Viskoelastiklik

Viskoelastiklik Maddelerin elastik özelliklerini ve sıvıların viskoz özelliklerini birleştirir ve insan vücudunda, kana ek olarak, öncelikle yumuşak dokularda bulunur. Kanda, maddenin viskozitesi hiperviskozite sendromu bağlamında artar. Yumuşak dokularda, nöromüsküler hastalıklar bağlamında viskoelastisite bozuklukları ortaya çıkabilir.

Viskoelastisite nedir?

Materyal, çeşitli şekillerde davranabilir. Olası bir malzeme davranışı, kumaşların kuvvete maruz kaldıktan sonra orijinal konumlarına dönmelerine izin veren esnekliktir. Viskozite, bir sıvının viskozitesini tanımlar ve bu nedenle bir sıvının akışkanlığının bir ölçüsüne karşılık gelir.

Viskoelastisite, elastikliğin malzeme davranışı ile viskozitenin akışkanlık davranışının bir karışımıdır. Buna göre, viskoelastik malzemeler hem viskoz hem de elastik malzeme davranışı gösterir. Katıların belirli malzeme özelliklerini sıvıların malzeme özellikleriyle birleştirirler.

Viskoelastik etkiler sıcaklık, zaman ve sıklık gibi faktörlere bağlıdır. Maddelerin viskoelastik özellikleri biyofizikte önemli bir rol oynar. Örneğin, kanın viskoelastisitesi vardır. Aynısı yumuşak doku ve diğer hücre ilişkileri için de geçerlidir.

Bu bağlamda kan örneğin Newtoncu olmayan bir sıvıdır ve viskozitesini (kan viskozitesini) malzeme sabiti olarak taşımaz, ancak kesme etkileri ile değiştirir. Newtoniyen sıvılar ise doğrusal olarak viskoz akış davranışı gösterir ve bu nedenle yükten bağımsız viskoziteye sahip olurken, kan gibi viskoelastik sıvılar belirli yüklere elastikiyetle tepki verir.

İşlev ve görev

Yumuşak dokular, yağ dokusu, kas dokusu ve bağ dokusu gibi yumuşak dokulardır. Kolajen, elastin parçaları ve temel maddeden oluşurlar. Bu yapıya yumuşak dokunun hücre dışı matrisi denir. Temel madde büyük ölçüde sudan oluşur, bu sayede fibroblastlar ve kondroblastlar yumuşak dokunun liflerini ve temel maddesini üretir.

Viskoelastisite, yumuşak dokunun mekanik özelliklerinden biridir. Düşük gerilme biçimindeki nispeten az stresle, kumaştaki elastin sertliği garanti eder. Bozulma enerjisi elastinde depolanır. Dokunun içerdiği kolajen lifler, dinlendiğinde dalgalı bir şekle sahiptir ve nispeten esnektir. Doku ne kadar çok deforme olursa, deformasyon yönünde o kadar gerilir. Gevşemeden sonra lifler doku sertliğini tekrar arttırır.

Kumaş davranışı naylon çoraba benzer. Elastin naylon lastik bant rolünü üstlenir ve kolajen naylon liflerin işlevini yerine getirir. Bu bakımdan kolajen, dokunun gerilmesini sınırlayarak yaralanmalara karşı koruma sağlar.

İnsan yumuşak dokusu bu nedenle ciddi şekilde deforme olabilir ve yine de orijinal şekline dönebilir.

Kana bağlı olarak fiziksel viskoelastisite de gözlemlenebilir. Kimyasal olarak konuşursak, kan, Newtonian sıvı su ve hücrenin, yani malzeme bileşenlerinin bir süspansiyonudur. Kan, Newtonyen olmayan bir sıvıdır ve bu nedenle sudan farklı akış özellikleri gösterir. İçerdiği eritrositler nedeniyle kanın viskoelastisitesi plazmaya göre artar. Viskozite hematokrit değeri ve akış hızı ile artar. Kırmızı kan hücrelerinin (eritrositler) deforme olmasından dolayı, kanın akış davranışı, akış hızı arttığında bir hücre süspansiyonuna benzemez, ancak bir emülsiyonun akış davranışını değiştirir.

Hastalıklar ve rahatsızlıklar

Nöromüsküler hastalıklar kas ve fasya dokusunda viskoelastisiteyi arttırır. Fasyanın viskoelastisitesindeki bu artış miyofasiyal dokuya baskı uygular. Miyofasiyal dokudaki viskoelastisitedeki artış henüz kesin olarak araştırılmamıştır, ancak disfonksiyonlar veya sempatik sinir sistemi tarafından yanlış düzenleme ile ilişkili görünmektedir.

Nöromüsküler hastalıklar, kas hücrelerinin, nöromüsküler geçişin veya periferik sinirlerin homojen olmayan bir hastalık grubunu oluşturur. Nöromüsküler hastalıklar, özellikle miyopatileri ve nöropatileri içerir. Miyopatiler, çoğu durumda çizgili iskelet kaslarını etkileyen, etkilenen kasların yapısal değişiklikleri veya fonksiyonel sınırlamaları olan nörojenik olmayan hastalıklardır. Musküler distrofi, miyopatinin bir örneğidir.

Nöropatiler, travmatik bir kökeni olmayan periferik sinirlerin hastalıklarıdır. Nöropati, tek veya birden fazla siniri etkileyebilir. Sık görülen belirtiler, etkilenen bölgede ağrı veya tahriş kaybıdır. Geç bir dönemde, etkilenen kaslarda sarkık felç meydana gelir. Miyopatiler, genetik mutasyon veya mitokondriyal yetmezlik gibi ilişkilere kadar geri izlenebilen kas dokusunun zayıflıkları veya dejenerasyonu ile karakterizedir.

Viskoelastik rahatsızlıklar sadece vücudun yumuşak dokusunda meydana gelmez. Örneğin, kan plazmasındaki artan paraprotein konsantrasyonunun neden olduğu bir kan semptom kompleksi, hiperviskozite sendromu olarak bilinir. Artan viskozite nedeniyle kanın akışkanlığı azalır. Hiperviskozite sendromu, özellikle multipl miyelom veya Waldenström hastalığı gibi habis hastalıklar bağlamında ortaya çıkar.

Felty sendromu, lupus eritematozus veya romatoid artrit gibi iyi huylu hastalıklar da viskozitedeki artışla ilişkilendirilebilir. Hastalar çoğunlukla yorgunluk, halsizlik hissi ve nefes darlığı çekerler.

Anemi (anemi), mukozal ve burun kanamasından kaynaklanır. Bozulmuş trombosit işlevi tarafından tercih edilir. Trombosit disfonksiyonu, pıhtılaşma reseptörlerinin tıkanmasından kaynaklanır. Trombositler paraproteinlerle kaplıdır ve artık reseptörlere bağlanmaz, bunun yerine fibrin oluşumu ile etkileşime girer. Ortaya çıkan semptomlar mikroanjiyopatiye benzer. Tromboz ve tromboembolizm riski önemli ölçüde artar.