Hoofdstuk 7. Bloedgassen en zuur-base-evenwicht Bloedgassen: zuurstof (02) en kooldioxide(C02) Zuurstoftransport Om te overleven moet een mens zuurstof uit de atmosfeer kunnen opnemen en naar de cellen kunnen transporteren, waar het bij de stofwisseling wordt gebruikt. Sommige

Bloed. Welk element stroomt door jouw aderen? Hoe het karakter van een persoon te bepalen aan de hand van de bloedgroep. Astrologische correspondentie per bloedgroep. Er zijn vier bloedgroepen: I, II, III, IV. Volgens wetenschappers kan bloed niet alleen de gezondheidstoestand van een persoon bepalen

Hoeveelheid en fysisch-chemische kenmerken bloed Bloedvolume – totaal het bloed in het lichaam van een volwassene bedraagt ​​gemiddeld 6–8% van het lichaamsgewicht, wat overeenkomt met 5–6 liter. Een toename van het totale bloedvolume wordt hypervolemie genoemd, een afname wordt hypovolemie genoemd

Reologie is een gebied van de mechanica dat de kenmerken van de stroming en vervorming van echte continue media bestudeert, waarvan een van de vertegenwoordigers niet-Newtoniaanse vloeistoffen met structurele viscositeit zijn. Een typische niet-Newtonse vloeistof is bloed. Bloedreologie, of hemorheologie, bestudeert mechanische patronen en vooral veranderingen in de fysieke colloïdale eigenschappen van bloed tijdens de circulatie met verschillende snelheden en bij verschillende gebieden vasculair bed. De beweging van het bloed in het lichaam wordt bepaald door de contractiliteit van het hart, functionele staat bloedbaan, de eigenschappen van het bloed zelf. Bij relatief lage lineaire stroomsnelheden bewegen bloeddeeltjes parallel aan elkaar en aan de as van het bloedvat. In dit geval heeft de bloedstroom een ​​gelaagd karakter en wordt een dergelijke stroom laminair genoemd.

Als de lineaire snelheid toeneemt en een bepaalde waarde overschrijdt, die voor elk vat verschillend is, verandert de laminaire stroming in een wanordelijke, wervelstroom, die “turbulent” wordt genoemd. De snelheid van de bloedbeweging, waarbij laminaire stroming turbulent wordt, wordt bepaald met behulp van het Reynoldsgetal aderen is ongeveer 1160. Gegevens over Reynolds-getallen geven aan dat turbulentie alleen mogelijk is aan het begin van de aorta en in de vertakkingsgebieden van grote bloedvaten. De beweging van bloed door de meeste bloedvaten is laminair. Naast de lineaire en volumetrische snelheid van de bloedstroom, wordt de beweging van bloed door het vat gekenmerkt door nog twee belangrijke parameters, de zogenaamde “schuifspanning” en “afschuifsnelheid”. Schuifspanning betekent de kracht die inwerkt op een eenheidsoppervlak van een vat in een richting die raakt aan het oppervlak en wordt gemeten in dynes/cm2, of Pascal. De afschuifsnelheid wordt gemeten in reciproque seconden (s-1) en betekent de grootte van de snelheidsgradiënt tussen parallel bewegende vloeistoflagen per afstandseenheid daartussen.

Bloedviscositeit wordt gedefinieerd als de verhouding tussen schuifspanning en schuifsnelheid, en wordt gemeten in mPas. De viscositeit van volbloed hangt af van de afschuifsnelheid in het bereik van 0,1 - 120 s-1. Bij een afschuifsnelheid van >100 s-1 zijn de veranderingen in de viscositeit niet zo uitgesproken, en na het bereiken van een afschuifsnelheid van 200 s-1 blijft de viscositeit van het bloed vrijwel onveranderd. De viscositeitswaarde gemeten bij hoge snelheid afschuiving (meer dan 120 - 200 s-1) wordt asymptotische viscositeit genoemd. De belangrijkste factoren die de viscositeit van het bloed beïnvloeden zijn hematocriet, plasma-eigenschappen, aggregatie en vervormbaarheid van cellulaire elementen. Gezien de overgrote meerderheid van rode bloedcellen vergeleken met witte bloedcellen en bloedplaatjes, worden de viscositeitseigenschappen van bloed voornamelijk bepaald door rode bloedcellen.

De belangrijkste factor die de viscositeit van het bloed bepaalt, is de volumetrische concentratie van rode bloedcellen (hun inhoud en gemiddeld volume), genaamd hematocriet. De hematocriet, bepaald uit een bloedmonster door centrifugeren, bedraagt ​​ongeveer 0,4 - 0,5 l/l. Plasma is een Newtoniaanse vloeistof, de viscositeit is afhankelijk van de temperatuur en wordt bepaald door de samenstelling van bloedeiwitten. De plasmaviscositeit wordt het meest beïnvloed door fibrinogeen (plasmaviscositeit is 20% hoger dan serumviscositeit) en globulinen (vooral Y-globulinen). Volgens sommige onderzoekers meer belangrijke factor Wat tot een verandering in de plasmaviscositeit leidt, is niet de absolute hoeveelheid eiwitten, maar hun verhoudingen: albumine/globulinen, albumine/fibrinogeen. De viscositeit van bloed neemt toe tijdens de aggregatie, wat het niet-Newtoniaanse gedrag van volbloed bepaalt; deze eigenschap is te danken aan het aggregatievermogen van erytrocyten. Fysiologische aggregatie van erytrocyten is een omkeerbaar proces. IN gezond lichaam Het dynamische proces van ‘aggregatie – disaggregatie’ vindt voortdurend plaats, en disaggregatie domineert de aggregatie.

