ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
Российский национальный исследовательский медицинский университет
МИНЗДРАВСОЦРАЗВИТИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
КАФЕДРА ПАТОФИЗИОЛОГИИ
______________________________________________________
ПАТОФИЗИОЛОГИЯ
ГЕМОРЕОЛОГИИ
И
МИКРОЦИРКУЛЯЦИИ
Москва
2011
ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
РОССИЙСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
МИНЗДРАВСОЦРАЗВИТИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
КАФЕДРА ПАТОФИЗИОЛОГИИ
Рекомендуется Учебно-методическим объединением по медицинскому и фармацевтическому образованию Российской федерации в качестве учебного пособия для студентов медицинских ВУЗов
ПАТОФИЗИОЛОГИЯ
ГЕМОРЕОЛОГИИ
И
МИКРОЦИРКУЛЯЦИИ
Москва
2011
Патофизиология гемореологии и микроциркуляции. Методическая разработка для самостоятельной работы студентов лечебного, педиатрического и стоматологического факультета. Под редакцией проф. Г.В.Порядина, М., РНИМУ, 2011.
Данное пособие предназначается для работы как в аудитории, так и во внеаудиторное время и направлено на изучение современных представлений о гемореологии, микроциркуляции, основных форм их нарушений, их влияния на функции органов и систем и принципов коррекции этих нарушений.
Пособие составлено в соответствии с утвержденной Минздравом РФ программой и новым учебным планом для высших медицинских учебных заведений.
Составитель: доц. Н.Л.Богуш.
Под редакцией проф. Г.В.Порядина.
Подготовка издания: проф. Ж.М.Салмаси.
Российский национальный исследовательский медицинский университет, 2011
Богуш Н.Л.
ИНФОРМАЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ
Реологические свойства крови в норме и патологии
Реология (от греч. теку и - наука) - учение о деформациях и течении жидкостей. Единицами измерения являются сила сдвига и скорость сдвига, а их отношение называется вязкостью и выражается в сотых долях пуаза (сП). Таким образом, вязкость представляет собой величину внутреннего трения, или свойство жидкости оказывать сопротивление при смещении слоев. Чем меньше вязкость, тем больше текучесть, и, наоборот, чем больше вязкость, тем меньше (хуже) текучесть.
С позиций реологии жидкости можно разделить на ньютоновские, к которым применим закон И. Ньютона о ламинарном течении вязкой жидкости и к которым относятся истинные растворы - вода, масло, и неньютоновские, объединяющие суспензии, такие как, например, кровь, молоко, мокрота. Кровь как суспензия имеет 3 принципиальные отличия в текучести по сравнению с ньютоновскими жидкостями.
Вязкость крови меняется в зависимости от скорости ее тока (истинный раствор не меняет свою вязкость при любой скорости движения или в покое, если температура и давление постоянны).
Кровь протекает по трубочкам=сосудам с различным диаметром. При изменении диаметра сосуда вязкость крови изменяется, наименьшая она в капилляре - 1,7-2,0 сП).
Вязкость крови меняется в зависимости от соотношения форменных элементов и плазмы, которое различно в разных участках сосудистой сети (местный гематокрит), и может изменяться при изменении скорости кровотока (см. рис. 1), а также при некоторых патологических состояних.
Рисунок 1. Изменение местного гематокрита в микроциркуляторном русле в зависимости от скорости кровотока в приводящих артериях [по Мчедлишвили, 1970].
Кровоток через систему микроциркуляции определяется в первую очередь реологическими свойствами крови, меняющимися при патологии и особенно значительно при терминальных состояниях. Вязкость цельной крови составляет в норме около 4-5 сП (в 1,5 раза выше вязкости плазмы), а в патологических условиях колеблется между 1,7 – 22,6 сП.
Рассмотрим основные факторы, влияющие на реологические свойства крови.
Вязкость крови находится в обратной зависимости от скорости ее движения: чем меньше скорость, тем больше вязкость и хуже текучесть. Понижением скорости тока обусловлены, в частности, более высокие показатели вязкости венозной крови. При нарушении микроциркуляции в состоянии престаза вязкость крови повышается в 100-200 раз, в состоянии стаза - кровь теряет свою текучесть.
