Viskoelasticita

Viskoelasticita kombinuje elastické vlastnosti látek a viskózní vlastnosti tekutin a nachází se v lidském těle, kromě krve, především v měkkých tkáních. V krvi se viskozita látky zvyšuje jako součást hyperviskózního syndromu. V měkkých tkáních se mohou v souvislosti s neuromuskulárními onemocněními vyskytnout poruchy viskoelasticity.

Jaká je viskoelasticita?

Materiál se může chovat mnoha způsoby. Jedním z možných materiálových vlastností je pružnost, která umožňuje tkaninám vrátit se do své původní polohy po vystavení působení síly. Viskozita popisuje viskozitu kapaliny a odpovídá tedy míře tekutosti kapaliny.

Viskozita je směsí materiálového chování elasticity a tekutostního chování viskozity. Viskoelastické materiály tedy vykazují jak viskózní, tak elastické chování materiálu. Kombinují určité materiálové vlastnosti pevných látek s materiálovými vlastnostmi tekutin.

Viskoelastické účinky závisí na faktorech, jako je teplota, čas a frekvence. Viskoelastické vlastnosti látek hrají v biofyzice důležitou roli. Například krev má viskoelasticitu. Totéž platí pro asociace měkkých tkání a dalších buněk.

V tomto kontextu je krev například nenewtonská kapalina a nese svou viskozitu (viskozitu krve) jako materiálovou konstantu, ale mění ji účinky střihu. Newtonovské tekutiny naproti tomu vykazují lineárně viskózní chování toku, a tedy mají viskozitu nezávislou na zatížení, zatímco viskoelastické tekutiny, jako je krev, reagují na určitá zatížení pružně.

Funkce a úkol

Měkké tkáně jsou měkké tkáně, jako je tuková tkáň, svalová tkáň a pojivová tkáň. Skládají se z kolagenu, částí elastinu a základní látky. Tato struktura se nazývá extracelulární matrice měkké tkáně. Základní látka sestává z velké části z vody, přičemž fibroblasty a chondroblasty produkují vlákna a základní látku měkké tkáně.

Viscoelasticita je jednou z mechanických vlastností měkkých tkání. S relativně malým napětím ve formě nízkého protažení elastin v tkanině zajišťuje tuhost. Deformační energie je uložena v elastinu. Kolagenová vlákna obsažená v tkáni mají v klidu vlnitý tvar a jsou relativně elastická. Čím více se tkáň deformuje, tím více se napíná ve směru deformace. Po relaxaci vlákna opět zvyšují tuhost tkáně.

Chování textilie je podobné nylonové punčochě. Elastin přebírá roli nylonového gumového pásku a kolagen plní funkci nylonových vláken. V tomto ohledu kolagen omezuje napínání tkáně a chrání tak před zraněním.

Lidská měkká tkáň může být proto vážně deformována a stále se vrací do svého původního tvaru.

Fyzická viskoelasticita může být také pozorována ve vztahu k krvi. Chemicky řečeno, krev je suspenze newtonské tekuté vody a buněčných, tj. Složek materiálu. Krev je nenewtonská kapalina, a proto vykazuje odlišné tokové vlastnosti než voda. Kvůli erytrocytům, které obsahuje, je viskoelasticita krve vyšší než u plazmy. Viskozita se zvyšuje s hodnotou hematokritu a průtokem. Kvůli deformovatelnosti červených krvinek (erytrocytů) se tokové chování krve podobá chování buněčné suspenze, když se zvyšuje průtok, ale mění se tokové chování emulze.

Nemoci a nemoci

Neuromuskulární onemocnění zvyšují viskoelasticitu svalové a fasciální tkáně. Toto zvýšení viskoelasticity fascie vyvolává tlak na myofasciální tkáň. Zvýšení viskoelasticity v samotné myofasciální tkáni nebylo dosud přesvědčivě zkoumáno, ale zdá se, že souvisí s dysfunkcí nebo nesprávnou regulací sympatickým nervovým systémem.

Neuromuskulární onemocnění tvoří nehomogenní skupinu onemocnění svalových buněk, neuromuskulárního přenosu nebo periferních nervů. Mezi neuromuskulární onemocnění patří zejména myopatie a neuropatie. Myopatie jsou neneurogenní onemocnění se strukturálními změnami nebo funkčními omezeními postižených svalů, které ve většině případů ovlivňují prokládané kosterní svaly. Příkladem myopatie je svalová dystrofie.

Neuropatie jsou onemocnění periferních nervů bez traumatického původu. Neuropatie může ovlivnit jedno nebo více nervů. Běžnými projevy jsou bolest nebo ztráta podráždění v postižené oblasti. V pozdní epizodě dochází k ochablé ochrnutí postižených svalů. Myopatie se vyznačují slabostmi nebo degenerací svalové tkáně, které lze připsat vztahům, jako je genetická mutace nebo mitochondriální nedostatečnost.

Viscoelastické poruchy se mohou vyskytnout nejen v měkké tkáni těla. Například symptomový komplex krve způsobený zvýšenou koncentrací paraproteinů v krevní plazmě je znám jako hyperviskozitní syndrom. Kvůli zvýšené viskozitě je tekutost krve snížena. K syndromu hyperviskosity dochází zejména v souvislosti s maligními onemocněními, jako je mnohočetný myelom nebo Waldenströmova nemoc.

Ke zvýšení viskozity mohou být spojena také benigní onemocnění, jako je Feltyho syndrom, lupus erythematodes nebo revmatoidní artritida. Pacienti obvykle trpí únavou, pocity slabosti a dušností.

Anémie (anémie) je způsobena mukózou a krvácení z nosu. Je podporován narušenou funkcí destiček. Dysfunkce destiček je důsledkem zablokování receptorů srážení. Destičky jsou potaženy paraproteiny a již se neváží na receptory, ale místo toho interagují s tvorbou fibrinu. Výsledné příznaky jsou podobné příznakům mikroangiopatie. Riziko trombózy a tromboembolie se výrazně zvyšuje.