V. Практическое значение измерения вязкости для медицины.

1. Количественное значение вязкости крови дает ценные сведения для диагностики и лечения заболеваний в гематологии, особенно при заболеваниях крови и органов кроветворения.

2. По коэффициенту вязкости в гигиене питания судят о качестве некоторых продуктов, например, сахара, сиропа, соков.

3. Знание вязкости необходимо в медицине для установления механизмов многих явлений, таких как обмена веществ и энергии, диффузии веществ сквозь мембраны клеток, подвижности ионов в биологических системах.

4. Измеряют вязкость кровезаменителей и кровезамещающих жидкостей.

5. Центрифугирование разнообразных смесей широко применяется в биологии и медицине. Движение частиц в смесях, вращающихся в центрифуге, подчиняется законам движения тел в вязкой жидкости: в случае сферических частиц – закону Стокса.

6. Акустические колебания вызывают во внутреннем ухе человека колебания вязкой неньютоновской жидкости – эндолимфы, заполняющей улитку. В свою очередь колебания эндолимфы вызывают колебания клеток органа Корти, которые трансформируют механические колебания в электрические импульсы, поступающие в мозг человека. Процесс колебаний эндолимфы и клеток органа Корти приближенно подчиняется законам движения вязкой жидкости.

7. Действие вестибулярного аппарата связано с перемещением вязкой студенистой жидкости (перелимфы), заполняющей каналы данного аппарата. Перемещение перелимфы вызывает деформацию нервных клеток, которые сигнализируют о характере движения головы человека..

VI. КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВИЖЕНИЯ ВЯЗКОЙ ЖИДКОСТИ (обоснование методов измерения вязкости).

1. ФОРМУЛА НЬЮТОНА выражает силу внутреннего трения, возникающую между двумя слоями жидкости при их перемещении относительно друг друга, пропорциональную площади соприкосновения

слоев S и градиенту скорости

где  — коэффициент вязкости

S — площадь соприкасающихся слоев жидкости

grad = — градиент скорости (скорость сдвига), показывающий изменение течения скорости жидкости от слоя к слою, измеряемый отношением разности скоростей

течения двух близких слоев к кратчайшему расстоянию между нимих.

— разность скоростей двух слоев

х — расстояние между этими слоями

В случае, если градиент скорости величина переменная, формулу Ньютона записывают через производную:

Силы вязкости являются тангенциальными силами, то есть имеют направление вдоль поверхности соприкосновения слоев жидкости.

Физический смысл коэффициента вязкости: коэффициент вязкости численно равен силе внутреннего трения, возникающей между двумя слоями жидкости, отнесенной к единице площади, необходимой для поддержания градиента скорости, равного единице.

При S = 1 ед.площади, = 1, = F

Единицы измерения коэффициента вязкости:

СИ:

(Паскаль-секунда)

1 Пас — это вязкость такой жидкости, в которой при градиенте скорости равном единице, на каждый квадратный метр площади соприкосновения слоев действует сила равная 1 Н.

В медицине вязкость выражают в пуазах.

1 Пас = 10 П (пуаз) = 10³ сП (сантипуаз)

Коэффициент вязкости зависит:

1. от природы жидкости,

2. от температуры: с повышением температуры вязкость жидкости уменьшается, для газов — увеличивается.

Различают жидкости:

1. Ньютоновские – это жидкости у которых коэффициент вязкости не зависит от градиента скорости (от скорости сдвига). Коэффициент вязкости ньютоновских жидкостей зависит только от её природы и температуры. Они подчиняются линейному закону Ньютона, то есть это сплошная, однородная и изотропная среда. Так вязкость лимфы и плазмы крови хорошо описывается уравнением Ньютона. Это нормальная вязкость.

2. Неньютоновские — реологически более сложные жидкости, у которых коэффициент вязкости зависит от градиента скорости (от скорости сдвига), т.е. от условий течения жидкости. Коэффициент вязкости в этом случае не является константой вещества. Они обладают нелинейными свойствами. К ним относятся высокомолекулярные соединения, такие как растворы, полимеры, суспензии, эмульсии, системы биологического происхождения: кровь, синовиальная жидкость. Вязкость неньютоновских жидкостей зависит от ряда кинематических и динамических параметров. Это аномальная вязкость. Неньютоновские реологические свойства крови изменяют профили скорости в каналах экстракорпоральных устройств.

2.ФОРМУЛА ПУАЗЕЙЛЯ выражает объем жидкости, протекающей через капилляр, который зависит от радиуса капилляра, коэффициента вязкости, градиента давления и времени протекания жидкости:

— формула справедлива для ламинарного течения жидкости, где r – радиус сечения капилляра

— длина капилляра

Р = Р_вх – Р_вых – разность давлений на концах капилляра

grad P =

— градиент давления

t – время протекания жидкости

Для вычисления потока жидкости в сосуде важной характеристикой является объемная скорость течения, в частности крови.

Объемная скорость – это величина численно равная объему жидкости, протекающему за единицу времени через данное сечение трубы.

Объемная скорость жидкости выражается формулой Q =

Единица измерения м³/с

Для стационарного ламинарного течения реальной жидкости в цилиндрической трубе постоянного сечения формула Пуазейля приобретает вид:

Согласно этой формуле объемная скорость жидкости пропорциональна перепаду давления на единице длины трубы, четвертой степени радиуса трубы и обратно пропорциональна коэффициенту вязкости.

Для труб переменного сечения формула Пуазейля имеет вид

Гидравлическое сопротивление выражается формулой:

Тогда объемную скорость жидкости можно представить в виде:

Падение давления жидкости (в частности крови) зависит от объемной скорости и значительно от радиуса сосуда, выражается формулой: Р =Q∙R_гидр.

3. ФОРМУЛА СТОКСА выражает силу сопротивления при движении тела в жидкости, которая тормозит его движение, направлена в сторону противоположную скорости тела относительно среды.

Сила сопротивления при движении тел в жидкости зависит:

1) от формы тела

2) от размеров тела

3) от коэффициента вязкости

4. от скорости движения тела

Общая закономерность закона Стокса выражается формулой:

где  и k – численный коэффициент, определяющий геометрическую форму тела.

В случае установившегося движения для тел шарообразной формы, движущихся с небольшой скоростью, сила сопротивления жидкости пропорциональна коэффициенту вязкости жидкости, радиусу шара, скорости движения и имеет вид:

где r – радиус шарика

 — скорость поступательного движения шарика

 — коэффициент вязкости

VII. СПОСОБЫ ИЗМЕРЕНИЯ ВЯЗКОСТИ

Жидкости, содержащиеся в организме подразделяют на внутриклеточные и вне клеточные.

Все жидкости, входящие в состав тканей организма человека, обладают вязкостью, величина которой варьируется в определенных интервалах как в норме, так и в патологии.

Вязкость биологических систем определяется главным образом структурной ее частью. Так, например, вязкость содержимого клетки-цитоплазмы обусловлена структурой входящих в ее состав биополимеров и является аномальной. Вязкость цитоплазмы колеблется в пределах от 2 до 50 сП и зависит от периодов клеточного цикла. Кроме того, вязкость в разных частях клетки различна. Вязкость протоплазмы является важным физико-химическим показателем функционального состояния: при возбуждении и повреждении вязкость протоплазмы увеличивается, а при глубоком наркозе уменьшается.

Особую группу составляют методы измерения вязкости жидкостей в малых объемах среды. Они основываются на наблюдении броуновского движения и диффузии частиц. Методы измерения вязкости в биологии и медицине чаще всего относятся к методам измерения вязкости в малых объемах среды.

Широкий диапазон величин вязкости и условий их измерений обуславливает большое разнообразие методов и конструкций приборов для измерения вязкости. Наиболее употребительными являются следующие приборы для измерения вязкости:

1. Капиллярные вискозиметры, основанные на законе Пуазейля

2. Вискозиметры, основанные на законе Стокса.

3. Ротационные вискозиметры, основанные на законе Ньютона

4. Капиллярный вискозиметр Гесса, предназначенный для сравнения вязкости крови с вязкостью воды.

