Caratteristiche reologiche del sangue. Gestione della circolazione sanguigna. Perché avviene l’aggregazione dei globuli rossi?

BIOFISICA DEL SISTEMA CIRCOLATORE

Vengono determinati gli indicatori emodinamici del flusso sanguigno parametri biofisici dell'intero sistema cardiovascolare nel suo insieme, vale a dire il proprio Caratteristiche dell'attività cardiaca(Per esempio volume sistolico del sangue), strutturale caratteristiche dei vasi sanguigni ( loro raggio ed elasticità) e direttamente proprietà maggior parte sangue (viscosità).

Per la descrizione riga processi, che si verifica come V parti separate sistema circolatorio, e in esso nel suo insieme vengono utilizzati metodi di modellazione fisica, analogica e matematica. Questo capitolo discute i modelli di flusso sanguigno come Bene, COSÌ e a Alcuni disturbi nel sistema cardiovascolare, che, in particolare, comprendono vasocostrizione (ad esempio nell'istruzione in loro coaguli di sangue), variazione della viscosità del sangue.

Proprietà reologiche del sangue

Reologia(dal greco rheos - flusso, flusso, logos - insegnamento) - questo è la scienza della deformazione e della fluidità della materia. Sotto reologia del sangue (emoreologia) capiremo studio delle caratteristiche biofisiche del sangue come liquido viscoso.

Viscosità (attrito interno) del fluido- la proprietà di un liquido di resistere al movimento di una sua parte rispetto a un'altra. La viscosità di un liquido è determinata da in primo luogo, interazione intermolecolare, limitando la mobilità delle molecole. La presenza di viscosità porta alla dissipazione dell'energia della fonte esterna provocando il movimento del liquido e la sua trasformazione in calore. Un fluido senza viscosità (il cosiddetto fluido ideale) è un'astrazione. Tutti i liquidi reali hanno viscosità. Un'eccezione è il fenomeno della superfluidità dell'elio a temperature ultra-basse (effetto quantistico)

Di base legge del flusso viscoso era stabilito da I. Newton

(1687) - Formula di Newton:

Dove F[N] - forza di attrito interno(viscosità) derivante tra strati di liquido quando si spostano l'uno rispetto all'altro; [Pa s] coefficiente di viscosità dinamica liquido, che caratterizza la resistenza del liquido allo spostamento dei suoi strati; - gradiente di velocità, mostrando quanto cambia la velocitàVquando si cambia per unità di distanza in direzioneZquando si passa da uno strato all'altro, altrimenti - velocità di taglio; S[m 2 ] - area degli strati di contatto.

La forza di attrito interno rallenta gli strati più veloci e accelera gli strati più lenti. Insieme a coefficiente di viscosità dinamica stanno considerando il cosiddetto coefficiente di viscosità cinematica (densità del fluido).

I liquidi si dividono in due tipi in base alle loro proprietà viscose: newtoniani e non newtoniani.

Newtoniano chiamato liquido , il cui coefficiente di viscosità dipende solo dalla sua natura e dalla temperatura. Per i fluidi newtoniani, la forza viscosa è direttamente proporzionale al gradiente di velocità. Per loro vale direttamente la formula di Newton (1.a), il coefficiente di viscosità in cui è un parametro costante indipendente dalle condizioni di flusso del fluido.

Un fluido è detto non newtoniano , il cui coefficiente di viscosità dipende Non solo dalla natura della sostanza e temperatura, ma anche e sulle condizioni del flusso del fluido, in particolare dal gradiente di velocità. Il coefficiente di viscosità in questo caso non è una costante della sostanza. In questo caso, la viscosità del liquido è caratterizzata da un coefficiente di viscosità condizionale, che si riferisce a determinate condizioni del flusso del liquido (ad esempio pressione, velocità). La dipendenza della forza viscosa dal gradiente di velocità diventa non lineare:

Dove N caratterizza le proprietà meccaniche di una sostanza in determinate condizioni di flusso. Un esempio di liquidi non newtoniani sono le sospensioni. Se esiste un liquido in cui le particelle solide non interagenti sono distribuite uniformemente, allora tale mezzo può essere considerato omogeneo se siamo interessati a fenomeni caratterizzati da distanze grandi rispetto alla dimensione delle particelle. Le proprietà di un tale mezzo dipendono principalmente dal liquido. Il sistema nel suo complesso avrà una viscosità diversa e più elevata, a seconda della forma e della concentrazione delle particelle. Per caso basse concentrazioni di particelleCON la formula è corretta:

DoveA fattore geometrico - un coefficiente che dipende dalla geometria delle particelle (la loro forma, dimensione) per le particelle sferiche Acalcolato con la formula:

(2.a)

(R è il raggio della palla). Per ellissoidiA aumenta ed è determinato dai valori dei suoi semiassi e dai loro rapporti. Se la struttura delle particelle cambia (ad esempio, quando cambiano le condizioni del flusso), allora il coefficiente Ain (2), e quindi cambierà anche la viscosità di tale sospensione. Tale sospensione è un fluido non newtoniano. L'aumento della viscosità dell'intero sistema è dovuto al fatto che il lavoro della forza esterna durante il flusso delle sospensioni viene speso non solo per superare la vera viscosità (newtoniana) causata dall'interazione intermolecolare nel liquido, ma anche di superare l'interazione tra esso e gli elementi strutturali.

