Эти нарушения проявляются такими патологическими процессами, как тромбоз, эмболия, стаз, сладж, ДВС- синдром.
Тромбоз - процесс прижизненного свертывания крови в процессе сосуда или полости сердца. Свертывание крови является важнейшей физиологической реакцией, препятствующей смертельной потере крови при повреждениях сосудов, и если эта реакция отсутствует, развивается опасное для жизни заболевание - гемофилия, Вместе с тем при повышении свертываемости крови впросвете сосуда образуются свертки - тромбы, препятствующие кровотоку, что становится причиной тяжелых патологических процессов в организме, вплоть до наступления смерти. Наиболее часто тромбы развиваются у больных в послеоперационном периоде, у людей находящихся на длительном постельном режиме, при хронической сердечно-сосудистой недостаточности, сопровождающейся общим венозным застоем, при атеросклерозе, злокачественных опухолях, у беременных, у старых людей.
Причины тромбоза делят на местные общие.
Местные причины - повреждение стенки сосуда , начиная от слущивания эндотелия и заканчивая ее разрывом; замедление и нарушения кровотока в виде например атеросклеротической бляшки, варикозного расширения или аневризмы стенки сосуда.
Общие причины - нарушение соотношения между свертывающей и противосвертывающей системами крови в результате увеличения концентрации или активности свертывающих факторов - прокоагулянтов (тромбопластинов, тромбина, фибриногена и др.) либо снижения концентрации или активности антикоагулянтов (например, гепарина, фибринолитических веществ), а так же повышения вязкости крови , например с увеличением количества ее форменных элементов, особенно тромбоцитов и эритроцитов (при некоторых системных заболеваниях крови).
Стадии образования тромба . Выделяют 4 стадии тромбообразования.
1-я - стадия агглютинации тромбоцитов (сосудисто-тромбоцитарная ), начинается уже при повреждении эндотелиоцитов интимы и характеризуется адгезией (прилипанием) тромбоцитов к обнаженной базальной мембране сосуда, чему способствует появление определенных факторов свертывания - 71111фибронектива, фактора Виллебранта и др. Из разрушающихся тромбоцитов выделяется тромбоксан А2 - фактор, суживающий просвет сосуда, замедляющий кровоток и способствующий выбросу тромбоцитами серотонина, гистамина итромбоцитарного фактора роста. Под влиянием этих факторов запускается каскад свертывающих реакции, в том числе и образование тромбина, который вызывает развитие следующей стадии.
2-я - стадия коагуляции фибриногена (плазменная ), характеризуется трансформацией фибриногена в нити фибрина, которые образуют рыхлый сгусток и в нем (как в сети) задерживаются форменные элементы и компоненты плазмы крови с развитием последующих стадий.
3-я - стадия агглютивная эритроцитов . Она связана с тем, что эритроциты должны передвигаться в потоке крови, а если они останавливаются, то склеиваются (аггютинируют). При этом выделяются факторы, вызывающие ретракцию (сжатие) образовавшегося рыхлого тромба.
4-я - стадия преципитации плазменных белков . В результате ретракции из образовавшегося сгустка отжимается жидкость, белки плазмы и белки из распавшихся форменных элементов крови подвергаются преципитации, сверток уплотняется и превращается в тромб, который закрывает дефект стенки сосуда или сердца, но может закрыть и весь просвет сосуда, прекратив тем самым кровоток.
Морфология тромба . В зависимости от особенностей и скорости образования тромбы могут иметь различный состав, строение и внешний вид. Выделяют следующие виды тромбов:
Белый тромб , состоящий из тромбоцитов, фибрина и лейкоцитов, образуется медленно при быстром кровотоке, обычно в артериях, между трабекулами эндокарда, на створках клапанов сердца;
Красный тромб, в состав которого входят эритроциты, тромбоциты и фибрин, возникает быстро в сосудах с медленным током крови, обычно в венах;
Смешанный тромб включает в себя тромбоциты, эритроциты, фибрин, лейкоциты и встречается в любых отделах кровеносного русла, в том числе в полостях сердца и аневризмах артерий;
Гиалиновые тромбы , состоящие из преципитированных белков плазмы и агглютинированных форменных элементов крови, образующих гомогенную, бесструктурную массу; они обычно множественные, формируются только в сосудах микро циркуляции при шоке, ожоговой болезни, ДВС-синдроме, тяжелой интоксикации и т.п.
