Ιξωδοελαστικότητα

ο Ιξωδοελαστικότητα συνδυάζει τις ελαστικές ιδιότητες των ουσιών και τις ιξώδεις ιδιότητες των υγρών και βρίσκεται στο ανθρώπινο σώμα, εκτός από το αίμα, κυρίως στους μαλακούς ιστούς. Στο αίμα, το ιξώδες της ουσίας αυξάνεται στο πλαίσιο του συνδρόμου υπερευαισθησίας. Στους μαλακούς ιστούς, διαταραχές της ιξωδοελαστικότητας μπορούν να εμφανιστούν στο πλαίσιο των νευρομυϊκών παθήσεων.

Τι είναι η ιξωδοελαστικότητα;

Το υλικό μπορεί να συμπεριφέρεται με διάφορους τρόπους. Μία πιθανή υλική συμπεριφορά είναι η ελαστικότητα, η οποία επιτρέπει στα υφάσματα να επιστρέψουν στην αρχική τους θέση μετά την εφαρμογή της δύναμης. Το ιξώδες περιγράφει το ιξώδες ενός υγρού και έτσι αντιστοιχεί σε ένα μέτρο της ρευστότητας ενός υγρού.

Η ιξωδοελαστικότητα είναι ένα μείγμα της υλικής συμπεριφοράς της ελαστικότητας και της συμπεριφοράς ρευστότητας του ιξώδους. Κατά συνέπεια, τα ιξωδοελαστικά υλικά παρουσιάζουν συμπεριφορά ιξώδους και ελαστικού υλικού. Συνδυάζουν ορισμένες ιδιότητες των στερεών με τις ιδιότητες των ρευστών.

Τα ιξωδοελαστικά αποτελέσματα εξαρτώνται από παράγοντες όπως η θερμοκρασία, ο χρόνος και η συχνότητα. Οι ιξωδοελαστικές ιδιότητες των ουσιών παίζουν σημαντικό ρόλο στη βιοφυσική. Για παράδειγμα, το αίμα έχει ιξωδοελαστικότητα. Το ίδιο ισχύει και για τους μαλακούς ιστούς και άλλους συσχετισμούς κυττάρων.

Σε αυτό το πλαίσιο, το αίμα είναι, για παράδειγμα, ένα μη-Νεύτωνα υγρό και δεν φέρει το ιξώδες του (ιξώδες αίματος) ως υλικό σταθερά, αλλά το αλλάζει με τα αποτελέσματα διάτμησης. Τα νευτονικά υγρά, από την άλλη πλευρά, εμφανίζουν γραμμική ιξώδη ροή και συνεπώς έχουν ιξώδες ανεξάρτητα από το φορτίο, ενώ τα ιξωδοελαστικά υγρά όπως το αίμα αντιδρούν σε ορισμένα φορτία με ελαστικότητα.

Λειτουργία & εργασία

Οι μαλακοί ιστοί είναι μαλακοί ιστοί όπως λιπώδης ιστός, μυϊκός ιστός και συνδετικός ιστός. Αποτελούνται από κολλαγόνο, μέρη της ελαστίνης και τη βασική ουσία. Αυτή η δομή ονομάζεται εξωκυτταρική μήτρα του μαλακού ιστού. Η βασική ουσία συνίσταται σε μεγάλη ποσότητα νερού, όπου οι ινοβλάστες και οι χονδροβλάστες παράγουν τις ίνες και τη βασική ουσία του μαλακού ιστού.

Η ιξωδοελαστικότητα είναι μία από τις μηχανικές ιδιότητες του μαλακού ιστού. Με σχετικά μικρή πίεση με τη μορφή χαμηλού τεντώματος, η ελαστίνη στο ύφασμα εξασφαλίζει ακαμψία. Η ενέργεια παραμόρφωσης αποθηκεύεται στην ελαστίνη. Οι ίνες κολλαγόνου που περιέχονται στον ιστό έχουν κυματιστό σχήμα όταν είναι σε ηρεμία και είναι σχετικά ελαστικές. Όσο περισσότερο παραμορφώνεται ο ιστός, τόσο περισσότερο τεντώνεται προς την κατεύθυνση της παραμόρφωσης. Μετά τη χαλάρωση, οι ίνες αυξάνουν ξανά την ακαμψία των ιστών.

Η συμπεριφορά του υφάσματος είναι παρόμοια με μια κάλτσα από νάιλον. Η ελαστίνη αναλαμβάνει το ρόλο της ελαστικής ταινίας από νάιλον και το κολλαγόνο εκπληρώνει τη λειτουργία των ινών νάιλον. Από αυτή την άποψη, το κολλαγόνο περιορίζει το τέντωμα του ιστού και έτσι προστατεύει από τραυματισμούς.

Ο ανθρώπινος μαλακός ιστός μπορεί επομένως να παραμορφωθεί σοβαρά και να επιστρέψει στο αρχικό του σχήμα.

