viskoelastisitet

De viskoelastisitet kombinerer stoffets elastiske egenskaper og de viskøse egenskapene til væsker og finnes i menneskekroppen, i tillegg til blodet, først og fremst i det myke vevet. I blodet øker viskositeten til stoffet i sammenheng med hyperviskøsitetssyndromet. I bløtvevet kan forstyrrelser i viskoelastisiteten oppstå i sammenheng med nevromuskulære sykdommer.

Hva er viskoelastisiteten?

Materiale kan oppføre seg på flere måter. En mulig materialatferd er elastisitet, noe som gjør at tekstiler kan komme tilbake til sin opprinnelige posisjon etter å ha blitt utsatt for makt. Viskositeten beskriver en væskes viskositet og tilsvarer således et mål på en flytende flytbarhet.

Viskoelastisiteten er en blanding av den materielle oppførselen til elastisiteten og flytbarhetsatferden til viskositeten. Viskoelastiske materialer viser følgelig både tyktflytende og elastisk materialatferd. De kombinerer visse materialegenskaper til faste stoffer med materialegenskaper til væsker.

Viskoelastiske effekter avhenger av faktorer som temperatur, tid og frekvens. Stoffers viskoelastiske egenskaper spiller en viktig rolle i biofysikken. Blod har for eksempel viskoelastisitet. Det samme gjelder bløtvev og andre celleforeninger.

I denne sammenheng er blodet for eksempel en ikke-Newtonsk væske og bærer ikke dens viskositet (blodviskositet) som en materiell konstant, men endrer det med skjæreffektene. Newtonske væsker derimot viser lineær viskøs strømningsatferd og har således belastningsuavhengig viskositet, mens viskoelastiske væsker som blod reagerer på visse belastninger med elastisitet.

Funksjon & oppgave

Bløtvev er bløtvev som fettvev, muskelvev og bindevev. De består av kollagen, deler av elastin og basisstoffet. Denne strukturen kalles den ekstracellulære matrisen til bløtvevet. Basissubstansen består i stor grad av vann, hvorved fibroblaster og kondroblaster produserer fibrene og det basale stoffet i bløtvevet.

Viskoelastisitet er en av de mekaniske egenskapene til bløtvev. Med relativt lite belastning i form av lite strekk, sikrer elastinet i stoffet stivhet. Distorsjonsenergien lagres i elastinet. Kollagenfibrene i vevet har en bølget form når de er i ro og er relativt elastiske. Jo mer vevet deformeres, jo mer strekker de seg i retning av deformasjonen. Etter avslapning øker fibrene igjen vevets stivhet.

Stoffadferden ligner en nylonstrømpe. Elastinet tar på seg rollen som nylongummibåndet og kollagenet oppfyller nylonfibrene. I så henseende begrenser kollagen strekkingen av vevet og beskytter dermed mot skader.

Menneskelig mykt vev kan derfor bli sterkt deformert og fortsatt gå tilbake til sin opprinnelige form.

Fysisk viskoelastisitet kan også observeres i forhold til blodet. Kjemisk sett er blod en suspensjon av det Newtonske fluidvannet og cellulære, dvs. materialkomponenter. Blod er en ikke-Newtonsk væske og viser derfor forskjellige strømningsegenskaper enn vann. På grunn av erytrocyttene det inneholder, øker blodets viskoelastisitet sammenlignet med plasma. Viskositeten øker med hematokritverdien og strømningshastigheten. På grunn av deformerbarheten til røde blodceller (erytrocytter), ligner ikke strømningsatferden til blodet den for en cellesuspensjon når strømningshastigheten øker, men endres til en flytende oppførsel til en emulsjon.

Sykdommer og plager

Nevromuskulære sykdommer øker viskoelastisiteten i muskel- og fasciavev. Denne økningen i fascinasjonens viskoelastisitet utøver press på det myofasciale vevet. Økningen i viskoelastisitet i selve myofascialvevet er ennå ikke endelig undersøkt, men ser ut til å være relatert til dysfunksjon eller feil regulering av det sympatiske nervesystemet.

Nevromuskulære sykdommer danner en inhomogen gruppe sykdommer i muskelcellene, nevromuskulær overføring eller perifere nerver. De nevromuskulære sykdommene inkluderer spesielt myopatier og nevropatier. Myopatier er ikke-neurogene sykdommer med strukturelle forandringer eller funksjonelle begrensninger i de berørte musklene, som i de fleste tilfeller påvirker de stripete skjelettmusklene. Muskeldystrofi er et eksempel på en myopati.

Neuropatier er sykdommer i perifere nerver uten traumatisk opprinnelse. Nevropati kan påvirke en eller flere nerver. Vanlige manifestasjoner er smerter eller tap av irritasjon i det berørte området. I en langvarig episode forekommer slapp lammelse av de berørte musklene. Myopatier er preget av svakheter eller degenerasjon av muskelvev, som kan føres tilbake til sammenhenger som genetisk mutasjon eller mitokondriell insuffisiens.

Det er ikke bare i det myke vevet i kroppen at viskoelastisitetsforstyrrelser kan oppstå. For eksempel er et symptomkompleks av blodet forårsaket av en økt konsentrasjon av paraproteiner i blodplasmaet kjent som hyperviskøsitetssyndrom. På grunn av den økte viskositeten reduseres blodets flytbarhet. Hyperviskøsitetssyndromet forekommer spesielt i sammenheng med ondartede sykdommer, for eksempel multippelt myelom eller Waldenströms sykdom.

Godartede sykdommer som Feltys syndrom, lupus erythematosus eller revmatoid artritt kan også være assosiert med økningen i viskositeten. Pasientene lider stort sett av tretthet, følelser av svakhet og kortpustethet.

Anemi (anemi) er forårsaket av slimhinner og neseblod. Det foretrekkes av nedsatt blodplatefunksjon. Blodplatedysfunksjonen er resultatet av en hindring av koagulasjonsreseptorene. Blodplatene er belagt med paraproteiner og binder seg ikke lenger til reseptorene, men interagerer i stedet med fibrindannelse. De resulterende symptomene ligner på mikroangiopatien. Risikoen for trombose og tromboemboli øker betydelig.