Структура тромба . Макроскопическая в тромбе определяется небольшая, тесно связанная со стенкой сосуда головка тромба , по строению соответствующая белому тромбу, тело - обычно смешанный тромб и рыхло прикрепленный к интиме хвост тромба , как правило, красный тромб. В области хвоста тромб может отрываться, что служит причиной тромбоэмболии.
По отношению к просвету сосуда выделяют:
пристеночные тромбы, обычно белые или смешанные, не закрывают целиком просвет сосуда, хвост их растет против тока крови;
обтурирующие тромбы, как правило, красные полностью закрывающие просвет сосуда, хвост их чаще растет по току крови.
По течении выделяют :
локализованный (стационарный) тромб, который не увеличивается в размерах и подвергаются замещению соединительной тканью - организации;
прогрессирующий тромб, который увеличивается в размерах с различной скоростью, его длина иногда может достигать нескольких десятков сантиметров.
Исходы тромбоза принято подразделять на благоприятные и неблагоприятные.
К б л а г о п р и я т н ы м и с х о д а м относят организацию тромба, которая начинается уже на 5-6-й день после его образования и заканчивается замещением тромботических масс соединительной тканью. В ряде случаев организация тромба сопровождается его т.е. образованием щелей, через которые в какой-то степени осуществляется кровоток, и васкуляризацией , когда образовавшиеся каналы покрываются эндотелием, превращаясь в сосуды, через которые частично восстанавливается кровоток, обычно через 5-6 нед. после тромбоза. Возможно обызвествление тромбов (образование флембитов ).
Н е б л а г о п р и я т н ы е и с х о д ы: тромбоэмболия , возникающая при отрыве тромба или его части, и септическое (гнойное ) расплавление тромба при попадании в тромботические массы гноеродных бактерий.
Значение тромбоза определяется быстротой образования тромба, его локализацией и степенью сужения сосуда. Так, мелкие тромбы в венах малого таза сами по себе не вызывают каких-либо патологических изменений в тканях, но, оторвавшись, могут превратится в тромбоэмболы. Пристеночные тромбы незначительно суживающие просветы даже крупных сосудов, могут не нарушать в них гемодинамику и способствовать развитию коллатерального кровообращения. Обтурирующие тромбы артерий являются причиной ишемии , заканчивающейся инфарктом или гангреной органов. Тромбоз вен (флеботромбоз ) нижних конечностей способствует развитию трофических язв голеней, кроме того, тромбы могут стать источником эмболии. Шаровидный тромб , образующийся при отрыве от эндокарда
левого предсердия, периодически закрывая атриовентрикулярное отверстие, нарушает центральную гемодинамику, в связи с чем больной теряет сознание. Прогрессирующие септические тромбы, подвергшиеся гнойному расплавлению, могут способствовать генерализации гнойного процесса
Эмболия
Эмболия (от греч. Emballoh - бросать внутрь) - циркуляция в крови (или лимфе) не встречающихся в нормальных условиях частиц и закупорка ими сосудов. Сами частицы называются эмболами.
Эмболы чаще перемещаются по току крови - о р т о г р а д н а я э м б о л и я;
из венозной системы большого круга кровообращения и правого сердца в сосуды малого круга;
из левой половины сердца и аорты и крупных артерий в более мелкие артерии (сердца, почек, селезенки, кишки и др.). В редких случаях эмбол в силу своей тяжести движется против тока крови - р е т р о г а д н а я э м б о л и я. При наличии дефектов в межпредсердечной или межжелудочковой перегородке возникает п а р а д к с а л ь н а я э м б о л и я, при которой эмбол из вен большого круга, минуя легкие, попадает в артерии большого круга кровообращения. В зависимости от природы эмболов различают тромбоэмболию, жировую, газовую, тканевую (клеточную), микробную эмболию и эмболию инородными телами.