1. МЕТОД КАПИЛЛЯРНЫХ ТРУБОК (капиллярного вискозиметра) применяется для измерения  невязких жидкостей. Широко используется в медицине, в частности для измерения вязкости крови. Метод основан на формуле Пуазейля. Капиллярный вискозиметр состоит из градуированной бюретки и присоединенного к ней вертикально расположенного стеклянного капилляра. Бюретку наполняют исследуемой жидкостью, которая под действием силы тяжести медленно вытекает из нижнего конца капилляра. Однако с понижением уровня жидкости в бюретке и, соответственно с уменьшением разности давлений на концах капилляра Р = Р₁ – Р₂, скорость истечения жидкости постепенно уменьшается. Поэтому непосредственно использование формулы Пуазейля для определения вязкости жидкости не представляется возможным: необходим учет изменения разности давлений на концах капилляра в процессе понижения уровня жидкости в бюретке. Для того чтобы исключить градиент давления – переменной величины, изменяющейся от слоя к слою по мере истечения жидкости, используют метод сравнения, то есть сравнивают коэффициент вязкости исследуемой жидкости с коэффициентом вязкости эталонной (например, дистиллированной водой). Для этого через капилляр пропускают одинаковые объемы исследуемой и эталонной жидкостей.

Прибор для определения вязкости жидкостей

1 – градуированная бюретка

2 – капилляр

3 – воронка

4 – сосуд для вытекающей жидкости

На практике измеряют время истечения жидкости между метками. Вывод расчетной формулы для определения _х :

V_o – объем эталонной жидкости

V_x – объем исследуемой жидкости

V_o = V_x

где

где _о – коэффициент вязкости дистиллированной воды

_о — плотность воды при температуре опыта

t_o – время истечения указанного объема воды

t_x — время истечения исследуемой жидкости

_х – плотность исследуемой жидкости

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. До начала работы промывают дистиллированной водой стеклянную аппаратуру: бюретку, капилляр, воронку.

2. Наполняют бюретку дистиллированной водой на несколько сантиметров выше уровня h₁, после чего с помощью секундомера определяют время истечения t_o объема V воды (например, 20 см³) от начального h₁ до конечного уровня h₂. Измерения выполняют три раза и из найденных значений находят их среднее арифметическое.

3. Подобные измерения выполняют с растворами постепенно возрастающих концентраций С₁, С₂, С₃, предварительно перед каждым измерением промывая бюретку исследуемой жидкостью.

4. По окончании измерений промывают аппаратуру дистиллированной водой.

5. По рабочей формуле вычисляют величину коэффициента вязкости исследуемых растворов, относительную и абсолютную погрешности для какого-либо одного измерения.

6. Результаты измерений представляют в виде графика зависимости коэффициента вязкости  для водных растворов глицерина от их концентрации

 = f(C).

Таблица результатов измерений времени истечения дистиллированной воды

№ п/п					При
Размерность	c	C	c	c	г/см3	сП
					1	1

Плотность водных растворов глицерина

*Справочные данные

Концентрация с %	10%	20%	30%	40%
Плотность ρ г/см	1,02	1,04	1,06	1,08

Таблица результатов измерений η для растворов глицерина различных

концентраций

Раствор №1

№ п/п								ε
Размерность	С	с	С	с	г/см3	сП	сП	%	сП
1.
2.
3.

Раствор №2

№ п/п								ε
Размерность	С	с	С	с	г/см3	сП	сП	%	сП

Обработка полученных результатов измерения

1. Рабочая формула:

2. Относительная погрешность результата измерения:

3. Абсолютная погрешность:

4. Окончательный результат измерения: сП

Сводная таблица коэффициентов вязкости водных растворов

глицерина от их концентрации

Концентрация растворов с %	0%
Коэффициент вязкости раствора (сП)	1 сП

Полученную зависимость η = f(с%) построить графически на миллиметровой бумаге. По графику найти коэффициент вязкости η_х для концентрации раствора глицерина, например С_х = 15%, 25% (по указанию преподавателя).

2. МЕТОД СТОКСА (метод падающего шарика) применяется для измерения  вязких жидкостей, (например, масла). Прибор для определения вязкости по методу падающего шарика представляет собой вертикальную длинную стеклянную трубу, наполненную касторовым маслом. Верхний конец трубы закрыт пробкой, в которую вставлена воронка для введения шарика. Это заставляет шарик падать вдоль оси трубы, не касаясь стенок сосуда. Труба снаружи имеет две метки, которые определяют некоторый отрезок пути равномерного движения шарика. Опуская последовательно шарики через воронку в сосуд, измеряют время, за которое шарик проходит этот путь. Затем, вычисляя скорость падения шарика в этой среде, определяют коэффициент вязкости исследуемой жидкости.

Выведем расчетную формулу. При падении шарика в жидкости, на него действуют три силы: сила тяжести шарика, архимедова сила и сила сопротивления жидкости. Движение шарика будет равномерным при условии:

СХЕМА УСТАНОВКИ:

где -объем шарика

— формула справедлива при падении шарика в безграничной среде и не учитывает влияние стенок на падение шарика.

где r — радиус шарика

_ж – плотность жидкости

_ш – плотность шарика

 = l/t – cкорость падения шарика

В медицинской практике для диагностики при клинических исследованиях крови определяют скорость оседания эритроцитов (СОЭ), в основе которого лежит метод Стокса.

Метод может быть использован для определения времени оседания частиц пыли, что важно с санитарно-гигиенической точки зрения для профилактики заболеваний, связанных с загрязнением атмосферного воздуха в условиях производства.

VIII. ВЯЗКОСТЬ КРОВИ И ЕЕ ИЗМЕРЕНИЕ

Определение вязкости крови в медицине имеет существенное диагностическое значение.

КРОВЬ – неньютоновская жидкость, состоящая из жидкой части плазмы и взвешенных в ней форменных элементов (клеток): эритроцитов (красных кровяных телец), лейкоцитов (белых кровяных телец), тромбоцитов (кровяных пластинок). Вязкость крови обусловлена наличием белков и эритроцитов. Кровь относится к вязко-пластическим жидкостям.

Вязкость крови человека зависит от множества факторов: от температуры, от состава крови (вязкость венозной крови больше артериальной), от концентрации эритроцитов (растет с увеличением эритроцитов), от деформируемости эритроцитов, от концентрации белков в плазме (возрастает при повышении концентрации белка), от пола ( у мужчин в норме больше 4,3 – 5,3, чем у женщин 3,9-4,5), от возраста (у новорожденных в 1,5 раза больше), от степени сгущения, от внешних химических и радиоактивных воздействий, применения лекарственных препаратов.

Повышение температуры человеческого тела приводит к изменению вязкости крови и способствует нарушению функционирования сердечно-сосудистой системы. Развитие нового научного направления – криобиология также ставит задачу определения температурной зависимости коэффициента вязкости биологических жидкостей.

Определение вязкости крови во взаимосвязи с рядом других анализов крови имеет большое значение для оценки состояния больного и для постановки правильного диагноза по ряду болезней: лейкозы, сердечная недостаточность, интоксикации и др. При некоторых инфекционных заболеваниях, а также при тяжёлой физической работе вязкость крови увеличивается; при туберкулезе, брюшном тифе, анемиях – уменьшается.

При оценке вязкости крови возникают существенные затруднения, которые в частности, связаны использованием антикоагулянтов при взятии проб крови, что сказывается на её вязкости.

Относительной вязкостью крови называют отношении вязкости крови к вязкости воды.

В норме вязкость крови у здоровых людей по сравнению с вязкостью воды (относительная вязкость) равна 4,0 – 5,0 сП, в патологических случаях колеблется от 1,7 до 22,9 сП.

Вязкость плазмы определяется концентрацией белков и в норме составляет 1,2 сП при 37ºС. Вязкость плазмы практически не зависит от скорости сдвига, т.е. по свойствам она близка к ньютоновской жидкости.

В современной медицине широко используются кровезамещающие жидкости, обладающие многочисленными свойствами крови. К кровезаменителям предъявляют ряд требований: кровезамещающий раствор должен быстро нормализовать артериальное давление, не быть токсичным. По физико-химическим свойствам, таким как вязкость, осмолярность должны быть близки к показателям плазмы крови. Поэтому определение вязкости кровезаменителей играет важную роль для практической медицины.

КАПИЛЛЯРНЫЙ ВИСКОЗИМЕТР ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЯЗКОСТИ КРОВИ

1. Назначение вискозиметра.

Вискозиметр Гесса ВК-4 предназначен для определения вязкости крови.

2. Принцип действия вискозиметра.

