viskoelasticita

viskoelasticita kombinuje elastické vlastnosti látok a viskózne vlastnosti tekutín a nachádza sa v ľudskom tele, okrem krvi, predovšetkým v mäkkých tkanivách. V krvi sa viskozita látky zvyšuje v súvislosti so syndrómom hyperviskozity. V mäkkých tkanivách sa môžu vyskytnúť poruchy viskoelasticity v súvislosti s neuromuskulárnymi chorobami.

Aká je viskoelasticita?

Materiál sa môže správať mnohými spôsobmi. Jedným z možných materiálových vlastností je elasticita, ktorá umožňuje tkaninám vrátiť sa do pôvodnej polohy po pôsobení sily. Viskozita opisuje viskozitu kvapaliny, a teda zodpovedá miere tekutosti kvapaliny.

Viskozita je zmesou materiálového správania sa elasticity a tekutého správania sa viskozity. Podľa toho viskoelastické materiály vykazujú ako viskózne, tak elastické vlastnosti materiálu. Kombinujú určité materiálové vlastnosti pevných látok s materiálovými vlastnosťami tekutín.

Viskoelastické účinky závisia od faktorov, ako sú teplota, čas a frekvencia. Viskoelastické vlastnosti látok zohrávajú dôležitú úlohu v biofyzike. Napríklad krv má viskoelasticitu. To isté platí pre asociácie mäkkých tkanív a iných buniek.

V tejto súvislosti je krvou napríklad nenewtonská tekutina a nenesie jej viskozitu (viskozitu krvi) ako materiálovú konštantu, ale mení ju šmykovými účinkami. Na druhej strane newtonovské tekutiny vykazujú lineárne viskózne chovanie, a teda majú viskozitu nezávislú od zaťaženia, zatiaľ čo viskoelastické tekutiny, ako je krv, reagujú na určité zaťaženia pružne.

Funkcia a úloha

Mäkké tkanivá sú mäkké tkanivá, ako je tukové tkanivo, svalové tkanivo a spojovacie tkanivo. Pozostávajú z kolagénu, častí elastínu a základnej látky. Táto štruktúra sa nazýva extracelulárna matrica mäkkého tkaniva. Základná látka pozostáva z veľkej časti vody, pričom fibroblasty a chondroblasty produkujú vlákna a základnú látku mäkkého tkaniva.

Viskoelasticita je jednou z mechanických vlastností mäkkého tkaniva. Pri relatívne malom namáhaní vo forme nízkeho napínania zaisťuje elastín v tkanine tuhosť. Deformačná energia je uložená v elastíne. Kolagénové vlákna obsiahnuté v tkanive majú v pokoji zvlnený tvar a sú relatívne elastické. Čím viac sa tkanivo deformuje, tým viac sa v smere deformácie napína. Po relaxácii vlákna opäť zvyšujú tuhosť tkaniva.

Správanie sa textílie je podobné ako pri nylonových pančuchách. Elastín preberá úlohu nylonového gumového pásu a kolagén plní funkciu nylonových vlákien. Z tohto hľadiska kolagén obmedzuje napínanie tkaniva a chráni tak pred zraneniami.

Ľudské mäkké tkanivo sa preto môže vážne deformovať a stále sa vracať do pôvodného tvaru.

Fyzikálna viskoelasticita sa môže tiež pozorovať vo vzťahu k krvi. Z chemického hľadiska je krv suspenziou newtonovskej tekutej vody a bunkových, t.j. materiálových zložiek. Krv je nenewtonská tekutina, a preto vykazuje odlišné tokové vlastnosti ako voda. V dôsledku erytrocytov, ktoré obsahuje, je viskoelasticita krvi vyššia ako viskozita plazmy. Viskozita sa zvyšuje s hodnotou hematokritu a prietokom. Kvôli deformovateľnosti červených krviniek (erytrocytov) sa tokové správanie krvi pri vzraste prietokovej rýchlosti podobá bunkovej suspenzii, ale mení sa tokové správanie emulzie.

Choroby a choroby

Neuromuskulárne ochorenia zvyšujú viskoelasticitu svalového a fasciálneho tkaniva. Toto zvýšenie viskoelasticity fascie vyvoláva tlak na myofasciálne tkanivo. Zvýšenie viskoelasticity v samotnom myofasciálnom tkanive nebolo zatiaľ presvedčivo skúmané, zdá sa však, že súvisí s dysfunkciou alebo nesprávnou reguláciou sympatickým nervovým systémom.

Neuromuskulárne choroby tvoria nehomogénnu skupinu chorôb svalových buniek, neuromuskulárneho prenosu alebo periférnych nervov. Medzi neuromuskulárne choroby patria najmä myopatie a neuropatie. Myopatie sú ne-neurogénne choroby so štrukturálnymi zmenami alebo funkčnými obmedzeniami postihnutých svalov, ktoré vo väčšine prípadov ovplyvňujú priečne pruhované kostrové svaly. Príkladom myopatie je svalová dystrofia.

Neuropatie sú choroby periférnych nervov bez traumatického pôvodu. Neuropatia môže ovplyvniť jedno alebo viac nervov. Bežné prejavy sú bolesť alebo strata podráždenia v postihnutej oblasti. V neskorej epizóde sa vyskytuje ochabnutá ochrnutie postihnutých svalov. Myopatie sú charakterizované slabými stránkami alebo degeneráciou svalového tkaniva, ktoré možno pripísať vzťahom, ako je genetická mutácia alebo mitochondriálna nedostatočnosť.

Viscoelastické poruchy sa môžu vyskytovať nielen v mäkkom tkanive tela. Napríklad symptómový komplex krvi spôsobený zvýšenou koncentráciou paraproteínov v krvnej plazme je známy ako hyperviskozitný syndróm. Kvôli zvýšenej viskozite je tekutosť krvi znížená. Hyperviskozitný syndróm sa vyskytuje najmä v kontexte zhubných chorôb, ako je napríklad mnohopočetný myelóm alebo Waldenströmova choroba.

Benígne choroby, ako je Feltyho syndróm, lupus erythematodes alebo reumatoidná artritída, môžu byť tiež spojené so zvýšením viskozity. Pacienti väčšinou trpia únavou, pocitmi slabosti a dýchavičnosťou.

Anémia (anémia) je spôsobená mukozálnymi a nosovými krvácaniami. Má priaznivý vplyv na narušenú funkciu krvných doštičiek. Dysfunkcia doštičiek je výsledkom prekážky v zrážacích receptoroch. Doštičky sú potiahnuté paraproteínmi a už sa neviažu na receptory, ale namiesto toho interagujú s tvorbou fibrínu. Výsledné príznaky sú podobné príznakom mikroangiopatie. Riziko trombózy a tromboembólie sa výrazne zvyšuje.