Т р о м б о э м б о л и я - наиболее частый вид эмболии, возникает при отрыве тромба или его части.
Т р о м б о э м б о л и я л е г о ч н о й а р т е р и и. Это одна из наиболее частых причин внезапной смерти у больных в послеоперационном периоде и больных с сердечной недостаточностью. Источником тромбоэмболии легочной артерии при этом обычно являются возникающие при венозном застое тромбы вен нижних конечностей, вен клетчатки малого таза, В генезе смерти при тромбоэмболии легочной артерии придается значение не столько механическому фактору закрытия просвета сосуда, сколько пульмонокоронарному рефлексу. При этом наблюдается спазм бронхов, ветвей легочной артерии и венечных артерий сердца. При тромбоэмболии мелких ветвей легочной артерии обычно развивается геморрагический инфаркт легкого .
А р т е р и а л ь н а я т р о м б о э м б о л и я. Источником артериальной эмболии чаще являются пристеночные тромбы, образующиеся в сердце; тромбы в левом предсердии при стенозе левого атриовентрикулярного отверстия (митральный стеноз) и фибрилляции; тромбы в левом желудочке при инфаркте миокарда; тромбы на створках левого предсердно-желудочного (митрального) и аортального клапанов при ревматических, септических и других эндокардитах, пристеночные тромбы, возникающие в аорте в случае атеросклероза. При этом наиболее часто возникают тромбоэмболия ветвей сонной артерии, средней мозговой артерии (что приводит к инфаркту мозга),ветвей мезентеральных артерий с развитием гангрены кишки и ветвей почечной артерии с развитием инфаркта почки. Часто развивается т р о м б о э м б о л и я ч е с к и й с и н д р о м с инфарктами во многих органах.
Ж и р о в а я э м б о л и я развивается при попадании в кровоток капель жира. Обычно это происходит в случае травматического повреждения костного мозга (при переломе длинных трубчатых костей), подкожной жировой клетчатки. Изредка жировая эмболия возникает при ошибочном внутривенном введении масляных растворов лекарственных или контрастных веществ. Попадающие в вены жировые капли обтурируют капилляры легких или же, минуя легкие, через артериовенозные анастомозы поступают в капилляры почек, головного мозга и других органов. Жировые эмболы обнаруживаются обычно только при микроскопическом исследовании срезов, специально окрашенных для выявления жиров (суданом 111). Жировая эмболия приводит к острой легочной недостаточности и остановке сердца, если выключается 2/3 легочных капилляров. Жировая эмболия капилляров мозга вызывает появление многочисленных точечных кровоизлияний в мозговой ткани; при этом возможен смертельный исход.
В о з д у ш н а я э м б о л и я развивается при попадании в кровоток воздуха, что изредка встречается при ранении вен шеи (этому способствует отрицательное давление в них), после родов или аборта, при повреждении склерозированного легкого, случайно введении воздуха вместе с лекарственными веществом. Попавшие в кровь пузырьки воздуха вызывают эмболию капилляров малого круга кровообращения, наступает внезапная смерть. На вскрытии воздушная эмболия распознается по выделению воздуха их правых отделов сердца при проколе их, если предварительно заполнить полость перикарда водой. Кровь в полостях сердца имеет пенистый вид.
Г а з о в а я э м б о л и я характерна для кессонной болезни, развивается при быстрой декомпрессии (т.е. быстром переходе от повышенного к нормальному атмосферному давлению). Высвобождающиеся при этом пузырьки азота (находящиеся при высоком давлении в растворенном состоянии) вызывают закупорку капилляров головного и спинного мозга, печени, почек и других органов. Это сопровождается появлением в них мелких фокусов ишемии и некроза (особенно часто в тканях мозга). Характерным симптомом являются миальгии. Особая склонность к развитию кессонной болезни отмечается у тучных людей, поскольку большая часть азота задерживается жировой клетчаткой.