Показана прямая линейная зависимость вязкости от величины показателя гематокрита (отношение объема форменных элементов крови к объему крови; в норме около 0,45 л/л). Поскольку суммарный объем эритроцитов в 160 раз превышает таковой лейкоцитов и тромбоцитов, кровь можно рассматривать как 2-фазную систему - взвесь эритроцитов в плазме. При увеличении гематокрита с 0,40 до 0,50 л/л вязкость крови возрастает вдвое. Следует отметить колебания величины гематокрита в сосудистом русле (местный гематокрит): в капиллярах он равен 0,12 л/л, в смешанной венозной и артериальной крови – 0,45 л/л.
Эритроциты (при нормальном показателе гематокрита) способствуют уменьшению вязкости крови в капиллярах, т.к. кровь приобретает неньютоновские свойства именно за счет эритроцитов. Т.е. текучесть крови потому очень высока, что она очень высока у эритроцитов, которые ведут себя в микрососудах как капельки жидкости. Если в относительно больших сосудах вязкость цельной крови в 1,5 раза больше вязкости идентичного по концентрации раствора гемоглобина, то в капиллярах вязкость крови оказывается в 2 и более раз меньше таковой раствора гемоглобина. Решающим фактором в этой способности эритроцитов является их деформируемость (см. рис. 2). Установлена зависимость вязкости плазмы от деформируемости эритроцитов: чем меньше деформируемость, тем больше вязкость. «Жесткие» клетки увеличивают вязкость. Понижение деформируемости может быть обусловлено повышением концентрации ионов кальция в мембране эритроцитов, что наблюдается, в частности, при гипоксии. Вязкость повышается при увеличении в крови аномальных эритроцитов (например, сфероцитов) и эритроцитов, содержащих измененную структуру гемоглобина.
Величина вязкости обусловлена степенью агрегации форменных элементов, в первую очередь эритроцитов. Умеренная обратимая агрегация эритроцитов с образованием "монетных столбиков" в крупных сосудах признается нормальным физиологическим явлением. Она обеспечивает более эффективный перенос клеток в потоке и способствует оксигенированию тканей. Выраженная необратимая агрегация является патологическим явлением, повышающим вязкость крови. В свою очередь, повышенная вязкость стимулирует агрегацию форменных элементов.
Рисунок 2. Прохождение эритроцитов по капилляру, просвет которого меньше их диаметра. Икроножная мышца крысы. 20 сутки после денервации.
Пр - просвет сосуда; ЯЭн - ядро эндотелиальной клетки; Эр - эритроциты.
Вязкость крови зависит от белкового и липидного состава плазмы. Повышение содержания в плазме крупнодисперсных белков приводит к увеличению вязкости. Так, повышение глобулинов до 1-2% сопровождается увеличением вязкости вдвое. Повышают вязкость крови тромбин и, особенно, фибриноген (вязкость плазмы на 20% выше вязкости сыворотки). Повышают вязкость и продукты распада фибриногена (фибрина). Альбумин, напротив, понижает вязкость крови за счет того, что является активным дезагрегантом. Большое значение имеет липидный состав плазмы. Повышение вязкости крови обнаружено при увеличении отношения холестерин\фосфолипиды, при увеличении содержания липопротеидов низкой и очень низкой плотности, продуктов перекисного окисления липидов.
Ацидоз, в частности гиперкапния, является фактором, повышающим вязкость крови. Этот фактор, наряду со снижением скорости тока крови, обусловливает более высокую вязкость венозной крови .
Нарушение структурирования потока крови в микрососудах. В норме в середине потока находятся эритроциты, ориентированные продольно. При снижении кровотока или ухудшении состояния эритроцитов они располагаются поперек сосуда, приближаются к стенкам сосуда, что еще более затрудняет и замедляет кровоток (см. рис. 3).
Рисунок 3. Скорость эритроцитов, ориентированных вдоль оси сосуда, по сравнению с соседними, расположенными поперечно [по Мчедлишвили, 1986].