Что значит реологические свойства крови

Что значит реологические свойства крови

Механизмы нарушения микроциркуляции едины для всех видов шока. Периферическая вазоконстрикция, как ответная реакция на уменьшение МОС, блокирует капиллярный кровоток спазмом пре- и посткапиллярного сфинктеров, в результате чего гидростатическое давление в капиллярах уменьшается. Это вызывает переход жидкости из интерстиция в сосуды системы микроциркуляции. При уменьшении капиллярного кровотока нарушается доставка кислорода и энергетических субстратов к тканям и выведение отработанных продуктов жизнедеятельности, что способствует формированию ацидоза. Закисление в капилляроне способствует снятию спазма прекапиллярного сфинктера при сохраненном высоком тонусе его посткапиллярного отдела. Кровь начинает свободно поступать в систему микроциркуляции, но ее отток нарушен. Повышается внутри капиллярное давление, плазма крови начинает пропотевать в интерстиций, развивается агрегация, а в последующем — стаз форменных элементов крови и сладж-синдром. С микротромбоза в системе капилляров, в свою очередь, начинается развитие грозного осложнения — диссеминирован-ного внутрисосудистого свертывания (ДВС-синдрома).

Важнейшие клинические критерии расстройств микроциркуляции:
1. Уменьшение диуреза до 0,5 мл/мин. (менее 30 мл/ч).
2. Возрастание температурного градиента между кожей и прямой кишкой более 2’С.
3. Наличие метаболического ацидоза.

Основные функции крови: транспорт кислорода, питательных веществ, гормонов, регуляция водно-электролитного обмена, кислотно-щелочного состояния и теплового равновесия. Для нормальной функции сердца прежде всего необходим должный объем циркулирующей крови. Дефицит объема (гиповолемия) — наиболее частая причина шока. Избыток жидкости в сосудистом русле называется гиперволемией.

Состав крови определяет ее реологические свойства. Реология — специальный раздел жидкостной механики, изучающий свойства неньютоновских жидкостей. Реологические свойства крови зависят от ВЯЗКОСТИ (она, в свою очередь, зависит от концентрации БЕЛКА в плазме и ГЕМАТОКРИТА) и СКОРОСТИ тока крови.

Основным феноменом реологических расстройств крови является агрегация эритроцитов, совпадающая с повышением вязкости. В основе этого явления, как правило, лежит замедление кровотока. Агрегация эритроцитов может быть как ложной, так и истинной, в дальнейшем порождающей явления сладжа (анг. слово sludge можно перевести как «отстой»). Агрегация «закрывает» капиллярен, и участок ткани, который он кровоснабжает, становится ишемизированным.

Источник

Реологические свойства крови. Что это такое, от чего зависят, как проверить

Одним из важнейших показателей в организме человека являются реологические свойства, учитывающие разнообразные изменения в крови. Это дает возможность изучить вязкость цельного вещества и его сопротивление, которые при наличии патологических процессов отходят от нормативных показателей.

Суть показателя

Реологические свойства крови — это такой показатель, который определяет различные характеристики механического типа в плазме, где основой является вязкость жидкости. Все это характеризует процесс течения сыворотки в артериях, венах и сосудистых тканях

Поскольку кровь — это гетерогенная и неоднородная среда организма, ее центрифугирование способно образовывать в стенах пробирки плазму, которая вмещает в себя различные клеточные элементы.

Реологические свойства учитывают количественную оценка эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов в крови, которые играют важную роль в процессе газообмена, остановке кровотечения. Это также включает защитную функцию организма от внешнего воздействия токсических элементов и бактериальных микроорганизмов.

Основой реологических свойств является область физики, изучающая различные особенности течения или деформации сплошной вязкой среды в качестве неньютоновской жидкости — реология.

В свою очередь, кровь является типичной неньютоновской жидкостью, где плазмой определяется ее отношение без форменных элементов, а сывороткой — плазменное тело, в котором отсутствуют молекулы фибриногена.

Реология в качестве науки изучает различные закономерности, которые указывают на первостепенные свойства крови при ее циркуляции, связанные со скоростью, вязкостью и другими показателями.

Важный показатель, характеризующий реологические свойства — это число Рейнольдса, который указывает на вихревое и беспорядочное течение крови при увеличении ее линейной скорости или величины молекулярных структур.

Количественная оценка такого перехода определяется средним числом, равным 1160 ед. Исходя из данных показателя, хаотичное движение может встречаться только в местах крупных сосудов.