Het vermogen van erytrocyten om aggregaten te vormen hangt af van hemodynamische, plasma-, elektrostatische, mechanische en andere factoren. Momenteel zijn er verschillende theorieën die het mechanisme van erytrocytaggregatie verklaren. De meest bekende theorie van vandaag is de theorie van het overbruggingsmechanisme, volgens welke bruggen van fibrinogeen of andere grootmoleculaire eiwitten, in het bijzonder Y-globulinen, worden geadsorbeerd op het oppervlak van de erytrocyt, die, met een afname van de schuifkracht, krachten, dragen bij aan de aggregatie van erytrocyten. De netto aggregatiekracht is het verschil tussen de overbruggingskracht, de elektrostatische afstotende kracht van negatief geladen rode bloedcellen en de schuifkracht die de desaggregatie veroorzaakt. Het mechanisme van fixatie van negatief geladen macromoleculen op erytrocyten: fibrinogeen, Y-globulinen is nog niet helemaal duidelijk. Er is een standpunt dat de adhesie van moleculen plaatsvindt als gevolg van zwakke waterstofbruggen en van der Waals-dispersiekrachten.

Er is een verklaring voor de aggregatie van erytrocyten door uitputting: de afwezigheid van eiwitten met een hoog molecuulgewicht in de buurt van erytrocyten, resulterend in het optreden van ‘interactiedruk’, vergelijkbaar met de osmotische druk macromoleculaire oplossing, die leidt tot de convergentie van zwevende deeltjes. Bovendien bestaat er een theorie volgens welke erytrocytenaggregatie wordt veroorzaakt door erytrocytenfactoren zelf, wat leidt tot een afname van het zetapotentieel van erytrocyten en een verandering in hun vorm en metabolisme. Vanwege de relatie tussen het aggregatievermogen van erytrocyten en de viscositeit van bloed is het dus noodzakelijk om de reologische eigenschappen van bloed te beoordelen. Uitgebreide analyse deze indicatoren. Een van de meest toegankelijke en meest gebruikte methoden voor het meten van de aggregatie van erytrocyten is de beoordeling van de bezinkingssnelheid van erytrocyten. In de traditionele versie is deze test echter niet erg informatief, omdat er geen rekening wordt gehouden met de reologische kenmerken van bloed.

1. Normalisatie van de hemodynamiek (herstel van de bloedstroomsnelheid in de periferie);

2. Gecontroleerde hemodilutie (bloedverdunning en viscositeitsverlaging);

3. Toediening van disaggreganten en anticoagulantia (preventie van trombusvorming);

4. Het gebruik van medicijnen die de stijfheid van de membranen van rode bloedcellen verminderen;

5. Normalisatie van de zuur-base-toestand van het bloed;

6. Normalisatie van de eiwitsamenstelling van het bloed (introductie van albumine-oplossingen).

Voor hemodilutie en desaggregatie van cellen wordt hemodez gebruikt, evenals laagmoleculaire dextranen, die de krachten van elektrostatische afstoting tussen gevormde elementen vergroten als gevolg van een toename van de negatieve lading op hun oppervlak, de viscositeit van het bloed verlagen en water aantrekken in de vaten, bedek het endotheel en de vaten met een scheidingsfilm en vorm complexe verbindingen met fibrinogeen, verlaag de lipideconcentraties.

Microcirculatiestoornissen

In de organisatie van de bloedsomloop kunnen we het macrocirculatiesysteem – de hartpomp, buffervaten (slagaders) en containervaten (aders) – en het microcirculatiesysteem onderscheiden. De taak van laatstgenoemde is om de bloedsomloop te verbinden met de algemene bloedsomloop van het lichaam en het hartminuutvolume tussen de organen te verdelen op basis van hun behoeften. Daarom heeft elk orgaan zijn eigen, unieke microcirculatiesysteem, passend bij de functie die het vervult. Niettemin was het mogelijk om drie hoofdtypen structuur van het terminale vaatbed te identificeren (klassiek, bestrating en netwerk) en hun structuur te beschrijven.

Het microcirculatiesysteem, schematisch weergegeven in figuur 4, bestaat uit de volgende microvaatjes:

arteriolen (diameter 100 µm of minder);

precapillaire arteriolen of precapillairen of metarteriolen (diameter 25 - 10 µm);

capillairen (diameter 2 – 20 µm);

postcapillaire venulen of postcapillairen (diameter 15 – 20 µm);

venules (diameter tot 100 µm).

Naast deze vaten zijn er ook arteriole-venulaire anastomosen - directe anastomosen tussen arteriolen/slagaders en venulen/aders. Hun diameter is van 30 tot 500 micron, ze worden in de meeste organen aangetroffen.

Figuur 4. Schema van de microvasculatuur [naar Chambers, Zweifach, 1944].

