de travail; Avec un champ de déformations et contraintes relativement peu homogènes – selon le principe d'enregistrement des oscillations acoustiques, électriques, mécaniques, des dispositifs qui fonctionnent selon la méthode de Stokes, les viscosimètres capillaires. C'est ainsi que les propriétés rhéologiques du sang, du plasma et du sérum sont mesurées.

Deux types de viscosimètres

Deux types de viscosimètres sont maintenant les plus répandus : rotatifs et capillaires. De même, des viscosimètres sont utilisés, dont le cylindre intérieur flotte dans le liquide testé. Maintenant, activement engagé dans diverses modifications des rhéomètres rotatifs.

Conclusion

Il est également intéressant de noter que le progrès notable dans le développement des techniques rhéologiques permet d'étudier les propriétés biochimiques et biophysiques du sang afin de contrôler la micro-régulation dans les troubles métaboliques et hémodynamiques. Néanmoins, le développement de méthodes d'analyse de l'hémorroïse, qui reflètent objectivement l'agrégation et les propriétés rhéologiques du fluide newtonien, est actuellement pertinent.