Помимо линейной или объемной скорости, свойства кровотока оцениваются исходя из движения клеточных структур к сосудистой поверхности, что определяется напряжением сдвига. Такая сила объясняет механическое направление к сосудистой системе и измеряется в паскалях. Сама скорость сдвига характеризуется оценкой в обратных секундах (с-1).

От чего зависят?

Отношение в процессе самого напряжении и скорости сдвига клеточной структуры крови определяет вязкость плазмы, которая измеряется показателем мПас. Такой уровень у цельной жидкости зависит напрямую от диапазона, который в медицинской практике определяется как 0,1-120 к с-1.

В случае если сдвиг обладает скоростью, ниже от 100 к с-1, вязкость характеризуется слабой выраженностью, при этом достижение показателя в 200 с-1 практически не изменчиво. Измеряемая величина при высоком отношении называется асимптотической.

Основные факторы, которые могут влиять на вязкость, — это клеточная деформируемость, агрегация и гематократит.

Учитывая то, что эритроцитов намного больше, чем лейкоцитов и тромбоцитов, такой показатель в основном определяется количественным соотношением красных элементов. Именно от этого свойства зависят реологические способности крови.

Образование большого количества эритроцитов связано с гемодинамическими, плазменными, механическими и другими факторами. В настоящее время ученые выдвигают только теорий, объясняющих возникновение агрегации клеточной структуры крови.

Наиболее известная теория — мостиковый механизм, что определяется созданием структур из крупных белковых молекул и фибриногена. В этом случае глобулины могут адсорбироваться на внешней поверхности сосудистой ткани, что вызывает различные сдвиги в реологических свойствах крови.

При этом механизм, который отвечает за процесс фиксации отрицательных макромолекул на стенках эритроцитов — фибриногена и глобулина в современной практике не до конца изучен.

Существует стойкое мнение о том, что молекулярная структура сцепляется между собой за счет дисперсной энергии Ван-дер-Ваальса или ослабленных связей водородного характера.

Методики измерений

Реологические свойства крови — это такой показатель, который исследуется при помощи специальных медицинских устройств, называемых реометрами и вискозиметрами. В медицинской практике особо распространены 2 разновидности — капиллярные и ротационные.

В случае ротационного прибора, плазма вращается с большой скоростью в центрифуге, что позволяет рассчитать сдвиговое течение с использованием специальных гемодинамических формул.

Устройства капиллярного типа выявляют процесс течения крови по трубке определенного диаметра с одновременным воздействием энергетической и вакуумной разницы давления на каждом конце. В этом случае производится физиологическое отношение кровотока, оцениваются его основные свойства и реакции.

Чаще всего применяются ротационные вискозиметры, которые состоят из 2 отдельных цилиндрических основ разного диаметра, которые накладываются между собой. Если внешний цилиндр вращается, то внутренний соединяется с диагностируемым устройством динамометром.

Между 2 цилиндрами размещается кровь, которая перемещается по прибору за счет своего свойства вязкости. Одна из популярных модификаций данного типа устройства — это цилиндрическая основа, которая не крепится с другой, а плавает в жидкости. Такой прибор носит название «аппарат Захарченко».

На общее состояние кровотока сильное влияние оказывают такие факторы механического типа, как давление сосудистых тканей, а также отношение скорости перемещения к определенному показателю. Для их комплексного изучения применяются основные физические законы гемодинамики, которые устанавливают связь между исследуемыми параметрами и свойствами плазмы.

Движение самой крови в сердечнососудистой системе возможно благодаря разницы давлений внутри, что дает возможность перемещаться ей из области высокого к низкому. Данный процесс определяется вязкостью, сопротивлению внутренних стенок вен и артерий, а также суспензионной стабильностью.

Большая часть силы сокращений сердечной системы расходуется на сосуды артериального типа, поскольку их длина является наибольшей в соотношении малого диаметра стенок сосудов.

Вязкость — это одно из реологических свойств крови

Артериальное сопротивление напрямую зависит от имеющегося просвета, который характеризуется влиянием различных показателей во внешней среде, включая стимулы и рефлексы центральной нервной системы человека. Такие сосудистые ткани называются кранами всего организма.

В остальных случаях, длина — это постоянный фактор, при этом любой просвет сосудистой ткани или вязкости относится к конкретно заданным переменам и значениям, что в медицинской практике способно определить общее состояние кровотока. Все это вместе с диагностируемой практикой позволяет наиболее точно выявить различные патологические изменения.