Il sangue è un fluido non newtoniano. Ciò è in gran parte dovuto al fatto che lei ha una struttura interna, che rappresentano sospensione degli elementi formati in soluzione - plasma. Il plasma è praticamente un fluido newtoniano. Perché il 93% di elementi formati trucco globuli rossi, Quello in termini semplificati il ​​sangue è una sospensione di globuli rossi in una soluzione fisiologica. Una proprietà caratteristica degli eritrociti è la tendenza a formare aggregati. Se applichi uno striscio di sangue su un tavolino da microscopio, puoi vedere come i globuli rossi “si uniscono” tra loro, formando aggregati chiamati colonne di monete. Le condizioni per la formazione degli aggregati sono diverse nei vasi grandi e piccoli. Ciò è dovuto principalmente al rapporto tra le dimensioni del vaso, dell'aggregato e dell'eritrocito (dimensioni caratteristiche :)

Ci sono tre opzioni possibili qui:

1. Grandi vasi (aorta, arterie):

D coc > d agr, d coc > d erythr

In questo caso, il gradiente è piccolo, i globuli rossi si riuniscono in aggregati sotto forma di colonne di monete. In questo caso la viscosità del sangue = 0,005 pa.s.

2. Piccoli vasi (piccole arterine, arteriole):

In essi il gradiente aumenta notevolmente e gli aggregati si scompongono in singoli globuli rossi, riducendo così la viscosità del sistema; per questi vasi, minore è il diametro del lume, minore è la viscosità del sangue. Nei vasi con un diametro di circa 5 micron, la viscosità del sangue è circa 2/3 della viscosità del sangue nei vasi grandi.

3. Microvasi (capillari):

Si osserva l'effetto opposto: con una diminuzione del lume della nave, la viscosità aumenta di 10-100 volte. In un vaso vivente, i globuli rossi si deformano facilmente e passano senza distruzione attraverso capillari anche con un diametro di 3 micron. Allo stesso tempo, sono notevolmente deformati, diventando a forma di cupola. Di conseguenza, la superficie di contatto degli eritrociti con la parete capillare aumenta rispetto ad un eritrocita non deformato, favorendo i processi metabolici.

Se assumiamo che nei casi 1 e 2 i globuli rossi non siano deformati, allora per descrivere qualitativamente la variazione della viscosità del sistema, possiamo applicare la formula (2), che può tenere conto della differenza nel fattore geometrico per un sistema di aggregati (K agr) e per un sistema di singoli globuli rossi K er : K agr K er, che determina la differenza di viscosità del sangue nei vasi grandi e piccoli, la formula (2) non è applicabile per descrivere i processi in microrecipienti, poiché in questo caso i presupposti sull'omogeneità del mezzo e sulla durezza delle particelle non sono soddisfatti.

Emoreologia- una scienza che studia il comportamento del sangue durante il flusso (nel flusso), cioè le proprietà del flusso del sangue e dei suoi componenti, nonché la reologia delle strutture della membrana cellulare degli elementi formati del sangue, principalmente eritrociti.

Le proprietà reologiche del sangue sono determinate dalla viscosità del sangue intero e del suo plasma, dalla capacità dei globuli rossi di aggregarsi e deformare le loro membrane.

Il sangue è un liquido viscoso e disomogeneo. La sua disomogeneità è dovuta alle cellule in esso sospese, che hanno determinate capacità di deformazione e aggregazione.

In condizioni fisiologiche normali, nel flusso sanguigno laminare, il fluido si muove in strati paralleli alla parete del vaso. La viscosità del sangue, come qualsiasi liquido, è determinata dal fenomeno dell'attrito tra strati adiacenti, in conseguenza del quale gli strati situati vicino alla parete vascolare si muovono più lentamente di quelli al centro del flusso sanguigno. Ciò porta alla formazione di un profilo di velocità parabolico, che non è lo stesso durante la sistole e la diastole del cuore.

In relazione a quanto sopra, la quantità di attrito interno o la proprietà di un liquido di resistere allo spostamento degli strati viene solitamente chiamata viscosità. L'unità di viscosità è l'equilibrio.

Da questa definizione segue rigorosamente che maggiore è la viscosità, maggiore è la forza di sollecitazione richiesta per creare il coefficiente di attrito o movimento del flusso.

Nei fluidi semplici, maggiore è la forza applicata, maggiore è la velocità, ovvero la forza di sollecitazione è proporzionale al coefficiente di attrito e la viscosità del fluido rimane costante.

Fattori principali, che determinano viscosità del sangue intero Sono:

1) aggregazione e deformabilità degli eritrociti; 2) valore dell'ematocrito: un aumento dell'ematocrito è solitamente accompagnato da un aumento della viscosità del sangue; 3) la concentrazione di fibrinogeno, complessi di monomeri di fibrina solubili e prodotti di degradazione fibrina/fibrinogeno - un aumento del loro contenuto nel sangue ne aumenta la viscosità; 4) rapporto albumina/fibrinogeno e rapporto albumina/globulina: una diminuzione di questi rapporti è accompagnata da un aumento della viscosità del sangue; 5) il contenuto degli immunocomplessi circolanti - con un aumento del loro livello nel sangue, aumenta la viscosità; 6) geometria del letto vascolare.

Allo stesso tempo, il sangue non ha una viscosità fissa, poiché è un liquido “non newtoniano” (incomprimibile), che è determinato dalla sua disomogeneità dovuta alla sospensione degli elementi formati in esso, che modificano lo schema di flusso del sangue. fase liquida (plasma) del sangue, piegando e impigliando le linee di flusso. Allo stesso tempo, a bassi valori del coefficiente di attrito, le cellule del sangue formano aggregati ("colonne di monete") e, al contrario, a valori elevati del coefficiente di attrito, si deformano nel flusso. È interessante notare anche un'altra caratteristica della distribuzione degli elementi cellulari nel flusso. Il suddetto gradiente di velocità nel flusso sanguigno laminare (che forma un profilo parabolico) crea un gradiente di pressione: negli strati centrali del flusso è inferiore rispetto a quelli periferici, il che provoca una tendenza delle cellule a spostarsi verso il centro.

