Lepkosprężystość

Plik Lepkosprężystość łączy w sobie elastyczne właściwości substancji i lepkie właściwości płynów i występuje w ludzkim organizmie, oprócz krwi, przede wszystkim w tkankach miękkich. We krwi lepkość substancji wzrasta w ramach zespołu nadmiernej lepkości. W tkankach miękkich mogą wystąpić zaburzenia wiskoelastyczności w kontekście chorób nerwowo-mięśniowych.

Jaka jest lepkosprężystość?

Materiał może zachowywać się na wiele sposobów. Jednym z możliwych zachowań materiału jest elastyczność, która umożliwia powrót tkanin do ich pierwotnego położenia po poddaniu ich działaniu siły. Lepkość opisuje lepkość cieczy, a zatem odpowiada miary sypkości cieczy.

Lepkosprężystość jest połączeniem zachowania materiału, elastyczności i właściwości płynięcia lepkości. W związku z tym materiały lepkosprężyste wykazują zarówno właściwości lepkie, jak i elastyczne. Łączą określone właściwości materiałowe ciał stałych z właściwościami materiałowymi cieczy.

Efekty lepkosprężyste zależą od takich czynników, jak temperatura, czas i częstotliwość. Właściwości lepkosprężyste substancji odgrywają ważną rolę w biofizyce. Na przykład krew ma lepkosprężystość. To samo dotyczy tkanek miękkich i innych zespołów komórek.

W tym kontekście krew jest na przykład nienewtonowską cieczą i nie przenosi swojej lepkości (lepkości krwi) jako stałej materiałowej, ale zmienia ją pod wpływem ścinania. Z drugiej strony płyny newtonowskie wykazują liniowo lepki przepływ, a zatem mają lepkość niezależną od obciążenia, podczas gdy płyny lepkosprężyste, takie jak krew, reagują elastycznie na określone obciążenia.

Funkcja i zadanie

Tkanki miękkie to tkanki miękkie, takie jak tkanka tłuszczowa, tkanka mięśniowa i tkanka łączna. Składają się z kolagenu, części elastyny ​​i substancji podstawowej. Ta struktura nazywana jest macierzą zewnątrzkomórkową tkanki miękkiej. Substancja podstawowa składa się w dużej mierze z wody, przy czym fibroblasty i chondroblasty wytwarzają włókna i substancję podstawową tkanki miękkiej.

Wiskoelastyczność jest jedną z mechanicznych właściwości tkanki miękkiej. Przy stosunkowo niewielkim naprężeniu w postaci niskiego rozciągania elastyna w tkaninie zapewnia sztywność. Energia zniekształcenia jest przechowywana w elastynie. Włókna kolagenowe zawarte w tkance mają falisty kształt w stanie spoczynku i są stosunkowo elastyczne. Im bardziej tkanka odkształca się, tym bardziej rozciągają się w kierunku odkształcenia. Po rozluźnieniu włókna ponownie zwiększają sztywność tkanki.

Tkanina zachowuje się podobnie jak pończochy nylonowe. Elastyna pełni rolę nylonowej gumki, a kolagen pełni funkcję włókien nylonowych. Pod tym względem kolagen ogranicza rozciąganie tkanki, a tym samym chroni przed urazami.

Dlatego ludzka tkanka miękka może zostać poważnie zdeformowana i nadal powraca do swojego pierwotnego kształtu.

Fizyczną lepkosprężystość można również zaobserwować w odniesieniu do krwi. Z chemicznego punktu widzenia krew jest zawiesiną płynu newtonowskiego, wodno-komórkowego, czyli składników materialnych. Krew jest cieczą nienewtonowską i dlatego wykazuje inne właściwości płynięcia niż woda. Ze względu na zawarte w nim erytrocyty lepkosprężystość krwi jest wyższa niż osocza. Lepkość rośnie wraz z wartością hematokrytu i prędkością przepływu. Ze względu na odkształcalność czerwonych krwinek (erytrocytów), przepływ krwi nie przypomina przepływu zawiesiny komórek, gdy prędkość przepływu wzrasta, ale zmienia się zachowanie przepływu emulsji.

Choroby i dolegliwości

Choroby nerwowo-mięśniowe zwiększają wiskoelastyczność tkanki mięśniowej i powięziowej. Ten wzrost wiskoelastyczności powięzi wywiera nacisk na tkankę mięśniowo-powięziową. Wzrost lepkosprężystości w samej tkance mięśniowo-powięziowej nie został jeszcze ostatecznie zbadany, ale wydaje się być związany z dysfunkcją lub nieprawidłową regulacją przez współczulny układ nerwowy.

Choroby nerwowo-mięśniowe to niejednorodna grupa chorób komórek mięśniowych, przewodnictwa nerwowo-mięśniowego czy nerwów obwodowych. Choroby nerwowo-mięśniowe obejmują w szczególności miopatie i neuropatie. Miopatie to choroby nieneurogenne ze zmianami strukturalnymi lub funkcjonalnymi ograniczeniami zajętych mięśni, które w większości przypadków dotyczą poprzecznie prążkowanych mięśni szkieletowych. Przykładem miopatii jest dystrofia mięśniowa.

Neuropatie to choroby nerwów obwodowych, które nie mają traumatycznego pochodzenia. Neuropatia może wpływać na jeden lub wiele nerwów. Typowe objawy to ból lub utrata podrażnienia w dotkniętym obszarze. W późnym epizodzie dochodzi do wiotkiego porażenia dotkniętych mięśni. Miopatie charakteryzują się osłabieniem lub degeneracją tkanki mięśniowej, co można przypisać związkom takim jak mutacja genetyczna lub niewydolność mitochondriów.

Zaburzenia wiskoelastyczne mogą wystąpić nie tylko w tkankach miękkich ciała. Na przykład zespół objawów krwi spowodowany zwiększonym stężeniem paraprotein w osoczu krwi jest znany jako zespół nadmiernej lepkości. Ze względu na zwiększoną lepkość zmniejsza się płynność krwi. Zespół nadmiernej lepkości występuje w szczególności w kontekście chorób złośliwych, takich jak szpiczak mnogi czy choroba Waldenströma.

Ze wzrostem lepkości mogą również wiązać się łagodne choroby, takie jak zespół Felty'ego, toczeń rumieniowaty lub reumatoidalne zapalenie stawów. Pacjenci zwykle odczuwają zmęczenie, uczucie osłabienia i duszności.

Niedokrwistość (anemia) jest spowodowana krwawieniami z błony śluzowej i nosa. Sprzyja temu upośledzona funkcja płytek krwi. Dysfunkcja płytek krwi wynika z niedrożności receptorów krzepnięcia. Płytki krwi są pokryte paraproteinami i nie wiążą się już z receptorami, ale zamiast tego oddziałują z tworzeniem fibryny. Wynikające z tego objawy są podobne do objawów mikroangiopatii. Znacząco wzrasta ryzyko zakrzepicy i choroby zakrzepowo-zatorowej.