В последнее время отмечается заметный прогресс в совершенствовании реологических приборов для изучения биофизических и биохимических процессов в крови. Это позволяет микрорегулировать различные обмены при гемодинамических или метаболических заболеваниях.

На данный момент особо актуальной является разработка способов для оценки качества гемореологии, что могло бы объективно охарактеризовать реологические и агрегационные особенности крови в качестве неньютоновской жидкости.

Как оценивают свойства крови, норма

Реологические свойства крови — это такой показатель кровотока, который определяется при помощи физических законов гемодинамики.

Исследуемые характеристики включают данные о:

Подробное оценивание реологических показателей определяется из конкретных веществ и функциональных свойств крови, которые могут дать более точную картину патологического процесса.

Для этого врачи исследуют:

Вышеописанные показатели могут указывать на наличие многочисленных дегенеративных изменений, которые значительно ухудшают жизнь человека. Наиболее частой проблемой является тромбоз вен, что нередко приводит к смерти.

В медицинской практике, помимо основных методов исследования, с недавних пор начали применяться исследования биохимических показателей, которые при помощи подробного лабораторного исследования позволяют выявить основные патологии в организме. Основная суть тестирования состоит в количественной оценке ДНК.

Нарушение реологии крови

Основной показатель, влияющий на реологические свойства крови — это наличие воспалительных процессов в легочной ткани, что приводит к субклеточному и клеточному изменению. В свою очередь, сопутствующие нарушения обмена веществ и гормональной системы оказывают значительное влияние на регуляцию общего кровотока.

Развитие воспаления в легких часто сопровождается патологическим усилением естественной агрегации эритроцитов, что приводит к различным расстройствам циркуляции. Это также влияет на возникновение стазов, способствует образованию тромбов.

Исходя из воспалительных процессов, вторым по значимости показателем является агрегационные способности эритроцитов, что указывает на ухудшение реологического состояния плазмы. При воспалительном характере, в организме человека резко увеличивается количество вредных веществ, в том числе белковых структур и суспензионной жидкости.

Дополнительные факторы, которые определяют функциональные особенности крови:

Нарушения реологических свойств крови характеризуются изменением самого состояния суспензии и вязкости вещества. Такие дегенеративные процессы могут быть общими — при наличии шокового состояния или слабой сердечнососудистой системы, а также местными, в случае воспалительного процесса или застоя в венах.

Реологический показатель определяет качество поступления питательных веществ, кислорода и других полезных микроэлементов к клеточной структуре крови. Все это негативно воздействует на организм в целом.

Вязкость крови

Замедление кровотока отличается неправильным расположением эритроцитов в плазме. Если в нормальных условиях, они локализируются вдоль сосудистых стенок, то при наличии изменений — в различных плоскостях. Это понижает общую кровяную текучесть.

При наличии патологических процессов, сердечнососудистой системе требует значительно больше усилий для продвижения крови по артериям. Измерение вязкости определяется специальным показателем гематокритом, который соотносится делением клеточной структуры на общий объем сыворотки.

Естественное состояние кровяной вязкости — это 55% плазмы на 45% эритроцитов. Вязкость здорового организма — 0,45 ед. Чем выше данный показатель, тем менее реологическая считается кровь.

На уровень самой вязкости влияет обезвоживание организма, сильное кровотечение или повышенное разведение плазмы, — например, при наличии интенсивного лечения инфузионного типа. При процессе охлаждения, гематокрит может повышаться более чем в 2 раза.

Сладж-феномен

При нарушениях в стабильности суспензионной жидкости наблюдается пониженная функциональность эритроцитов, из-за чего кровь может поделиться на жидкое вещество плазму и определенный сгусток из лейкоцитов и тромбоцитов.

Подобное свойство определяется своеобразным объединением и склеиванием клеточной структуры, что носит название «сладж». Подобное явление характеризуется повышенной густотой крови, что приводит к различным нарушениям циркуляции.

Основные факторы, способствующие развитию разделения крови:

Феномен сладжа приводит к различным патологическим процессам в плазме, включая понижение ее скорости, вплоть до остановки процесса. При этом направление крови меняется из прямого на турбулентное, что способствует завихрению потока. За счет большого количества различных скоплений, часто происходит общий сбой артериальных и венозных сосудов.

В отношении тканевых процессов, могут нарушаться транспортные свойства кислорода и других питательных микроэлементов, включая замедление общего метаболизма. Помимо этого, значительно ухудшается восстановительная функция клеток при наличии повреждений.

Препараты для улучшения реологии крови

Реологические свойства крови — это такой показатель, который может быть улучшен при помощи приема различных медикаментозных средств.