Основан на том, что скорости продвижения жидкостей в одинаковых, по своему внутреннему сечению капиллярах при одинаковых температурах и давлениях зависят от величины силы внутреннего трения между молекулами исследуемых жидкостей, то есть от вязкости этих жидкостей. Определение вязкости крови сводится к сравнению скоростей продвижения крови и дистиллированной воды в строго одинаковых капиллярах при одинаковых условиях. Вискозиметр состоит из двух совершенно одинаковых градуированных пипеток, прикрепленных параллельно друг к другу на подставке. Каждая из пипеток имеет в своей средней части тонкий стеклянный капилляр (1). Пипетки соединены стеклянным тройником (2), на который надета резиновая трубка (3), оканчивающаяся грушей (4), служащим для отсасывания воздуха из прибора. Достоинством вискозиметра ВК-4 является использование малого количества исследуемой жидкости, что важно в клинической практике.

Работа с прибором

1.Перед началом работы капиллярные пипетки должны быть безукоризненно очищены концентрированным аммиаком, промыты спиртом и просушены. От чистоты капиллярных пипеток зависит беспрепятственное продвижение жидкостей в капиллярах и, следовательно, правильность показания при определении вязкости крови.

2. После промывки и просушки прибора следует убедиться в тщательности подготовки прибора и в правильности его показаний. Для этого в правую пипетку, также как и в левую, втягивают до метки “0” дистиллированную воду, а затем втягивают одновременно оба столбика дистиллированной воды до метки “5”. Если оба столбика воды в обоих пипетках одновременно заняли положение метки «5“,то прибор готов к работе и его показания будут верными. После проверки прибора его вновь следует промыть спиртом и просушить.

3. Производство анализа: открывают кран (5) и с помощью груши засасывают в правую пипетку вискозиметра дистиллированную воду до метки “0”, после чего кран закрывают.

4. Производят укол пальца и подносят конец левой пипетки к выступившей капле крови и засасывают ее также до метки “0” (в работе используют какой –либо кровезаменитель).

5. Отняв вискозиметр от пальца, открывают кран и грушей начинают отсасывать воздух из обеих пипеток, при этом вода и кровь начинают продвигаться вдоль градуированных частей пипеток. Отсасывание прекращается тогда, когда кровь находящаяся в левой пипетке, достигнет метки “1” . Так как вода обладает меньшей вязкостью по сравнению с кровью, то она продвинется в правой пипетке на большее расстояние. Записывают деление шкалы, до которого дойдет водяной столбик. Искомое отношение коэффициента вязкости воды выразится условной длиной водяного столбика в правой пипетке вискозиметра.

В вискозиметре Гесса непосредственно получают значение относительной вязкости крови.

Относительной вязкостью крови называется отношение вязкости крови к вязкости воды при той же температуре.

Б. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЯЗКОСТИ КРОВЕЗАМЕНИТЕЛЯ (аминокровина)

В работе с помощью капиллярного вискозиметра Гесса ВК-4 определяют вязкость кровезаменителя (аминокровина).

Жидкость	Длина пути, пройденного жидкостью в капилляре вискозиметра Гесса (в делениях шкалы)	Коэффициент вязкости (сП)
Вода Аминокровин

Литература

1. А.Н.Ремизов, А.Г. Максина, А.Я. Потапенко «Медицинская и биологическая физика», Москва,4-ое издание, Дрофа,2003 г. стр.113-121

2. В.О. Самойлов, «Медицинская биофизика», Санкт-Петербург, СпецЛит,2004 г. с 389-394.

3. В.Ф Антонов, А.В Коржуев «Физика и биофизика» Курс лекций для студентов медицинских вузов, Москва, Издательская группа «Гэотар-Медиа»., 2006 г., с 153-164

4. В.А. Антонов, А.М. Черныш «Биофизика», Москва, Владос, 2000 г., с 181- 187.

Гемодинамика

studfile.net

Биореология.

Лекция 5.

Биореология — раздел физики, изучающий течение биоло-гических жидкостей, обладающих вязкостью и пластичных.

В предыдущей лекции мы отметили, что у большинства жидкостей коэффициент вязкости зависит от природы жидкости и от температуры. Эти жидкости называются ньютоновскими жидкостями.

У некоторых жидкостей, преимущественно высокомолекулярных, коэффициент вязкости зависит не только от температуры и природы жидкости, но и от режима течения, градиента скорости, давления и др. факторов. Такие жидкости называются неньютоновскими. В качестве примера неньютоновских жидкостей кровь. Это пластичная, вязкая жидкость. Она относится к неньютоновским жидкостям из-за своего состава: кровь – это суспензия форменных элементов в белковом растворе- плазме.

В биореологии из-за пластичности жидкостей формула Ньютона записывается в иной форме

.

Это связано с тем, что высокомолекулярные вещества образуют крупные агрегаты и их следует рассматривать как сплошные среды. Например, кровь образует агрегаты в виде монетных столбиков из эритроцитов. В расчет принимаются только

эритроциты, т.к.

эритроцитов в крови в 50 раз больше, чем тромбоцитов и лейкоцитов. Поэтому реологические свойства кро-

Рис. 5.1

ви определяются толь-ко концентрацией и.

механическими свойствами эритроцитов. Как видно из рисунка при движении крови наблюдается деформация сдвига. Поэтому формулу Ньютона преобразуют в формулу, похожую на закон Гука, описывающий деформацию твердых тел.

В уравнении (5.1) — напряжение сдвига,— скорость сдвига.

Кривые течения – графики зависимости напряжения сдвига от скорости сдвига.

На рис. 5.2 кривая 1 соответствует ньютоновской жидкости. Видим, что ньютоновская жидкость начинает течь при самых небольших скоростях сдвига. Кривая 2 соответствует неньютоновской жидкости, т.е. вязко-пластичной жидкости. Здесь жидкость начинает течь только при

Рис. 5.2

. предел

текучести. Это связано с тем, что для приведения в движение агрегатов – монетных столбиков нужны дополнительные усилия в сравнении с ньютоновскими жидкостями.

Зависимость коэффициента вязкости крови от различных физических факторов.

1. от градиента скорости (скорости сдвига)

1 –эффективная вязкость,

2 – коэффициент вязкости ньюто-новской жидкости (взяли равный кажущейся вязкости крови – предельной вязкости).

Рис. 5.3

Из графика видно, что с увеличением скорости сдвига, т.е. с увеличением , эффективная вязкость крови резко падает и при γ > 100 с^-1 вязкость крови становится равной некоторому предельному значению, остающемуся далее неизменным как у ньютоновской жидкости. Это происходит оттого, что агрегаты эритроцитов с увеличением градиента скорости распадаются, следовательно, кровь находится под напряжением .

Предельное значение вязкости крови называют кажущейся вязкостью.

2) От гематокритного показателя (гематокрита) ,

т.е. от концентрации эритроцитов в крови:

С увеличением гематокритного показателя вязкость крови падает, т.к. увеличивается число комплексов и увеличиваются их раз

меры.

Рис. 5.4

studfile.net

Вязкость крови

Вязкость крови – это соотношение числа форменных элементов крови и объема ее жидкой части (плазмы). Это невероятно важный показатель состояния крови. Он определяет максимальный срок нормальной работы кровеносной системы, ведь чем выше вязкость, тем быстрее «изнашивается» сердце.

Симптомы изменения вязкости крови

Кровь состоит из плазмы и клеток. Если форменных элементов (клеток) становится больше, чем плазмы, то вязкость крови повышается, и наоборот. Это влияет на артериальное давление и скорость, с которой кровь течет по артериям. Коэффициент вязкости крови увеличился? Кровь сгущается и транспортная функция затрудняется. Это приводит к нарушению окислительно-восстановительных процессов в тканях и органах всего организма, включая печень, мозг и почки.

О том, что качество крови снижено, и она не может выполнять все свои функции, могут говорить следующие клинические проявления:

• общая слабость;
• головные боли;
• тяжесть в ногах;
• утомляемость;
• депрессивное состояние;
• рассеянность;
• повышение артериального давления;
• раздражительность;
• сонливость;
• сухость во рту;
• постоянно холодные ноги и руки;
• появление узелочков на венах.

При снижении вязкости крови какие-либо симптомы отсутствуют.

Что вызывает изменение вязкости крови?

