Реология (от греч. rheos - течение, поток, logos - учение) -это наука о деформациях и текучести вещества. Под реологией крови (гемореологией) будем понимать изучение биофизических особенностей крови как вязкой жидкости.

Вязкость (внутреннее трение) жидкости - свойство жидкости оказывать сопротивление перемещению одной ее части относительно другой. Вязкость жидкости обусловлена в первую очередь межмолекулярным взаимодействием, ограничивающим подвижность молекул. Наличие вязкости приводит к диссипации энергии внешнего источника, вызывающего движение жидкости, и переходу ее в теплоту. Жидкость без вязкости (так называемая идеальная жидкость) является абстракцией. Всем реальным жидкостям присуща вязкость. Основной закон вязкого течения был установлен И. Ньютоном (1687 г.) - формула Ньютона:

где F [Н] - сила внутреннего трения (вязкости), возникающая между слоями жидкости при сдвиге их относительно друг друга; η [Па·с] - коэффициент динамической вязкости жидкости, характеризующий сопротивление жидкости смещению ее слоев; dV/dZ - градиент скорости, показывающий, на сколько изменяется скорость V при изменении на единицу расстояния в направлении Z при переходе от слоя к слою, иначе -скорость сдвига; S [м 2 ] - площадь соприкасающихся слоев.

Сила внутреннего трения тормозит более быстрые слои и ускоряет более медленные слои. Наряду с коэффициентом динамической вязкости рассматривают так называемый коэффициент кинематической вязкости ν=η / ρ (ρ - плотность жидкости). Жидкости делятся по вязким свойствам на два вида: ньютоновские и неньютоновские.

Ньютоновской называется жидкость, коэффициент вязкости которой зависит только от ее природы и температуры. Для ньютоновских жидкостей сила вязкости прямо пропорциональна градиенту скорости. Для них непосредственно справедлива формула Ньютона, коэффициент вязкости в которой является постоянным параметром, не зависящим от условий течения жидкости.

Неньютоновской называется жидкость, коэффициент вязкости которой зависит не только от природы вещества и температуры, но также и от условий течения жидкости, в частности от градиента скорости. Коэффициент вязкости в этом случае не является константой вещества. При этом вязкость жидкости характеризуют условным коэффициентом вязкости, который относится к определенным условиям течения жидкости (например, давление, скорость). Зависимость силы вязкости от градиента скорости становится нелинейной: ,

где n характеризует механические свойства при данных условиях течения. Примером неньютоновских жидкостей являются суспензии. Если имеется жидкость, в которой равномерно распределены твердые невзаимодействующие частицы, то такую среду можно рассматривать как однородную, т.е. мы интересуемся явлениями, характеризующимися расстояниями, большими по сравнению с размером частиц. Свойства такой среды в первую очередь зависят от η жидкости. Система же в целом будет обладать уже другой, большей вязкостью η 4 , зависящей от формы и концентрации частиц. Для случая малых концентраций частиц С справедлива формула:

η΄=η(1+KC) (2),

где К - геометрический фактор - коэффициент, зависящий от геометрии частиц (их формы, размеров). Для сферических частиц К вычисляется по формуле: К=2,5(4/3πR 3)

Для эллипсоидов К увеличивается и определяется значениями его полуосей и их соотношениями. Если структура частиц изменится (например, при изменении условий течения), то и коэффициент К, а следовательно, и вязкость такой суспензии η΄ также изменится. Подобная суспензия представляет собой неньютоновскую жидкость. Увеличение вязкости всей системы связано с тем, что работа внешней силы при течении суспензий затрачивается не только на преодоление истинной (неньютоновской) вязкости, обусловленной межмолекулярным взаимодействием в жидкости, но и на преодоление взаимодействия между ней и структурными элементами.

Кровь - неньютоновская жидкость . В наибольшей степени это связано с тем, что она обладает внутренней структурой, представляя собой суспензию форменных элементов в растворе - плазме. Плазма - практически ньютоновская жидкость . Поскольку 93 % форменных элементов составляют эритроциты, то при упрощенном рассмотрении кровь - это суспензия эритроцитов в физиологическом растворе. Характерным свойством эритроцитов является тенденция к образованию агрегатов. Если нанести мазок крови на предметный столик микроскопа, то можно видеть, как эритроциты "склеиваются" друг с другом, образуя агрегаты, которые получили название монетных столбиков. Условия образования агрегатов различны в крупных и мелких сосудах. Это связано в первую очередь с соотношением размеров сосуда, агрегата и эритроцита (характерные размеры: d эр =8мкм, d агр =10 d эр)

Здесь возможны варианты:

1. Крупные сосуды (аорта, артерии): d сос > d агр, d сос > d эр.

а) Эритроциты собираются в агрегаты - «монетные столбики». Градиент dV/dZ небольшой, этом случае вязкость крови η = 0,005 Па с.

2. Мелкие сосуды (мелкие артерии, артериолы): d сос ≈ d агр, d сос ≈ (5-20)d эр.

В них градиент dV/dZ значительно увеличивается и агрегаты распадаются на отдельные эритроциты, тем самым уменьшая вязкость системы. Для этих сосудов, чем меньше диаметр просвета, тем меньше вязкость крови. В сосудах диаметром около 5d э p вязкость крови составляет примерно 2/3 вязкости крови в крупных сосудах.

3. Микрососуды (капилляры): , d сос < d эр.

В живом сосуде эритроциты легко деформируются, становясь похожими на купол, и проходят, не разрушаясь, через капилляры даже диаметром 3 мкм. В результате поверхность соприкосновения эритроцитов со стенкой капилляра увеличивается по сравнению с недеформированным эритроцитом, способствуя обменным процессам.

Если предположить, что в случаях 1 и 2 эритроциты не деформируются, то для качественного описания изменения вязкости системы можно применить формулу (2), в которой можно учесть различие геометрического фактора для системы из агрегатов (К агр) и для системы отдельных эритроцитов (К эр): К агр ≠ К эр, обусловливающее различие вязкости крови в крупных и мелких сосудах.

Для описания процессов в микрососудах формула (2) не применима, так как в этом случае не выполняются допущения об однородности среды и твердости частиц.

Таким образом, внутренняя структура крови, а следовательно, и ее вязкость, оказывается неодинаковой вдоль кровеносного русла в зависимости от условий течения. Кровь является неньютоновской жидкостью. Зависимость силы вязкости от градиента скорости для течения крови по сосудам не подчиняется формуле Ньютона (1) и является нелинейной.

Вязкость, характерная для течения крови в крупных сосудах: в норме η кр = (4,2 - 6) η в; при анемии η ан = (2 - 3) η в; при полицитемии η пол =(15-20) η в. Вязкость плазмы η пл = 1,2 η эр. Вязкость воды η в = 0,01 Пуаз (1 Пуаз = 0,1 Па с).

Как и у любой жидкости, вязкость крови возрастает при снижении температуры. Например, при уменьшении температуры с 37° до 17° вязкость крови возрастает на 10 % .

Режимы течения крови . Режимы течения жидкости разделяют на ламинарное и турбулентное. Ламинарное течение - это упорядоченное течение жидкости, при котором она перемещается как бы слоями, параллельными направлению течения (рис. 9.2, а). Для ламинарного течения характерны гладкие квазипараллельные траектории. При ламинарном течении скорость в сечении трубы изменяется по параболическому закону:

где R - радиус трубы, Z - расстояние от оси, V 0 - осевая (максимальная) скорость течения.