Для того чтобы облегчить движение клеточной структуры в жидкости при наличии высокой вязкости, используются следующие средства:

Помимо медикаментозного лечения, используется плазмаферез, который позволяет устранить избыточное количество белковых структур в плазме, что улучшает суспензионную стабильность клеток эритроцитов. Также нередко применяется ультрафиолетовое облучение крови.

Геодинамические и реологические свойства — это важнейшие показатели, определяющие не только особенности крови, но и состояние здоровья всего организма. Следует внимательно относиться к уровню реологии в крови, что позволит выявить патологические изменения на ранней стадии. Это дает возможность устранить многие заболевания без осложнений для дальнейшей жизнедеятельности.

Видео о реологических свойствах крови

Все о реологических свойствах крови и их улучшении:

Источник

Современные возможности лабораторных исследований реологических свойств крови

Понимание состояний реологических свойств крови является важным компонентом оценки микроциркуляции пациента и является непростой задачей для врача, даже в совре­менных условиях. Действительно, особенности реологического поведения крови человека обуславливают состояния его обмена на уровне микроциркуляции. Одним из наиболее важных и широко применяемых методов оценки является измерение вязкости цельной крови методом ротационной вискозиметрии, позволяющей получить кривую вязкости крови применительно практически ко всем участкам сосудистого русла. Наиболее широко для этих целей применяются ротационные вискозиметры, создающие скорости сдвига в диапазонах от менее 1 обратной секунды до тысяч обратных секунд, перекрывая таким образом, весь профиль скоростей движения крови в сосудистом русле.

В настоящее время для исследований крови человека наибольшее распространение получили зарубежные ротационные вискозиметры таких фирм, например, как “Contraves” (Швейцария). Эти приборы представляют собой классические ротационные вискозиметры с различными из­мерительными системами, такими как цилиндр-­цилиндр, пластина-пластина, конус-пластина и др. Приборы этих фирм отличает высокая тех­нология, позволяющая измерять вязкостные характеристики маленького объема образца крови в очень широком диапазоне скоростей сдвига. Имеющиеся дополнительные возможности по­зволяют оценить и вязко-пластические свойства биологических образцов, например, таких как синовиальная жидкость.

Однако высокие пользовательские харак­теристики этих приборов сопровождаются весь­ма высокой стоимостью (40-50 тысяч долларов США), что практически делает их недоступными для использования в нашей стране.

Ротационные вискозиметры отечественного производства до недавнего времени были пред­ставлены ротационным вискозиметром АКР-2. Однако в настоящее время его прозводство прекращено.

Несмотря на высокую клиническую вос­требованность исследований вязкости крови, необходимо отметить, что показатель вязкости цельной крови, представляет собой интеграль­ную величину, определяемую:

· концентрацией эритроцитов (гематокритом);

Последние два обстоятельства являются основными, определяющими так называемое «неньютоновское» поведение крови в потоке, характеризуемое ее различной вязкостью при разных скоростях кровотока (Рис. 1).

Рис. 1

Понятно, что наибольший клинический ин­терес могут представлять эти два показателя реологического поведения крови: агрегация и деформируемость эритроцитов.

Агрегация эритроцитов (АЭ)

В настоящее время в соответствии с рядом рекомендаций (1, 2) предлагается несколько методов исследования агрегации эритроцитов: измерение скорости седиментации эритроцитов (СОЭ), измерение светопропускания или светоо­тражения суспензии эритроцитов до и после ее интенсивного перемешивания (силлектометрия), микроскопическая оценка агрегатов эритроцитов, метод определения коэффициента отношений вязкости крови при низкой и высокой скорости сдвига, ультразвуковая оценка агрегации эри­троцитов.

Все эти методики имеют ту или иную степень распространения и эффективности. В настоящее время большинство исследователей оценивает метод силлектометрии как наиболее адекватный метод оценки агрегации эритроцитов (АЭ).

Одним из наиболее современных приборов, позволящих оценить АЭ методом силлектомет­рии, является анализатор Rheoscan A произ­водства фирмы Rheomeditech (Ю. Корея) (Рис. 2).

Рис. 2

Данный прибор позволяет использовать 8 мкл стабилизированной цельной крови и в течении 10 сек рассчитывает основные показатели АЭ: мак­симальную агрегацию (МА) и время достижения 50% максимальной агрегации Тмакс (Рис. 3).

