Длина кровеносной системы человека: 100 000 км — длина кровеносных сосудов в организме человека — Хелсиклопедия

Исследователи из Технологического института Джорджии разработали микроскопическое электронное устройство, которое обеспечивает производство высококачественной трехмерной съемки всего, что находится внутри сердца и сосудов кровеносной системы человека.

Объемные изображения, получаемые в режиме реального времени, позволят хирургам, проводящим операции на сердце, действовать быстрее и уверенней, произвести очистку внутренних поверхностей сосудов без необходимости хирургического вмешательства и выполнить ряд других тонких действий, требующих высокой точности и скорости работы медицинского персонала.

Устройство состоит из матрицы крошечных ультразвуковых микроустройств, которые вместе с обрабатывающей электроникой упакованы на кремниевом чипе, размером в 1. 4 миллиметра.

Наличие цепей предварительной обработки позволяет сигналам, получаемым от более чем ста элементов, быть переданными через 13 микропроводников, соединяющих чип с центральным устройством. Малые габариты устройства и толщина соединительных микропроводников позволяют беспрепятственно вводить всю конструкцию внутрь сердца и относительно толстых кровеносных сосудов, что обеспечивает более качественное и подробное изображение, несущее больше полезной информации, нежели традиционная поперечная ультраскопия.

Опытный образец чипа может обеспечить передачу изображения с частотой в 60 кадров в секунду. Такое быстродействие стало возможным благодаря использованию емкостных микромеханических ультразвуковых преобразователей (capacitive micromachined ultrasonic transducer, CMUT).

Эти преобразователи разбиты на две функциональные группы, 56 преобразователей выступают в качестве источников ультразвука, а 48 – в качестве приемников. Встроенная система обработки сигналов позволят с помощью преобразователей, сформированных в виде двух концентрических колец, реализовать две различные технологии съемки.

Электронная система реализует также функции энергосбережения, отключая ненужные в данный момент излучатели и датчики. В среднем устройство, работающее на частоте в 20 МГц, потребляет 20 милливатт энергии, что позволяет сократить количество тепла, выделяющегося внутри кровеносной системы человека.

В настоящее время опытный образец чипа-сканера проходит программу испытаний на животных, но, в конечном счете, на применение этой технологии будет получено разрешение соответствующих органов и будет организована компания, которая займется производством таких чипов, совместно с центральными устройствами и соответствующим программным обеспечением.

А пока исследователи работают над миниатюризацией устройства, что позволит перемещать его внутри сердца и сосудов при помощи металлического провода, диаметром всего в 400 микрон.

Источники: phys.org, dailytechinfo.org

Кровеносная система (анатомия человека)

содержание   . .  70  71  72  73  74  75  76  77  78  79  80  ..

Кровеносная система

Кровь заключена в систему трубок, в которых она благодаря работе сердца как «нагнетающего насоса» находится в непрерывном движении.

Кровеносные сосуды делятся на артерии, артериолы, капилляры, венулы и вены. По артериям кровь течет от сердца к тканям. Артерии по току крови древовидно ветвятся на все более мелкие сосуды и, наконец, превращаются в артериолы, которые в свою очередь распадаются на систему тончайших сосудов — капилляров. Капилляры имеют просвет, почти равный диаметру эритроцитов (около 8 мкм). От капилляров начинаются венулы, которые сливаются в вены постепенно укрупняющиеся. К сердцу кровь притекает по самым крупным венам.

Количество крови, протекающей через орган, регулируется артериолами, которые И. М. Сеченов назвал «кранами кровеносной системы». Имея хорошо развитую мышечную оболочку, артериолы в зависимости от потребностей органа могут сужаться и расширяться, изменяя тем самым кровоснабжение тканей и органов. Особенно важная роль принадлежит капиллярам. Их стенки обладают высокой проницаемостью, благодаря чему происходит обмен веществами между кровью и тканями.

Различают два круга кровообращения — большой и малый.

Малый круг кровообращения начинается легочным стволом, который отходит от правого желудочка. По нему кровь доставляется в систему легочных капилляров. От легких артериальная кровь оттекает по четырем венам, впадающим в левое предсердие. Здесь заканчивается малый круг кровообращения.

Большой круг кровообращения начинается от левого желудочка, из которого кровь поступает в аорту. Из аорты через систему артерий кровь уносится в капилляры органов и тканей всего тела. От органов и тканей кровь оттекает по венам и через две полые — верхнюю и нижнюю — вены вливается в правое предсердие (рис. 85).

Таким образом, каждая капля крови, только пройдя через малый круг кровообращения, поступает в большой и так непрерывно движется по замкнутой системе кровообращения. Скорость кругооборота крови по большому кругу кровообращения составляет 22 с, по малому — 4 — 5 с.

Артерии представляют собой цилиндрической формы трубки. Стенка их состоит из трех оболочек: наружной, средней и внутренней (рис. 86). Наружная оболочка (адвентиция) соединительнотканная, средняя гладкомышечная, внутренняя (интима) эндотелиальная. Помимо эндотелиальной выстилки (один слой эндотелиальных клеток), внутренняя оболочка большинства артерий имеет еще внутреннюю эластическую мембрану. Наружная эластическая мембрана расположена между наружной и средней оболочками. Эластические мембраны придают стенкам артерий добавочную прочность и упругость. Просвет артерий меняется в результате сокращения или расслабления гладких мышечных клеток средней оболочки.

