viskoelasticitet

De viskoelasticitet kombinerar de elastiska egenskaperna hos ämnen och de viskösa egenskaperna hos vätskor och finns i människokroppen, förutom blodet, främst i mjuka vävnader. I blodet ökar ämnets viskositet i samband med hyperviskositetssyndromet. I mjuka vävnader kan störningar i viskoelasticiteten uppstå i samband med neuromuskulära sjukdomar.

Vad är viskoelasticiteten?

Material kan bete sig på flera sätt. Ett möjligt materiellt beteende är elasticitet, vilket gör att tyger kan återgå till sitt ursprungliga läge efter att ha utsatts för våld. Viskositeten beskriver en vätskes viskositet och motsvarar således ett mått på en vätskas flytbarhet.

Viskoelasticiteten är en blandning av materialets beteende hos elasticiteten och viskositetens flytbarhet. Följaktligen visar viskoelastiska material både visköst och elastiskt materialbeteende. De kombinerar vissa materialegenskaper hos fasta ämnen med materialegenskaperna hos vätskor.

Viskoelastiska effekter beror på faktorer som temperatur, tid och frekvens. Ämnes viskoelastiska egenskaper spelar en viktig roll i biofysik. Till exempel har blod viskoelasticitet. Detsamma gäller mjukvävnad och andra cellföreningar.

I detta sammanhang är blodet till exempel en icke-Newtonsk vätska och bär inte dess viskositet (blodviskositet) som en materialkonstant, utan ändrar det med skjuveffekterna.Newtoniska vätskor å andra sidan uppvisar linjärt visköst flödesbeteende och har således belastningsoberoende viskositet, medan viskoelastiska vätskor som blod reagerar på vissa belastningar med elasticitet.

Funktion & uppgift

Mjuka vävnader är mjuka vävnader såsom fettvävnad, muskelvävnad och bindväv. De består av kollagen, delar av elastin och bassubstansen. Denna struktur kallas mjukvävnadens extracellulära matris. Bassubstansen består till stor del av vatten, varigenom fibroblaster och kondroblaster producerar fibrerna och mjukvävnadens basiska substans.

Viskoelasticitet är en av de mekaniska egenskaperna hos mjuk vävnad. Med relativt lite spänning i form av låg sträckning garanterar elastinet i tyget stelhet. Distorsionsenergin lagras i elastinet. Kollagenfibrerna i vävnaden har en vågform när de är i vila och är relativt elastiska. Ju mer vävnaden deformeras, desto mer sträcker de sig i deformationens riktning. Efter avslappning ökar fibrerna igen vävnadsstyvheten.

Tygbeteendet liknar en nylonstrumpa. Elastinet tar rollen som nylongummibandet och kollagenet uppfyller nylonfibrernas funktion. I detta avseende begränsar kollagen sträckningen av vävnaden och skyddar därmed mot skador.

Mänsklig mjukvävnad kan därför deformeras kraftigt och ändå återgå till sin ursprungliga form.

Fysisk viskoelasticitet kan också observeras i förhållande till blodet. Kemiskt sett är blod en suspension av det Newtonska vätskevattnet och cellulära, dvs. materialkomponenter. Blod är en icke-Newtonsk vätska och visar därför olika flödesegenskaper än vatten. På grund av erytrocyterna som den innehåller är blodets viskoelasticitet högre än för plasma. Viskositeten ökar med hematokritvärdet och flödeshastigheten. På grund av deformerbarheten för röda blodkroppar (erytrocyter) liknar blodets flödesbeteende inte det hos en cellsuspension när flödeshastigheten ökar, utan ändras till en emulsions flödesbeteende.

Sjukdomar och sjukdomar

Neuromuskulära sjukdomar ökar viskoelasticiteten i muskel- och fasciavävnad. Denna ökning i fascinens viskoelasticitet utövar tryck på myofascialvävnaden. Ökningen i viskoelasticitet i själva myofascialvävnaden har ännu inte undersökts slutgiltigt, men verkar vara relaterad till dysfunktion eller felaktig reglering av det sympatiska nervsystemet.

Neuromuskulära sjukdomar bildar en inhomogen grupp av sjukdomar i muskelcellerna, neuromuskulär överföring eller perifera nerver. De neuromuskulära sjukdomarna inkluderar särskilt myopatier och neuropatier. Myopatier är icke-neurogena sjukdomar med strukturella förändringar eller funktionella begränsningar av de drabbade musklerna, som i de flesta fall påverkar de sträckta skelettmusklerna. Muskeldystrofi är ett exempel på en myopati.

Neuropatier är sjukdomar i perifera nerver utan traumatiskt ursprung. Neuropati kan påverka enstaka eller flera nerver. Vanliga manifestationer är smärta eller irritation i det drabbade området. I en sen episod inträffar slapp förlamning av de drabbade musklerna. Myopatier kännetecknas av svagheter eller degeneration av muskelvävnad, som kan spåras tillbaka till förhållanden som genetisk mutation eller mitokondriell insufficiens.

Viskoelastiska störningar kan uppstå inte bara i kroppens mjuka vävnad. Till exempel är ett symptomkomplex av blodet orsakat av en ökad koncentration av paraproteiner i blodplasman känt som hyperviskositetssyndrom. På grund av den ökade viskositeten reduceras blodets flytbarhet. Hyperviskositetssyndromet förekommer särskilt i samband med maligna sjukdomar, såsom myelom eller Waldenströms sjukdom.

Godartade sjukdomar som Feltys syndrom, lupus erythematosus eller reumatoid artrit kan också förknippas med ökningen av viskositeten. Patienterna lider mest av trötthet, känslor av svaghet och andnöd.

Anemi (anemi) orsakas av slemhinnor och näsblod. Det föredras av nedsatt trombocytfunktion. Trombocytdysfunktionen är resultatet av en hindring av koagulationsreceptorerna. Trombocyterna är belagda med paraproteiner och binder inte längre till receptorerna, utan interagerar istället med fibrinbildning. De resulterande symtomen liknar de vid mikroangiopati. Risken för trombos och tromboemboli ökar avsevärt.