Реологические свойства крови, плазмы и сыворотки. Факторы, влияющие на вязкость крови в организме. Особенности течения крови в крупных и мелких сосудах

Кровь относят к неньютоновским жидкостям. Кровь представляет собой взвесь форменных элементов (эритроцитов, лейкоцитов и т. п.) в плазме. Вязкость крови в норме равна 4-5 мПа^.с. Для сравнения, вязкость воды при температуре 20⁰С равна 1 мПа^.с. При различных патологиях значения вязкости крови колеблется в пределах от 1,7 до 22,9 мПа^.с.

Таблица. 1

Относительные вязкости крови, плазмы и сыворотки крови.

(Относительной вязкостью биологической жидкости называют отношение ее вязкости к вязкости воды.)

Жидкость	Относительная вязкости, отн. ед.
цельная кровь	мужчины	4,3 ¸ 5,3
женщины	3,9 ¸ 4,9
плазма	1,5 ¸ 1,8
сыворотка крови	1,4 ¸ 1,7

Факторы, влияющие на вязкость крови в организме.

Реологические свойства крови зависят, в основном, от скорости сдвига, свойств плазмы, относительного объема эритроцитов и механических свойств эритроцитов.

Скорость сдвига.

Скоростью сдвига называют величину градиента скорости движения параллельных слоев жидкости (). Вязкость крови зависит от скорости сдвига в диапазоне 0,1-120 с^-1. При скорости сдвига>100 с^-1 вязкость достигает значения асимптотической вязкости и при дальнейшем увеличении скорости сдвига (>200 с^-1) не меняется (рис.10).

При низких скоростях сдвига в крови эритроциты выстраиваются в монетные столбики. Это определяет высокую вязкость крови, которая, строго говоря, в этом случае не может рассматриваться как чистая жидкость. По мере увеличения скорости сдвига, агрегаты эритроцитов распадаются, и вязкость крови снижается, приближаясь постепенно к некоторому пределу. При высоких скоростях сдвига, например, в крупных артериях, кровь можно рассматривать как ньютоновскую жидкость. Только в этом случае кровь рассматривается как суспензия форменных элементов и ее свойства можно изучать in vitro на модели суспензии эритроцитов в физиологическом растворе.

Плазма.

Плазма ведёт себя как линейно-вязкая ньютоновская жидкость с относительной вязкостью 1,2. При рассмотрении течения в артериальных сосудах плазма принимается несжимаемой и вязкой с кинематической вязкостью 0,04 см²/с.

Неньютоновскому характеру крови придает наличие форменных элементов крови, в основном, эритроцитов.

Гематокрит.

Одним из основным факторов, определяющих вязкость крови является объемная концентрация эритроцитов. Отношение суммарного объема эритроцитов к объему плазмы крови называют гематокритом (V_эр/V_пл). В норме гематокрит равен 0,4-0,5 отн. ед. С повышением гематокрита вязкость крови увеличивается (рис.11).

Механические свойства эритроцитарной мембраны. Особенности течения крови по крупным и мелким кровеносным сосудам

В кровеносных сосудах происходит ориентация и агрегация эритроцитов в монетные столбики, а в капиллярах деформация эритроцитов. Условия образования агрегатов различны в крупных и мелких сосудах. Это связано с соотношением размеров сосуда, эритроцита (d_эр»8 мкм) и агрегата (d_агр=10d_эр) (см. таблицу 2). Плотность эритроцитов возрастает по мере приближения к оси кровеносного сосуда, что приводит к уплощению профиля скорости, являющегося параболическим в случае ньютоновской жидкости. В прилегающих к стенке сосуда областях кровь оказывается менее плотной. Этот обедненный эритроцитами слой крови (@ 1 мкм) является наименее вязким (h_отн @ 2, вместо 3,3). Кровь здесь движется быстрее.

В мелких сосудах толщина пристеночного слоя составляет существенную часть поперечного сечения, и, следовательно, гематокрит в капиллярах заметно меньше, чем в крупных сосудах.

Таблица 2.

№	Сосуды	Соотношение размеров объектов	Особенности структуры течения крови
	Крупные сосуды (аорта, артерии)	dсос >dагр, dсос >>dэр	Градиент скорости небольшой. Эритроциты собираются в агрегаты в виде монетных столбиков. Вязкость крови = 0.005 Па^.с.
	Мелкие сосуды (мелкие артерии, артериолы)	dсос»dагр, dсос =(5-20)dэр	Градиент скорости увеличивается. Агрегаты распадаются на отдельные эритроциты. Вязкость уменьшается.
	Капилляры	dсос <dэр	Эритроциты, деформируясь, проходят через капилляры даже диаметром 3 мкм.

При микроциркуляции эритроциты и плазма рассматриваются отдельно. Капилляры - мельчайшие сосуды диаметром от 5 до 10 мкм. При течении крови в капиллярах эритроциты могут проходить только по одному, а в более узких они даже деформируются. Эритроциты протискиваются по капиллярам, диаметр которых меньше диаметра эритроцита (дискоцита).

Заключение

Эритроциты представляют собой микроскопические двояковогнутые диски диаметром около 8 мкм, толщиной в центре около 1,4 и на периферии - около 2 мкм. В 1 см³ находится их около 5 миллионов эритроцитов. Основное содержимое эритроцита – белок-переносчик кислорода - гемоглобин. Мембрана эритроцита (толщина 7 – 10 нм) с внутренней стороны укреплена цитоскелетом. Наличие цитоскелета не делает эритроцит жестким. Места вогнутости на эритроцитарной мембране не привязаны к конкретным местам мембраны, а могут перемещаться. Эластичность мембраны эритроцита важна для течения крови по капиллярам. Эластичность эритроцитарной мембраны уменьшается со старением эритроцита, а также при некоторых патологиях.

На неньютоновское поведение крови влияют механические свойства мембран эритроцитов, сывороточных белков и плазмы крови, а также явление электровязкости. (Явление электровязкости - у макромолекул, несущих заряд, вязкость больше, поэтому вязкость белков в растворе минимальна в изоэлектрической точке).

Ответы на вопросы

Организационно-методические указания лаборантскому составу:

- подготовить к демонстрации мультемедийную систему

Дата добавления: 2014-01-03