С увеличением скорости движения ламинарное течение переходит в турбулентное течение, при котором происходит интенсивное перемешивание между слоями жидкости, в потоке возникают многочисленные вихри различных размеров. Частицы совершают хаотические движения по сложным траекториям. Для турбулентного течения характерно чрезвычайно нерегулярное, беспорядочное изменение скорости со временем в каждой точке потока. Можно ввести понятие об осредненной скорости движения, получающейся в результате усреднения по большим промежуткам времени истинной скорости в каждой точке пространства. При этом существенно изменяются свойства течения, в частности, структура потока, профиль скоростей, закон сопротивления. Профиль осредненной скорости турбулентного течения в трубах отличается от параболического профиля ламинарного течения более быстрым возрастанием скорости у стенок и меньшей кривизной в центральной части течения (рис. 9.2, б). За исключением тонкого слоя около стенки, профиль скорости описывается логарифмическим законом. Режим течения жидкости характеризуется числом Рейнольдса Re. Для течения жидкости в круглой трубе:

где V - скорость течения, средняя по поперечному сечению, R -радиус трубы.

Рис. 9.2.Профиль осредненных скоростей при ламинарном (а) и турбулентном (б) течениях

Когда значение Re меньше критического Re K ≈ 2300, имеет место ламинарное течение жидкости, если Re > Re K , то течение становится турбулентным. Как правило, движение крови по сосудам является ламинарным. Однако в ряде случаев возможно возникновение турбулентности. Турбулентное движение крови в аорте может быть вызвано прежде всего турбулентностью кровотока у входа в нее: вихри потока уже изначально существуют, когда кровь выталкивается из желудочка в аорту, что хорошо наблюдается при доплер-кардиографии. У мест разветвления сосудов, а также при возрастании скорости кровотока (например, при мышечной работе) течение может стать турбулентным и в артериях. Турбулентное течение может возникнуть в сосуде в области его локального сужения, например, при образовании тромба.

Турбулентное течение связано с допонительной затратой энергии при движении жидкости, поэтому в кровеносной системе это может привести к дополнительной нагрузке на сердце. Шум, возникающий при турбулентном течении крови, может быть использован для диагностики заболеваний. При поражении клапанов сердца возникают так называемые сердечные шумы, вызванные турбулентным движением крови.

Конец работы -

Эта тема принадлежит разделу:

Биофизика мембран

Лекция.. тема биологические мембраны структура свойства.. биофизика мембран важнейший раздел биофизики клетки имеющий большое значение для биологии многие жизненные..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Твитнуть

Все темы данного раздела:

Биофизика мышечного сокращения
Мышечная активность - это одно из общих свойств высокоорганизованных живых организмов. Вся жизнедеятельность человека связана с мышечной активностью. Независимо от назначения, особе

Структура поперечно-полосатой мышцы. Модель скользящих нитей
Мышечная ткань представляет собой совокупность мышечных клеток (волокон), внеклеточного вещества (коллаген, эластин и др.) и густой сети нервных волокон и кровеносных cocyдов. Мышцы по строению дел

Биомеханика мышцы
Мышцы можно представить как сплошную среду, то есть среду, состоящую из большого числа элементов, взаимодействующих между собой без соударений и находящихся в поле внешних сил. Мышца одновременно о

Уравнение Хилла. Мощность одиночного сокращения
Зависимость скорости укорочения от нагрузки Р является важнейшей при изучении работы мышцы, так как позволяет выявить закономерности мышечного сокращения и его энергетики. Она была подробно изучена

Электромеханическое сопряжение в мышцах
Электромеханическое сопряжение - это цикл последовательных процессов, начинающийся с возникновения потенциала действия ПД на сарколемме (клеточной мембране) и заканчивающийся сократительным ответом

Основные законы гемодинамики
Гемодинамика - один из разделов биомеханики, изучающий законы движения крови по кровеносным сосудам. Задача гемодинамики - установить взаимосвязь между основными гемодинамическими показателями, а т

Биофизические функции элементов сердечно-сосудистой системы
В 1628 г. английский врач В. Гарвей предложил модель сосудистой системы, где сердце служило насосом, прокачивающим кровь по сосудам. Он подсчитал, что масса крови, выбрасываемой сердцем в артерии в

Кинетика кровотока в эластичных сосудах. Пульсовая волна. Модель Франка
Одним из важных гемодинамических процессов является распространение пульсовой волны. Если регистрировать деформации стенки артерии в двух разноудаленных от сердца точках, то окажется, что

Фильтрация и реабсорбция жидкости в капилляре
При филътрационно-реабсорбционных процессах вода и растворенные в ней соли проходят через стенку капилляра благодаря неоднородности ее структуры. Направление и скорость движения воды через различны

Информация и принципы регуляции в биологических системах
Биологическая кибернетика является составной частью биофизики сложных систем. Биологическая кибернетика имеет большое значение для развития современной биологии, медицины и экологии

Принцип автоматической регуляции в живых системах
Управление (регулирование) - процесс изменения состояния или режима функционирования системы в соответствии с поставленной перед ней задачей. Всякая система содержит управляющую час

Информация. Информационные потоки в живых системах
Информация (от лат. informatio – разъяснение, осведомление) - это один из широко используемых на сегодня терминов, которые употребляет человек в процессе деятельности. Создаются информационн

Биофизика рецепций
РЕЦЕПЦИЯ (от лат. receptio - принятие): в физиологии - осуществляемое рецепторами восприятие энергии раздражителей и преобразование ее в нервное возбуждение (Большой энциклопедический словарь).

Обоняние
[рисунок обонятельного центра]

Фоторецепторы
С помощью глаз мы получаем до 90% информации об окружающем мире. Глаз способен различать свет, цвет, движение, способен оцениать скорость передвижения. Максимальная концентрация светочувствительных

Биофизика отклика
Генерация рецепторного потенциала. Свет поглощается белком родопсином, бесцветным белком, который, по сути, является комплексом белка опсина и ретиналя (имеющего розовую окраску). Ретиналь может на

Биосфера и физические поля
Биосфера Земли, в том числе и человек, развивались и существуют под постоянным действием потоков электромагнитных волн и ионизирующих излучений. Естественный радиоактивный фон и фон электромагнитны

Человек и физические поля окружающего мира
Понятие «физические поля окружающего мира», является широким и может включать в себя многие явления зависимости от целей и контекста рассмотрения. Если рассматривать его в строго фи

Взаимодействие электромагнитных излучений с веществом
При прохождении ЭМ волны через слой вещества толщиной х интенсивность волны I уменьшается вследствие взаимодействия ЭМ поля с атомами и молекулами вещества. Эффекты взаимодействия могут быть различ

Дозиметрия ионизирующих излучений
К ионизирующим излучениям относятся рентгеновское и γ-излучение, потоки α-частиц, электронов, позитронов, а также потоки нейтронов и протонов. Действие ионизирующих излучений на

Естественный радиоактивный фон Земли
На биосферу Земли непрерывно действует космическое излучение, а также потоки α- и β-частиц, γ-квантов в результате излучения различных радионуклидов, рассеянных в зем

Нарушения естественного радиоактивного фона
Нарушения радиоактивного фона в локальных условиях и тем более глобальные опасны для существования биосферы и могут привести к непоправимым последствиям. Причиной увеличения радиоактивного фона явл

Электромагнитные и радиоактивные излучения в медицине
Электромагнитные волны и радиоактивные излучения сегодня широко используются в медицинской практике для диагностики и терапии. Радиоволны применяются в аппаратах УВЧ и СВЧ-физиотерапии. Де

Электромагнитные поля
Диапазон собственного электромагнитного излучения ограничен со стороны коротких волн оптическим излучением, более коротковолновое излучение - включая рентгеновское и γ-кванты - не зарегистриро

Акустические поля
Диапазон собственного акустического излучения ограничен со стороны длинных волн механическими колебаниями поверхности тела человека (0,01 Гц), со стороны коротких волн ультразвуковым излучением, в