De drijvende kracht achter de bloedstroom in het microcirculatiesysteem is de perfusiedruk of het arterioveneuze drukverschil. Daarom wordt deze druk bepaald door de niveaus van de totale arteriële en veneuze druk, en de waarde ervan kan worden beïnvloed door de hartfunctie, het totale bloedvolume en de totale perifere vasculaire weerstand. De relatie tussen centrale en perifere bloedcirculatie wordt uitgedrukt door de formule Q =  P/ R, waarbij Q de intensiteit (volumesnelheid) is van de bloedstroom in het microcirculatiesysteem, P het arterioveneuze drukverschil is, R de perifere (hydrodynamische) weerstand in een bepaald vaatbed is. Veranderingen in zowel P als R zijn leidend bij perifere circulatiestoornissen. Hoe lager de perifere weerstand, hoe groter de intensiteit van de bloedstroom; hoe groter de waarde van de perifere weerstand, hoe minder de intensiteit van de bloedstroom. Regulatie van de perifere bloedcirculatie en microcirculatie in alle organen wordt uitgevoerd door de weerstand tegen stroom in hun vasculaire systeem te veranderen. Een toename van de bloedviscositeit verhoogt de hydrodynamische weerstand en vermindert zo de intensiteit van de bloedstroom. De grootte van de hydrodynamische weerstand hangt veel meer af van de straal van de schepen: de hydrodynamische weerstand is omgekeerd evenredig straal van bloedvaten tot de vierde macht . Hieruit volgt dat veranderingen in het gebied van het vasculaire lumen (als gevolg van vasoconstrictie of dilatatie) een veel groter effect hebben op de bloedstroom dan factoren zoals viscositeit of drukveranderingen.

De belangrijkste regulatoren van de microcirculatie zijn de kleine slagaders en arteriolen van de adductoren en arterioveneuze anastomosen. Als gevolg van de uitzetting van de afferente arteriolen neemt 1) de snelheid van de bloedstroom toe, 2) neemt de intracapillaire druk toe en 3) neemt het aantal functionerende haarvaten toe. Dit laatste zal ook worden bepaald door het openen van de precapillaire sluitspieren - de ontspanning van twee of meer gladde spiercellen aan het begin van de haarvaten.

Figuur 5. Diagram van de belangrijkste bloedvaten van de microvasculatuur [volgens Mchedlishvili, 1958].

A - gladde spiercellen van microvaatjes met vasomotorische innervatie; B - hoofdcapillair; B - capillairen die een netwerk vormen. AVA - arterieel-veneuze anastomose.

Het lumen van microvaatjes kan alleen actief veranderen als er gladde spierelementen in hun structuur zitten. In afb. 5 De soorten vaten die ze bevatten zijn gearceerd. Hieruit volgt dat autonome zenuwen alle bloedvaten innerveren, behalve haarvaten. Recente onderzoeken hebben echter de aanwezigheid aangetoond van gebieden met nauwe relaties tussen terminale zenuwelementen en haarvaten. Het zijn gespecialiseerde uitbreidingen van axonen aan de capillaire wand, vergelijkbaar met uitbreidingen op het gebied van axo-axonale synapsen, d.w.z. vormen in wezen ‘onderweg synapsen’. Waarschijnlijk is dit niet-synaptische type signaaloverdracht, dat zorgt voor de vrije diffusie van neurotransmitters in de richting van microvaatjes, de belangrijkste manier om zenuwregulatie haarvaten. In dit geval vindt regulatie niet plaats van één capillair, maar van de gehele vasculaire locus. Wanneer elektrische stimulatie van zenuwen (afferent en efferente) of onder invloed van neurotransmitters, prostaglandinen, histamine (inclusief als gevolg van degranulatie van mestcellen), ATP, adrenaline en andere vasoactieve stoffen in het weefsel verschijnen. Als gevolg hiervan verandert voornamelijk de toestand van endotheelcellen, neemt het transendotheliale transport toe, verandert de endotheliale permeabiliteit en verandert het weefseltrofisme. De bemiddeling van de regulerende-trofische invloed van zenuwen op weefsels via de bloedsomloop wordt dus niet alleen uitgevoerd door de bloedstroom naar het orgaan en zijn delen ruwweg te reguleren, maar ook door het trofisme zelf fijn te reguleren door de toestand van het orgaan te veranderen. microvasculaire wand. Aan de andere kant laten de bovengenoemde materialen zien dat innervatiestoornissen relatief snel leiden tot significante veranderingen in de ultrastructuur en permeabiliteit van capillairen. Bijgevolg zouden microcirculatiestoornissen en, in het bijzonder, veranderingen in de vasculaire permeabiliteit een belangrijke rol moeten spelen bij de ontwikkeling van neurogene dystrofieën.

Veranderingen in de vasculaire tonus of vasculaire sluitspieren kunnen worden veroorzaakt door nerveuze, humorale en lokale regulerende mechanismen (Tabel 1).

Tafel 1.

Regulatie van het microvasculaire bed

Opmerking. Het aantal kruisjes geeft de mate van expressie van regulering aan.

Zenuwregulatie uitgevoerd door het autonome zenuwstelsel. Vasomotorische zenuwen behoren voornamelijk tot zijn sympathieke verdeeldheid(minder vaak - parasympathisch) en innerveren overvloedig de arteriolen van de huid, de nieren en de coeliakieregio. In de hersenen en skeletspieren zijn deze vaten relatief zwak geïnnerveerd. De bemiddelaar bij synapsen is noradrenaline, dat altijd spiercontractie veroorzaakt. De mate van samentrekking van vasculaire spieren hangt rechtstreeks af van de frequentie van impulsen. De vasculaire tonus in rust wordt gehandhaafd als gevolg van de constante stroom van impulsen door de vasomotorische zenuwen met een frequentie van 1-3 per seconde (zogenaamde tonische impulsen). Bij een pulsfrequentie van slechts ongeveer 10 per seconde wordt maximale vasoconstrictie waargenomen. Dat., Een toename van impulsen in de vasomotorische zenuwen leidt tot vasoconstrictie, en een afname leidt tot vasodilatatie., en dit laatste wordt beperkt door de basale tonus van de bloedvaten (dat wil zeggen de tonus die wordt waargenomen bij afwezigheid van impulsen in de vasoconstrictieve zenuwen of wanneer ze worden doorgesneden).

