II. Вязкость крови и ее измерение

Размерность

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

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.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПО ИСХОДНЫМ ЗНАНИЯМ

А. ОБЩИЕ ВОПРОСЫ

1) В чем заключается явление внутреннего трения? Вследствие каких причин оно возникает?

2) Как происходит течение реальной жидкости по горизонтальному руслу?

3) Какие течения называют ламинарными и турбулентными?

4) Каким уравнением выражается величина силы внутреннего трения жидкости? Как направлена сила трения?

5) Чем отличаются ньютоновские от неньютоновских жидкостей?

6) Что называется коэффициентом внутреннего трения жидкости? и в каких единицах он выражается в система СИ и СГС?

7) От каких величин зависит коэффициент вязкости?

8) Как зависит вязкость жидкостей от температуры?

9) Почему коэффициент внутреннего трения жидкостей убывает с температурой, а у газов возрастает?

10) Что такое градиент скорости? Градиент давления?

11) Что выражает собой формула Пуазейля?

12) Как происходит движение твердого тела в вязкой жидкости? Какие силы действуют на шарик, падающий в жидкости?

13) Почему, начиная с некоторого момента времени, шарик движется равномерно?

14) Что выражает собой закон Стокса?

15) Почему формула Стокса справедлива при медленном равномерном движении шарика малого диаметра в безграничной среде?

16) Какие существуют методы определения вязкости жидкостей?

17) Сделайте вывод расчетной формулы для определения коэффициента внутреннего трения методом вискозиметра?

18) Какие допущения сделаны при описании теории методов определения вязкости?

Б. ПРОФИЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

а) Для медико-профилактического факультета

1. Для каких биологических объектов определяется вязкость и зачем?

2. Как можно рассчитать скорость выпадения пыли в воздухе?

3. Какими факторами определяется величина коэффициента вязкости крови?

4. Какими методами можно определить вязкость медико-биологических жидкостей?

5. С какой целью определяют вязкость некоторых продуктов питания?

б) Для лечебного факультета

1. Что представляет собой объект исследования при определении вязкости в практике врача?

2. Как можно определить скорость оседания эритроцитов в плазме крови?

3. Какими факторами определяется величина коэффициента вязкости крови?

4. Чему равна вязкость крови человека в норме и патологии?

5. Какому типу жидкостей относится кровь человека?

6. Как определяют коэффициент вязкости крови?

Работа студента (Ф.И.О.)___________________________

№ группы________________________________________

Факультет________________________________________

Дата______________________________________________

Зачтено___________________________________________

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

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

8. 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.

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

10. По окончании измерений промывают аппаратуру дистиллированной водой.

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

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

h = f(C).

Таблица результатов измерений времени истечения дистиллированной воды

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