Низкочастотные электрические и магнитные поля
Электрическое поле человека существует на поверхности тела и снаружи, вне его. Электрическое поле вне тела человека обусловлено главным образом трибозарядами, то есть зарядами, возникающим

Электромагнитные волны СВЧ-диапазона
Интенсивность излучения волн СВЧ-диапазона за счет теплового движения ничтожна. Эти волны в теле человека затухают слабее, чем инфракрасное излучение. Поэтому с помощью приборов для измерения слабы

Применение СВЧ-радиометрии в медицине
Основными сферами практического применения СВЧ-радиометрии в настоящее время представляются диагностика злокачественных опухолей различных органов: молочной железы, мозга, легких, метастазов, а так

Оптическое излучение тела человека
Оптическое излучение тела человека надежно регистрируется с помощью современной техники счета фотонов. В этих устройствах используют высокочувствительные фотоэлектронные умножители (ФЭУ), способные

Акустические поля человека
Поверхность человеческого тела непрерывно колеблется. Эти колебания несут информацию о многих процессах внутри организма: дыхательных движениях, биениях сердца и температуре внутренних органов.

В настоящее время проблема микроциркуляции привлекает большое внимание теоретиков и клиницистов. К сожалению, накопленные знания в этой области не получили пока должного применения в практической деятельности врача из-за отсутствия надежных и доступных методов диагностики. Однако без понимания основных закономерностей тканевой циркуляции и метаболизма не­возможно правильно использовать современные средства инфузионной терапии.

Система микроциркуляции играет исключительно важ­ную роль в обеспечении тканей кровью. Это происходит в основном за счет реакции вазомоции, которая осуществля­ется вазодилататорами и вазоконстрикторами в ответ на изменение метаболизма тканей. Капиллярная сеть составля­ет 90% кровеносной системы, но 60-80% ее остается в недеятельном состоянии.

Микроциркуляционная система образует замкнутый кровоток между артериями и венами (рис. 3). Она состоит из артерпол (диаметр 30-40 мкм), которые заканчиваются терминальными артериолами (20-30 мкм), разделяющими­ся на множество метартериол и прекапилляров (20-30 мкм). Далее под углом, близким к 90°, расходятся ригидные трубки, лишенные мышечной оболочки, т.е. истинные капилляры (2-10 мкм).

Рис. 3. Упрощенная схема аспределения сосудов всистеме микроциркуляцин 1 - артерия; 2 - термиальная артерия; 3 - артеррола; 4 - терминальная артериола; 5 - метартерила; 6 - прекапилляр с мышечным жомом (сфинктером); 7 - капилляр; 8 - собирательная венула; 9 - венула; 10 - вена; 11 - основной канал (центральный ствол); 12 - артериоло-венулярныи шунт.

Метартериолы на уровне прекапилляров имеют мы­шечные жомы, регулирующие поступление крови в капиллярное русло и в то же время создающие необходимое для работы сердца периферическое сопротивление. Прекапилляры являются основным регулирующим звеном микро­циркуляции, обеспечивающим нормальную функцию макро­циркуляции и транскапиллярного обмена. Роль прекапилляров как регуляторов микроциркуляции особенно важна при различных нарушениях волемии, когда от состояния тран­скапиллярного обмена зависит уровень ОЦК.

Продолжение метартериол образует основной канал (центральный ствол), который переходит в венозную систе­му. Сюда же вливаются собирательные вены, отходящие от венозного отдела капилляров. Они образуют превенулы, имеющие мышечные элементы и способные перекрывать ток крови из капилляров. Превенулы собираются в венулы и образуют вену.

Между артериолами и венулами существует мос­тик - артериоло-венозный шунт, который активно учас­твует в регуляции кровотока через микрососуды.

Структура кровотока. Кровоток в системе микроцирку­ляции имеет определенную структуру, которая определяется прежде всего скоростью движения крови. В центре кровото­ка, создавая осевую линию, располагаются эритроциты, которые вместе с плазмой движутся один за другим с определенным интервалом. Этот поток эритроцитов созда­ет ось, вокруг которой располагаются другие клетки - лей­коциты и тромбоциты. Эритроцитарный ток имеет наи­большую скорость продвижения. Тромбоциты и лейкоциты, расположенные вдоль стенки сосуда, движутся медленнее. Расположение составных частей крови довольно опреде­ленное и при нормальной скорости кровотока не меняется.

Непосредственно в истинных капиллярах ток крови иной, так как диаметр капилляров (2-10 мкм) меньше диаметра эритроцитов (7-8 мкм). В этих сосудах весь просвет занимают в основном эритроциты, которые приобретают вытянутую конфигурацию в соответствии с просветом капилляра. Пристеночный слой плазмы сохранен. Он необходим как смазка для скольжения эритроцита. Плазма сохраняет также электрический потенциал мембраны эрит­роцита и ее биохимические свойства, от которых зависит эластичность самой мембраны. В капилляре ток крови имеет ламинарный характер, его скорость весьма низ­кая - 0,01-0,04 см/с при артериальном давлении 2-4 кПа (15-30 мм рт. ст.) .

Реологические свойства крови. Реология - наука о теку­чести жидких сред. Она изучает в основном ламинарные потоки, которые зависят от взаимосвязи сил инерции и вязкости.

Вода имеет наименьшую вязкость, позволяющую ей течь в любых условиях, независимо от скорости потока и темпе­ратурного фактора. Неньютоновские жидкости, к которым относится кровь, этим законам не подчиняются. Вязкость воды - величина постоянная. Вязкость крови зависит от ряда физико-химических показателей и варьирует в широ­ких пределах.

В зависимости от диаметра сосуда меняются вязкость и текучесть крови. Число Рейнольдса отражает обратную связь между вязкостью среды и ее текучестью с учетом линейных сил инерции и диаметра сосуда. Микрососуды диаметром не более 30-35 мкм оказывают положительное влияние на вязкость протекающей в них крови и текучесть ее по мере проникновения в более узкие капилляры повыша­ется. Это особенно выражено в капиллярах, имеющих в поперечнике 7-8 мкм. Однако в более мелких капиллярах вязкость возрастает.

Кровь находится в постоянном движении. Это ее основная характеристика, ее функция. По мере увеличения скорости кровотока вязкость крови снижается и, наоборот, при замедлении кровотока увеличивается. Однако имеется и обратная зависимость: скорость кровотока обусловлива­ется вязкостью. Для понимания этого чисто реологического эффекта следует рассмотреть показатель вязкости крови, который представляет собой отношение сдвигающего нап­ряжения к скорости сдвига.

Ток крови состоит из слоев жидкости, которые движутся в нем параллельно, и каждый из них находится под воздействием силы, определяющей сдвиг («сдвигающее напряжение») одного слоя в отношении другого. Эту силу создает систолическое артериальное давление.

На вязкость крови определенное влияние оказывает концентрация содержащихся в ней ингредиентов - эритро­цитов, ядерных клеток, белков жирных кислот и т.д.

Эритроциты имеют внутреннюю вязкость, которая определяется вязкостью содержащегося в них гемоглобина. Внутренняя вязкость эритроцита может меняться в больших пределах, от чего зависит его способность проникать в более узкие капилляры и принимать вытянутую форму (тикситропия). В основном эти свойства эритроцита обусловливаются содержанием в нем фосфорных фракций, в частности АТФ. Гемолиз эритроцитов с выходом гемоглобина в плазму повышает вязкость последней в 3 раза.

Для характеристики вязкости крови белки имеют исключительно важное значение. Выявлена прямая зависи­мость вязкости крови от концентрации белков крови, особенно а 1 -, а 2 -, бета- и гамма-глобулинов, а также фибриногена. Реологически активную роль играет альбумин.