Parasympathisch cholinerge vasodilatatorvezels innerveren de bloedvaten van de uitwendige genitaliën, kleine slagaders van de pia mater van de hersenen.

Het zenuwstelsel wordt ook onthuld door de verwijding van huidvaten te analyseren als reactie op mechanische of chemische irritatie van de huid. Dit - axon-reflex uitgevoerd met behulp van nociceptieve (pijngeleidende) zenuw vezels en neuropeptiden.

De gevoeligheid van spiercellen voor vasoactieve stoffen varieert. Microvaatjes zijn 10-100 keer gevoeliger dan grote; precapillaire sluitspieren bleken het gevoeligst te zijn met betrekking tot de werking van zowel vernauwende als verwijdende middelen. Soortgelijke reactiviteit bleek op te treden bij elektrische stimulatie (Tabel 2). Onder pathologische omstandigheden verandert de gevoeligheid van microvaatjes voor vasoactieve stoffen.

tafel 2

Gradiënt van reactiviteit van het microcirculatoire bed van het mesenterium van ratten

(naar Zweifach,1961)

Microvasculaire reactiviteit varieert ook in verschillende organen en weefsels. Dit patroon is vooral duidelijk met betrekking tot adrenaline (Tabel 3). Microvaatjes in de huid hebben de hoogste gevoeligheid voor adrenaline.

tafel 3

Reactiviteit van microvaten van ratten tot geen concentratiedrempel

adrenaline (naar Zweifach, 1961)

De afgelopen jaren is het feit bewezen dat er in hetzelfde neuron twee of meer (tot zeven) neurotransmitters van verschillende chemische aard en in hun verschillende combinaties bestaan. De wijdverspreide, zo niet alomtegenwoordige, verspreiding van neuropeptiden in autonome zenuwen (bijvoorbeeld neuropeptide Y, vasoactief intestinaal peptide, substantie P, etc.) die bloedvaten voorzien, is goed bewezen door talrijke immunohistochemische onderzoeken en duidt op een significante toename van de complexiteit van de mechanismen van neurale regulatie van vasculaire tonus. Een nog grotere complicatie van deze mechanismen houdt verband met de ontdekking van neuropeptiden in de gevoelige zenuwvezels die de bloedvaten voeden en hun mogelijke ‘effector’-rol bij de regulatie van de vasculaire tonus.

Humorale regulatie uitgevoerd door hormonen en chemicaliën die in het lichaam vrijkomen. Vasopressine (antidiuretisch hormoon) en angiotensine II veroorzaken vasoconstrictie. Callidin en bradykinine – vasodilatatie. Adrenaline, uitgescheiden door de bijnieren, kan zowel een vaatvernauwend als een vaatverwijdend effect hebben. De respons wordt bepaald door het aantal - of -adrenerge receptoren op het membraan van de vaatspieren. Als α-receptoren de overhand hebben in de bloedvaten, zorgt adrenaline ervoor dat ze samentrekken, en als de meerderheid β-receptoren is, veroorzaakt het expansie.

Lokale regelgevende mechanismen zorgen voor metabolische autoregulatie van de perifere bloedsomloop. Ze passen de lokale bloedstroom aan de functionele behoeften van het orgaan aan. In dit geval domineren de metabolische vaatverwijdende effecten de neurale vasoconstrictieve effecten en onderdrukken deze in sommige gevallen volledig. Microvaten verwijden zich: gebrek aan zuurstof, metabolische producten - kooldioxide, een toename van H-ionen, lactaat, pyruvaat, ADP, AMP en adenosine, veel mediatoren van schade of ontsteking - histamine, bradykinine, prostaglandinen A en E en stof P. Het Er wordt aangenomen dat dilatatie met de werking van sommige mediatoren optreedt als gevolg van de afgifte van stikstofmonoxide uit endotheelcellen, waardoor de gladde spieren direct ontspannen. Schadebemiddelaars - serotonine, prostaglandinen F, tromboxaan en endothelinen - vernauwen de microvaatjes.

Wat betreft het vermogen van haarvaten om zich actief te vernauwen, is het antwoord nogal negatief, omdat daar geen gladde spiercellen zijn. De onderzoekers die een actieve vernauwing van hun lumen waarnemen, verklaren deze vernauwing door samentrekking van de endotheelcel als reactie op een irritatie en uitsteeksel van de celkern in het capillair. Passieve vernauwing of zelfs volledige sluiting van het capillair treedt op wanneer de spanning van hun wanden de overhand heeft op de intravasculaire druk. Deze aandoening treedt op wanneer de bloedstroom door de afferente arteriole afneemt. Aanzienlijke uitzetting van haarvaten is ook moeilijk, omdat 95% van de elasticiteit van hun wanden afkomstig is van de omringende bindsubstantie. Alleen wanneer het wordt vernietigd, bijvoorbeeld door ontstekingsexsudaat, kan een verhoogde intracapillaire druk het uitrekken van de capillaire wanden en hun aanzienlijke uitzetting veroorzaken.