Aggregazione dei globuli rossi- la capacità degli eritrociti di creare “colonne di monete” e i loro conglomerati tridimensionali nel sangue intero. L'aggregazione degli eritrociti dipende dalle condizioni del flusso sanguigno, dallo stato e dalla composizione del sangue e del plasma e direttamente dagli eritrociti stessi.

Il sangue in movimento contiene sia singoli globuli rossi che aggregati. Tra gli aggregati ci sono catene separate di eritrociti ("colonne di monete") e catene sotto forma di escrescenze. Man mano che la velocità del flusso sanguigno accelera, la dimensione degli aggregati diminuisce.

Per l'aggregazione degli eritrociti è necessario il fibrinogeno o altre proteine ​​​​o polisaccaridi ad alto peso molecolare, il cui adsorbimento sulla membrana di queste cellule porta alla formazione di ponti tra gli eritrociti. Nelle “colonne di monete”, i globuli rossi si trovano paralleli tra loro a una distanza intercellulare costante (25 nm per il fibrinogeno). La riduzione di questa distanza è impedita dalla forza di repulsione elettrostatica che si verifica durante l'interazione di cariche simili sulla membrana eritrocitaria. L'aumento della distanza è impedito dai ponti: molecole di fibrinogeno. La resistenza degli aggregati risultanti è direttamente proporzionale alla concentrazione di fibrinogeno o aggregato ad alto peso molecolare.

L'aggregazione dei globuli rossi è reversibile: gli aggregati cellulari sono capaci di deformarsi e distruggersi quando viene raggiunto un certo valore di taglio. Con disturbi gravi, spesso si sviluppa fanghi- un disturbo generalizzato della microcircolazione causato dall'aggregazione patologica degli eritrociti, solitamente combinato con un aumento della forza idrodinamica degli aggregati eritrocitari.

L’aggregazione dei globuli rossi dipende principalmente dai seguenti fattori:

1) composizione ionica del mezzo: con un aumento della pressione osmotica totale del plasma, i globuli rossi si restringono e perdono la capacità di aggregarsi;

2) tensioattivi che modificano la carica superficiale e la loro influenza può essere diversa; 3) concentrazioni di fibrinogeno e immunoglobuline; 4) il contatto con superfici estranee, di regola, è accompagnato da un'interruzione della normale aggregazione degli eritrociti.

Il volume totale degli eritrociti è circa 50 volte maggiore del volume dei leucociti e delle piastrine, e quindi il comportamento reologico del sangue nei grandi vasi ne determina la concentrazione e le proprietà strutturali e funzionali. Questi includono quanto segue: i globuli rossi devono essere significativamente deformati per non essere distrutti in caso di flussi sanguigni elevati nell'aorta e nelle arterie principali, nonché quando attraversano il letto capillare, poiché il diametro dei globuli rossi è maggiore di il capillare. Di importanza decisiva sono le proprietà fisiche della membrana dei globuli rossi, cioè la sua capacità di deformarsi.

Deformabilità dei globuli rossi- questa è la capacità dei globuli rossi di deformarsi in un flusso di taglio, quando passano attraverso capillari e pori, la capacità di compattarsi saldamente.

Fattori principali, da cui dipende deformabilità gli eritrociti sono: 1) pressione osmotica dell'ambiente (plasma sanguigno); 2) il rapporto tra calcio e magnesio intracellulari, concentrazione di ATP; 3) la durata e l'intensità delle influenze esterne applicate all'eritrocito (meccaniche e chimiche), modificando la composizione lipidica della membrana o interrompendo la struttura della rete spettrinica; 4) lo stato del citoscheletro eritrocitario, che include la spettrina; 5) viscosità del contenuto intracellulare dei globuli rossi a seconda della concentrazione e delle proprietà dell'emoglobina.

Reologia del sangue(dalla parola greca reos– flusso, flusso) – fluidità del sangue, determinata dalla totalità dello stato funzionale delle cellule del sangue (mobilità, deformabilità, attività di aggregazione di eritrociti, leucociti e piastrine), viscosità del sangue (concentrazione di proteine ​​e lipidi), osmolarità del sangue (glucosio concentrazione). Il ruolo chiave nella formazione dei parametri reologici del sangue appartiene agli elementi formati del sangue, principalmente agli eritrociti, che costituiscono il 98% del volume totale degli elementi formati del sangue. .

La progressione di qualsiasi malattia è accompagnata da cambiamenti funzionali e strutturali in alcune cellule del sangue. Di particolare interesse sono i cambiamenti negli eritrociti, le cui membrane sono un modello dell'organizzazione molecolare delle membrane plasmatiche. La loro attività di aggregazione e deformabilità, che sono i componenti più importanti della microcircolazione, dipendono in gran parte dall'organizzazione strutturale delle membrane dei globuli rossi. La viscosità del sangue è una delle caratteristiche integrali della microcircolazione che influenza in modo significativo i parametri emodinamici. La quota della viscosità del sangue nei meccanismi di regolazione della pressione sanguigna e di perfusione degli organi è riflessa dalla legge di Poiseuille: MOorgana = (Rart – Rven) / Rlok, dove Rloc = 8Lh / pr4, L è la lunghezza del vaso, h è la viscosità del sangue, r è il diametro del vaso. (Fig. 1).