В число других факторов, активно влияющих на вязкость крови, входят жирные кислоты, углекислота. В норме вязкость крови составляет в среднем 4-5 сП (сантипуаз).

Вязкость крови, как правило, повышена при шоке (травматический, геморрагический, ожоговый, токсический, кардиогенный и т.д.), обезвоживании организма, эритро­цитемии и ряде других заболеваний. При всех этих состояниях в первую очередь страдает микроциркуляция.

Для определения вязкости существуют вискозиметры капиллярного типа (конструкции Освальда). Однако они не отвечают требованию определения вязкости движущейся крови. В связи с этим в настоящее время конструируются и используются вискозиметры, представляющие собой два цилиндра разного диаметра, вращающиеся на одной оси; в просвете между ними циркулирует кровь. Вязкость такой крови должна отражать вязкость крови, циркулирующей в сосудах организма больного.

Наиболее тяжелое нарушение структуры капиллярного кровотока, текучести и вязкости крови происходит вследствие агрегации эритроцитов, т.е. склеивания красных клеток между собой с образованием «монетных столбиков» [Чижевский А.Л., 1959]. Этот процесс не сопровождается гемолизом эритроцитов, как при агглютинации иммунобиологической природы.

Механизм агрегации эритроцитов может быть связан с плазменными, эритроцитными или гемодинамическими факторами.

Из числа плазменных факторов основную роль играют белки, особенно с высокой молекулярной массой, нарушаю­щие коэффициент соотношения альбумина и глобулинов. Высокой агрегационной способностью обладают а 1 -, а 2 - и бета-глобулиновые фракции, а также фибриноген.

К нарушениям свойств эритроцитов относится измене­ние их объема, внутренней вязкости с потерей эластичности мембраны и способности проникать в капиллярное русло и т.д.

Замедление скорости кровотока часто связано со снижением скорости сдвига, т.е. имеет место в тех случаях, когда падает артериальное давление. Агрегация эритроци­тов наблюдается, как правило, при всех видах шока и интоксикации, а также при массивных гемотрансфузиях и неадекватном искусственном кровообращении [Рудаев Я.А. и др., 1972; Соловьев Г.М. и др., 1973; Gelin L. Е.,1963, и др.].

Генерализованная агрегация эритроцитов проявляется феноменом «сладжа». Название этому феномену предложил М.Н. Knisely, «sludging», по-английски «топь», «грязь». Агрегаты эритроцитов подвергаются резорбции в ретикуло-эндотелиальной системе. Этот феномен всегда обусловлива­ет тяжелый прогноз. Необходимо скорейшее применение дезагрегационной терапии с помощью низкомолекулярных растворов декстрана или альбумина.

Развитие «сладжа» у больных может сопровождаться весьма обманчивым порозовением (или покраснением) кожи за счет скопления секвестрированных эритроцитов в не­функционирующих подкожных капиллярах. Эта клиническая картина «сладжа», т.е. последней степени развития агрега­ции эритроцитов и нарушения капиллярного кровотока, описана L.Е. Gelin в 1963 г. под названием «красный шок» («red shock»). Состояние больного при этом крайне тяжелое и даже безнадежное, если не приняты достаточно интенсив­ные меры.

Двигается с различной скоростью, которая зависит от сократительной способности сердца, функционального состояния кровеносного русла. При относительно маленькой скорости течения частицы крови располагаются параллельно друг к другу. Такое течение ламинарным, при этом поток крови является слоистым. Если линейная скорость крови повышается и становится больше определенной величины, ее течение становится беспорядочным (так называемое «турбулентное» течение).

Скорость движения крови определяется при помощи числа Рейнольдса, его величина, при которой ламинарное течение становится турбулентным, составляет приближенно 1160. Данные свидетельствуют, что турбулентность потока крови возможна в ветвления крупных и в начале аорты. Для большинства сосудов характерно ламинарное движение крови. Движение крови по сосудам также другими важными параметрами: «напряжение сдвига» и «скорость сдвига».

Вязкость крови будет зависеть от скорости сдвига (в диапазоне 0,1-120 с-1). Если скорость сдвига больше 100 с-1, изменения вязкости крови выражены не явно, после того, как скорость сдвига достигнет 200 c-1, вязкость не изменяется.

Напряжение сдвига – это сила, действующая на единицу поверхности сосуда, она измеряется в паскалях (Па). Скорость сдвига измеряют в обратных секундах (с-1), этот параметр обозначает скорость, с которой движущиеся параллельно слои жидкости, перемещаются относительно друг друга. Кровь характеризуется величиной вязкости. Она измеряется в в паскаль-секундах и определяется как отношение напряжения сдвига к скорости сдвига.

Как оценивают свойства крови

Главным фактором, оказывающим влияние на вязкость крови, является концентрация эритроцитов, которая называется гематокритом. Гематокрит определяется из пробы крови при помощи центрифугирования. Вязкость крови также зависит от температуры, а также определяется составом белков. Больше всего на вязкость крови оказывают влияние фибриноген и глобулины.

До сих пор остается актуальной задача разработки методов анализа реологии, которые бы объективно отражали свойства крови.

Главное значение для оценки свойств крови имеет ее агрегационное состояние. Основные методы измерения свойств крови осуществляются с помощью вискозиметров различных типов: используются приборы, работающие по методу Стокса, а также по принципу регистрации электрических, механических, акустических колебаний; ротационные реометры, капиллярные вискозиметры. Применение реологической техники позволяет изучить биохимические и биофизические свойства крови с целью управления микрорегуляцией при метаболических и гемодинамических расстройствах.

Для цитирования: Шилов А.М., Авшалумов А.С., Синицина Е.Н., Марковский В.Б., Полещук О.И. Изменения реологических свойств крови у больных с метаболическим синдромом // РМЖ. 2008. №4. С. 200

Метаболический синдром (МС) - комплекс метаболических нарушений и сердечно-сосудистых заболеваний, патогенетически взаимосвязанных через ин-су-линорезистентность (ИР) и включающих нарушение толерантности к глюкозе (НТГ), сахарный диабет (СД), артериальную гипертензию (АГ), сочетающихся с абдоминальным ожирением и атерогенной дислипидемией (повышение триглициридов - ТГ, липопротеидов низкой плотности - ЛПНП, снижение липопротеидов высокой плотности - ЛПВП) .

СД, как компонент МС, по своей распространенности занимает место непосредственно после сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний, а по прогнозам экспертов ВОЗ, его распространенность к 2010 году достигнет 215 млн человек .
СД опасен своими осложнениями, так как поражение сосудов при диабете является причиной развития АГ, ИМ, инсульта головного мозга, почечной недостаточности, потери зрения и ампутации конечностей.
С позиции классической биореологии кровь можно рассматривать как суспензию, состоящую из форменных элементов в коллоидном растворе электролитов, белков и липидов. Микроциркуляторный отдел сосудистой системы является тем местом, где проявляется наибольшее сопротивление кровотоку, что связано с архитектоникой сосудистого русла и реологическим поведением компонентов крови .
Реология крови (от греческого слова rhe’os - течение, поток) - текучесть крови, определяемая совокупностью функционального состояния форменных элементов крови (подвижность, деформируемость, агрегационная активность эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов), вязкости крови (концентрация белков и липидов), осмолярности крови (концентрация глюкозы). Ключевая роль в формировании реологических параметров крови принадлежит форменным элементам крови, прежде всего эритроцитам, которые составляют 98% от общего объема форменных элементов крови .
Прогрессирование любого заболевания сопровождается функуционально-структурными изменениями тех или иных форменных элементов крови. Особый интерес вызывают изменения эритроцитов, мембраны которых являются моделью молекулярной организации плазматических мембран. От структурной организации мембран красных кровяных клеток во многом зависят их агрегационная активность и деформируемость, являющиеся важнейшими компонентами в микроциркуляции .
Вязкость крови является одной из интегральных характеристик микроциркуляции, существенно влияющих на гемодинамические параметры. Долевое участие вязкости крови в механизмах регуляции АД и органной перфузии нашло отражение в законе Пуазейля:

МОоргана= (Рарт - Рвен)/ Rлок, где Rлок.= 8Lh / pr4,

Где L - длина сосуда, h - вязкость крови, r - диаметр сосуда (рис. 1).
Большое количество клинических работ, посвященных гемореологии крови при СД и МС, выявили снижение параметров, характеризующих деформируемость эритроцитов. У больных СД пониженная способность эритроцитов к деформации и их повышенная вязкость являются следствием увеличения количества гликированного гемоглобина (HbА1с). Высказано предположение, что связанное с этим затруднение кровообращения в капиллярах и изменение давления в них стимулирует утолщение базальной мембраны, ведет к снижению коэффициента диффузионной доставки кислорода к тканям, то есть аномальные эритроциты играют триггерную роль в развитии диабетической ангиопатии .
HbА1с - это гликированный гемоглобин, в котором молекулы глюкозы конденсируются с b-концевым валином b-цепи молекулы HbА. Более 90% гемоглобина здорового человека представлено HbАО, имеющим 2?- и 2b-полипептидные цепи. Гликированные формы гемо-глобина составляют в совокупности?HbА = HbА1а + HbА1в + HbА1с. Не все промежуточные лабильные соединения глюкозы с HbА превращаются в стабильные кетоновые формы, так как их концентрация зависит от длительности контакта эритроцита и количества глюкозы в крови в конкретный момент (рис. 2). Сначала эта связь глюкозы с HbА «слабая» (т.е. обратимая), затем при стабильно-повышенном уровне сахара в крови эта связь становится «прочной» и сохраняется до тех пор, пока эритроциты не разрушатся в селезенке. В среднем продолжительность жизни эритроцитов составляет 120 дней, поэтому уровень связанного с сахаром гемоглобина (HbА1с) отражает состояние обмена веществ у больного СД за период 3-4 месяца. Процент связанного с молекулой глюкозы Hb дает представление о степени повышения сахара крови; он тем выше, чем длительнее и больше уровень сахара крови и наоборот .
Сегодня постулировано - высокое содержание сахара в крови является одной из основных причин развития неблагоприятных последствий диабета, так называемых поздних осложнений (микро- и макроангиопатии). Поэтому высокие показатели HbА1с являются маркером возможного развития поздних осложнений СД
HbА1с, по данным различных авторов, составляет 4-6% общего количества Hb в крови здоровых людей, тогда как у больных СД уровень HbА1с в 2-3 раза выше.
Нормальный эритроцит в обычных условиях имеет двояковогнутую форму диска, за счет чего площадь его поверхности больше на 20% в сравнении со сферой того же объема.
Нормальные эритроциты способны значительно деформироваться при прохождении через капилляры, при этом не меняя своего объема и площади поверхности, что поддерживает процессы диффузии газов на высоком уровне на протяжении всего микроциркуляторного русла различных органов. Показано, что при высокой деформируемости эритроцитов происходит максимальный перенос кислорода в клетки, а при ухудшении деформируемости (повышение жесткости) - поступление кислорода в клетки резко снижается, тканевое рО2 падает .
Деформируемость является важнейшим свойством эритроцитов, обусловливающим их способность выполнять транспортную функцию. Это способность эритроцитов изменять свою форму при постоянном объеме и площади поверхности позволяет им приспосабливаться к условиям кровотока в системе микроциркуляции. Деформируемость эритроцитов обусловлена такими факторами, как внутренняя вязкость (концентрация внутриклеточного гемоглобина), клеточная геометрия (под-держание формы двояковогнутого диска, объем, от-ношение поверхности к объему), и свойствами мембраны, которые обеспечивают форму и эластичность эри-троцитов.
Деформируемость во многом зависит от степени сжимаемости липидного бислоя и постоянством его взаимосвязи с белковыми структурами клеточной мембраны.
Эластические и вязкостные свойства мембраны эритроцитов определяются состоянием и взаимодействием белков цитоскелета, интегральных белков, оптимальным содержанием АТФ, ионов Са2+, Mg2+ и концентрацией гемоглобина, которые обусловливают внутреннюю текучесть эритроцита. К факторам, повышающим жесткость мембран эритроцитов, относятся: образование стойких соединений гемоглобина с глюкозой, повышение концентрации в них холестерина и увеличение концентрации свободного Са2+ и АТФ в эритроците.
Ухудшение деформируемости эритроцитов имеет место при изменении липидного спектра мембран, и прежде всего при нарушении соотношения холестерин/фосфолипиды, а также при наличии продуктов по-вреждения мембраны в результате перекисного окисления липидов (ПОЛ). Продукты ПОЛ оказывают дестабилизирующее воздействие на структурно-функ-цио-наль-ное состояние эритроцитов и способствуют их модификации. Это выражается в нарушении физико-хими-че-ских свойств мембран эритроцитов, количественном и качественном изменении мембранных липидов, увеличении пассивной проницаемости липидного бислоя для К+, Н+, Са2+. В недавних работах с помощью электронспинорезонансной спектроскопии отмечена достоверная корреляционная связь между ухудшением деформируемости эритроцитов и маркерами МС (ИМТ, АД, уровень глюкозы после перорального глюкозотолерантного теста, атерогенная дислипидемия) .
Деформируемость эритроцитов снижается в связи с абсорбцией на поверхности эритроцитарных мембран белков плазмы, прежде всего фибриногена. Это включает в себя изменения мембран самих эритроцитов, снижение поверхностного заряда эритроцитарной мембраны, изменение формы эритроцитов и изменения со стороны плазмы (концентрация белков, липидного спектра, уровня общего холестерина, фибриногена, гепарина). Повышенная агрегация эритроцитов приводит к нарушению транскапиллярного обмена, выбросу БАВ, стимулирует адгезию и агрегацию тромбоцитов.
Ухудшение деформируемости эритроцитов сопровождает активацию процессов ПОЛ и снижение концентрации компонентов антиоксидантной системы при различных стрессорных ситуациях или заболеваниях (в частности, при СД и ССЗ). Внутриклеточное накопление перекисей липидов, возникающих при аутоокислении полиненасыщенных жирных кислот мембран - фактор, снижающий деформируемость эритроцитов .
Активация свободнорадикальных процессов обусловливает нарушения гемореологических свойств, реализуемых через повреждения циркулирующих эритроцитов (окисление мембранных липидов, повышение жесткости билипидного слоя, гликозилирование и агрегация белков мембраны), оказывая опосредованное влияние на другие показатели кислородотранспортной функции крови и транспорт кислорода в ткани. Сы-во-рот-ка крови с умеренно активированным ПОЛ, подтвержденным снижением уровня малонового диальдегида (МДА), приводит к увеличению деформируемости эритроцитов и снижению агрегации эритроцитов. В то же время значительная и продолжающаяся активация ПОЛ в сыворотке приводит к снижению деформируемости эритроцитов и увеличению их агрегации. Таким образом, эритроциты одними из первых реагируют на активацию ПОЛ вначале увеличением деформируемости эритроцитов, а затем, по мере накопления продуктов ПОЛ и истощения антиоксидантной защиты, увеличением жесткости мембран и агрегационной активности, что соответственно ведет к изменениям вязкости крови .
Кислородосвязывающие свойства крови играют важную роль в физиологических механизмах поддержания равновесия между процессами свободнорадикального окисления и антиоксидантной защиты в организме. Указанные свойства крови определяют характер и величину диффузии кислорода к тканям в зависимости от потребности в нем и эффективности его использования, вносит вклад в прооксидантно-антиоксидантное состояние, проявляя в различных ситуациях либо анти-оксидантные либо прооксидантные качества .