In het arteriële bed worden drukschommelingen waargenomen in overeenstemming met de hartcyclus. De amplitude van drukfluctuaties wordt pulsdruk genoemd. In de terminale takken van de slagaders en arteriolen daalt de druk scherp over enkele millimeters van het vasculaire netwerk en bereikt 30-35 mm Hg. aan het einde van de arteriolen. Dit komt door de hoge hydrodynamische weerstand van deze schepen. Tegelijkertijd nemen de fluctuaties in de polsdruk aanzienlijk af of verdwijnen ze en wordt de pulserende bloedstroom geleidelijk vervangen door een continue (met aanzienlijke vasodilatatie, bijvoorbeeld tijdens ontstekingen, worden polsfluctuaties zelfs in haarvaten en kleine aderen waargenomen). Ritmische fluctuaties in de bloedstroomsnelheid kunnen echter worden waargenomen in arteriolen, metarteriolen en precapillairen. De frequentie en amplitude van deze oscillaties kunnen verschillend zijn, en ze zijn niet betrokken bij het aanpassen van de bloedstroom aan de behoeften van de weefsels. Er wordt aangenomen dat dit fenomeen - endogene vasomotorische - te wijten is aan de automatisering van samentrekkingen van gladde spiervezels en niet afhankelijk is van invloeden van het autonome zenuwstelsel.

Het is mogelijk dat veranderingen in de bloedstroom in de haarvaten ook afhankelijk zijn van leukocyten. Leukocyten zijn, in tegenstelling tot erytrocyten, niet schijfvormig, maar bolvormig, en met een diameter van 6-8 micron is hun volume 2-3 keer groter dan het volume van erytrocyten. Wanneer een leukocyt een capillair binnendringt, blijft hij enige tijd “vastzitten” aan de monding van het capillair. Volgens onderzoekers varieert dit van 0,05 seconden tot enkele seconden. Op dit moment stopt de beweging van het bloed in dit capillair en nadat de leukocyt in het microvat is geglipt, wordt deze weer hersteld.

De belangrijkste vormen van perifere circulatie- en microcirculatiestoornissen zijn: 1. arteriële hyperemie, 2. veneuze hyperemie, 3. ischemie, 4. stasis.

Trombose en embolie, die geen onafhankelijke stoornissen van de microcirculatie zijn, verschijnen in dit systeem en veroorzaken ernstige stoornissen.

BIOPHYSICA VAN DE BLOEDSOMLOOP

Hemodynamische indicatoren van de bloedstroom worden bepaald biofysische parameters van het gehele cardiovasculaire systeem als geheel, namelijk zijn eigen kenmerken van hartactiviteit(Bijvoorbeeld slagvolume van bloed), structureel kenmerken van bloedvaten ( hun straal en elasticiteit) en direct eigenschappen meest viscositeit van het bloed).

Voor beschrijving rij processen, voorkomend als V aparte onderdelen bloedsomloop, en daarin als geheel worden methoden van fysieke, analoge en wiskundige modellering gebruikt. In dit hoofdstuk worden de bloedstroompatronen besproken prima, Dus en bij sommige overtredingen binnen cardiovasculair systeem , waaronder in het bijzonder vasoconstrictie (bijvoorbeeld in het onderwijs in hen bloedproppen), verandering in de viscositeit van het bloed.

Reologische eigenschappen van bloed

Reologie(van het Griekse rheos - flow, flow, logos - onderwijs) - dit de wetenschap van vervorming en vloeibaarheid van materie. Onder bloedreologie (hemorheologie) wij zullen het begrijpen studie van de biofysische kenmerken van bloed als een stroperige vloeistof.

Viscositeit (interne wrijving) van de vloeistof- de eigenschap van een vloeistof om weerstand te bieden aan de beweging van het ene deel ervan ten opzichte van het andere. De viscositeit van een vloeistof wordt bepaald door Ten eerste, intermoleculaire interactie, beperking van de mobiliteit van moleculen. De aanwezigheid van viscositeit leidt tot de dissipatie van de energie van de externe bron, waardoor de vloeistof beweegt en wordt omgezet in warmte. Een vloeistof zonder viscositeit (de zogenaamde ideale vloeistof) is een abstractie. Alle echte vloeistoffen hebben viscositeit. Een uitzondering is het fenomeen van heliumsuperfluïditeit bij ultralage temperaturen (kwantumeffect)

Basis viskeuze stromingswet was opgericht door I. Newton

(1687) - Newtons formule:

Waar F[N] - interne wrijvingskracht(viscositeit) ontstaan tussen vloeistoflagen wanneer ze ten opzichte van elkaar verschuiven; [Pa s] dynamische viscositeitscoëfficiënt vloeistof, die de weerstand van de vloeistof tegen verplaatsing van zijn lagen karakteriseert; - snelheidsgradiënt, laat zien hoeveel de snelheid verandertVbij verandering per eenheid afstand in richtingZbij het verplaatsen van laag naar laag, anders - afschuifsnelheid; S[m 2 ] - gebied van contactlagen.

De interne wrijvingskracht vertraagt ​​de snellere lagen en versnelt de langzamere lagen. Samen met coëfficiënt van dynamische viscositeit overweegt de zgn coëfficiënt van kinematische viscositeit (vloeistofdichtheid).

Vloeistoffen zijn onderverdeeld in viskeuze eigenschappen in twee typen: Newtoniaans en niet-Newtoniaans.

Newtoniaans vloeistof genoemd , waarvan de viscositeitscoëfficiënt alleen afhangt van de aard en temperatuur. Voor Newtoniaanse vloeistoffen is de stroperige kracht recht evenredig met de snelheidsgradiënt. De formule van Newton (1.a) is voor hen rechtstreeks geldig, de viscositeitscoëfficiënt is een constante parameter die niet afhankelijk is van de vloeistofstroomomstandigheden.