Un gran numero di studi clinici dedicati all'emoreologia del sangue nel diabete mellito (DM) e nella sindrome metabolica (SM) hanno rivelato una diminuzione dei parametri che caratterizzano la deformabilità degli eritrociti. Nei pazienti con diabete, la ridotta capacità dei globuli rossi di deformarsi e la loro maggiore viscosità sono una conseguenza di un aumento della quantità di emoglobina glicosilata (HbA1c). È stato suggerito che la difficoltà associata alla circolazione sanguigna nei capillari e i cambiamenti di pressione in essi stimolano l'ispessimento della membrana basale, portando ad una diminuzione del coefficiente di apporto di ossigeno ai tessuti, ad es. i globuli rossi anomali svolgono un ruolo scatenante nello sviluppo dell’angiopatia diabetica.

Un globulo rosso normale in condizioni normali ha una forma a disco biconcavo, grazie alla quale la sua superficie è maggiore del 20% rispetto a una sfera dello stesso volume. I normali globuli rossi sono in grado di deformarsi in modo significativo quando passano attraverso i capillari, senza modificare il loro volume e la loro superficie, il che mantiene i processi di diffusione del gas ad un livello elevato in tutta la microvascolarizzazione di vari organi. È stato dimostrato che con un'elevata deformabilità degli eritrociti si verifica il massimo trasferimento di ossigeno nelle cellule e con un deterioramento della deformabilità (maggiore rigidità), l'apporto di ossigeno alle cellule diminuisce drasticamente, la pO2 dei tessuti diminuisce.

La deformabilità è la proprietà più importante dei globuli rossi, poiché determina la loro capacità di svolgere una funzione di trasporto. È la capacità dei globuli rossi di cambiare forma a volume e superficie costanti che consente loro di adattarsi alle condizioni del flusso sanguigno nel sistema microcircolatorio. La deformabilità dei globuli rossi è determinata da fattori quali la viscosità intrinseca (concentrazione di emoglobina intracellulare), la geometria cellulare (mantenimento della forma di un disco biconcavo, volume, rapporto superficie-volume) e le proprietà della membrana che forniscono la forma e l'elasticità dei globuli rossi.
La deformabilità dipende in gran parte dal grado di comprimibilità del doppio strato lipidico e dalla costanza del suo rapporto con le strutture proteiche della membrana cellulare.

Le proprietà elastiche e viscose della membrana eritrocitaria sono determinate dallo stato e dall'interazione delle proteine ​​citoscheletriche, delle proteine ​​integrali, dal contenuto ottimale di ATP, Ca++, ioni Mg++ e dalla concentrazione di emoglobina, che determinano la fluidità interna dell'eritrocito. I fattori che aumentano la rigidità delle membrane degli eritrociti comprendono: la formazione di composti stabili dell'emoglobina con glucosio, un aumento della concentrazione di colesterolo in essi e un aumento della concentrazione di Ca++ libero e ATP nell'eritrocita.

Disturbi nella deformabilità degli eritrociti si verificano quando cambia lo spettro lipidico delle membrane e soprattutto quando viene interrotto il rapporto colesterolo/fosfolipidi, nonché quando si formano prodotti di danno alle membrane a causa della perossidazione lipidica (LPO). I prodotti LPO hanno un effetto destabilizzante sullo stato strutturale e funzionale degli eritrociti e contribuiscono alla loro modifica.
La deformabilità degli eritrociti diminuisce a causa dell'assorbimento delle proteine ​​plasmatiche, principalmente del fibrinogeno, sulla superficie delle membrane eritrocitarie. Ciò include cambiamenti nelle membrane degli eritrociti stessi, una diminuzione della carica superficiale della membrana eritrocitaria, cambiamenti nella forma degli eritrociti e cambiamenti nel plasma (concentrazione delle proteine, spettro lipidico, livelli di colesterolo totale, fibrinogeno, eparina). L'aumento dell'aggregazione degli eritrociti porta all'interruzione dello scambio transcapillare, al rilascio di sostanze biologicamente attive e stimola l'adesione e l'aggregazione piastrinica.

Il deterioramento della deformabilità degli eritrociti accompagna l'attivazione dei processi di perossidazione lipidica e una diminuzione della concentrazione dei componenti del sistema antiossidante in varie situazioni stressanti o malattie, in particolare nel diabete e nelle malattie cardiovascolari.
L'attivazione dei processi dei radicali liberi provoca disturbi nelle proprietà emoreologiche, realizzati attraverso danni ai globuli rossi circolanti (ossidazione dei lipidi di membrana, aumento della rigidità dello strato bilipido, glicosilazione e aggregazione delle proteine ​​di membrana), con un effetto indiretto su altri indicatori dell'ossigeno funzione di trasporto del sangue e trasporto di ossigeno ai tessuti. L'attivazione significativa e continua della perossidazione lipidica nel siero porta ad una diminuzione della deformabilità degli eritrociti e ad un aumento della loro aggregazione. Pertanto, gli eritrociti sono tra i primi a rispondere all'attivazione dell'LPO, dapprima aumentando la deformabilità degli eritrociti e poi, quando i prodotti LPO si accumulano e la protezione antiossidante viene esaurita, mediante un aumento della rigidità delle membrane eritrocitarie, la loro attività di aggregazione e, di conseguenza, cambiamenti nella viscosità del sangue.