Таким образом, деформируемость эритроцитов является не только определяющим фактором транспорта кислорода к периферическим тканям и обеспечения их потребности в нем, но и механизмом, оказывающим влияние на эффективность функционирования антиоксидантной защиты и, в конечном итоге, всей организации поддержания прооксидантно-антиоксидантного равновесия организма.
При ИР отмечено увеличение количества зритроцитов в периферической крови. При этом происходит повышенние агрегации эритроцитов за счет увеличения количества макромолекул адгезии и отмечается снижение деформируемости эритроцитов, несмотря на то, что инсулин в физиологических концентрациях значительно улучшает реологические свойства крови. При ИР, сопровождаемой повышением АД, обнаружено снижение плотности инсулиновых рецепторов и снижение активности тирозинпротеинкиназы (внутриклеточный трансмиттер инсулинового сигнала для ГЛЮТ), одновременно происходит увеличение количества Na+/Н+-ка-на-лов на мембране эритроцитов .
В настоящее время широкое распространение получила теория, рассматривающая мембранные нарушения, как ведущие причины органного проявления различных заболеваний, в частности, АГ при МС. Под мембранными нарушениями понимается изменение активности ионтранспортирующих систем плазматических мембран, проявляющееся в активации Na+/Н+-об-мена, увеличении чувствительности К+-ка-на-лов к внутриклеточному кальцию. Основная роль в формировании мембранных нарушений отводится липидному каркасу и цитоскелету, как регуляторам структурного со-стояния мембраны и системам внутриклеточной сигнализации (цАМФ, полифосфоинозитиды, внутриклеточный кальций).
В основе клеточных нарушений лежит избыточная концентрация свободного (ионизированного) кальция в цитозоле (абсолютная или относительная за счет потери внутриклеточного магния - физиологичного антагониста кальция). Это приводит к усилению сократимости гладких миоцитов сосудов, инициирует синтез ДНК, увеличивая ростковые влияния на клетки с их последующей гиперплазией. Аналогичные изменения происходят и в различных типах клеток крови: эритроцитах, тромбоцитах, лимфоцитах .
Внутриклеточное перераспределение кальция в тромбоцитах и эритроцитах влечет за собой повреждение микротубол, активацию контрактильной системы, ре-акцию высвобождения биологически активных ве-ществ (БАВ) из тромбоцитов, запуская их адгезию, аг-ре-гацию, локальную и системную вазоконстрикцию (тром-боксан А2).
У больных АГ изменения эластических свойств эритроцитарных мембран сопровождается снижением их поверхностного заряда с последующим образованием эритроцитарных агрегатов. Максимальная скорость спонтанной агрегации с образованием стойких эритроцитарных агрегатов отмечена у больных АГ III степени с осложненным течением заболевания. Спонтанная агрегация эритроцитов усиливает выделение внутриэритроцитарного АДФ с последующим гемолизом, что вызывает сопряженную тромбоцитарную агрегацию. Гемолиз эритроцитов в системе микроциркуляции также может быть связан с нарушением деформируемости эритроцитов, как лимитирующего фактора продолжительности их жизни.
Наиболее существенные изменения формы эритроцитов наблюдаются в микроциркуляторном русле, некоторые капилляры которого имеют диаметр менее 2 мкм. Прижизненная микроскопия показывает, что эритроциты, движущиеся в капилляре, подвергаются значительной деформации, приобретая при этом различные формы .
У больных АГ, сочетающейся с СД, было выявлено увеличение количества аномальных форм эритроцитов: эхиноцитов, стомацитов, сфероцитов и старых эритроцитов в сосудистом русле.
Большой вклад в гемореологию вносят лейкоциты. В связи с их низкой способностью к деформации лейкоциты могут депонироваться на уровне микроциркуляторного русла и значимо влиять на ОПСС.
Тромбоциты занимают важное место в клеточно-гу-мо-ральном взаимодействии систем гемостаза. Данные литературы свидетельствуют о нарушении функциональной активности тромбоцитов уже на ранней стадии АГ, что проявляется повышением их агрегационной активности, повышением чувствительности к индукторам агрегации.
В ряде исследований продемонстрировано наличие изменений структуры и функционального состояния тромбоцитов при артериальной гипертензии, выражающееся повышением экспрессии адгезивных гликопротеинов на поверхности тромбоцитов (GpIIb/IIIa, P-се-лек-тин), повышением плотности и чувствительности к агонистам тромбоцитарных a-2-адре-норе-цеп-то-ров, повышением базальной и тромбин-сти-му-ли-рованной концентрации ионов Са2+ в тромбоцитах, по-вы-шением плазменной концентрации маркеров активации тромбоцитов (растворимый Р-селектин, b-тром-бо-модулин), повышением процессов свободно-ра-дикального окисления липидов тромбоцитарных мембран .
Исследователями отмечено качественное изменение тромбоцитов у больных АГ под действием увеличения свободного кальция в плазме крови, что коррелирует с величиной систолического и диастолического АД. Электронно-микроскопическое исследование тромбоцитов больных АГ выявило наличие различных морфологических форм тромбоцитов, - результат их повышенной активации. Наиболее характерны такие изменения формы, как псевдоподиальный и гиалиновый тип. Отмечена высокая корреляционная связь между увеличением количества тромбоцитов с их измененной формой и частотой тромботических осложнений. У больных МС с АГ выявляется увеличение циркулирующих в крови тромбоцитарных агрегатов .
Дислипидемия вносит существенный вклад в функ-циональную гиперактивность тромбоцитов. Увели-че-ние содержания ОХС, ЛПНП и ЛПОНП при гиперхолестеринемии вызывает патологическое усиление выделения тромбоксана А2 с повышением агрегационной активности тромбоцитов. Это связано с наличием на поверхности тромбоцитов рецепторов липопротеинов апо-В и апо-Е. С другой стороны, ЛПВП снижают продукцию тромбоксана, ингибируя агрегацию тромбоцитов, за счет связывания со специфическими рецепторами.
С целью оценки состояния гемореологии крови при МС нами было обследовано 98 пациентов с ИМТ>30 кг/м2, с НТГ и уровнем HbA1c>8%. Среди обследуемых больных было 34 женщины (34,7%) и 64 мужчины (65,3%); в целом по группе средний возраст пациентов составил 54,6±6,5 лет.
Нормативные показатели реологии крови были определены у нормотоников (20 пациентов), проходящих очередное, рутинное диспансерное обследование.
Электрофоретическую подвижность эритроцитов (ЭФПЭ) определяли на цитофотометре «Opton» в режиме: I=5 мА, V=100 B, t=25°. Передвижение эритроцитов регистрировали в фазово-контрастном микроскопе при увеличении в 800 раз. ЭФПЭ вычисляли по формуле: B=I/t.E, где I - путь эритроцитов в сетке окуляра микроскопа в одну сторону (см), t - время прохождения (сек), E - напряженность электрического поля (B/см). В каждом случае рассчитывалась скорость миграции 20-30 эри-троцитов (N ЭФПЭ=1,128±0,018 мкм/cм/сек-1/B-1). Одновременно проводилось гемосканирование капиллярной крови с помощью микроскопа Nikon Eklips 80i.
Тромбоцитарный гемостаз - агрегационную активность тромбоцитов (ААТр) оценивали на лазерном агрегометре - Aggregation Analyser - Biola Ltd (Юнимед, Москва) по методу Born в модификации O’Brien. В качестве индуктора агрегации использовали АДФ (фирма “Serva”, Франция) в конечной концентрации 0,1 мкм (N ААТр = 44,2±3,6%).
Уровень общего холестерина (ОХС), холестерина липопротеидов высокой плотности (ХС ЛПВП) и триглицеридов (ТГ) определяли энзиматическим методом на автоанализаторе FM-901 (Labsystems - Финляндия) с использованием реактивов фирмы Randox (Франция).
Концентрацию холестерина липопротеидов очень низкой плотности (ХС ЛПОНП) и холестерина липопротеидов низкой плотности (ХС ЛПНП) последовательно рассчитывали по формуле Friedewald W.T. (1972):

ХС ЛПОНП = ТГ/2,2
ХС ЛПНП = ОХС - (ХС ЛПОНП + ХС ЛПВП)

Индекс атерогенности (ИА) рассчитывали по формуле А.И. Климова (1977):

ИА = (OXC - ХС ЛПВП)/ХС ЛПВП .