Т к а н е в а я э м б о л и я возможна при разрушении тканей в связи с травмой или патологическим процессом, ведущим к поступлению кусочков тканей (клеток) в кровь. К тканевой относят также эмболию амниотической жидкостью у родильниц. Такая эмболия может сопровождаться развитием синдрома диссеминированного внутрисосудистого свертывания и привести к смерти. Особую категорию тканевой эмболии составляет эмболия клетками злокачественной опухоли, так как она лежит на основе м е т а с т а з и р о в а н и я о п у х о л е й.
Э м б о л и я и н о р о д н ы м и т е л а м и наблюдается при попадании в кровь осколков металлических предметов (снарядов, пуль и пр.). К эмболии инородными телами относят также эмболию известью и кристаллами холестерина атеросклеротических бляшек, выкрашивающихся в просвет сосуда при их изъявлении.
Значение эмболии. Для клиники значение эмболии определяется видом эмбола. Наибольшее значение имеют тромбоэмболические осложнения и прежде всего тромбоэмболия легочной артерии, ведущая к внезапной смерти. Велико также значение тромбоэмболического синдрома, сопровождающего множественными инфарктами и гангреной. Не меньшее значение имеет бактериальная и тромбобактериальная эмболия - одно из ярких проявлений сепсиса, а также эмболия клетками злокачественных опухолей как основа их метастазирования
Гемореология - наука, изучающая поведение крови при течении (в потоке), то есть свойства потока крови и ее компонентов, а также реологию структур клеточной мембраны форменных элементов крови, прежде всего эритроцитов.
Реологические свойства крови определяются вязкостью цельной крови и ее плазмы, способностью эритроцитов к агрегации и деформации их мембран.
Кровь представляет собой негомогенную вязкую жидкость. Ее негомогенность обусловлена суспензированными в ней клетками, обладающими определенными способностями к деформации и агрегации.
В нормальных физиологических условиях в ламинарном кровотоке жидкость движется слоями, параллельными стенке сосуда. Вязкость крови, как и любой жидкости, определяется феноменом трения между соседними слоями, в результате которого слои, находящиеся возле сосудистой стенки, движутся медленнее, чем таковые в центре кровотока. Это приводит к формированию параболического профиля скорости, неодинакового при систоле и диастоле сердца.
В связи с указанным, величина внутреннего трения или свойство жидкости оказывать сопротивление при перемещении слоев называется вязкостью . Единица измерения вязкости - пуаз.
Из этого определения строго следует, что чем больше вязкость, тем больше должна быть сила напряжения, необходимая для создания коэффициента трения или движения потока.
В простых жидкостях, чем больше сила, приложенная к ним, тем больше скорость, то есть сила напряжения пропорциональна коэффициенту трения, а вязкость жидкости остается величиной постоянной.
Основными факторами , которые определяют вязкость цельной крови являются:
1) агрегация и деформируемость эритроцитов; 2) величина гематокрита - повышение показателя гематокрита, как правило, сопровождается увеличением вязкости крови; 3) концентрация фибриногена, растворимых комплексов фибринмономера и продуктов деградации фибрина/фибриногена - повышение их содержания в крови увеличивает ее вязкость; 4) соотношение альбумин/фибриноген и соотношение альбумин/глобулин - снижение данных соотношений сопровождается повышением вязкости крови; 5) содержание циркулирующих иммунных комплексов - при повышении их уровня в крови вязкость возрастает; 6) геометрия сосудистого русла.
Однако кровь не имеет фиксированной вязкости, поскольку является «неньютоновской» (несжимаемой) жидкостью, что определяется её негомогенностью за счет суспензирования в ней форменных элементов, которые изменяют картину течения жидкой фазы (плазмы) крови, искривляя и запутывая линии тока. Кроме того, при низких значениях коэффициента трения форменные элементы крови образуют агрегаты («монетные столбики») и, напротив, при высоких значениях коэффициента трения - деформируются в потоке. Интересно отметить также еще одну особенность распределения клеточных элементов в потоке. Указанный выше градиент скорости в ламинарном потоке крови (формирующий параболический профиль) создает градиент давления: в центральных слоях потока оно ниже, чем в периферических, что обусловливает тенденцию к перемещению клеток к центру.