Η φυσική ιξωδοελαστικότητα μπορεί επίσης να παρατηρηθεί σε σχέση με το αίμα. Χημικά, το αίμα είναι ένα εναιώρημα του νευτονικού υγρού νερού και των κυτταρικών, δηλαδή υλικών συστατικών. Το αίμα είναι ένα μη-Νεύτωνα υγρό και επομένως παρουσιάζει διαφορετικές ιδιότητες ροής από το νερό. Λόγω των ερυθροκυττάρων που περιέχει, η ιξωδοελαστικότητα του αίματος αυξάνεται σε σύγκριση με το πλάσμα. Το ιξώδες αυξάνεται με την τιμή του αιματοκρίτη και τον ρυθμό ροής. Λόγω της παραμόρφωσης των ερυθρών αιμοσφαιρίων (ερυθροκύτταρα), η συμπεριφορά ροής του αίματος δεν μοιάζει με εκείνη ενός κυτταρικού εναιωρήματος όταν αυξάνεται ο ρυθμός ροής, αλλά αλλάζει στη συμπεριφορά ροής ενός γαλακτώματος.

Ασθένειες και παθήσεις

Οι νευρομυϊκές παθήσεις αυξάνουν την ιξωδοελαστικότητα στον ιστό των μυών και της περιτονίας. Αυτή η αύξηση της ιξωδοελαστικότητας της περιτονίας ασκεί πίεση στον μυοφραστικό ιστό. Η αύξηση της ιξωδοελαστικότητας στον ίδιο τον μυοφραστικό ιστό δεν έχει ακόμη διερευνηθεί οριστικά, αλλά φαίνεται να σχετίζεται με δυσλειτουργίες ή εσφαλμένη ρύθμιση από το συμπαθητικό νευρικό σύστημα.

Οι νευρομυϊκές παθήσεις σχηματίζουν μια ανομοιογενή ομάδα ασθενειών των μυϊκών κυττάρων, της νευρομυϊκής μετάδοσης ή των περιφερικών νεύρων. Οι νευρομυϊκές ασθένειες περιλαμβάνουν, ειδικότερα, μυοπάθειες και νευροπάθειες. Οι μυοπάθειες είναι μη νευρογενείς ασθένειες με δομικές αλλαγές ή λειτουργικούς περιορισμούς των προσβεβλημένων μυών, οι οποίες στις περισσότερες περιπτώσεις επηρεάζουν τους ραβδωτούς σκελετικούς μύες. Η μυϊκή δυστροφία είναι ένα παράδειγμα μυοπάθειας.

Οι νευροπάθειες είναι ασθένειες των περιφερικών νεύρων χωρίς τραυματική προέλευση. Η νευροπάθεια μπορεί να επηρεάσει ένα ή περισσότερα νεύρα. Συχνές εκδηλώσεις είναι πόνος ή απώλεια ερεθισμού στην πληγείσα περιοχή. Σε ένα πρόσφατο επεισόδιο, συμβαίνει παράλυτη παράλυση των προσβεβλημένων μυών. Οι μυοπάθειες χαρακτηρίζονται από αδυναμίες ή εκφυλισμό του μυϊκού ιστού, οι οποίες μπορούν να εντοπιστούν σε σχέσεις όπως γενετική μετάλλαξη ή μιτοχονδριακή ανεπάρκεια.

Οι βισκοελαστικές διαταραχές μπορούν να εμφανιστούν όχι μόνο στον μαλακό ιστό του σώματος. Για παράδειγμα, ένα σύμπλοκο συμπτωμάτων του αίματος που προκαλείται από αυξημένη συγκέντρωση παραπρωτεϊνών στο πλάσμα του αίματος είναι γνωστό ως σύνδρομο υπερευαισθησίας. Λόγω του αυξημένου ιξώδους, η ροή του αίματος μειώνεται. Το σύνδρομο υπερευαισθησίας εμφανίζεται ιδιαίτερα στο πλαίσιο κακοηθών ασθενειών, όπως το πολλαπλό μυέλωμα ή η νόσος του Waldenström.

Οι καλοήθεις ασθένειες όπως το σύνδρομο Felty, ο ερυθηματώδης λύκος ή η ρευματοειδής αρθρίτιδα μπορούν επίσης να συσχετιστούν με την αύξηση του ιξώδους. Οι ασθενείς υποφέρουν κυρίως από κούραση, αίσθημα αδυναμίας και δύσπνοια.

Η αναιμία (αναιμία) προκαλείται από βλεννογόνο και ρινορραγίες. Ευνοείται από την εξασθενημένη λειτουργία των αιμοπεταλίων. Η δυσλειτουργία των αιμοπεταλίων προκύπτει από απόφραξη των υποδοχέων πήξης. Τα αιμοπετάλια επικαλύπτονται με παραπρωτεΐνες και δεν συνδέονται πλέον με τους υποδοχείς, αλλά αντιδρούν με τον σχηματισμό ινώδους. Τα συμπτώματα που προκύπτουν είναι παρόμοια με αυτά της μικροαγγειοπάθειας. Ο κίνδυνος θρόμβωσης και θρομβοεμβολής αυξάνεται σημαντικά.