Қанның реологиялық қасиеттері. Тұтқырлық.

Реология – заттың деформациясы мен аққыштығы жайындағы ғылым. Қанның реологиясы (гемореология) деп тұтқырлы сұйық ретіндегі қанның биофизикалық ерекшеліктерін оқып- зерттеу деп түсінеміз. Реал сұйықта, оның молекулалары арасында ішкі үйкеліспен анықталатын өзара тартылыс күштері әсер етеді. Ішкі үйкеліс мысалы, сұйықты араластырғанда, сұйықта кедергі күшін тудырады, сұйыққа лақтырылған денелердің түсу жылдамдығын баяулатады, белгілі бір шарттарда сұйықтың ламинарлы ағысын тудырады.

Түрлі жылдамдықпен қозғалатын сұйықтың екі қабаты арасындағы ішкі үйкеліс күші сұйықтың табиғатына байланысты және жанасатын қабаттардың ауданына, жолардың арасындағы жылдамдық градиентіне тура пропорционал болатындығын Ньютон тағайындаған, сондықтан Ньютон теңдеуі деп аталады: F = Sd /dz ;

мұндағы d /dz - жылдамдық градиенті, — тұтқырлық коэффициенті немесе жәй тұтқырлық деп аталатын пропорционалдық коэффициент. Ол сұйықтың табиғатына байланысты болады. Тұтқырлық сұйықтың (газдың) күйіне, табиғатына, температурасына және молекулалық қасиеттеріне, байланысты. Температура жоғарылаған сайын газдың тұтқырлығы артады, ал сұйықтың тұтқырлығы кемиді

күші сұйықтың жанасатын қабаттарының беттеріне жанама әсер етеді және ол аса баяу қозғалатын сұйық қабатын жылдамдататындай, ал аса жылдам қозғалатын қабатты баяулататындай бағытталады. Берілген жағдайда жылдамдық градиенті сұйықтың қабаттары арасындағы жылдамдықтың өзгеру шапшаңдығын сипаттайды, яғни сұйықтың ағысына перпендикуляр бағыттағы өзгеру шапшаңдығын. Шекті мән үшін ол мынаған тең:

; Ньютон теңдеуінен ;

Тұтқырлықтың өлшем бірлігі:

СИ системасында [ ]=Н м/(м² м/с)=Н с/м²=Па* с ( Паскаль секунд ).

СГС системасында [ ]=дин см/(см² см/с)=дин с/см²=П (пуаз).

1 Па* с дегеніміз ағынның жылдамдық градиенті 1м /(с* м ) болғанда, ағын қабаттарының әрбір 1м² ауданына 1Н ішкі үйкеліс күшімен әсер ететін сұйықтың тұтқырлығы.

1 Пуаз дегеніміз- жылдамдық градиенті 1 см/с кезінде 1 см қабатқа 1 дина күш әсер ететін сұйықтың тұтқырлығы. 1 П ғалым Пуазейль құрметіне байланысты алынған. Осы өлшем бірліктердің арақатынасы: 1Па* с=10П немесе ;

Сұйық тұтқырлығын анықтаудың бірнеше тәсілдері бар: тұтқырлықтың абсолют шамасын анықтау- Стокс әдісі және тұтқырлықтың салыстырмалы шамасын анықтау әдісі- вискозиметрлік әдіс. Практикада сұйықтың тұтқырлығы салыстырмалы тұтқырлықпен ( ) сипатталады, ол дегеніміз берілген сұйықтың тұтқырлық коэффициентінің ( ) сол температурадағы судың тұтқырлық коэффициентіне ( ) қатынасын айтады:

;

Көптеген сұйықтарда (су, төменгі молекулалық органикалық қосылыстар, нақты ерітінділер, балқыған металдар мен олардың тұздары) тұтқырлық коэффициенті тек сұйықтың табиғаты мен температурасына ғана байланысты болады (температура жоғарылаған сайын тұтқырлық коэффициенті кемиді). Осындай сұйықтар ньютондық деп аталады. Кейбір сұйықтарда, көбінесе жоғары молекулалық (мысалы, полтмерлер ерітінділері) не дисперсті жүйелер (суспензиялар, эмульсиялар) болып табылатын сұйықтарда тұтқырлық коэффициенті ағынның тәртібіне - қысым мен жылдамдық градиентіне байланысты болады. Олар артқанда, сұйықтың тұтқырлығы сұйық ағынының ішкі құрылымының бұзылуы салдарынан, кемиді. Осындай сұйықтар құрылымды тұтқырлы деп не ньютондық емес деп аталады. Олардың тұтқырлығын тұтқырлықтың шартты коэффициенті деп аталатын коэффициентпен сипаттайды, осы коэффициент сұйық ағынының белгілі бір шарттарына қатысты болады ( қысым, жылдамдық).

Қан- ақуыз ерітіндісіндегі, яғни плазмадағы пішінді элементтердің суспензиясы болып табылады. Плазма- ньютондық сұйық. Пішінді элементтердің 93%-ын эритроциттер құрайтындықтан,, ықшамдап қарағанда қан физиологиялық ерітіндідегі эритроциттер суспензиясы деп айтуға болады. Сондықтан қатаң айтқанда қан ньютондық емес сұйыққа жату керек.Сонымен қатар қантамырларымен қанның ағысы кезінде тұтқырлығы артатын ағынның орталық бөлігінде пішінді элементтердің мөлшері артатындығы байқалады. Қанның тұтқырлығы соншалықты үлкен болмайтындықтан, осы құбылысты ескермей, оның тұтқырлық коэффициентін тұрақты шама деп есептейді.

Қанның салыстырмалы тұтқырлығы қалыпты шамасы 4,2—6. Патологиялық жағдайларда ол 2-3-ке дейін (анемия кезінде) төмендеуі мүмкін не 15- 20-ға дейін артуы (полицитемия кезінде) мүмкін, бұл эритроциттердің тұну жылдамдығына (СОЭ) әсер етеді. Қанның тұтқырлығының өзгеруі эритроциттердің тұну жылдамдығының (СОЭ) өзгеру себептерінің бірі. Қанның тұтқырлығының диагностикалық мәні бар. Кейбір жұқпалы аурулар қанның тұтқырлығын арттырады, ал кейбіреулері, мысалы, іш сүзегі мен туберкулез- төмендетеді.

Қанның сарысуының салыстырмалы тұтқырлығының қалыпты шамасы 1,64—1,69, ал патология кезінде- 1,5—2,0. Кезкелген сұйық сияқты, қанның тұтқырлығы температура төмендегенде- артады. Эритроцитті мембрананың қатаңдығы артқанда, мысалы, атеросклероз кезінде, қанның тұтқырлығы артады, ол жүрекке түсірілетін жүктеменің артуына әкеліп соғады. Қанның тұтқырлығы кең және ұсақ тамырларда бірдей емес, қантамырының диаметрінің тұтқырлыққа әсері 1 мм-ден кіші саңылауда біліне бастайды. 0,5 мм-ден жіңішке тамырларда тұтқырлық диаметрдің қысқаруына тура пропорционал кемиді, өйткені олардағы эиртроциттер ось бойымен жыланға ұқсас тізбекті орналасады және осы «жыланды» плазма қабаты қантамырлар қабырғасынан оқшаулап, қоршап тұрады.