Агрегация эритроцитов - способность эритроцитов создавать в цельной крови «монетные столбики» и их трехмерные конгломераты. Агрегация эритроцитов зависит от условий кровотока, состояния и состава крови и плазмы и непосредственно от самих эритроцитов.
Движущаяся кровь содержит как одиночные эритроциты, так и агрегаты. Среди агрегатов имеются отдельные цепочки эритроцитов («монетные столбики») и цепочки в виде выростов. С ускорением скорости потока крови размер агрегатов уменьшается.
Для агрегации эритроцитов необходим фибриноген или другой высокомолекулярный белок или полисахарид, адсорбция которых на мембране этих клеток приводит к образованию мостиков между эритроцитами. В «монетных столбиках» эритроциты располагаются параллельно друг другу на постоянном межклеточном расстоянии (25 нм для фибриногена). Уменьшению этого расстояния препятствует сила электростатического отталкивания, возникающая при взаимодействии одноименных зарядов мембраны эритроцитов. Увеличению расстояния препятствуют мостики - молекулы фибриногена. Прочность образовавшихся агрегатов прямо пропорциональна концентрации фибриногена или высокомолекулярного агреганта.
Агрегация эритроцитов обратима: агрегаты клеток способны деформироваться и разрушаться при достижении определенной величины сдвига. При выраженных нарушениях нередко развивается сладж - генерализованное нарушение микроциркуляции, вызванное патологической агрегацией эритроцитов, как правило, сочетающейся с повышением гидродинамической прочности эритроцитарных агрегатов.
Агрегация эритроцитов, в основном, зависит от следующих факторов:
1)ионного состава среды: при повышении общего осмотического давления
плазмы эритроциты сморщиваются и утрачивают способность к агрегации;
2)поверхностно-активных веществ, изменяющих поверхностный заряд, и
их влияние может быть различным; 3) концентрации фибриногена и иммуноглобулинов; 4) контакта с инородными поверхностями, как правило,
сопровождается нарушением нормальной агрегации эритроцитов.
Суммарный объем эритроцитов примерно в 50 раз превышает объем лейкоцитов и тромбоцитов, в связи с чем реологическое поведение крови в крупных сосудах определяет их концентрация и структурно-функциональные свойства. К ним относятся следующие: эритроциты должны значительно деформироваться, чтобы не быть разрушенными при высоких скоростях кровотока в аорте и магистральных артериях, а также при преодолении капиллярного русла, так как диаметр эритроцитов больше, чем капилляра. Решающее значение при этом имеют физические свойства мембраны эритроцитов, то есть ее способности к деформации.
Деформируемость эритроцитов - это способность эритроцитов деформироваться в сдвиговом потоке, при прохождения через капилляры и поры, способность к плотной упаковке.
Основными факторами
, от которых зависит деформируемость
эритроцитов, являются: 1) осмотическое давление окружающей среды (плазмы крови); 2) соотношение внутриклеточного кальция и магния, концентрация АТФ; 3) продолжительность и интенсивность приложенных к эритроциту внешних воздействий (механических и химических), меняющих липидный состав мембраны или нарушающих структуру спектриновой сети; 4) состояние цитоскелета эритроцита, в состав которого входит спектрин; 5) вязкость внутриклеточного содержимого эритроцитов в зависимости
от концентрации и свойств гемоглобина.
Реологические свойства крови как неоднородной жидкости имеют особо важное значение при ее течении по микрососудам, просвет которых сопоставим с величиной ее форменных элементов. При движении в просвете капилляров и прилегающих к ним мельчайших артерий и вен эритроциты и лейкоциты меняют свою форму -изгибаются, вытягиваются в длину и т. д. Нормальное течение крови по микрососудам возможно только при условиях, если: а) форменные элементы могут легко деформироваться; б) они не склеиваются между собой и не образуют агрегаты, которые могли бы затруднять кровоток и даже полностью закупоривать просвет микрососудов, и в) концентрация форменных элементов крови не является избыточной. Все эти свойства важны прежде всего у эритроцитов, так как число их в крови человека примерно в тысячу раз превышает количество лейкоцитов.