Een vloeistof wordt niet-Newtons genoemd , waarvan de viscositeitscoëfficiënt afhangt Niet alleen door de aard van de stof en temperatuur, maar ook en over de omstandigheden van de vloeistofstroom, vooral door de snelheidsgradiënt. De viscositeitscoëfficiënt is in dit geval geen constante van de stof. In dit geval wordt de viscositeit van een vloeistof gekenmerkt door een voorwaardelijke viscositeitscoëfficiënt, die betrekking heeft op bepaalde omstandigheden van de vloeistofstroom (bijvoorbeeld druk, snelheid). De afhankelijkheid van de viskeuze kracht van de snelheidsgradiënt wordt niet-lineair:

Waar N karakteriseert de mechanische eigenschappen van een stof onder gegeven stromingsomstandigheden. Een voorbeeld van niet-Newtonse vloeistoffen zijn suspensies. Als er een vloeistof bestaat waarin vaste, niet-interagerende deeltjes uniform verdeeld zijn, dan kan een dergelijk medium als homogeen worden beschouwd als we geïnteresseerd zijn in verschijnselen die worden gekenmerkt door afstanden die groot zijn in vergelijking met de grootte van de deeltjes. De eigenschappen van een dergelijk medium zijn vooral afhankelijk van de vloeistof. Het systeem als geheel zal een andere, hogere viscositeit hebben, afhankelijk van de vorm en concentratie van deeltjes. Voor geval lage deeltjesconcentratiesMET de formule klopt:

WaarNAAR geometrische factor - een coëfficiënt die afhankelijk is van de geometrie van deeltjes (hun vorm, grootte) voor bolvormige deeltjes NAARberekend met de formule:

(2.a)

(R is de straal van de bal). Voor ellipsoïdenNAAR neemt toe en wordt bepaald door de waarden van de halve assen en hun verhoudingen. Als de deeltjesstructuur verandert (bijvoorbeeld wanneer de stromingsomstandigheden veranderen), dan is de coëfficiënt NAARin (2), en daarom zal de viscositeit van een dergelijke suspensie ook veranderen. Een dergelijke suspensie is een niet-Newtonse vloeistof. De toename van de viscositeit van het hele systeem is te wijten aan het feit dat het werk van de externe kracht tijdens de stroom van suspensies niet alleen wordt besteed aan het overwinnen van de echte (Newtoniaanse) viscositeit veroorzaakt door intermoleculaire interactie in de vloeistof, maar ook om de interactie tussen het materiaal en structurele elementen te overwinnen.

Bloed is een niet-Newtonse vloeistof. Dit komt grotendeels door het feit dat zij heeft interne structuur , vertegenwoordigend suspensie van gevormde elementen in oplossing - plasma. Plasma is praktisch een Newtoniaanse vloeistof. Omdat de 93% gevormde elementen bedenken rode bloedcellen, Dat In vereenvoudigde bewoordingen is bloed een suspensie van rode bloedcellen in zoute oplossing . Een karakteristieke eigenschap van erytrocyten is de neiging om aggregaten te vormen. Als je een bloeduitstrijkje op een microscooptafel aanbrengt, kun je zien hoe rode bloedcellen aan elkaar ‘aan elkaar plakken’ en aggregaten vormen die muntkolommen worden genoemd. De omstandigheden voor de vorming van aggregaten zijn verschillend in grote en kleine schepen. Dit komt voornamelijk door de verhouding tussen de afmetingen van het vat, het aggregaat en de erytrocyt ( karakteristieke afmetingen: )

Er zijn hier drie opties:

1. Grote bloedvaten (aorta, slagaders):

D coc > d agr, d coc > derythr

In dit geval is de gradiënt klein, rode bloedcellen verzamelen zich in aggregaten in de vorm van muntkolommen. In dit geval is de bloedviscositeit = 0,005 pa.s.

2. Kleine bloedvaten (kleine slagaders, arteriolen):

Daarin neemt de gradiënt aanzienlijk toe en vallen de aggregaten uiteen in individuele rode bloedcellen, waardoor de viscositeit van het systeem voor deze bloedvaten wordt verminderd; hoe kleiner de lumendiameter, hoe lager de viscositeit van het bloed; In vaten met een diameter van ongeveer 5 micron is de viscositeit van bloed ongeveer 2/3 van de viscositeit van bloed in grote bloedvaten.

3. Microvaten (capillairen):

Opgemerkt omgekeerde werking: met een afname van het lumen van het vat neemt de viscositeit 10-100 keer toe. In een levend vat worden rode bloedcellen gemakkelijk vervormd en passeren ze, zonder vernietiging, door haarvaten, zelfs met een diameter van 3 micron. Tegelijkertijd zijn ze sterk vervormd en worden ze koepelvormig. Als gevolg hiervan neemt het contactoppervlak van erytrocyten met de capillaire wand toe in vergelijking met een onvervormde erytrocyt, waardoor metabolische processen worden bevorderd.

Als we aannemen dat in de gevallen 1 en 2 de rode bloedcellen niet vervormd zijn, kunnen we, om de verandering in de viscositeit van het systeem kwalitatief te beschrijven, formule (2) toepassen, die rekening kan houden met het verschil in de geometrische factor voor een systeem van aggregaten (K agr) en voor een systeem van individuele rode bloedcellen K er: K agr K er, dat het verschil in bloedviscositeit in grote en kleine bloedvaten bepaalt, dan is formule (2) niet toepasbaar om processen in te beschrijven microvaatjes, omdat in dit geval niet wordt voldaan aan de aannames over de homogeniteit van het medium en de hardheid van de deeltjes.

Momenteel trekt het probleem van de microcirculatie veel aandacht van theoretici en artsen. Helaas is de opgebouwde kennis op dit gebied nog niet goed toegepast in de praktijkactiviteiten van een arts, vanwege het ontbreken van betrouwbare en beschikbare methoden diagnostiek Zonder de basiswetten van weefselcirculatie en metabolisme te begrijpen, is het echter onmogelijk om het correct te gebruiken moderne middelen infusie therapie.