Le proprietà di legame dell'ossigeno del sangue svolgono un ruolo importante nei meccanismi fisiologici di mantenimento dell'equilibrio tra i processi di ossidazione dei radicali liberi e la protezione antiossidante nel corpo. Le proprietà indicate del sangue determinano la natura e l'entità della diffusione dell'ossigeno nei tessuti, a seconda della necessità e dell'efficienza del suo utilizzo, contribuisce allo stato pro-ossidante-antiossidante, esibendo qualità antiossidanti o pro-ossidanti in varie situazioni .

Pertanto, la deformabilità degli eritrociti non è solo un fattore determinante nel trasporto di ossigeno ai tessuti periferici e nel garantirne il fabbisogno, ma anche un meccanismo che influenza l'efficacia del funzionamento della difesa antiossidante e, in definitiva, l'intera organizzazione del mantenimento l’equilibrio pro-ossidante-antiossidante dell’intero organismo.

Con la resistenza all'insulina (IR) si nota un aumento del numero di eritrociti nel sangue periferico. In questo caso, si verifica una maggiore aggregazione degli eritrociti a causa dell'aumento del numero di macromolecole di adesione e si nota una diminuzione della deformabilità degli eritrociti, nonostante il fatto che l'insulina in concentrazioni fisiologiche migliori significativamente le proprietà reologiche del sangue.

Attualmente si è diffusa una teoria che considera i disturbi di membrana come le principali cause delle manifestazioni organiche di diverse malattie, in particolare nella patogenesi dell'ipertensione arteriosa nella SM.

Questi cambiamenti si verificano anche in vari tipi di cellule del sangue: globuli rossi, piastrine, linfociti. .

La ridistribuzione intracellulare del calcio nelle piastrine e negli eritrociti comporta il danneggiamento dei microtubuli, l'attivazione del sistema contrattile e il rilascio di sostanze biologicamente attive (BAS) dalle piastrine, innescandone l'adesione, l'aggregazione, la vasocostrizione locale e sistemica (trombossano A2).

Nei pazienti con ipertensione, i cambiamenti nelle proprietà elastiche delle membrane eritrocitarie sono accompagnati da una diminuzione della loro carica superficiale con conseguente formazione di aggregati eritrocitari. Il tasso massimo di aggregazione spontanea con formazione di aggregati eritrocitari persistenti è stato osservato in pazienti con ipertensione di stadio III con un decorso complicato della malattia. L'aggregazione spontanea degli eritrociti aumenta il rilascio di ADP intraeritrocitario con successiva emolisi, che provoca l'aggregazione piastrinica associata. L'emolisi degli eritrociti nel sistema microcircolatorio può anche essere associata a una violazione della deformabilità degli eritrociti, come fattore limitante nella loro aspettativa di vita.

Cambiamenti particolarmente significativi nella forma dei globuli rossi si osservano nel microcircolo, alcuni dei quali capillari hanno un diametro inferiore a 2 micron. La microscopia intravitale del sangue (circa sangue nativo) mostra che i globuli rossi che si muovono nel capillare subiscono una deformazione significativa, acquisendo varie forme.

Nei pazienti con ipertensione associata a diabete è stato rilevato un aumento del numero di forme anomale di eritrociti: echinociti, stomatociti, sferociti ed eritrociti vecchi nel letto vascolare.

I leucociti danno un contributo importante all’emoreologia. A causa della loro scarsa capacità di deformarsi, i leucociti possono depositarsi a livello del sistema microvascolare e influenzare significativamente la resistenza vascolare periferica.

Le piastrine occupano un posto importante nell'interazione cellulare-umorale dei sistemi di emostasi. I dati della letteratura indicano una violazione dell'attività funzionale delle piastrine già nella fase iniziale dell'ipertensione, che si manifesta con un aumento della loro attività di aggregazione e una maggiore sensibilità agli induttori di aggregazione.

I ricercatori hanno notato un cambiamento qualitativo delle piastrine nei pazienti con ipertensione sotto l'influenza di un aumento del calcio libero nel plasma sanguigno, che è correlato al valore della pressione sanguigna sistolica e diastolica. L'esame al microscopio elettronico delle piastrine di pazienti con ipertensione ha rivelato la presenza di varie forme morfologiche delle piastrine causate dalla loro maggiore attivazione. I cambiamenti di forma più tipici sono di tipo pseudopodiale e ialino. È stata riscontrata un'elevata correlazione tra l'aumento del numero delle piastrine con la loro forma alterata e la frequenza delle complicanze trombotiche. Nei pazienti affetti da SM con ipertensione si rileva un aumento degli aggregati piastrinici circolanti nel sangue. .

La dislipidemia fornisce un contributo significativo all’iperattività funzionale delle piastrine. Un aumento del contenuto di colesterolo totale, LDL e VLDL durante l'ipercolesterolemia provoca un aumento patologico del rilascio di trombossano A2 con aumento dell'aggregabilità piastrinica. Ciò è dovuto alla presenza sulla superficie delle piastrine dei recettori lipoproteici apo - B e apo - E. D'altra parte, l'HDL riduce la produzione di trombossano, inibendo l'aggregazione piastrinica, grazie al legame con recettori specifici.

L'ipertensione arteriosa nella SM è determinata dall'interazione di numerosi fattori metabolici, neuroumorali, emodinamici e dallo stato funzionale delle cellule del sangue. La normalizzazione dei livelli di pressione sanguigna può essere dovuta a cambiamenti complessivamente positivi nei parametri biochimici e reologici del sangue.