Повышение вязкости крови вызывают снижение температуры тела, тяжелая и длительная работа, малое употребление жидкости и прием алкоголя. В некоторых случаях этот показатель увеличивается при вдыхании паров эфира, употреблении мочегонных, потогонных или жаропонижающих средств. Также повышенная вязкость крови может возникнуть при неправильном питании, когда человек сильно ограничивает употребления поваренной соли, кушает не чаще 2 раз в сутки, переедает или употребляет значительное количество белковых и крахмалистых продуктов за один прием пищи.

Снижают вязкость крови:

• длительная умеренная работа;
• горячие ванны;
• препараты хинного дерева;
• повышение температуры тела;
• высокий уровень кислорода в крови;
• фосфорная кислота.

Определение вязкости крови

Определение вязкости крови проводят с помощью специального прибора – вискозиметра. В одну из капиллярных пипеток устройства набирают дистиллированную воду, а во вторую такое же количество крови из пальца. После этого проворачивают трехходовой кран, чтобы соединить обе пипетки с резиновой трубочкой, через которую вытягивается из них воздух для образования вакуума. Столбики воды и крови начинают продвигаться вперед с различной скоростью, которая зависит от вязкости. Результат такого анализа крови на вязкость можно увидеть на шкале градуированной пипетки.

Как увеличить вязкость крови?

В норме показатель вязкости крови у мужчин равен 4,3-5,4, а у женщин – 3,9-4,9.

Если ваши результаты анализа меньше, то вам стоит:

1. Соблюдать нормальный питьевой режим.
2. Избегать горячих ванн.
3. Сбить температуру при ее повышении.

При увеличении коэффициента вязкости крови, необходимо:

1. В первую очередь сбалансировать питание и пить больше воды, травяного или зеленого чая, овощных или фруктовых соков.
2. Чтобы обеспечить свой организм строительным материалом для восстановления клеток крови и стенок сосудов, следует регулярно питаться (3-4 раза в сутки), включить в рацион больше морепродуктов и овощей (желательно не готовить их, а кушать сырыми).
3. Не употреблять в пищу бананы, йогурты и листовые овощи.

Снижению вязкости крови способствуют чеснок и лук. Ежедневно съедайте 1 дольку чеснок и половинку сырой луковицы. Вещества, содержащиеся в них, препятствуют слипанию кровяных клеток.

 

womanadvice.ru

Как называется анализ крови на вязкость? Гематокрит понижен

Анализ крови может сказать многое о состоянии здоровья человека. Информативными могут стать показатели количества эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов. А еще исследование плазмы говорит о состоянии гематокрита (НТС). Он может быть понижен или повышен.

Слово «гематокрит» применяется не так часто, а вот о вязкости крови слышали многие. Хотя эти выражения идентичны. То есть гематокрит представляет собой соотношение красных кровяных клеток по отношению к плазме. Как его повышенный, так и пониженный уровень говорит о патологическом состоянии организма.

Что такое гематокрит

Кровь состоит из красных клеток, которые называются эритроцитами. Гематокрит определяет уровень эритроцитов в крови. В общем анализе эти данные могут отсутствовать, поэтому проводится дополнительное исследование.

Как называется анализ крови на вязкость? Он называется анализом на гематокрит. Кроме того, может сдаваться комплексный анализ на свертываемость, который называется «коагулограмма крови», что показывает, и так ясно — уровень свертываемости человеческой кровяной жидкости и активированное частичное тромбопластиновое время. Анализы указывают процентное составляющее эритроцитов. При указаниях больше нормы это говорит об изменениях в крови.

У каждого человека средний объем эритроцитов может быть индивидуальным. Жидкая часть крови называется плазмой, ее в человеческой жидкости больше всего, до 60 %. Остальные 40 % составляют эритроциты (99 %) и совокупность тромбоцитов с лейкоцитами (1 %).

Для анализа определения АЧТВ подойдет любая кровь, ее помещают в специальную пробирку, а затем в центрифугу. После ее остановки наблюдается отделение эритроцитов, которые начинают оседать. По этим показателям можно определить, сколько в крови плазмы и кровяных клеток. Уровень гематокрита высчитывается по определенной формуле.

Как и для чего проводится анализ?

Как проверить вязкость крови? Анализ сдается в медицинских учреждениях, в которых имеется специальное приспособление для центрифугирования крови. В общем анализе указывается, повышен ли гематокрит, текучесть крови и другие данные. Во вкладыше с результатами он записывается как hct. При повышенных показателях можно говорить о патологическом процессе в организме, который может быть временным или постоянным.

Показания анализа и норма

Анализ крови НСТ определяет уровень гемоглобина. Его в обязательном порядке назначают беременным женщинам. Анализ способен выявить болезнь, которая приводит к отклонению от нормы показателей гематокрита.

Исследование может быть назначено и при других обстоятельствах:

1. Для выявления степени малокровия при пониженном уровне и полицитемии, если уровень повышен.
2. После проведенного лечения для выявления результативности, в этом случае должно измениться и суммарное число эритроцитов.
3. При необходимости проведения переливания крови или выбора другого метода терапии.
4. Для определения степени обезвоживания организма.

Норма может быть различной, это зависит от возраста, пола и индивидуальных особенностей отдельно взятого организма.

Если взять мужчин, то показателями нормы будут такие данные — 44-50 %. Вязкость крови у женщин считается нормальной при таких показателях — 36-42 %. Гематокрит младенцев в среднем составляет 54-68 %.

При наличии каких признаков рекомендуется сдать анализ на гематокрит?

Теперь известно, как называется анализ крови на вязкость. А вот при каких признаках он назначается, стоит выяснить.

Исследование может быть назначено исходя из состояния здоровья человека:

• при постоянной слабости и быстрой утомляемости;
• если человек часто теряет сознание;
• при бледности кожи;
• ощущается недостаток кислорода, что сопровождается одышкой;
• снижение зрения;
• регулярные головокружения и головные боли;
• увеличенная селезенка;
• ощущение прилива крови к лицу;
• сухость во рту и постоянная жажда;
• при мочеиспускании выделяется мало урины.

Причины пониженного гематокрита

Если гематокрит понижен, что это значит, какие причины тому способствуют и опасно ли это? Данные вопросы зачастую беспокоят многих пациентов.

Если железо будет поступать в организм в недостаточном количестве, то можно говорит о снижении гематокрита. Кроме того, на вязкость крови влияет снижение синтеза гемоглобина. В особенности данному состоянию подвержены представительницы прекрасного пола, которые длительное время сидят на жестких диетах или практикуют лечебное голодание.

В детском же возрасте гематокрит может быть понижен в результате таких причин:

1. Скудное питание, при котором в организм ребенка поступает мало продуктов, содержащих в своем составе железо. Это такие продукты, как мясо, яблоки, сок граната, гречневая каша.
2. Период ускоренного роста.
3. Болезни органов пищеварения, при которых происходит плохое всасывание железа.

Сниженный гематокрит не является отдельным заболеванием. Но он может оказывать негативное влияние на состояние иммунитета, плохую свертываемость крови и другие опасные последствия. Поэтому в любом возрасте необходимо следить за правильностью своего питания.

Также коэффициент вязкости крови снижается из-за больших кровопотерь. Случаются они на фоне таких состояний:

• длительные менструации;
• внутренние кровотечения;
• получение травм и переломов с повреждением внутренних органов или тканей;
• маточные кровотечения и т.д.

Снизиться гематокрит может из-за разжижения крови. На это могут повлиять больные почки, которые с трудом перерабатывают поступающую жидкость, увлечение человека солеными и острыми продуктами, длительное нахождение в лежачем состоянии.

При каких заболеваниях понижается гематокрит?

Если гематокрит понижен, что это значит и какие болезни этому способствуют? Снизиться Ht может на фоне различных патологий. Во взрослом возрасте к таким болезням можно отнести:

1. Нарушение структуры белка в гемоглобине.
2. Наличие генетических и аутоиммунных болезней.
3. Наличие различных инфекций, на фоне которых накапливается жидкость в тканях внутренних органов и подкожно-жировой клетчатке.
4. Миелома – наличие раковых клеток в плазме.
5. Опухолевый процесс в системе кроветворения и лимфе, который именуется гемобластозом.

У детей же чаще всего снижают гематокрит болезни, связанные с появлением кровотечений, снижением выработки эритроцитов в спинном мозге, высоким содержанием белка в крови.