Наиболее доступным и широко используемым в клинике способом определения реологических свойств крови у больных является ее вискозиметрия. Однако условия движения крови в любых известных в настоящее время вискозиметрах значительно отличаются от тех, которые имеют место в живом микроциркуляторном русле. Ввиду этого данные, получаемые при вискозиметрии, отражают лишь некоторые общие реологические свойства крови, которые могут способствовать либо препятствовать ее тече-нию по микрососудам в организме. Ту вязкость крови, которую выявляют в вискозиметрах, называют относительной вязкостью, сравнивая ее с вязкостью воды, которую принимают за единицу.
Нарушения реологических свойств крови в микрососудах связаны главным образом с изменениями свойств эритроцитов в протекающей по ним крови. Такие изменения крови могут возникать не только по всей сосудистой системе организма, но и местно в каких-либо органах или их частях, как, например, это всегда имеет место в очагах воспаления. Ниже перечислены основные факторы, определяющие нарушения реологических свойств крови в микрососудах организма.
8.4.1. Нарушение деформируемости эритроцитов
Эритроциты изменяют свою форму при течении крови не только по капиллярам, но и в более широких артериях и венах, где они бывают обычно вытянутыми в длину. Способность деформироваться (деформируемость) у эритроцитов связана главным образом со свойствами их наружной мембраны, а также с высокой текучестью их содержимого. В потоке крови происходят вращательные движения мембраны вокруг содержимого эритроцитов, которое также перемещается.
Деформируемость эритроцитов чрезвычайно изменчива при естественных условиях. Она постепенно уменьшается с возрастом эритроцитов, в результате чего создается препятствие для их прохождения по наиболее узким (диаметром 3 мкм) капиллярам ретикулоэндотелиальной системы. Предполагается, что благодаря этому происходит «распознавание» старых эритроцитов и их устранение из кровеносной системы.
Мембраны эритроцитов становятся более жесткими под влиянием различных патогенных факторов, например потери ими АТФ, гиперосмолярности и т. д. В результате реологические свойства крови изменяются таким образом, что ее течение по микрососудам затрудняется. Это имеет место при заболеваниях сердца, несахарном диабете, раке, стрессах и т. д., при которых текучесть крови в микрососудах оказывается значительно пониженной.
8.4.2. Нарушение структуры потока крови в микрососудах
В просвете сосудов поток крови характеризуется сложной структурой, связанной: а) с неравномерным распределением не агрегированных эритроцитов в потоке крови по поперечнику сосуда; б) со своеобразной ориентацией эритроцитов в потоке, которая может меняться от продольной до поперечной; в) с траекторией движения эритроцитов внутри сосудистого просвета; г) с профилем скоростей отдельных слоев крови, который может изменяться от параболического до затупленного разной степени. Все это может оказывать значительное влияние на текучесть крови в сосудах.
С точки зрения нарушений реологических свойств крови особое значение имеют изменения структуры потока крови в микрососудах диаметром 15-80 мкм, т. е. несколько более широких, чем капилляры. Так, при первичном замедлении кровотока продольная ориентация эритроцитов часто сменяется на поперечную, профиль скоростей в сосудистом просвете затупляется, траектория движения эритроцитов становится хаотичной. Все это приводит к таким изменениям реологических свойств крови, когда сопротивление кровотоку значительно увеличивается, вызывая еще большее замедление течения крови в капиллярах и нарушая микроциркуляцию.