Концентрацию фибриногена в плазме крови определяли фотометрически с турбодиметрическим методом регистрации «Fibrintimer» (Германия), с помощью коммерческих наборов «Multifibrin Test-Kit» (Behring AG).
В 2005 г. Международный диабетический фонд (IDF) внес некоторые более жесткие критерии в определение нормального уровня гликемии натощак - <5,6 ммоль/л.
Основной целью фармакотерапии (метформин - 1 г 1-2 раза в сутки, фенофибрат - 145 мг 1-2 раза в сутки; бисопролол - 5-10 мг в сутки) исследуемой группы пациентов с МС были: нормализация гликемического и липидемического профилей крови, достижение целевого уровня АД - 130/85 мм рт.ст. Результаты обследования до и после лечении представлены в таблице 1.
При микроскопическом исследовании цельной крови у больных МС выявляются увеличение количества циркулирующих в крови деформированных эритроцитов (эхиноциты, овалоциты, пойкилоциты, акантоциты) и эритроцитарно-тромбоцитарных агрегатов. Выра-жен-ность изменений морфологии капиллярной крови при микроскопическом гемосканировании находится в прямой пропорциональной зависимости от уровня HbA1c% (рис. 3).
Как видно из таблицы, к концу контрольного лечения отмечено статистически достоверное снижение САД и ДАД соответственно на 18,8 и 13,6% (р<0,05). В целом по группе, на фоне статистически достоверного снижения концентрации глюкозы в крови на 36,7% (p<0,01), получено значительное снижения уровня HbA1c - на 43% (p<0,001). При этом одновременно документирована выраженная статистически достоверная положительная динамика со стороны функционального состояния форменных элементов крови: скорость ЭФПЭ увеличилась на 38,3% (р<0,001), ААТр уменьшилась на 29,1% (p<0,01) (рис. 4). В целом по группе к концу лечения получена статистически достоверная динамика со стороны биохимических показателей крови: ИА уменьшился на 24,1%, концентрация ФГ снизилась на 21,5% (p<0,05).
При многофакторном анализе полученных результатов выявлена тесная статистически достоверная обратная корреляционная связь между динамикой ЭФПЭ и HbA1c - rЭФПЭ-HbA1c=-0,76; аналогичная взаимосвязь получена между функциональным состоянием эритроцитов, уровнями АД и ИА: rЭФПЭ-САД =-0,56, rЭФПЭ - ДАД = -0,78, rЭФПЭ - ИА = -0,74 (p<0,01). В свою очередь, функциональное состояние тромбоцитов (ААТр) находится в прямой корреляционной связи с уровнями АД: rААТр - САД = 0,67 и rААТр - ДАД = 0,72 (р<0,01).
АГ при МС детерминирована множеством взаимодействующих метаболических, нейрогуморальных, ге-мо-динамических факторов и функциональным со-стоя-нием форменных элементов крови. Норма-ли-зация уровней АД, возможно, обусловлена суммарными положительными сдвигами в показателях биохимических и реологических параметров крови.
Гемодинамическую основу АГ при МС составляет нарушение соотношения между сердечным выбросом и ОПСС. Сначала возникают функциональные изменения сосудов, связанные с изменениями реологии крови, трансмурального давления и вазоконстрикторными реакциями в ответ на нейрогуморальную стимуляцию, затем формируются морфологические изменения сосудов микроциркуляции, лежащие в основе их ремоделирования. При повышении АД снижается дилатационный резерв артериол, поэтому при увеличении вязкости крови ОПСС изменяется в большей степени, чем в физиологических условиях. Если резерв дилатации сосудистого русла исчерпан, то реологические параметры приобретают особое значение, поскольку высокая вязкость крови и сниженная деформируемость эритроцитов способствуют росту ОПСС, препятствуя оптимальной доставке кислорода к тканям.
Таким образом, при МС в результате гликирования белков (в частности, эритроцитов, что документируется высоким содержанием HbA1c) имеют место нарушения реологических параметров крови: снижение эластичности и подвижности эритроцитов, повышение агрегаци-он-ной активности тромбоцитов и вязкости крови за счет гипергликемии и дислипидемии. Измененные реологические свойства крови способствуют росту общего пе-ри-ферического сопротивления на уровне микроциркуляции и в сочетании с симпатикотонией, имеющей ме-сто при МС, лежат в основе генеза АГ. Фарма-ко-ло-ги-че-ская (бигуаниды, фибраты, статины, селективные b-бло-каторы) коррекция гликимического и липидного про-филей крови способствует нормализации АД. Объ-ек-тивным критерием эффективности проводимой терапии при МС и СД является динамика HbA1c, снижение ко-торого на 1% сопровождается статистически достоверным уменьшением риска развития сосудистых ослож-нений (ИМ, мозговой инсульт и др.) на 20% и более.

Литература
1. Балаболкин М.И. Роль ИР в патогенезе сахарного диабета 2-го типа. Тер. Архив. 2003, № 1, 72-77.
2. Зинчук В.В., Борисюк М.В. Роль кислородосвязывающих свойств крови в поддержании прооксидантно-антиоксидантного равновесия ограпнизма. Успехи физиологических наук. 199, Е 30, № 3, 38-48.
3. Катюхин Л.Н. Реологические свойства эритроцитов. Современные методы исследования. Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 1995, Т 81, № 6, 122-129.
4. Котовская Ю.В. Метаболический синдром: прогностическое значение и современные подходы к комплексной терапии. Сердце. 2005, Т 4, № 5, 236-241.
5. Мамедов М.Н., Перова Н.В., Косматова О.В и др. Перспективы коррекции проявлений метаболического синдрома влияние сочетанной гипотензивной и гиполипидемической терапии на уровень суммарного коронарного риска и тканевую инсулинорезистентность. Кардиология. 2003, Т 43, № 3,13-19.
6. Метаболический синдром. Под редакцией Г.Е. Ройтберг. Москва: «МЕДпресс-информ», 2007.
7. Сыртланова Э.Р., Гильмутдинова Л.Т. Опыт применения моксонидина у пациентов с артериальной гипертензией в сочетании с метаболическим синдромом. Кардиология. 2003, Т 43, № 3, 33-35.
8. Чазова И.Е., Мычка В.Б. Метаболический синдром, сахарный диабет 2 типа и артериальная гипертензия. Сердце: журнал для практикующих врачей. 2003, Т 2, № 3, 102-144.
9. Шевченко О.П., Праскурничий Е.А., Шевченко А.О. Артериальная гипертония и ожирение. Москва Реофарм. 2006.
10. Шилов А.М., Мельник М.В. Артериальная гипертония т реологические свойства крови. Москва: «БАРС», 2005.
11. Banerjee R., Nageshwari K., Puniyani R.R. The diagnostic relevance of red cell rigidity. Clin. Hemorheol. Microcic. 1988. Vol. 19, № 1, 21-24.
12. FIELD Study Investigators. Lancet 2005, e-publication November 14.
13. George C., Thao Chan M., Weill D. and all. De la deformabilite erytrocytairre a l,oxygenation tissulaire. Med. Actuelle. 1983, Vol. 10, №3, 100-103.
14. Resnick H.E., Jones K., Ruotolo G. and all. Insulin resistance, the metabolic syndrome, and risk of incident cardiovascular disease in nondiabetic American Indians. The Strong Heart Study. Diabetes Care. 2003. 26: 861-867.
15. Wilson P.W.F., Grandy S.M. The metabolic syndrome: practical guide to origins and treatment: part I. Circulation. 2003. 108: 1422-1425.