Пониженный гематокрит у беременных

Во время беременности организм женщины вынужден перестраиваться и расходовать больше микроэлементов, что сказывается на иммунной системе. Происходят изменения и в системе кровообращения. Образуется новый круг, который связывает организм матери и плода. Это вызывает необходимость в дополнительном объеме крови. При ее увеличении концентрация взвешенных частиц остается прежней, а вот уровень плазмы возрастает. Таким образом, в анализе будет показан сниженный гематокрит, вязкость крови и уровень гемоглобина. Все это показатель нормы, если уровень не ниже 35 %.

Во втором триместре практически у каждой женщины снижаются показатели гематокрита, что тоже считается нормальным. Но если присутствует критическая разница, при этом наблюдаются сильные отеки, то лучше сообщить об этом врачу, так как данное состояние может быть опасным. В особенности необходимо регулярно сдавать кровь на анализ пациенткам, которые еще до беременности мучились гемолитическими состояниями, и при наличии наследственной предрасположенности.

Ложные результаты

Теперь понятно, как называется анализ крови на вязкость, и что он определяет. Но есть нюанс — бывают случаи, когда выходят ложные результаты.

В некоторых ситуациях не всегда целесообразны методы определения вязкости крови, так как результат будет временно занижен. Такое происходит после значительных кровопотерь или после менструации. Также искаженным будет результат, если кровь взята из того места, куда до этого вводили лекарственные средства, в результате чего она была разжижена под воздействием раствора. Искаженным будет результат и в том случае, если вены определенное время были перетянуты жгутом или бралась кровь из вены у лежачего человека. Все эти ситуации требуют повторной пересдачи крови.

Низкие показатели у ребенка: почему возникают?

До 10-летнего возраста у детей обычно показатель Ht постоянно колеблется. Поэтому нужно знать примерную норму показателя, чтобы выявить отклонение. Норма в каждом возрасте будет следующей:

• сразу после рождения показатель нормы у младенцев составляет 50-68 %;
• у детей до недельного возраста — 44-65 %;
• до месяца жизни — 30-42 %;
• до 12 месяцев — 29-41 %;
• в следующие годы до 10 лет показатели могут немного меняться, но в среднем нормой считается 36-44 %.

Что влияет на вязкость крови у детей?

В качестве причины снижения показателей гематокрита могут послужить наследственные патологические состояния системы кроветворения, либо приобретенные патологии, влияющие на показатель эритроцитов в крови. Нередко основным фактором такого состояния является малокровие.

Если ребенок пребывает на грудном вскармливании, повысить уровень гемоглобина можно путем увеличения в рационе матери железосодержащих продуктов. Если этого недостаточно, то назначаются лекарственные препараты с аналогичным действием.

Отклонения наблюдаются и у детей, чье физическое развитие слишком активно, в результате организму бывает недостаточно поступления железа. Все придет в норму, когда активный рост прекратится. Но если пониженный гематокрит не связан с железодефицитной анемией, то понадобится дополнительное обследование с целью выявления основной причины жидкой крови.

Кто в группе риска?

Существуют определенные категории людей, у которых чаще остальных имеются показатели сниженного гематокрита:

1. Женщины в положении, чей срок превысил 4 месяца.
2. Только что родившие женщины.
3. Люди с хроническими болезнями почек, печени и сердечно-сосудистой системы.
4. Дети, которые едят в малом количестве продукты с высоким содержанием железа.
5. Дети, активно растущие, но при этом не получающие в достаточном количестве полноценного питания.
6. Курильщики.
7. Лежачие больные.

Гематокрит понижен: как бороться?

Железодефицитная анемия устраняется не сложно. Главное — правильно скорректировать рацион питания, обогатив его следующими продуктами:

• яйца;
• бобовые блюда;
• красное мясо;
• мясо курицы;
• морепродукты;
• орехи;
• овощи и фрукты преимущественно красного цвета.

Чтобы железо хорошо усваивалось, одновременно начните прием витамина С. В большом количестве он содержится в цитрусовых, клубнике и помидорах.

Важную роль играет и витамин В12. Он содержится в таких продуктах:

• мясо;
• молочная продукция;
• рыба;
• болгарский перец;
• арахис;
• яйца;
• гречка.

Нехватка фолиевой кислоты восполняется печенкой, бобовыми культурами, зеленью и др.

Таким образом, теперь вы знаете, как называется анализ крови на вязкость, и сможете различать показатели нормы и отклонения от нее при получении результатов исследования на гематокрит. Следует учитывать и то, что у детей показатели эритроцитов могут часто меняться, что считается нормой. У новорожденных деток гематокрит будет чуть выше, чем у взрослых. В мужском организме процент вязкости выше женского. Если длительное время в анализах определяется снижение гематокрита, следует проконсультироваться по этому поводу с врачом. А если гематокрит меньше 13 %, то такого человека нужно в срочном порядке госпитализировать.

fb.ru

Вязкость — это… Что такое Вязкость?

        внутреннее трение, свойство текучих тел (жидкостей и газов) оказывать сопротивление перемещению одной их части относительно другой. В. твёрдых тел обладает рядом специфических особенностей и рассматривается обычно отдельно (см. Внутреннее трение в твёрдых телах).          Основной закон вязкого течения был установлен И. Ньютоном (1687):         

        где F — тангенциальная (касательная) сила, вызывающая сдвиг слоёв жидкости (газа) относительно друг друга; S — площадь слоя, по которому происходит сдвиг; (v₂ — v_l)/(z₂ — z₁) — градиент скорости течения (быстрота изменения её от слоя к слою), иначе — скорость сдвига (см. рис. 1). Коэффициент пропорциональности η называется коэффициентом динамической вязкости или просто В. Он количественно характеризует сопротивление жидкости (газа) смещению её слоёв. Величина, обратная В., φ =¹/_η называется текучестью.

         Согласно формуле (1), В. численно равна тангенциальной силе P_S = F/S (на единицу площади), необходимой для поддержания разности скоростей, равной единице, между двумя параллельными слоями жидкости (газа), расстояние между которыми равно единице. Из этого определения следует, что в Международной системе единиц (См. Международная система единиц) единица В. имеет размер н·сек/м², а в СГС системе единиц (См. СГС система единиц) — г/(см²·сек) (пуаз). 1 пз = 0,1 н·сек/м². Наряду с динамической В. η часто рассматривают так называемую кинематическую В. ν = η/ρ, где ρ — плотность жидкости или газа. Единицами кинематической В. служат, соответственно, м²/сек и см²/сек (Стокс). В. жидкостей и газов определяют Вискозиметрами.          В условиях установившегося слоистого течения (см. Ламинарное течение) при постоянной температуре В. газов и нормальных жидкостей (так называемых ньютоновских жидкостей (См. Ньютоновская жидкость)) — постоянная величина, не зависящая от градиента скорости. В таблице приведены значения В. некоторых жидкостей и газов:

        

        ——————————————————————————

        | Вещество                              | η при 20°С, 10^-3 н· |

        |                                              | сек/м² или спз      |

        |—————————————————————————-|

        | Водород . . . . . . . . . . . .        | 0,0088                  |

        |—————————————————————————-|

        | Азот . . . . . . . . . . . . . . .        | 0,0175                  |

        |—————————————————————————-|

        | Кислород . . . . . . . . . . .        | 0,0202                  |

        |—————————————————————————-|

        | Вода . . . . . . . . . . . . . . .       | 1,002                    |

        |—————————————————————————-|

        | Этиловый спирт . . . . . .         | 1,200                    |

        |—————————————————————————-|

        | Ртуть . . . . . . . . . . . . . . .      | 1,554                    |

        |—————————————————————————-|

        | Глицерин . . . . . . . . . . .         | Вязкость1500                   |

        ——————————————————————————

        

        

         Расплавленные металлы имеют В. того же порядка, что и обычные жидкости (рис. 2). Особыми вязкостными свойствами обладает жидкий гелий. При температуре 2,172 К он переходит в сверхтекучее состояние, в котором В. равна нулю (см. Гелий, Сверхтекучесть).

         В. — важная физико-химическая характеристика веществ. Значение В. приходится учитывать при перекачивании жидкостей и газов по трубам (нефтепроводы, газопроводы). В. расплавленных шлаков весьма существенна в доменном и мартеновском процессах. В. расплавленного стекла определяет процесс его выработки. По В. во многих случаях судят о готовности или качестве продуктов или полупродуктов производства, поскольку В. тесно связана со структурой вещества и отражает те физико-химические изменения материала, которые происходят во время технологических процессов. В. масел имеет большое значение для расчёта смазки машин и механизмов и т.д.