Het microcirculatiesysteem speelt een uiterst belangrijke rol bij het voorzien van weefsels van bloed. Dit gebeurt voornamelijk als gevolg van de vasomotiereactie, die wordt uitgevoerd door vasodilatatoren en vasoconstrictoren als reactie op veranderingen in het weefselmetabolisme. Het capillaire netwerk is 90% bloedsomloop, maar 60-80% ervan blijft in een inactieve staat.

Het microcirculatiesysteem vormt een gesloten bloedstroom tussen slagaders en aders (fig. 3). Het bestaat uit arterpolen (diameter 30-40 µm), die eindigen in terminale arteriolen (20-30 µm), die zijn verdeeld in vele metarteriolen en precapillairen (20-30 µm). Verder divergeren stijve buizen zonder spiermembraan onder een hoek van bijna 90°, d.w.z. echte haarvaten (2-10 µm).

Rijst. 3. Een vereenvoudigd diagram van de verdeling van bloedvaten in het microcirculatiesysteem 1 - slagader; 2 - terminale slagader; 3 - arterrol; 4 - terminale arteriole; 5 - metereril; 6 - precapillair met spiersfincter (sluitspier); 7 - capillair; 8 - verzamelvenule; 9 - venule; 10 - ader; 11 - hoofdkanaal (centrale stam); 12 - arteriolo-venulaire shunt.

Metarteriolen op precapillair niveau hebben een spiersfincter die de bloedstroom naar het capillaire bed reguleert en tegelijkertijd de perifere weerstand creëert die nodig is voor het functioneren van het hart. Precapillairen vormen de belangrijkste regulerende schakel van de microcirculatie en zorgen voor normale functie macrocirculatie en transcapillaire uitwisseling. De rol van precapillairen als regulatoren van de microcirculatie is vooral belangrijk bij verschillende aandoeningen van volemie, wanneer het niveau van bcc afhangt van de staat van transcapillaire uitwisseling.

De voortzetting van de metarteriolen vormt het hoofdkanaal (centrale stam), dat overgaat in het veneuze systeem. Hier stromen ook de verzameladers, die zich uitstrekken vanaf het veneuze deel van de haarvaten. Ze vormen prevenulen, die spierelementen hebben en de bloedstroom uit de haarvaten kunnen blokkeren. Prevenulen verzamelen zich in venulen en vormen een ader.

Er is een brug tussen arteriolen en venulen - een arteriole-veneuze shunt, die actief betrokken is bij de regulatie van de bloedstroom door microvaatjes.

Structuur van de bloedstroom. De bloedstroom in het microcirculatiesysteem heeft een bepaalde structuur, die voornamelijk wordt bepaald door de snelheid van de bloedbeweging. In het midden van de bloedstroom, waardoor een axiale lijn ontstaat, bevinden zich rode bloedcellen, die samen met het plasma met een bepaald interval na elkaar bewegen. Deze stroom rode bloedcellen creëert een as waarrond andere cellen – witte bloedcellen en bloedplaatjes – zich bevinden. De erytrocytenstroom kent de hoogste vooruitgang. Bloedplaatjes en leukocyten langs de vaatwand bewegen langzamer. Plaats componenten de bloedstroom is vrij duidelijk en verandert niet bij normale bloedstroomsnelheid.

Direct in de echte haarvaten is de bloedstroom anders, omdat de diameter van de haarvaten (2-10 micron) kleiner is dan de diameter van de rode bloedcellen (7-8 micron). In deze vaten wordt het gehele lumen voornamelijk ingenomen door rode bloedcellen, die een langwerpige configuratie aannemen in overeenstemming met het lumen van het capillair. De wandlaag van plasma blijft behouden. Het is noodzakelijk als smeermiddel voor het glijden van rode bloedcellen. Plasma behoudt ook het elektrische potentieel van het erytrocytmembraan en zijn biochemische eigenschappen, waarvan de elasticiteit van het membraan zelf afhangt. In het capillair is de bloedstroom laminair, de snelheid is erg laag - 0,01-0,04 cm/s bij een bloeddruk van 2-4 kPa (15-30 mm Hg).

Reologische eigenschappen van bloed. Reologie - de wetenschap van vloeibaarheid vloeibare media. Ze bestudeert voornamelijk laminaire stromingen, die afhankelijk zijn van de relatie tussen traagheids- en viscositeitskrachten.

Water heeft de laagste viscositeit, waardoor het onder alle omstandigheden kan stromen, ongeacht de stroomsnelheid en temperatuur. Niet-Newtoniaanse vloeistoffen, waaronder bloed, gehoorzamen deze wetten niet. De viscositeit van water is een constante waarde. De viscositeit van bloed hangt af van een aantal fysisch-chemische parameters en varieert sterk.

Afhankelijk van de diameter van het bloedvat veranderen de viscositeit en vloeibaarheid van het bloed. Het Reynoldsgetal reflecteert feedback tussen de viscositeit van het medium en zijn vloeibaarheid, rekening houdend met de lineaire traagheidskrachten en de diameter van het vat. Microvaatjes met een diameter van niet meer dan 30-35 micron hebben positieve invloed de viscositeit van het bloed dat erin stroomt en de vloeibaarheid ervan neemt toe naarmate het in smallere haarvaten doordringt. Dit is vooral uitgesproken in capillairen met een diameter van 7-8 micron. In kleinere capillairen neemt de viscositeit echter toe.

