Viskoelastisitet kombinerer de elastiske egenskapene til stoffer og de viskøse egenskapene til væsker, og i menneskekroppen er den hovedsakelig tilstede i bløtvev i tillegg til blod. på blod, stoffets viskositet øker som en del av hyperviskositetssyndromet. I bløtvev kan forstyrrelser i viskoelastisitet oppstå i sammenheng med nevromuskulære sykdommer.
Hva er viskoelastisitet?
Viskoelastisitet kombinerer de elastiske egenskapene til materialer og de viskøse egenskapene til væsker, og finnes i menneskekroppen primært i bløtvev i tillegg til blod. Materiale kan oppføre seg på forskjellige måter. En mulig materialadferd er elastisitet, som gjør at stoffer kan gå tilbake til sin opprinnelige posisjon etter at kraft er påført. Viskositet beskriver viskositeten til en væske og tilsvarer således et mål på væskens fluiditet. Viskoelastisitet er en blanding av materialets oppførsel av elastisitet og flytbarhet for viskositet. Følgelig viser viskoelastiske materialer både viskøs og elastisk materialadferd. Dermed kombinerer de visse materialegenskaper for faste stoffer med materialegenskaper for væsker. Viskoelastiske effekter avhenger av faktorer som temperatur, tid og frekvens. I biofysikk spiller viskoelastiske egenskaper til stoffer en viktig rolle. For eksempel har blod viskoelastisitet. Det samme gjelder bløtvev og andre cellesamlinger. I denne sammenheng betraktes for eksempel blod som en ikke-newtonsk væske og bærer ikke viskositeten (blodviskositeten) som et stoff konstant, men endrer det med skjæreffekter. Newtonske væsker viser derimot lineær viskøs strømningsadferd og har således viskositet uavhengig av belastning, mens viskoelastiske væsker som blod reagerer på visse belastninger med elastisitet.
Funksjon og oppgave
Bløtvev er bløtvev som fettvev, muskelvev og bindevev. De er sammensatt av kollagendeler av elastin og malt substans. Denne strukturen kalles ekstracellulær matrise av bløtvev. Bakken substans er i stor grad sammensatt av Vann, med fibroblaster og kondroblaster som produserer fibre og malt substans i bløtvev. De mekaniske egenskapene til bløtvev inkluderer viskoelastisitet. Når relativt lite belastning påføres i form av lav forlengelse, gir elastinet i vevet stivhet. Forvrengningsenergi lagres i elastinet. De kollagen fibrene i vevet har bølgeform i hvile og er relativt tøyelige. Jo mer vevet deformeres, jo mer strekker de seg i retning av deformasjonen. Etter stretching, fibrene øker igjen stoffstivheten. Stoffets oppførsel ligner på en nylonstrømpe. Elastinet overtar rollen som nylonbånd og kollagen oppfyller funksjonen til nylonfibrene. I denne forbindelse begrenser kollagen stretching av vevet og beskytter dermed mot skade. Følgelig kan myke vev i menneskekroppen deformeres betydelig og fortsatt gå tilbake til sin opprinnelige form. Fysisk viskoelastisitet kan også observeres i forhold til blod. I kjemiske termer er blod en suspensjon av den newtonske væsken Vann og cellulære, dvs. materiale, komponenter. Blod er en ikke-newtonsisk væske og viser dermed andre strømningsegenskaper enn Vann. På grunn av erytrocytter inneholder den, øker viskoelastisiteten til blod sammenlignet med plasma. Viskositeten øker med hematokritt verdi og strømningshastighet. På grunn av deformerbarheten til røde blodlegemer ( erytrocytter), ligner ikke strømningsadferden til blod ved økende strømningshastighet den for en cellesuspensjon, men endres til strømningsadferden til en emulsjon.
Sykdommer og plager
Nevromuskulære sykdommer øker viskoelastisiteten i muskel og fascialvev. Denne viskoelastisitetsøkningen i fascia utøver trykk på det myofasciale vevet. Økningen i viskoelastisitet i myofascialt vev i seg selv har ikke blitt studert endelig, men ser ut til å være relatert til dysfunksjon eller feil regulering av de sympatiske nervesystemet. Nevromuskulære sykdommer danner en inhomogen gruppe som består av sykdommer i muskelceller, nevromuskulær overføring eller perifer nerver. Nevromuskulære sykdommer inkluderer spesielt myopatier og nevropatier. Myopatier er ikke-neurogene sykdommer med strukturelle endringer eller funksjonsbegrensninger i de berørte musklene, som i de fleste tilfeller påvirker de stripete skjelettmuskulaturen. Muskeldystrofi er et eksempel på en myopati. Nevropatier er perifere sykdommer nerver uten traumatisk opprinnelse. En nevropati kan påvirke enkelt eller flere nerver. Vanlige manifestasjoner er smerte eller tap av følelse i det berørte området. Som en sen konsekvens, noen ganger oppstår slapp lammelse av de berørte musklene. Myopatier er preget av svekkelse eller degenerasjon av muskelvevet, noe som kan skyldes sammenhenger som genetisk mutasjon eller mitokondrieinsuffisiens. Det er ikke bare i kroppens bløtvev at forstyrrelser i viskoelastisitet kan oppstå. For eksempel et symptomkompleks av blodet forårsaket av økt konsentrasjon av paraproteiner i blodplasma er kjent som hyperviskositetssyndrom. På grunn av den økte viskositeten reduseres blodets flytbarhet. Hyperviskositetssyndrom forekommer spesielt i sammenheng med ondartede sykdommer, for eksempel myelomatose eller Waldenströms sykdom. Godartede sykdommer som Feltys syndrom, lupus erythematosus eller revmatoid gikt kan også være assosiert med økningen i viskositet. Pasienter lider vanligvis av tretthet, følelser av svakhet og kortpustethet. Anemi (anemi) er forårsaket av slimhinne- og neseblødning. Det favoriseres av nedsatt blodplatefunksjon. Blodplatedysfunksjon skyldes hindring av koagulasjonsreseptorene. De blodplater er dekket av paraproteiner og binder ikke lenger til reseptorene, men interagerer med fibrindannelse. Den resulterende symptomatologien ligner på mikroangiopati. Risikoen for trombose og tromboembolisme øker markant.