         Молекулярно-кинетическая теория объясняет В. движением и взаимодействием молекул. В газах расстояния между молекулами существенно больше радиуса действия молекулярных сил, поэтому В. газов определяется главным образом молекулярным движением. Между движущимися относительно друг друга слоями газа происходит постоянный обмен молекулами, обусловленный их непрерывным хаотическим (тепловым) движением. Переход молекул из одного слоя в соседний, движущийся с иной скоростью, приводит к переносу от слоя к слою определённого количества движения. В результате медленные слои ускоряются, а более быстрые замедляются. Работа внешней силы F, уравновешивающей вязкое сопротивление и поддерживающей установившееся течение, полностью переходит в теплоту.

         В. газа не зависит от его плотности (давления), так как при сжатии газа общее количество молекул, переходящих из слоя в слой, увеличивается, но зато каждая молекула менее глубоко проникает в соседний слой и переносит меньшее количество движения (закон Максвелла). Для В. идеальных газов в молекулярно-кинетической теории даётся следующее соотношение:

                 где m — масса молекулы, n — число молекул в единице объёма, Длина свободного пробега молекулы между двумя соударениями её с другими молекулами. Так как Т (несколько возрастает также и λ), то В. газов увеличивается при нагревании (пропорционально          В жидкостях, где расстояния между молекулами много меньше, чем в газах, В. обусловлена в первую очередь межмолекулярным взаимодействием (См. Межмолекулярное взаимодействие), ограничивающим подвижность молекул. В жидкости молекула может проникнуть в соседний слой лишь при образовании в нём полости, достаточной для перескакивания туда молекулы. На образование полости (на «рыхление» жидкости) расходуется так называемая энергия активации вязкого течения. Энергия активации уменьшается с ростом температуры и понижением давления. В этом состоит одна из причин резкого снижения В. жидкостей с повышением температуры (рис. 3) и роста её при высоких давлениях. При повышении давления до нескольких тыс. атмосфер η увеличивается в десятки и сотни раз. Строгая теория В. жидкостей, в связи с недостаточной разработанностью теории жидкого состояния, ещё не создана. На практике широко применяют ряд эмпирических и полуэмпирических формул В., достаточно хорошо отражающих зависимость В. отдельных классов жидкостей и растворов от температуры, давления и химического состава.          В. жидкостей зависит от химической структуры их молекул. В рядах сходных химических соединений (насыщенные углеводороды, спирты, органические кислоты и т.д.) В. изменяется закономерно — возрастает с возрастанием молекулярной массы. Высокая В. смазочных масел объясняется наличием в их молекулах циклов (см. Циклические соединения, Нафтены). Две жидкости различной В., которые не реагируют друг с другом при смешивании, обладают в смеси средним значением В. Если же при смешивании образуется химическое соединение, то В. смеси может быть в десятки раз больше, чем В. исходных жидкостей. На этом основано применение измерений В. в качестве метода физико-химического анализа (См. Физико-химический анализ).          Возникновение в жидкостях (дисперсных системах (См. Дисперсные системы) или растворах полимеров (См. Полимеры)) пространственных структур, образуемых сцеплением частиц или макромолекул, вызывает резкое повышение В. При течении «структурированной» жидкости работа внешней силы затрачивается не только на преодоление истинной (ньютоновской) В., но и на разрушение структуры (см. Реология).          Для нормальных вязких жидкостей между количеством жидкости Q, протекающей в единицу времени через капилляр, и давлением p существует прямая пропорциональность (см. Пуазёйля закон). Течение структурированных жидкостей не подчиняется этому закону, для них кривые зависимости Q от р выпуклы к оси давления (рис. 4), что объясняется непостоянством η. Аномальной В., характерной для структурированных жидких систем, обладают важнейшие биологические среды — Цитоплазма и Кровь.

         М. П. Воларович.

         Вязкость биологических сред определяется в большинстве случаев структурной вязкостью. В. жидкого содержимого клетки-цитоплазмы связана со структурой составляющих её биополимеров (См. Биополимеры) и субклеточных образований, что вызывает отклонения (характера тиксотропии (См. Тиксотропия)) вязкого течения от ньютоновского закона нормальных жидкостей. Методы измерения В. биологических сред — наблюдение скорости перемещения гранул при центрифугировании или железных опилок в магнитном поле, измерение среднего смещения броуновских частиц (см. Броуновское движение). Абсолютная вязкость цитоплазмы колеблется от 2 до 50 спз (1 спз = 10^-3н·сек/м²), она меняется в различных частях клетки и в разные периоды клеточного цикла. С понижением температуры ниже 12—15°С и при повышении её свыше 40—50°С вязкость цитоплазмы увеличивается. При воздействии облучения наблюдается сначала уменьшение вязкости, а затем, при увеличении дозы, — её возрастание.          Вязкость ликвора, лимфы и плазмы крови достаточно точно описывается ньютоновским законом вязкого течения, она исследуется в капиллярных или цилиндрических Вискозиметрах. Кровь — неньютоновская жидкость, так как содержит структурированные компоненты — белки и клетки крови, её вязкость у человека в норме 4—5 спз, при патологии колеблется от 1,7 до 22,9 спз, что отражается в реакции оседания эритроцитов (РОЭ).

         Лит.: Гaтчек Э., Вязкость жидкостей, пер. с англ., 2 изд., М. — Л., 1935; Труды совещания по вязкости жидкостей и коллоидных растворов, т. 1—3, М. — Л., 1941—45; Френкель Я. И., Кинетическая теория жидкостей, М. — Л., 1945; Фукс Г. И., Вязкость и пластичность нефтепродуктов, М., 1956; Голубев И. Ф., Вязкость газов и газовых смесей, М., 1959; Справочник химика, 2 изд., т. 1, Л. — М.,1963; Руководство по цитологии, т. 1—2, М. — Л., 1965—66; Heilbrunn L. V. The viscosity of protoplasm, W., 1958.

         Н. Н. Фирсов.

        

        Рис. 1. Схема однородного сдвига (вязкого течения) слоя жидкости, заключенного между двумя твердыми пластинками площадью S, из которых нижняя (А) неподвижна, а верхняя (В) под действием тангенциальной силы F движется с постоянной скоростью v₀; v(z) — зависимость скорости слоя от его расстояния z от неподвижной пластинки; Δx₀ — величина начального сдвига жидкости.

        

        Рис. 2. Вязкость некоторых расплавленных металлов в спз.

        

        Рис. 3. Измерение вязкости некоторых смазочных масел в зависимости от температуры (η дана в пз).

        

        Рис. 4. Зависимость количества жидкости Q, протекающей через капилляр в 1 сек, от давления p для нормальных (ньютоновских) и аномальных (неньютоновских) жидкостей.

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. 1969—1978.

Синонимы:

Антонимы:

• Вязкостный вакуумметр
• Вязкость магнитная

Смотреть что такое «Вязкость» в других словарях:

• ВЯЗКОСТЬ — ВЯЗКОСТЬ, или внутреннее трение, сопротивление, обнаруживающееся при перемещении одних частиц вещества по отношению к остальным. Понятие «внутреннее трение» приложимо как к жидким, так и к твердым и газообразным веществам, термин же В …   Большая медицинская энциклопедия

• Вязкость — (внутреннее трение) свойство растворов, характеризующее сопротивление действию внешних сил, вызывающих их течение. Источник: СП 82 101 98: Приготовление и применение растворов строительных 3.2 вязкость: Свойство текучих тел (жидкостей и газов)… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• ВЯЗКОСТЬ — ВЯЗКОСТЬ, внутреннее трение свойство текучих тел оказывать сопротивление движению. Чем больше вязкость жидкости, тем медленнее она течет. Вязкость жидкостей велика, вязкость газов чрезвычайно мала. У многих жидкостей вязкость возрастает с… …   Научно-технический энциклопедический словарь

• ВЯЗКОСТЬ — (внутреннее трение), свойство текучих тел газов и жидкостей оказывать сопротивление перемещению одной их части относительно другой. Основной закон вязкого течения установил И. Ньютон в 1647. Вязкость количественно характеризуется коэффициентом… …   Современная энциклопедия