Рис. 3

Наряду с подобным методом исследования АЭ, в приборе Rheoscan AND 300 реализован ори­гинальный метод исследования АЭ, основанный на измерении минимального напряжения сдвига, необходимого для дезагрегации эритроцитов и достижения диспергированного состояния про­бы крови, т. е. предельного напряжения сдвига (Рис. 4). Важной особенностью данного показате­ля является его независимость от концентрации клеток в пробе крови.

Рис. 4

Ряд исследований последних лет показывает хорошую эффективность оценки АЭ с использованием приборов Rheoscan A при септических состояниях, диабете и его осложнениях, коро­нарном синдроме и пр. (3, 4, 5, 6).

Деформируемость эритроцитов (ДЭ)

Исследованиями, проведенными в последние десятилетия, показано, что важнейшим свойством эритроцитов, обусловливающим их способность выполнять транспортные функции в системе сосудов микроциркуляции, является их деформи­руемость (7, 8). Она зависит от функциональной геометрии клетки, ее мембранной вязкоэластич­ности и цитоплазматической вязкости (9).

Вместе с тем, вязкость внутреннего содер­жимого эритроцитов вносит существенный вклад в деформируемость клетки только при высоких концентрациях гемоглобина, > 50 г/дл, тогда как при его нормальных концентрациях деформация эритроцитов в основном связана с эластичностью мембраны клетки (10).

Одним из наиболее ранних методов оценки ДЭ является метод фильтрации, основанный на измерении времени фильтрации образца крови через калиброванный поликарбонатный фильтр с размерами пор 3-5 мкм (11). Метод микропипеточной аспирации основан на оценке отрицатель­ного давления, необходимого для всасывания в микропипетку части или всего эритроцита (11).

Значительное распространение в настоящее время получил метод лазерной эллипсометрии или эктацитометрии. Данный метод предпола­гает математическую оценку дифракционного изображения эритроцита при воздействии на него высоких скоростей сдвига в измерительной камере ротационного вискозиметра или при про­хождении пробы крови через калиброванный ка­пилляр (Рис. 5). Основным показателем данного исследования является так называемый «индекс эластичности», рассчитываемый прибором на основании изменения геометрических размеров изображения эритроцита.

Рис. 5

Измерения ДЭ с использованием Rheоscan AND 300 производится в специальном одноразо­вом картридже. Для исследования в автомати­ческом режиме необходимо 3 мкл кровии и 5 с времени, что позволяет говорить о приборе как о РОС анализаторе. В настоящее время с исполь­зованием этого прибора проведены исследования больных гематологическими заболеваниями, диабетом, онкологическими заболеваниями, диа­бетической офтальмо и нефропатиями и пр.

Линейку приборов для исследования микро­реологических свойств крови производства фир­мы Rheomeditech (Ю. Корея) на рынке России представляет ООО «ТПО МедиоЛаб».

А. Б. Косырев,
кандидат медицинских наук, доцент кафедры биохимии РМАПО М3 РФ

Литература:

1. R. M. Bauersachs, R. B. Wenby and H. J. Meiselman, Determination of specific red blood cell aggregation indices via an automatedsystem, Clin. Hemorheol. 9 (1989), 1-25.

2. G. Barshtein, D. Wajnblum and S. Yedgar, Kinetics of linear rouleaux formation studied by visual monitoring of red cell dynamic organization, Biophys. J. 78 (2000), 2470-2474.

3. Sakr Y, Dubois MJ, De Backer D, et al: Persistentmicrocirculatory alterations are associated with organ failure and death in patientswith septic shock. Crit Care Med 2004;32:1825-1831

4. A. Vaya, J. Iborra, C. Falco, I. Moreno, P. Bolufer, F. Ferrando, M.L. Perez and A. Justo, Rheological behaviour of red blood cells in beta and deltabeta thalassemia trait., Clin. Hemorheol. Microcirc. 28 (2003), 71-78.

5. Le Devehat C, Boisseau M, Vimeux M, et al. Hemorheologicalfactors in the pathophysiology of venous diseases. ClinHemorheol9: 861-870, 1989.

6. Kesmarky G, Toth K, Habon L, et al. Hemo- rheological parametersin coronary artery disease. ClinHemorheolMicrocirc 18: 245-251, 1998.

8. Chierego M, Verdant C, De Backer D: Micro­circulatory alterations in critically ill patients. Minerva Anestesiol 2006; 72:199-205.

11. O. K. Baskurt et al. New guidelines for hemo- rheological laboratory techniques.

Косырев А.Б., ООО «ТПО» Медио Лаб» / Современная лабораторная диагностика // Отраслевые справочники, №1 (24) ’18.

Источник