Эффект Фореуса - Fåhræus effect

Не путать с Эффект Фарнюса – Линдквиста.

В капиллярных трубках эритроциты более сконцентрированы к центру сосуда, оставляя значительный свободный от эритроцитов слой возле стенок сосуда. Эффект Фараеуса возникает из-за того, что средняя скорость эритроцитов выше, чем средняя скорость плазмы.

В Эффект Фореуса снижение средней концентрации красные кровяные тельца в человеческая кровь по мере того, как диаметр стеклянной трубки, по которой он течет, уменьшается. Другими словами, в кровеносный сосуд диаметром менее 500 микрометры, то гематокрит уменьшается с уменьшением капилляр диаметр. Эффект Fåhræus определенно влияет на Эффект Фарнюса – Линдквиста, который описывает зависимость кажущаяся вязкость крови на размер капилляров, но первое - не единственная причина последнего.^[1]

История^[2]

Fahraeus^{[ВОЗ? ]} был патологом в Уппсальском университете в Швеции, и его интерес к стабильности суспензии крови, а затем и к Гемореология было мотивировано желанием понять клинические эффекты аномалий агрегации и поведения потока форменных элементов. Целью было выяснить, подчиняется ли кровь закону Пуазейля (Уравнение Хагена – Пуазейля ). В 1915 году Гесс доказал, что кровь подчиняется закону Пуазейля при большом потоке и малом сдвиге. В неньютоновский эффекты были связаны с упругой деформацией эритроцитов. Фахреус появился на сцене в 1917 году благодаря наблюдению, что скорость оседания красных тельцов увеличивается во время беременности. Он использовал концепцию лейкоцитарной пленки как отправную точку в своей работе по осаждению эритроцитов и более общей проблеме стабильности суспензии крови. Он указал, что фибриноген является основным белком, участвующим в агрегации эритроцитов, приводящей к образованию регулярных руло и что этот процесс совершенно отличался от свертывания крови. Он применил коллоид принципами для описания стабильности суспензии и более актуальными для современной психологии кровообращения было изучение агрегации текущей крови и взаимосвязи между распределением клеток крови, ее скоростью и кажущаяся вязкость. Он пришел к следующим результатам: (а) При высоких скоростях потока в трубках диаметром (<0,3 мм) концентрация эритроцитов ниже, чем в большой питающей трубке, по той причине, что эритроциты распределены в осевом ядре, а их среднее значение поэтому скорость больше, чем средняя скорость крови. Между гематокритом пробирки и средней скоростью кровотока существует обратная зависимость. (b) Вязкость в трубках меньшего размера <0,3 мм ниже, чем у больших трубок, и уменьшается с уменьшением диаметра. (c) Миграция клеток крови от стенки пробирки к оси зависит от размера частиц, а не от плотности частиц. (d) При низких скоростях потока эритроциты собираются в клубочки, и это самые крупные частицы в суспензии, которые мигрируют к оси, образуя ядро, которое вытесняет белые клетки на периферию. Следовательно, концентрация лейкоцитов будет выше, чем в питающей трубке, а их средняя скорость будет ниже, чем у эритроцитов и плазмы.

Математическая модель

Учитывая устойчивый ламинарный полностью разработан кровоток в маленькой трубке радиусом ${\displaystyle r_{0}}$, цельная кровь разделяется на бесклеточный слой плазмы вдоль стенки пробирки и обогащенный центральный стержень. В результате трубка гематокрит ${\displaystyle H_{t}}$ меньше гематокрита на выходе ${\displaystyle H_{0}}$. Простое математическое рассмотрение эффекта Фореуса было показано в Sutera et al. (1970).^[3] Кажется, это самый ранний анализ:

${\displaystyle {\frac {H_{t}}{H_{0}}}={\frac {1}{2-(1-({\frac {\delta }{r_{0}}}))^{2}}}}$

куда:

${\displaystyle H_{t}}$ гематокрит трубки

${\displaystyle H_{0}}$ гематокрит на выходе

${\displaystyle \delta }$ бесклеточный плазма толщина слоя

${\displaystyle r_{0}}$ это радиус трубки

Кроме того, следующее выражение было разработано Pries et al. (1990)^[4] для представления гематокрита пробирки,${\displaystyle H_{t}}$, как функция расхода гематокрит,${\displaystyle H_{d}}$, и диаметр трубы.

${\displaystyle {\frac {H_{t}}{H_{d}}}=H_{d}+(1-H_{d})(1+1.7exp(-0.415D)-0.6exp(-0.011D))}$

куда:

${\displaystyle H_{t}}$ гематокрит трубки

${\displaystyle H_{d}}$ гематокрит разряда

${\displaystyle D}$ диаметр трубки в мкм

Смотрите также

• Модель бесклеточного маргинального слоя
• Эффект Фарнюса – Линдквиста
• Гемодинамика
• Гемореология

Рекомендации

1. «Кровоток и эффект Фарэуса». Nonoscience.info. 2010-09-02. Архивировано из оригинал на 2011-03-08. Получено 2011-05-09.
2. Goldsmith, H.L .; Cokelet, G.R .; Gaehtgens, P. (сентябрь 1989 г.). «Робин Фахреус: эволюция его концепций в сердечно-сосудистой физиологии». Американский журнал физиологии. 257 (3, часть 2): H1005–1015. Дои:10.1152 / ajpheart.1989.257.3.H1005. ISSN  0002-9513. PMID  2675631.
3. Sutera, S.P .; Seshadri, V .; Croce, P.A .; Хохмут, Р. (1970). «Капиллярный кровоток: II. Деформируемые модельные клетки в потоке трубки». Микрососудистые исследования. 2 (4): 420–433. Дои:10.1016 / 0026-2862 (70) 90035-Х. PMID  5523939.
4. Pries AR, Secomb TW, Gaehtgens P и Gross JF. Кровоток в микрососудистых сетях: эксперименты и моделирование. Circulation Research 67: 826–834, 1990..

дальнейшее чтение

• К. Кляйнштройер, (2007) Bio-Fluid Dynamics, Taylor and Francis Pub.