La base emodinamica dell’ipertensione nella SM è una violazione della relazione tra gittata cardiaca e resistenza vascolare periferica. Innanzitutto si verificano cambiamenti funzionali nei vasi sanguigni, associati a cambiamenti nella reologia del sangue, nella pressione transmurale e nelle reazioni vasocostrittrici in risposta alla stimolazione neuroumorale, quindi si formano cambiamenti morfologici nei vasi del microcircolo che sono alla base del loro rimodellamento. Con un aumento della pressione sanguigna, la riserva di dilatazione delle arteriole diminuisce, quindi, con un aumento della viscosità del sangue, la resistenza periferica cambia in misura maggiore rispetto alle condizioni fisiologiche. Se la riserva di dilatazione del letto vascolare è esaurita, i parametri reologici diventano di particolare importanza, poiché l'elevata viscosità del sangue e la ridotta deformabilità degli eritrociti contribuiscono alla crescita delle resistenze vascolari periferiche, impedendo l'apporto ottimale di ossigeno ai tessuti.

Pertanto, nella SM, a seguito della glicazione delle proteine, in particolare degli eritrociti, documentata da un alto contenuto di HbAc1, si verificano disturbi nei parametri reologici del sangue: diminuzione dell'elasticità e della mobilità degli eritrociti, aumento della attività di aggregazione piastrinica e viscosità del sangue, dovute a iperglicemia e dislipidemia. Le alterate proprietà reologiche del sangue contribuiscono ad un aumento della resistenza periferica totale a livello del microcircolo e, in combinazione con la simpaticotonia che si verifica nella SM, sono alla base della genesi dell'ipertensione. La correzione farmacologica (biguanidi, fibrati, statine, betabloccanti selettivi) dei profili glicemici e lipidici del sangue contribuisce alla normalizzazione della pressione sanguigna. Un criterio oggettivo per l'efficacia della terapia per la SM e il DM è la dinamica dell'HbAc1, una diminuzione dell'1% è accompagnata da una diminuzione statisticamente significativa del rischio di sviluppare complicanze vascolari (IM, ictus cerebrale, ecc.) del 20 % o più.

Frammento di un articolo di A.M. Shilov, A.Sh. Avshalumov, E.N. Sinitsina, V.B. Markovsky, Poleshchuk O.I. MMA im. I.M.Sechenova

Il sangue è un liquido che circola nel sistema circolatorio e trasporta gas e altre sostanze disciolte necessarie per il metabolismo o formate a seguito di processi metabolici. Il sangue è costituito da plasma (un liquido limpido, giallo pallido) e da elementi cellulari in esso sospesi. Esistono tre tipi principali di cellule del sangue: globuli rossi (eritrociti), globuli bianchi (leucociti) e piastrine (piastrine).

Il colore rosso del sangue è determinato dalla presenza del pigmento rosso emoglobina nei globuli rossi. Nelle arterie, attraverso le quali il sangue che entra nel cuore dai polmoni viene trasportato ai tessuti del corpo, l'emoglobina è satura di ossigeno e colorata di rosso vivo; nelle vene attraverso le quali il sangue scorre dai tessuti al cuore, l'emoglobina è praticamente priva di ossigeno ed è di colore più scuro.

Il sangue è una sospensione concentrata di elementi formati, principalmente eritrociti, leucociti e piastrine nel plasma, e il plasma, a sua volta, è una sospensione colloidale di proteine, di cui le più importanti per il problema in esame sono: albumina sierica e globulina, nonché come fibrinogeno.

Il sangue è un liquido piuttosto viscoso e la sua viscosità è determinata dal contenuto di globuli rossi e proteine ​​disciolte. La viscosità del sangue influenza notevolmente la velocità con cui il sangue scorre attraverso le arterie (strutture semielastiche) e la pressione sanguigna. La fluidità del sangue è determinata anche dalla sua densità e dallo schema di movimento dei vari tipi di cellule. I globuli bianchi, ad esempio, si muovono singolarmente, in prossimità delle pareti dei vasi sanguigni; i globuli rossi possono muoversi individualmente o in gruppi come monete impilate, creando un movimento assiale, cioè concentrandosi al centro del vaso, flusso.

Il volume del sangue di un maschio adulto è di circa 75 ml per chilogrammo di peso corporeo; in una donna adulta questa cifra è di circa 66 ml. Di conseguenza, il volume totale del sangue in un uomo adulto è in media di circa 5 litri; più della metà del volume è costituito da plasma, mentre il resto è costituito principalmente da globuli rossi.

Le proprietà reologiche del sangue hanno un impatto significativo sulla resistenza al flusso sanguigno, soprattutto nel sistema circolatorio periferico, che influenza il funzionamento del sistema cardiovascolare e, in definitiva, la velocità dei processi metabolici nei tessuti degli atleti.

Le proprietà reologiche del sangue svolgono un ruolo importante nel garantire il trasporto e le funzioni omeostatiche della circolazione sanguigna, soprattutto a livello del letto microvascolare. La viscosità del sangue e del plasma contribuisce in modo significativo alla resistenza vascolare al flusso sanguigno e influisce sul volume minuto del sangue. L’aumento della fluidità del sangue aumenta la capacità di trasporto dell’ossigeno del sangue, che può svolgere un ruolo importante nell’aumento delle prestazioni fisiche. D'altra parte, gli indicatori emoreologici possono essere indicatori del suo livello e della sindrome da sovrallenamento.

Funzioni del sangue:

1. Funzione di trasporto. Circolando attraverso i vasi, il sangue trasporta molti composti, tra cui gas, sostanze nutritive, ecc.