Областью механики, изучающей особенности деформации и течения реальных сплошных сред, одни из представителей которых - неньютоновские жидкости, имеющие структурную вязкость, выступает реология. В данной статье рассмотрим реологические свойства станет понятно.

Определение

Типичная неньютоновская жидкость - это кровь. Плазмой ее называют, если она лишена форменных элементов. Кровяной сывороткой является плазма, в которой отсутствует фибриноген.

Гемореология, или реология, изучает механические закономерности, в особенности как изменяются физколлоидные свойства крови при циркуляции с различной скоростью и на разных участках русла сосудов. Ее свойства, кровеносного русла, сократительная способность сердца определяют движение крови в организме. Когда линейная скорость течения мала, кровяные частицы смещаются параллельно оси сосуда и друг к другу. В таком случае у потока слоистый характер, а течение называется ламинарным. Так в чем же заключаются реологические свойства? Об этом - далее.

Что такое число Рейнольдса?

В случае увеличения линейной скорости и превышения определенной величины, различной для всех сосудов, ламинарное течение превратится в вихревое, беспорядочное, называемое турбулентным. Скорость перехода ламинарного движения в турбулентное определяет число Рейнольдса, составляющее для кровеносных сосудов приблизительно 1160. По данным о числах Рейнольдса, турбулентность может быть только в тех местах, где ветвятся крупные сосуды, а также в аорте. По многим сосудам жидкость движется ламинарно.

Скорость и напряжение сдвига

Не только объемная и линейная скорость кровотока имеют значение, еще два важных параметра характеризуют движение к сосуду: скорость и напряжение сдвига. Напряжением сдвига характеризуется сила, действующая на единицу сосудистой поверхности в тангенциальном направлении к поверхности, измеряемая в паскалях или дин/см 2 . Скорость сдвига измеряют в секундах обратных (с-1), а означает она величину градиента скорости движения между движущимися параллельно слоями жидкости на единицу расстояния между ними.

От каких показателей зависят реологические свойства?

Отношение напряжения к скорости сдвига определяет вязкость крови, измеряемую в мПас. У цельной жидкости вязкость зависит от диапазона скорости сдвига 0,1-120 с-1 . Если скорость сдвига >100 с-1 , вязкость изменяется не так выраженно, а по достижении скорости сдвига 200 с-1 почти не меняется. Величина, измеренная при высокой скорости сдвига, называется асимптотической. Принципиальные факторы, которые влияют на вязкость, - это деформируемость элементов клеток, гематокрит и агрегация. А с учетом того, что эритроцитов по сравнению с тромбоцитами и лейкоцитами гораздо больше, их в основном определяют красные клетки. Это отражается на реологических свойствах крови.

Факторы вязкости

Самый главный определяющий вязкость фактор - объемная концентрация эритроцитов, их средний объем и содержание, это называется гематокритом. Он составляет приблизительно 0,4-0,5 л/л и определяется центрифугированием из пробы крови. Плазма - это жидкость ньютоновская, вязкость которой определяет состав белков, и зависит она от температуры. На вязкость больше всего влияют глобулины и фибриноген. Некоторые исследователи считают, что более важный фактор, который ведет к изменению вязкости плазмы, - это соотношения белков: альбумин/фибриноген, альбумин/глобулины. Увеличение происходит при агрегации, определяемое неньютоновским поведением цельной крови, что обусловливает агрегационная способность эритроцитов. Агрегация эритроцитов физиологическая является обратимым процессом. Вот что это такое - реологические свойства крови.

Образование эритроцитами агрегатов зависит от факторов механических, гемодинамических, электростатических, плазменных и других. В наше время существует несколько теорий, которые объясняют механизм эритроцитной агрегации. Наиболее известна сегодня теория мостикового механизма, по которой мостики из крупномолекулярных белков, фибриногена, Y-глобулинов адсорбируются на поверхности эритроцитов. Сила агрегации чистая - это разность между сдвиговой силой (вызывает дезагрегацию), слой электростатического отталкивания эритроцитов, которые заряжены отрицательно, силой в мостиках. Механизм, отвечающий за фиксацию отрицательно заряженных макромолекул на эритроцитах, то есть Y-глобулина, фибриногена, пока еще не совсем понятен. Существуем мнение, что молекулы сцепляются благодаря дисперсным силам Ван-дер-Ваальса и слабых водородных связей.

Что помогают оценить реологические свойства крови?

По какой причине происходит агрегация эритроцитов?

Объяснение агрегации эритроцитов также объясняют истощением, отсутствием высокомолекулярных белков близко к эритроцитам, в связи с чем появляется взаимодействие давления, по природе схожее с давлением макромолекулярного раствора осмотическим, приводящим к сближению частиц суспендированных. К тому же существует теория, связывающая агрегацию эритроцитов с эритроцитарными факторами, приводящими к уменьшению дзета-потенциала и изменению метаболизма и формы эритроцитов.

Из-за взаимосвязи вязкости и агрегационной способности эритроцитов, чтобы оценить реологические свойства крови и особенности движения ее по сосудам, нужно провести комплексный анализ данных показателей. Один из самых распространенных и вполне доступных методов для измерения агрегации - это оценка скорости эритроцитной седиментации. Однако традиционный вариант этого теста малоинформативен, поскольку в нем не учитываются реологические характеристики.

Методы измерения

Согласно исследованиям реологических кровяных характеристик и факторов, которые на них влияют, можно заключить, что на оценку реологических свойств крови влияет агрегационное состояние. В наше время исследователи уделяют больше внимания на изучение микрореологических свойств этой жидкости, однако и вискозиметрия также актуальности не утратила. Основные методы для измерения свойств крови можно условно разделить на две группы: с полем напряжений и деформаций однородным - конусплоскость, дисковые, цилиндрические и прочие реометры, имеющие различную геометрию рабочих частей; с полем деформаций и напряжений относительно неоднородным - по регистрационному принципу акустических, электрических, механических колебаний, приборы, которые работают по методу Стокса, капиллярные вискозиметры. Так измеряются реологические свойства крови, плазмы и сыворотки.

Два типа вискозиметров

Самое большое распространение сейчас имеют два типа и капиллярные. Также применяются вискозиметры, внутренний цилиндр которых плавает в жидкости, которая испытывается. Сейчас активно занимаются различными модификациями ротационных реометров.

Заключение

Стоит также отметить, что заметный прогресс развития реологической техники как раз и позволяет изучать биохимические и биофизические свойства крови, чтобы управлять микрорегуляцией при метаболических и гемодинамических расстройствах. Тем не менее актуальна на данный момент разработка методов для анализа гемореологии, которые бы объективно отражали агрегационные и реологические свойства ньютоновской жидкости.