• вязкость — (viscosity) – это внутреннее трение или сопротивление течению жидкости. Вязкость масла выступает важнейшим физико химическим свойством, оказывающим влияние на силу трения. Вязкость масла характеризуется двумя показателями: кинематической… …   Автомобильный словарь

• Вязкость — (внутреннее трение), свойство текучих тел газов и жидкостей оказывать сопротивление перемещению одной их части относительно другой. Основной закон вязкого течения установил И. Ньютон в 1647. Вязкость количественно характеризуется коэффициентом… …   Иллюстрированный энциклопедический словарь

• ВЯЗКОСТЬ — ВЯЗКОСТЬ, вязкости, мн. нет, жен. отвлеч. сущ. к вязкий. Вязкость свойство некоторых жидкостей. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 …   Толковый словарь Ушакова

• ВЯЗКОСТЬ — (внутреннее трение), свойство текучих тел (жидкостей и газов) оказывать сопротивление перемещению одной их части относительно Другой. В. тв. тел обладает рядом специфич. особенностей и рассматривается обычно отдельно (см. ВНУТРЕННЕЕ ТРЕНИЕ). Осн …   Физическая энциклопедия

• вязкость — ковкость; топкость, терпкость. Ant. жесткость Словарь русских синонимов. вязкость сущ., кол во синонимов: 6 • вибровязкость (1) • …   Словарь синонимов

• Вязкость — сопротивление, оказываемое телом движению отдельной егочасти без нарушения связи целого. Такое движение составляетхарактеристику жидкостей, как капельных , так и упругих , т.е. газов.Малейшая Сила приводит в движение часть жидкого тела и вызывает …   Энциклопедия Брокгауза и Ефрона

• Вязкость — – свойство жидкостей и дисперсных систем сопротивляться перемещению одного слоя относительно другого, обусловленное силами межмолекулярного взаимодействия вследствие проявления сил внутреннего сцепления (трения). [Ушеров Маршак А. В.… …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

dic.academic.ru

§3. Вязкость жидкости. Формула Ньютона.

Коэффициент вязкости.

Вязкость – одно из важнейших явлений, наблюдающихся при движении реальной жидкости.

Всем реальным жидкостям (и газам) в той или иной степени присуща вязкость или внутреннее трение. При течении реальной жидкости между ее слоями возникают силы трения. Эти силы получили название сил внутреннего трения или вязкости.

Вязкость – это трение между перемещаемыми относительно друг друга слоями жидкости (или газа).

Силы вязкости (внутреннего трения) направлены по касательной к соприкасающимся слоям жидкости и противодействуют перемещению этих слоев относительно друг друга. Они тормозят слой с большей скоростью и ускоряют медленный слой. Можно указать две основные причины, обуславливающие вязкость:

Во-первых, силы взаимодействия между молекулами соприкасающихся слоев, движущихся с различными скоростями;

Во-вторых, переход молекул из слоя в слой, и связанный с этим перенос импульса.

Вследствие этих причин слои взаимодействуют друг с другом, медленный слой ускоряется, быстрый замедляется. В жидкостях ярче выражена первая причина, в газах – вторая.

Рис. 9

Для выяснения закономерностей, которым подчиняются силы внутреннего трения, рассмотрим следующий опыт. Возьмем две горизонтальные пластины со слоем жидкости между ними (рис.9). Верхнюю пластину приведем в движение с постоянной скоростью . Для этого к пластине надо приложить силудля преодоления силы трения, действующей на пластину при ее движении в жидкости. Слой жидкости, прилегающий непосредственно к верхней пластине, благодаря смачиванию прилипает к пластине и движется вместе с ней. Слой жидкости, прилипший к нижней пластине, удерживается вместе с ней в покое,. Промежуточные слои движутся так, что каждый верхний из них обладает скоростью большей, чем под ним лежащий. Стрелками на рис.9 показан «профиль скорости» потока. Вдоль осиr, перпендикулярной вектору , скорость нарастает. Измерение скорости характеризуют величиной.

Величина показывает, какое измерение скорости приходится на единицу длины вдоль направления изменения скорости, т.е.определяет быстроту изменения скорости и направления, перпендикулярной самой скорости. От этой величины зависит трение между слоями. Величинаизмеряется в.

Ньютон установил, что сила трения между двумя слоями жидкости прямо пропорциональна площади соприкосновения слоев и величине:

. (13)

Формула (13) называется формулой Ньютона для вязкого трения. Коэффициент пропорциональности получил название коэффициента вязкости (внутреннего трения). Из (13) видно, что

В системеединицей измерения коэффициента вязкости является

(паскаль – секунда),

в СГС – системе коэффициент вязкости измеряется в (пуазах), причем

Жидкости, для которых выполняется формула Ньютона (13) называют ньютоновскими. Для таких жидкостей коэффициент вязкости зависит только от температуры. Из биологических к ньютоновским жидкостям можно отнести плазму крови, лимфу. Для многих реальных жидкостей соотношение (13) строго не выполняется. Такие жидкости называют неньютоновскими. Для них коэффициент вязкости зависит от температуры, давления и ряда других величин. К таким жидкостям относятся жидкости с крупными сложными молекулами, например, цельная кровь.

Вязкость крови здорового человека , при паталогии колеблется от, что сказывается на скорости оседания эритроцитов. Вязкость венозной крови больше, чем артериальной.

studfile.net

02.ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КРОВИ

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КРОВИ

Функции крови во многом определяются ее физико-химическими свойствами, к которым относятся: цвет, относительная плотность, вязкость, осмотическое и онкотическое давление, коллоидная стабильность, суспензи­онная устойчивость, рН, температура.

Цвет крови. Определяется наличием в эритроцитах соединений гемо­глобина. Артериальная кровь имеет ярко-красную окраску, что зависит от содержания в ней оксигемоглобина. Венозная кровь темно-красная с синева­тым оттенком, что объясняется наличием в ней не только окисленного, но и восстановленного гемоглобина и карбогемоглобнна. Чем активнее орган и чем больше отдал кислорода тканям гемоглобин, тем более темной выглядит

венозная кровь.

Относительная плотность крови колеблется от 1050 до 1060г/л и за­висит от количества эритроцитов, содержания в них гемоглобина, состава плазмы. У мужчин за счет большего числа эритроцитов этот показатель вы­ше, чем у женщин. Относительная плотность плазмы равна 1025-1034 г/л,

эритроцитов -1090 г/л.

Вязкость крови — это способность оказывать сопротивление течению жидкости при перемещениях одних частиц относительно других за счет внутреннего трения. В связи с этим, вязкость крови — это сложный эффект взаимоотношений между водой и макромолекулами коллоидов с одной сто­роны, плазмой и форменными элементами — с другой. Поэтому вязкость плазмы в 1,7-2,2 раза, а крови — в 4-5 раз выше, чем воды. Чем больше в плазме крупномолекулярных белков ( фибриногена), липопротеинов, тем ее вязкость больше. Вязкость крови возрастает при увеличении гематокритного числа. Повышению вязкости способствует снижение суспензионных свойств крови, когда эритроциты начинают образовывать агрегаты. При этом отме­чается положительная обратная связь — повышение вязкости, в свою очередь, усиливает агрегацию эритроцитов. Поскольку кровь — неоднородная среда и относится к неньютоновским жидкостям, для которых свойственна структур­ная вязкость, постольку снижение давления потока, например, артериально­го, увеличивает вязкость крови, а при повышении давления крови из-за раз­рушения ее структурированности вязкость падает.

Вязкость крови зависит от диаметра капилляров. При его уменьшении менее 150 мк вязкость крови начинает снижаться, что облегчает ее движение в капиллярах. Механизм этого эффекта связан с образованием пристеночного слоя плазмы, вязкость которого ниже, чем у цельной крови, и миграцией эритроцитов в осевой ток. С уменьшением диаметра сосудов толщина при­стеночного слоя не меняется. Эритроцитов в движущейся по узким сосудам крови становится по отношению к слою плазмы меньше, т.к. часть из них за­держивается при вхождении крови в узкие сосуды, а находящиеся в своем токе эритроциты двигаются быстрее и время их пребывания в узком сосуде уменьшается.

Вязкость венозной крови больше, чем артериальной, что обусловлено поступлением в эритроциты углекислого газа и воды, благодаря чему их раз­мер незначительно увеличивается. Вязкость крови возрастает при раздепони-ровании крови, т.к. в депо содержание эритроцитов выше. Повышается вяз­кость плазмы и крови при обильном белковом питании.