2. Funzione respiratoria. Questa funzione è quella di legare e trasportare ossigeno e anidride carbonica.

3. Funzione trofica (nutrizionale). Il sangue fornisce sostanze nutritive a tutte le cellule del corpo: glucosio, aminoacidi, grassi, vitamine, minerali, acqua.

4. Funzione escretoria. Il sangue porta via i prodotti finali del metabolismo dai tessuti: urea, acido urico e altre sostanze rimosse dal corpo dagli organi escretori.

5. Funzione termoregolatrice. Il sangue raffredda gli organi interni e trasferisce il calore agli organi che dissipano il calore.

6. Mantenere un ambiente interno costante. Il sangue mantiene la stabilità di un numero di costanti corporee.

7. Garantire il metabolismo del sale marino. Il sangue garantisce lo scambio salino tra sangue e tessuti. Nella parte arteriosa dei capillari liquidi e sali entrano nei tessuti e nella parte venosa dei capillari ritornano nel sangue.

8. Funzione protettiva. Il sangue svolge una funzione protettiva, essendo il fattore più importante per l’immunità, ovvero la difesa dell’organismo contro corpi viventi e sostanze geneticamente estranee.

9. Regolazione umorale. Grazie alla sua funzione di trasporto, il sangue garantisce l'interazione chimica tra tutte le parti del corpo, cioè regolazione umorale. Il sangue trasporta ormoni e altre sostanze fisiologicamente attive.

Il plasma sanguigno è la parte liquida del sangue, una soluzione colloidale di proteine. La sua composizione comprende acqua (90 - 92%) e sostanze organiche e inorganiche (8 - 10%). Tra le sostanze inorganiche presenti nel plasma, la maggior parte delle proteine ​​(in media il 7-8%) sono albumine, globuline e fibrinogeno. ( il plasma che non contiene fibrinogeno è chiamato siero del sangue). Inoltre contiene glucosio, sostanze grasse e simili, aminoacidi, urea, acido urico e lattico, enzimi, ormoni, ecc. Le sostanze inorganiche costituiscono lo 0,9 - 1,0% del plasma sanguigno. Questi sono principalmente sali di sodio, potassio, calcio, magnesio, ecc. Una soluzione acquosa di sali, che in concentrazione corrisponde al contenuto di sali nel plasma sanguigno, è chiamata soluzione fisiologica. Viene utilizzato in medicina per reintegrare i liquidi mancanti nel corpo.

Pertanto, il sangue ha tutte le funzioni del tessuto corporeo: struttura, funzione speciale, composizione antigenica. Ma il sangue è un tessuto speciale, liquido, che circola costantemente in tutto il corpo. Il sangue svolge la funzione di fornire ossigeno ad altri tessuti e di trasportare prodotti metabolici, regolazione umorale e funzioni immunitarie, di coagulazione e anticoagulanti. Ecco perché il sangue è uno dei tessuti più studiati del corpo.

Gli studi sulle proprietà reologiche del sangue e del plasma degli atleti durante l'aerocrioterapia generale hanno mostrato un cambiamento significativo nella viscosità del sangue intero, dell'ematocrito e dell'emoglobina. Gli atleti con valori bassi di ematocrito, emoglobina e viscosità presentano un aumento, e gli atleti con valori elevati di ematocrito, emoglobina e viscosità presentano una diminuzione, che caratterizza la natura selettiva degli effetti della TAO; tuttavia, nessun cambiamento significativo nel sangue è stata osservata la viscosità del plasma.

Le proprietà reologiche del sangue come liquido eterogeneo sono di particolare importanza quando scorre attraverso microvasi, il cui lume è paragonabile alla dimensione dei suoi elementi formati. Quando si muovono nel lume dei capillari e nelle arterie e vene più piccole adiacenti ad essi, i globuli rossi e i leucociti cambiano forma: si piegano, si allungano, ecc. Il flusso sanguigno normale attraverso i microvasi è possibile solo a condizioni se: a) gli elementi formati possono essere facilmente deformabile; b) non aderiscono tra loro e non formano aggregati che potrebbero impedire il flusso sanguigno o addirittura ostruire completamente il lume dei microvasi, e c) la concentrazione delle cellule del sangue non è eccessiva. Tutte queste proprietà sono importanti principalmente negli eritrociti, poiché il loro numero nel sangue umano è circa mille volte superiore al numero dei leucociti.

Il metodo clinico più accessibile e ampiamente utilizzato per determinare le proprietà reologiche del sangue nei pazienti è la sua viscometria. Tuttavia, le condizioni per il movimento del sangue in tutti i viscosimetri attualmente conosciuti differiscono significativamente da quelle che si verificano nella microcircolazione vivente. In considerazione di ciò, i dati ottenuti dalla viscometria riflettono solo alcune delle proprietà reologiche generali del sangue, che possono favorire o ostacolare il suo flusso attraverso i microvasi nel corpo. La viscosità del sangue che viene rilevata nei viscosimetri si chiama viscosità relativa, confrontandola con la viscosità dell'acqua, che viene presa come unità.

Le violazioni delle proprietà reologiche del sangue nei microvasi sono associate principalmente a cambiamenti nelle proprietà dei globuli rossi nel sangue che scorre attraverso di essi. Tali cambiamenti nel sangue possono verificarsi non solo in tutto il sistema vascolare del corpo, ma anche localmente in qualsiasi organo o parte di esso, poiché, ad esempio, ciò avviene sempre nelle aree infiammate. Di seguito sono elencati i principali fattori che determinano disturbi nelle proprietà reologiche del sangue nei microvasi del corpo.