8.4.3. Усиленная внутрисосудистая агрегация эритроцитов, вызывающая стаз крови
В микрососудах
Способность эритроцитов к агрегации, т. е. к слипанию и образованию «монетных столбиков», которые затем склеиваются между собой, является их нормальным свойством. Однако агрегация может значительно усиливаться под влиянием разных факторов, изменяющих как поверхностные свойства эритроцитов, так и среду, окружающую их. При усилении агрегации кровь превращается из взвеси эритроцитов с высокой текучестью в сетчатую суспензию, полностью лишенную этой способности. В общем агрегация эритроцитов нарушает нормальную структуру кровотока в микрососудах и является, должно быть, наиболее важным фактором, изменяющим нормальные реологические свойства крови. При прямых наблюдениях кровотока в микрососудах иногда можно видеть внутрисосудис-тую агрегацию эритроцитов, названную «зернистым током крови». При усилении внутрисосу-дистой агрегации эритроцитов во всей кровеносной системе агрегаты могут закупоривать мельчайшие прекапиллярные артериолы, вызывая нарушения кровотока в соответствующих капиллярах. Усиленная агрегация эритроцитов может возникать также местно, в микрососудах, и нарушать микрореологические свойства текущей в них крови до такой степени, что кровоток в капиллярах замедляется и останавливается полностью - возникает стаз, несмотря на то, что ар-гериовенозная разность кровяного давления на протяжении этих микрососудов сохранена. При этом в капиллярах, мелких артериях и венах накапливаются эритроциты, которые тесно соприкасаются друг с другом, так что границы их перестают быть видимыми («гомогенизация крови»). Однако вначале при стазе крови ни гемолиза, ни свертывания крови не происходит. В течение некоторого времени стаз обратим - движение эритроцитов может возобновляться и проходимость микрососудов опять восстанавливается.
На возникновение внутрикапиллярной агрегации эритроцитов оказывает влияние ряд факторов:
1. Повреждение стенок капилляров, вызывающее усиление фильтрации жидкости, электролитов и низкомолекулярных белков (альбуминов) в окружающие ткани. Вследствие этого в плазме крови увеличивается концентрация высокомолекулярных белков - глобулинов и фибриногена, что, в свою очередь, является важнейшим фактором усиления агрегации эритроцитов. Предполагается, что абсорбция этих белков на мембранах эритроцитов уменьшает их поверхностный потенциал и способствует их агрегации.
Https://studopedia.org/8-12532.html
0
Основной характеристикой крови является ее вязкость, которая в подразделяется на кажущуюся и кессоновскую (динамическую):
- Кажущаяся вязкость крови . Она определяется отношением силы сдвига и скорости сдвига, измеряется в сантипуазах (спз) и характеризует неньютоновское поведение крови. Зависит от состояния , главным образом эритроцитов и тромбоцитов.
- Кессоновская (динамическая) вязкость крови . Она определяется в условиях полного диспергирования крови и зависит от белкового состава плазмы. Измеряется в сантипуазах (спз).
К факторам, больше всего влияющим на вязкость крови, относятся:
- температура и ,
- гематокрит,
- количество в плазме высокомолекулярных белков,
- степень агрегации эритроцитов и ее обратимость,
- характеристики сдвига.
Предел текучести крови . Он показывает, какое минимальное усилие необходимо приложить, чтобы сдвинуть один слой, крови относительно другого (измеряется в дн / см 2).
Коэффициент агрегации . Он свидетельствует о силе сцепления клеток крови, то есть о прочности агрегатов и (измеряется в дн / см 2).
Все эти вышеперечисленные параметры вязкости крови определяются с помощью соосно-цилиндрического вискозиметра со свободно плавающим внутренним цилиндром системы В.Н. Захарченко, позволяющим сделать модель и построить кривую течения крови в широком диапазоне напряжений сдвига.
Косвенными показателями вязкости крови является величина гематокрита, число эритроцитов, уровень фибриногена и глобулиновых фракций белка, уровень общих липидов и их спектр в плазме, а также содержание сахара в крови. При определенных заболеваниях, например при варикозе у мужчин , как правило этих показателей хватает для оценки вязкости и выставления показания к назначению .
Степень агрегации эритроцитов - определяется с помощью калориметра - нефелометра и выражается в единицах оптической плотности (или в процентах).
