viscoelasticità

Il viscoelasticità unisce le proprietà elastiche delle sostanze e le proprietà viscose dei fluidi e si trova nel corpo umano, oltre che nel sangue, principalmente nei tessuti molli. Nel sangue, la viscosità della sostanza aumenta come parte della sindrome da iperviscosità. Nei tessuti molli possono verificarsi disturbi della viscoelasticità nel contesto di malattie neuromuscolari.

Qual è la viscoelasticità?

Il materiale può comportarsi in molti modi. Un possibile comportamento del materiale è l'elasticità, che consente ai tessuti di tornare alla loro posizione originale dopo essere stati sottoposti a forza. La viscosità descrive la viscosità di un fluido e quindi corrisponde a una misura della scorrevolezza di un liquido.

La viscoelasticità è una miscela del comportamento del materiale dell'elasticità e del comportamento di scorrevolezza della viscosità. I materiali viscoelastici di conseguenza mostrano un comportamento del materiale sia viscoso che elastico. Combinano determinate proprietà dei materiali dei solidi con le proprietà dei materiali dei fluidi.

Gli effetti viscoelastici dipendono da fattori quali temperatura, tempo e frequenza. Le proprietà viscoelastiche delle sostanze svolgono un ruolo importante nella biofisica. Ad esempio, il sangue ha viscoelasticità. Lo stesso vale per i tessuti molli e altre associazioni cellulari.

In questo contesto, il sangue è, ad esempio, un liquido non newtoniano e non porta la sua viscosità (viscosità del sangue) come una costante del materiale, ma la cambia con gli effetti del taglio. I fluidi newtoniani, d'altra parte, mostrano un comportamento di flusso viscoso lineare e quindi hanno una viscosità indipendente dal carico, mentre i fluidi viscoelastici come il sangue reagiscono a determinati carichi con elasticità.

Funzione e compito

I tessuti molli sono tessuti molli come il tessuto adiposo, il tessuto muscolare e il tessuto connettivo. Sono costituiti da collagene, parti di elastina e la sostanza di base. Questa struttura è chiamata matrice extracellulare del tessuto molle. La sostanza di base è costituita in gran parte da acqua, con fibroblasti e condroblasti che producono le fibre e la sostanza di base del tessuto molle.

La viscoelasticità è una delle proprietà meccaniche dei tessuti molli. Con uno stress relativamente basso sotto forma di un basso allungamento, l'elastina nel tessuto garantisce rigidità. L'energia di distorsione viene immagazzinata nell'elastina. Le fibre di collagene contenute nel tessuto hanno una forma ondulata a riposo e sono relativamente elastiche. Più il tessuto si deforma, più si allunga nella direzione della deformazione. Dopo il rilassamento, le fibre aumentano nuovamente la rigidità del tessuto.

Il comportamento del tessuto è simile a quello di una calza di nylon. L'elastina assume il ruolo di elastico di nylon e il collagene svolge la funzione delle fibre di nylon. A questo proposito, il collagene limita lo stiramento del tessuto e quindi protegge dalle lesioni.

Il tessuto molle umano può quindi essere gravemente deformato e tornare alla sua forma originale.

La viscoelasticità fisica può anche essere osservata in relazione al sangue. Chimicamente parlando, il sangue è una sospensione dell'acqua fluida newtoniana e cellulare, cioè componenti materiali. Il sangue è un liquido non newtoniano e quindi mostra proprietà di flusso diverse rispetto all'acqua. A causa degli eritrociti che contiene, la viscoelasticità del sangue è superiore a quella del plasma. La viscosità aumenta con il valore dell'ematocrito e la portata. A causa della deformabilità dei globuli rossi (eritrociti), il comportamento del flusso del sangue non assomiglia a quello di una sospensione cellulare quando la velocità di flusso aumenta, ma cambia il comportamento del flusso di un'emulsione.

Malattie e disturbi

Le malattie neuromuscolari aumentano la viscoelasticità del tessuto muscolare e della fascia. Questo aumento della viscoelasticità della fascia esercita una pressione sul tessuto miofasciale. L'aumento della viscoelasticità nel tessuto miofasciale stesso non è stato ancora studiato in modo definitivo, ma sembra essere correlato a disfunzione o regolazione errata da parte del sistema nervoso simpatico.

Le malattie neuromuscolari formano un gruppo disomogeneo di malattie delle cellule muscolari, della trasmissione neuromuscolare o dei nervi periferici. Le malattie neuromuscolari comprendono, in particolare, miopatie e neuropatie. Le miopatie sono malattie non neurogeniche con cambiamenti strutturali o limitazioni funzionali dei muscoli interessati, che nella maggior parte dei casi colpiscono i muscoli scheletrici striati. La distrofia muscolare è un esempio di miopatia.

Le neuropatie sono malattie dei nervi periferici senza origine traumatica. La neuropatia può colpire uno o più nervi. Le manifestazioni comuni sono dolore o perdita di irritazione nell'area interessata. In un episodio tardivo, si verifica una paralisi flaccida dei muscoli interessati. Le miopatie sono caratterizzate da debolezza o degenerazione del tessuto muscolare, che può essere attribuita a relazioni come la mutazione genetica o l'insufficienza mitocondriale.

Disturbi viscoelastici possono verificarsi non solo nei tessuti molli del corpo. Ad esempio, un complesso di sintomi del sangue causato da una maggiore concentrazione di paraproteine ​​nel plasma sanguigno è noto come sindrome da iperviscosità. A causa della maggiore viscosità, la scorrevolezza del sangue è ridotta. La sindrome da iperviscosità si manifesta in particolare nel contesto di malattie maligne, come il mieloma multiplo o il morbo di Waldenström.

Anche malattie benigne come la sindrome di Felty, il lupus eritematoso o l'artrite reumatoide possono essere associate all'aumento della viscosità. I pazienti di solito soffrono di stanchezza, sensazione di debolezza e mancanza di respiro.

L'anemia (anemia) è causata da sangue dalla mucosa e dal naso. È favorito da una ridotta funzionalità piastrinica. La disfunzione piastrinica deriva da un'ostruzione dei recettori della coagulazione. Le piastrine sono rivestite di paraproteine ​​e non si legano più ai recettori, ma interagiscono invece con la formazione di fibrina. I sintomi risultanti sono simili a quelli della microangiopatia. Il rischio di trombosi e tromboembolia aumenta in modo significativo.