8.4.1. Alterata deformabilità dei globuli rossi

I globuli rossi cambiano forma mentre il sangue scorre non solo attraverso i capillari, ma anche nelle arterie e nelle vene più larghe, dove solitamente sono allungati. La capacità di deformare (deformabilità) degli eritrociti è associata principalmente alle proprietà della loro membrana esterna, nonché all'elevata fluidità del loro contenuto. Nel flusso sanguigno si verificano movimenti rotatori della membrana attorno al contenuto dei globuli rossi, che si muovono anch'essi.

La deformabilità dei globuli rossi è estremamente variabile in condizioni naturali. Diminuisce gradualmente con l'età dei globuli rossi, a seguito della quale viene creato un ostacolo al loro passaggio attraverso i capillari più stretti (diametro 3 micron) del sistema reticoloendoteliale. Si presume che per questo motivo i vecchi globuli rossi vengano “riconosciuti” ed eliminati dal sistema circolatorio.

Le membrane dei globuli rossi diventano più rigide sotto l'influenza di vari fattori patogeni, come la perdita di ATP, iperosmolarità, ecc. Di conseguenza, le proprietà reologiche del sangue cambiano in modo tale da ostacolare il suo flusso attraverso i microvasi. Ciò si verifica in caso di malattie cardiache, diabete insipido, cancro, stress, ecc., in cui la fluidità del sangue nei microvasi è notevolmente ridotta.

8.4.2. Interruzione della struttura del flusso sanguigno nei microvasi

Nel lume dei vasi sanguigni, il flusso sanguigno è caratterizzato da una struttura complessa associata a: a) distribuzione non uniforme degli eritrociti non aggregati nel flusso sanguigno attraverso il diametro del vaso; b) con un peculiare orientamento dei globuli rossi nel flusso, che può variare da longitudinale a trasversale; c) con la traiettoria del movimento dei globuli rossi all'interno del lume vascolare; d) con un profilo di velocità dei singoli strati sanguigni, che può variare da parabolico a smussato a vari livelli. Tutto ciò può avere un impatto significativo sulla fluidità del sangue nei vasi.

Dal punto di vista dei disturbi nelle proprietà reologiche del sangue, di particolare importanza sono i cambiamenti nella struttura del flusso sanguigno nei microvasi con un diametro di 15-80 micron, cioè leggermente più larghi dei capillari. Pertanto, con il rallentamento iniziale del flusso sanguigno, l’orientamento longitudinale degli eritrociti spesso cambia in trasversale, il profilo di velocità nel lume vascolare si attenua e la traiettoria degli eritrociti diventa caotica. Tutto ciò porta a tali cambiamenti nelle proprietà reologiche del sangue, quando la resistenza al flusso sanguigno aumenta in modo significativo, provocando un rallentamento ancora maggiore del flusso sanguigno nei capillari e interrompendo la microcircolazione.

8.4.3. Aumento dell'aggregazione intravascolare dei globuli rossi, causando stasi del sangue

Nei microrecipienti

La capacità dei globuli rossi di aggregarsi, cioè di restare uniti e formare “colonne di monete”, che poi si uniscono, è una loro proprietà normale. Tuttavia, l'aggregazione può aumentare in modo significativo sotto l'influenza di vari fattori che modificano sia le proprietà superficiali degli eritrociti che l'ambiente che li circonda. All'aumentare dell'aggregazione, il sangue si trasforma da una sospensione di eritrociti ad elevata fluidità in una sospensione a rete completamente priva di questa capacità. In generale, l’aggregazione degli eritrociti altera la normale struttura del flusso sanguigno nei microvasi ed è probabilmente il fattore più importante che altera le normali proprietà reologiche del sangue. Osservando direttamente il flusso sanguigno nei microvasi, a volte è possibile osservare l’aggregazione intravascolare dei globuli rossi, chiamata “flusso sanguigno granulare”. Con una maggiore aggregazione intravascolare degli eritrociti in tutto il sistema circolatorio, gli aggregati possono ostruire le arteriole precapillari più piccole, causando disturbi nel flusso sanguigno nei capillari corrispondenti. Una maggiore aggregazione degli eritrociti può verificarsi anche localmente, nei microvasi, e alterare le proprietà microreologiche del sangue che scorre in essi a tal punto che il flusso sanguigno nei capillari rallenta e si arresta completamente - si verifica la stasi, nonostante la differenza argero-venosa nei la pressione sanguigna in questi microvasi viene salvata. Allo stesso tempo, i globuli rossi si accumulano nei capillari, nelle piccole arterie e nelle vene, che sono in stretto contatto tra loro, così che i loro confini cessano di essere visibili (“omogeneizzazione del sangue”). Tuttavia, inizialmente, durante la stasi del sangue, non si verifica né emolisi né coagulazione del sangue. Per qualche tempo, la stasi è reversibile: il movimento dei globuli rossi può riprendere e la pervietà dei microvasi viene ripristinata nuovamente.

Il verificarsi dell'aggregazione intracapillare degli eritrociti è influenzato da una serie di fattori:

1. Danni alle pareti dei capillari, che causano un aumento della filtrazione di liquidi, elettroliti e proteine ​​a basso peso molecolare (albumina) nei tessuti circostanti. Di conseguenza, la concentrazione di proteine ​​ad alto peso molecolare - globuline e fibrinogeno - aumenta nel plasma sanguigno, che, a sua volta, è il fattore più importante per migliorare l'aggregazione degli eritrociti. Si presume che l'assorbimento di queste proteine ​​sulle membrane degli eritrociti riduca il loro potenziale superficiale e ne favorisca l'aggregazione.

https://studopedia.org/8-12532.html