7. Кровь

(приводится по тексту:
Регирер С.А. Биомеханика. Обзор. Ин-т механики МГУ. Москва. 1990. - 71c.)

К предыдующей странице тематического рубрикатора

Реология крови изучает свойства цельной крови, плазмы, сыворотки, искусственно приготовленных взвесей кровяных клеток, растворов гемоглобина, кровезамещающих растворов и т.п. Микрореология крови изучает образование и распад клеточных агрегатов, взаимодействие кровяных клеток с сосудистой стенкой, деформирование и миграцию клеток в потоке и т. д. Микрореологические исследования включают в себя также изучение механических свойств самих кровяных клеток, их мембран, цитоскелета и цитоплазмы, а также содержащихся в плазме макромолекул. Основополагающие фактические данные для крови, установленные в опытах по различным методикам [10,11,62], сводятся к тому, что в стационарных течениях кровь ведет себя как нелинейно-вязкая жидкость, а при нестационарных течениях напряжения зависят от предыстории течения. Эти эффекты связаны с обратимой агрегацией эритроцитов и, в меньшей степени, с их деформируемостью. Для плазмы крови, сыворотки, растворов гемоглобина, а также крови с выключенной агрегацией эритроцитов отклонения от ньютоновского поведения незначительны. Наиболее распространенный способ представления данных, получаемых в опытах на капиллярном вискозиметре, состоит в вычислении кажущейся вязкости крови. Она зависит от радиуса трубки, в чем и состоит феномен Фареуса-Линдквиста. Физический механизм его связан с тем, что пристенный слой, имеющий пониженную истинную вязкость, играет роль "смазки", облегчающей движение содержащего эритроциты "ядра" потока. Толщина пристенного слоя зависит от многих, до конца не выясненных причин. При невысоких скоростях сдвига, когда в крови присутствуют эритроцитарные агрегаты, слой тем толще, чем больше в среднем размер агрегатов [109]. Пересчет результатов измерений кажущейся вязкости в истинные реологические параметры представляет собой сложную теоретическую задачу, решение которой требует труднодоступной информации о толщине пристенного слоя. Повышенная способность эритроцитов к агрегации, свойственная многим заболеваниям, в том числе сердечно-сосудистым [62], приводит к увеличению вязкости крови и, соответственно, сопротивления микрососудов ее движению. Сам по себе механизм агрегации, нормальной или патологической, изучен недостаточно полно [55 стр. 55-74]. Существует ряд способов направленного изменения реологических свойств крови. Наиболее известный из них - введение плазмозамещающих растворов, обеспечивающих ослабление агрегации эритроцитов. В последнее время внимание привлекает принципиально иной метод, основанный на введении в кровь - в ничтожно малых концентрациях - некоторых высокомолекулярных веществ (например, полиоксиэтилена с молекулярной массой 10). Не оказывая прямого влияния на истинную вязкость крови, эти полимерные добавки способны изменить картину течения в микрососудах так, что сопротивление русла в целом заметно снижается [27-с.76-92;55-с.99-110]. Попытки полного замещения крови эмульсиями используют имитацию реологических свойств естественной крови. В результате многочисленных лабораторных исследований оказалось возможным предложить сравнительно небольшой набор независимых тестов, дающих содержательную информацию о реологических свойствах крови (предполагается, что проводится также обычный анализ клеточного состава крови и белкового состава плазмы). Имеется возможность, используя приборы вискозиметрического типа, проследить за изменением реологических свойств крови в процессе свертывания от начальной стадии превращения фибриногена в фибрин-мономер до ретракции сгустка. Изменениям реологических свойств в этом случае соответствуют определенные биохимические превращения, так что удается следить за их ходом по сравнительно простым механическим показателям. На этом принципе основаны известный метод тромбоэластографии и его модификации [10, 62]. Важность исследований реологических свойств крови, как видно, обусловлена двумя главными обстоятельствами. Во-первых, эти свойства определяют сопротивление резистивных сосудов движению крови (см. разд. 15); во-вторых, данные об этих свойствах могут быть с успехом использованы в качестве диагностического показателя. Не исключено, что изменения свойств крови сами могут быть причиной или посредником в развитии заболеваний, например, гипертензии [27-с.93-105; 55-с.111-126; 62]. Подробные сведения о реологических свойствах крови необходимы в инженерных расчетах различных устройств для искусственного и вспомогательного кровообращения [18,62]. С этой же целью вискозиметрическими методами изучают травму клеток крови (в том числе и гемолиз) при ее движении. Названные выше вискозиметрические исследования далеко не исчерпывают всего содержания реологии крови. Поскольку агрегация клеток и их перераспределение в потоке определяют как реологические, так и иные свойства крови, представляет значительный интерес изучение последних, в частности, оптических, электрических, диффузионных, седиментационных и акустических [62]. В последнее время получили развитие два новых направления исследований; акустический метод определения размеров эритроцитарных агрегатов [111] и изучение малых естественных изменений плотности крови [112]. Теоретические модели реологических свойств крови далеки от завершения [10,55-с.55-98], тогда как практическое использование реологических показателей в клинической практике (часто без понимания их природы) получило широкое распространение (см., например [110,113-115]). В близком будущем станет необходимым располагать пригодными для массовых анализов приборами, быстро работающими и автоматизированными. Принципиальное решение этой практической задачи требует привлечения методов современной оптики рассеивающих сред в сочетании с механикой концентрированных суспензий.

К следующей странице тематического рубрикатора