Степень агрегации тромбоцитов - (индуцированной АДФ) определяется с помощью агрегометра типа «Elvi-840» (Англия), выражается в единицах оптической плотности (или в процентах).
БИОФИЗИКА СИСТЕМЫ КРОВООБРАЩЕНИЯ
Гемодинамические показатели кровотока определяются биофизическими параметрами всей сердечно-сосудистой системы в целом, а именно собственными характеристиками сердечной деятельности (например ударным объемом крови ), структурнымиособенностями сосудов (ихрадиусом и эластичностью) и непосредственно свойствами самой крови (вязкостью).
Для описания ряда процессов , происходящих как в отдельных частях системы кровообращения , так и в ней целом, применяются методы физического, аналогового и математического моделирования. В настоящей главе рассматриваются модели движения крови как в норме, так и при некоторых нарушениях в сердечно-сосудистой системе , к которым, в частности, можно отнести сужения сосудов (например при образовании в нихтромбов ), изменение вязкости крови.
Реологические свойства крови
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. Иcключение – явление сверхтекучести гелия при сверхнизких температурах (квантовый эффект)
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; [Па с] коэффициент динамической вязкости жидкости, характеризующий сопротивление жидкости смещению ее слоев; - градиент скорости , показывающий, на сколько изменяется скорость V при изменении на единицу расстояния в налравлении Z при переходе от слоя к слою , иначе - скорость сдвига; S [м 2 ] - площадь соприкасающихся слоёв.
Сила внутреннего трения тормозит более быстрые слои и ускоряет более медленные слои. Наряду с коэффициентом динамической вязкости рассматривают так называемый коэффициент кинематической вязкости ( плотность жидкости).
Жидкости делятся по вязким свойствам на два вида: ньютоновские и неньютоновские.
Ньютоновской называется жидкость , коэффициент вязкости которой зависит только от её природы и температуры . Для ньютоновских жидкостей сила вязкости прямо пропорциональна градиенту скорости. Для них непосредственно справедлива формула Ньютона (1.а), 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 вещества 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, если мы интересуемся явлениями, характеризующимися расстояниями, большими по сравнению с размером частиц. Свойства такой среды в первую очередь зависят от жидкости. Система же в целом будет обладать уже другой, большей вязкостью , зависящей от формы и концентрации частиц . Для случая малых концентраций частиц С справедлива формула:
где К геометрический фактор - коэффициент, зависящий от геометрии частиц (их формы, размеров), для сферических частиц К вычисляется по формуле:
(2.а)
(R - радиус шара). 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 в (2), а следовательно и вязкость такой суспензии также изменится . Подобнаясуспензия представляет собой неньютоновскую жидкость. Увеличение вязкости всей системы связано с тем, что работа внешней силы при течении суспензий затрачивается не только на преодоление истинной (ньютоновской) 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 суспензии 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: )
Здесь возможны три варианта:
1. Крупные сосуды (аорта, артерии):
D coc > d агр, d coc > d эритр
При этом градиент небольшой, эритроциты собираются в агрегаты в виде монетных столбиков. В этом случае вязкость крови = 0,005 па.с.
2. Мелкие сосуды (мелкие артерин, артериолы):
В них градиент значительно увеличивается и агрегаты распадаются на отдельные эритроциты, тем самым уменьшая вязкость системы, для этих сосудовчем меньше диаметр просвета, тем меньше вязкость крови. В сосудах диаметром около 5 мкм вязкость крови составляет примерно 2/3 вязкости крови в крупных сосудах.
3. Микрососуды (капилляры):
Наблюдается обратный эффект: с уменьшением просвета сосуда вязкость возрастает в 10-100 раз . В живом сосуде эритроциты легко деформируются и проходят, не разрушаясь, через капилляры даже диаметром З мкм. При этом они сильно деформируются, становясь похожими на купол. 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 из отдельных эритроцитов К эр: К агр К эр, обусловливающее различие вязкости крови в крупных и мелких сосудах, то для описания процессов в микрососудах формула (2) не применима, так как в этом случае не выполняются допущения об однородности среды и твердости частиц.