Bloed is voortdurend in beweging. Dit is het belangrijkste kenmerk, zijn functie. Naarmate de snelheid van de bloedstroom toeneemt, neemt de viscositeit van het bloed af en omgekeerd, naarmate de bloedstroom vertraagt, neemt deze toe. Er is echter ook omgekeerde relatie: De snelheid van de bloedstroom wordt bepaald door de viscositeit. Om dit puur reologische effect te begrijpen, moet men rekening houden met de bloedviscositeitsindex, die de verhouding is tussen schuifspanning en schuifsnelheid.

De bloedstroom bestaat uit vloeistoflagen die parallel bewegen, en elk ervan staat onder invloed van een kracht die de schuifspanning (“schuifspanning”) van de ene laag ten opzichte van de andere bepaalt. Deze kracht wordt gecreëerd door de systolische arteriële druk.

De viscositeit van bloed wordt tot op zekere hoogte beïnvloed door de concentratie van de ingrediënten die het bevat: rode bloedcellen, kerncellen, eiwitten, vetzuren, enz.

Rode bloedcellen hebben een interne viscositeit, die wordt bepaald door de viscositeit van het hemoglobine dat ze bevatten. De interne viscositeit van een erytrocyt kan binnen ruime grenzen variëren, wat bepalend is voor het vermogen ervan om nauwere haarvaten binnen te dringen en een langwerpige vorm aan te nemen (thixitropie). Kortom, deze eigenschappen van de erytrocyt worden bepaald door het gehalte aan fosforfracties daarin, in het bijzonder ATP. Hemolyse van erytrocyten met de afgifte van hemoglobine in plasma verhoogt de viscositeit van deze laatste drie keer.

Om de bloedviscositeit te karakteriseren, hebben uitsluitend eiwitten belangrijk. Er is vooral een directe afhankelijkheid van de bloedviscositeit van de concentratie van bloedeiwitten onthuld A 1 -, A 2-, bèta- en gammaglobulinen, evenals fibrinogeen. Albumine speelt een reologisch actieve rol.

Andere factoren die de viscositeit van het bloed actief beïnvloeden, zijn onder meer vetzuur, kooldioxide. De normale bloedviscositeit is gemiddeld 4-5 cP (centipoise).

De viscositeit van het bloed wordt in de regel verhoogd tijdens shock (traumatisch, hemorragisch, brandwonden, giftig, cardiogeen, enz.), uitdroging, erythrocytemie en een aantal andere ziekten. Bij al deze omstandigheden wordt vooral de microcirculatie aangetast.

Om de viscositeit te bepalen zijn er capillaire viscometers (Oswald-ontwerpen). Ze voldoen echter niet aan de eis om de viscositeit van bewegend bloed te bepalen. In dit opzicht worden momenteel viscometers ontworpen en gebruikt, dit zijn twee cilinders met verschillende diameters die om dezelfde as draaien; bloed circuleert in de opening ertussen. De viscositeit van dergelijk bloed moet de viscositeit weerspiegelen van het bloed dat in de bloedvaten van het lichaam van de patiënt circuleert.

De ernstigste verstoring van de structuur van de capillaire bloedstroom, vloeibaarheid en viscositeit van bloed treedt op als gevolg van aggregatie van erytrocyten, d.w.z. rode bloedcellen aan elkaar lijmen om “muntkolommen” te vormen [Chizhevsky A.L., 1959]. Dit proces gaat niet gepaard met hemolyse van rode bloedcellen, zoals bij agglutinatie van immunobiologische aard.

Het mechanisme van erytrocytenaggregatie kan in verband worden gebracht met plasma-, erytrocyten- of hemodynamische factoren.

Van het nummer plasma factoren eiwitten spelen de hoofdrol, vooral bij high molecuulgewicht, waardoor de verhouding tussen albumine en globulinen wordt geschonden. A 1- en a 2- en beta-globulinefracties, evenals fibrinogeen, hebben een hoog aggregatievermogen.

Schendingen van de eigenschappen van erytrocyten omvatten veranderingen in hun volume, interne viscositeit met verlies van membraanelasticiteit en vermogen om het capillaire bed te penetreren, enz.

Een vertraging van de bloedstroom gaat vaak gepaard met een afname van de afschuifsnelheid, d.w.z. treedt op als de bloeddruk daalt. Aggregatie van erytrocyten wordt in de regel waargenomen bij alle soorten shock en intoxicatie, evenals bij massale bloedtransfusies en onvoldoende kunstmatige circulatie [Rudaev Ya.A. et al., 1972; Solovjev G.M. et al., 1973; Gelin L.E., 1963, enz.].

Gegeneraliseerde aggregatie van erytrocyten manifesteert zich door het fenomeen "slib". De naam voor dit fenomeen werd voorgesteld door M.N. Knisely, "sludging", in het Engels "moeras", "modder". Aggregaten van erytrocyten ondergaan resorptie in het reticulo-endotheliale systeem. Dit fenomeen veroorzaakt altijd een moeilijke prognose. Het is noodzakelijk om onmiddellijk desaggregatietherapie toe te passen met behulp van oplossingen met een laag molecuulgewicht van dextran of albumine.

De ontwikkeling van “slib” bij patiënten kan gepaard gaan met een zeer bedrieglijke roze verkleuring (of roodheid) van de huid als gevolg van de ophoping van vastgelegde rode bloedcellen in niet-functionerende onderhuidse haarvaten. Dit klinisch beeld“slib”, d.w.z. het laatste stadium van de ontwikkeling van erytrocytenaggregatie en verstoring van de capillaire bloedstroom wordt beschreven door L.E. Gelin in 1963 onder de naam “red shock”. De toestand van de patiënt is uiterst ernstig en zelfs hopeloos als er niet voldoende intensieve maatregelen worden genomen.