Вязкость крови влияет на периферическое сосудистое сопротивление, прямо пропорционально повышая его, а значит, и давление крови.

Осмотическое давление крови — это сила, которая заставляет перехо­дить растворитель (вода для крови) через полупроницаемую мембрану из ме­нее в более концентрированный раствор. Оно определяется криоскопически (по температуре замерзания). У человека кровь замерзает при температуре ниже О на 0,56-0,58° С. При такой температуре замерзает раствор с осмоти­ческим давлением 7,6 атм, а значит — это показатель осмотического давления крови. Осмотическое давление крови зависит от числа молекул растворенных в ней веществ. При этом свыше 60 % от его величины создается NaCl, а всего на долю неорганических веществ приходится до 96%. Осмотическое давле­ние крови, лимфы, тканевой жидкости, тканей приблизительно одинаково и является одной из жестких гомеостатическнх констант (возможные колеба­ния 7,3-8 атм). Даже в случаях поступления излишних количеств воды или соли,-осмотическое давление не претерпевает изменений. При избыточном поступлении в кровь вода быстро выводится почками и переходит в ткани и клетки, что восстанавливает исходную величину осмотического давления. Если же в крови повышается концентрация солей, то в сосудистое русло пе­реходит вода из тканевой жидкости, а почки начинают усиленно выводить соли.

Любой раствор, имеющий осмотическое давление, равное таковой плазмы, называется изотоническим. Соответственно раствор с более высо­ким осмотическим давлением называют гипертоническим, а с более низким -гипотоническим. Поэтому, если тканевая жидкость будет гипертонической, то вода будет поступать в нее из крови и из клеток, напротив, при гипотони­ческой внеклеточной среде вода переходит из нее в клетки и кровь.

Аналогичную реакцию можно наблюдать со стороны эритроцитов крови при изменении осмотического давления плазмы: при её пшертонично-сти эритроциты, отдавая воду, сморщиваются, а при гилотоничности набухают и даже лопаются. Последнее используется в практике для определения осмотической резистентности эритроцитов. Так, изотоничными к плазме крови являются: 0,85-0,9% раствор NaCl, 1,1% раствор КС1, 1,3% раствор НаНСОз, 5,5% раствор глюкозы и др. Помещенные в эти растворы эритроци­ты не изменяют формы. В резко гипотонических растворах и особенно дис­тиллированной воде эритроциты набухают и лопаются. Разрушение эритро­цитов в гипотонических растворах — осмотический гемолиз. Если пригото­вить ряд растворов NaCl с постепенно уменьшающейся концентрацией и по­мещать в них взвесь эритроцитов, то можно найти ту концентрацию гипото­нического раствора, в котором начинается гемолиз и разрушаются лишь еди­ничные эритроциты. Эта концентрация NaCl характеризует минимальную ос­мотическую резистентность эритроцитов, которая у здорового человека находится в пределах 0,42-0,48 (% раствор NaCl). В более гипотонических растворах все большее число эритроцитов гемолизируется и та концентрация NaCl, при которой все красные тельца будут лизированы, называется макси­мальной осмотической резистентностью. У здорового человека она колеб­лется от 0,34 до 0,30 (% раствор NaCl). При некоторых гемолитических ане­миях границы минимальной и максимальной стойкости смещаются в сторону повышения концентрации гипотонического раствора.

Онкотическое давление — часть осмотического давления, создаваемое белками в коллоидном растворе, поэтому его еще называют коллоидно-осмотическим. Ввиду того, что белки плазмы крови плохо переходят через стенки капилляров в тканевую микросреду, создаваемое ими онкотическое давление удерживает воду в крови. Онкотическое давление в крови выше, чем в тканевой жидкости. Кроме плохой проницаемости барьеров для белков, меньшая их концентрация в тканевой жидкости связана с вымыванием бел­ков из внеклеточной среды током лимфы. Онкотическое давление плазмы крови составляет в среднем 25-30 мм рт.ст., а тканевой жидкости — 4-5 мм рт.ст. Поскольку из белков в плазме больше всего содержится альбуминов, а их молекула меньше других белков, а молярная концентрация выше, то онко­тическое давление плазмы создается преимущественно альбуминами. Сни­жение их содержания в плазме ведет к потере воды плазмой и отеку тканей, а увеличение — к задержке воды в крови. В целом онкотическое давление влия­ет на образование тканевой жидкости, лимфы, мочи и всасывание воды в ки­шечнике.

Коллоидная стабильность плазмы крови обусловлена характером гидратации белков, наличием на их поверхности двойного электрического слоя ионов, создающего поверхностный фи-потенциал. Частью этого потен­циала является электро-кинетический (дзета) потенциал — это потенциал на границе между коллоидной частицей, способной к движению в электриче­ском поле, и окружающей жидкостью, т.е. потенциал поверхности скольже­ния частицы в коллоидном растворе. Наличие дзета-потенциала на границах скольжения всех дисперсных частиц формирует на них одноименные заряды и электростатические силы отталкивания, что обеспечивает устойчивость

коллоидного раствора и препятствует агрегации. Чем выше абсолютное зна­чение этого потенциала, тем больше силы отталкивания белковых частиц друг от друга. Таким образом, дзета-потенциал является мерой устойчивости коллоидного раствора. Величина его существенно выше у альбуминов, чем у других белков. Поскольку альбуминов в плазме значительно больше, то кол­лоидная стабильность плазмы крови преимущественно определяется этими белками, которые обеспечивают коллоидную устойчивость не только других белков, но и углеводов и липидов.

Суспензионная устойчивость крови связана с коллоидной стабильно­стью белков плазмы. Кровь представляет собой суспензию, или взвесь, т.к. форменные элементы находятся в ней во взвешенном состоянии. Взвесь эритроцитов в плазме поддерживается гидрофильной природой их поверхно­сти, а также тем, что эритроциты (как и другие форменные элементы) несут отрицательный заряд, благодаря чему отталкиваются друг от друга. Если от­рицательный заряд форменных элементов уменьшается, например, в при­сутствии нестабильных в коллоидном растворе и с меньшим дзета-потенциалом белков (фибриногена, гамма-глобулинов, парапротеина), несу­щих положительный заряд, то снижаются силы электрического отталкивания и эритроциты склеиваются, образуя «монетные» столбики. В присутствии этих белков суспензионная устойчивость уменьшается. В присутствии же альбуминов суспензионная способность крови увеличивается. Суспензион­ная стабильность эритроцитов оценивается по скорости оседания эритро­цитов (СОЭ) в неподвижном объеме крови. Суть метода заключается в оцен­ке (в мм/час) отстоявшейся плазмы в пробирке с кровью, в которую предва­рительно добавляется цитрат натрия для предотвращения ее свертывания. Величина СОЭ зависит от пола. У женщин — 2-15 мм/ч, у мужчин — 1-10 мм/ч. Изменяется этот показатель и с возрастом. Наибольшее влияние на СОЭ оказывает фибриноген: при увеличении его концентрации более 4 г/л ока повышается. СОЭ резко увеличивается во время беременности за счет значительного повышения в плазме уровня фибриногена, при эритропении, снижении вязкости крови и содержания альбуминов, а также при увеличе­нии в плазме глобулинов. Воспалительные, инфекционные и онкологические заболевания, а так же анемии сопровождаются увеличением этого показате­ля. Уменьшение СОЭ типично для эритремии, а также для язвы желудка, острого вирусного гепатита, кахексии.

Концентрация водородных ионов и регуляция рН крови. В норме рН артериальной крови — 7,37-7,43 в среднем 7,4 (40 нмоль/л), венозной -7,35 (44 нмоль/л), т.е. реакция крови слабощелочная. В клетках и тканях рН достигает 7,2 и даже 7,0, что зависит от интенсивности образования «кис­лых» продуктов метаболизма. Крайние пределы колебаний рН крови, со­вместимые с жизнью, — 7,0-7,8 (16-100 нмоль/л).

В процессе обмена веществ ткани выделяют в тканевую жидкость, а следовательно, и в кровь «кислые» продукты метаболизма (молочную, угольную кислоты), что должно привести к сдвигу рН в кислую сторону. Реакция же крови практически не изменяется, что объясняется наличием бу­ферных систем крови, а также работой почек, легких, печени.

studfile.net