Капилляры — это микроскопические сосуды, которые находятся в тканях и соединяют артерии с венами. Они представляют собой важнейшую часть кровеносной системы, так как именно здесь осуществляются функции

крови. Капилляры есть почти во всех органах и тканях (их нет только в эпидермисе кожи, роговице и хрусталике глаза, в волосах, ногтях, эмали и дентине зубов). Толщина стенки капилляра около 1 мкм, длина не более 0,2 — 0,7 мм, стенка образована тонкой соединительнотканной базальной мембраной и одним рядом эндотелиальных клеток. Длина всех капилляров составляет примерно 100 000 км. Если их вытянуть в одну линию, то ими можно опоясать земной шар по экватору 2¹/₂ раза.

Вены — кровеносные сосуды, несущие кровь к сердцу. Стенки вен гораздо тоньше и слабее артериальных, но состоят из тех же трех оболочек (см. рис. 86). Благодаря меньшему содержанию гладких мышечных и эластических элементов стенки вен могут спадаться. В отличие от артерий мелкие и средние вены снабжены клапанами, препятствующими обратному току крови в них.

Артериальная система соответствует общему плану строения тела и конечностей. Там, где скелет конечности состоит из одной кости, имеется одна основная (магистральная) артерия; например, на плече — плечевая кость и плечевая артерия. Там, где две кости (предплечья, голени), имеется по две магистральные артерии.

Разветвления артерий соединяются между собой, образуя артериальные соустья, которые принято называть анастомозами. Такие же анастомозы соединяют вены. При нарушении притока крови или ее оттока по основным (магистральным) сосудам анастомозы способствуют движению крови в различных направлениях, перемещению ее из одной области в другую. Это особенно важно, когда условия кровообращения меняются, например, в результате перевязки основного сосуда при ранении или травме. В таких случаях кровообращение восстанавливается по ближайшим сосудам через анастомозы — вступает в действие так называемое окольное, или коллатеральное, кровообращение.

Ветвление артерий и вен подвержено значительным вариациям. Известный анатом В. Н. Шевкуненко описал две крайние формы ветвления артерий — по магистральному и рассыпному типам. Калибр органных артерий и вен зависит от интенсивности функций органов. Например, несмотря на сравнительно малые размеры, такие органы, как почка, эндокринные железы, отличающиеся интенсивной функцией, снабжаются крупными артериями. То же можно сказать о некоторых группах мышц.

содержание   ..  70  71  72  73  74  75  76  77  78  79  80  ..

В России создадут аппарат для визуализации кровеносных сосудов | Статьи

Российские инженеры разрабатывают аппаратную систему для визуализации кровеносных сосудов. Она может быть использована для диагностики и мониторинга венозных заболеваний, во время проведения хирургических операций, а также проведения внутривенных инъекций. С помощью спектральной съемки с применением инфракрасного излучения аппарат визуализирует мелкие структуры кровеносных сосудов, размеры которых начинаются от 50 мкм. Эта технология позволяет создать трехмерную модель структуры сосудов пациента и вывести изображение на очки дополненной реальности. Прототип аппарата будет готов в 2019 году.

По данным Федеральной службы государственной статистики за первое полугодие 2018 года, доля умерших от болезней системы кровообращения составила 46,9%. Чаще всего к летальным исходам при операциях приводит потеря крови при случайном рассечении кровеносного сосуда. Российские инженеры из компании Magic View решили создать устройство, которое помогло бы  врачам лучше ориентироваться в сложных переплетениях кровеносных сосудов. Благодаря очкам дополненной реальности врачи смогут контролировать все действия с сосудами, которые они осуществляют во время операции.

Как рассказал «Известиям» генеральный директор компании Magic View Рафаэл Магеррамов, разрабатываемое устройство будет несложным для применения и должно повысить эффективность врачебной деятельности во время введения внутривенных инъекций и проведения сосудистых операций.

— Одна из особенностей разработки заключается в возможности создания трехмерной модели кровеносных сосудов, выведение которой может проводиться как на экран персонального компьютера или планшета, так и на бинокуляры очков дополненной реальности, — рассказал Рафаэл Магеррамов. — В перспективе планируется создание нескольких версий продукта — как миниатюрных устройств, так и больших диагностических систем, которые могут работать совместно с другими медицинскими приборами.

Визуализация сосудов происходит за счет технологии спектральной видеосъемки с использованием источника излучения ближнего инфракрасного диапазона (ИК). Исходя из особенностей строения кровеносной системы человека, инфракрасные длины волн лучше всего подходят для захвата изображения венозной структуры. Это объясняется тем, что более длинные световые волны способны глубоко проникать в кожу. Свет в ближнем ИК-диапазоне минимально поглощается пигментом, окрашивающим кожу человека — меланином, но сильно поглощается кровью в венах. Данная особенность позволяет разграничивать кровеносные сосуды и окружающие ткани.

Подключение разработанной камеры и источника инфракрасного излучения происходит по USB-интерфейсу. Изображение проецируется на линзы бинокулярных очков дополненной реальности, предварительно пройдя программную обработку для получения более четкой картины венозной структуры.

Размер области на теле человека, которую данный аппарат визуализирует, зависит от характеристик используемой инфракрасной камеры — таких как разрешение, физический размер матрицы, размеры пикселя. Для визуализации кровеносных сосудов диаметром менее 1 мм желательно использовать камеру с разрешением не менее 2048 x 1088, и размером пикселя 5,5 мкм.

Аппарат предназначен для неинвазивной диагностики, является безопасным и не имеет медицинских противопоказаний. 

По мнению сосудистого хирурга Московского государственного медицинского университета им. И.М. Сеченова Павла Каравайкина, одним из преимуществ разработки является применение неинвазивного метода анализа сосудистой системы без необходимости использования дорогих устройств.

— Практическое применение системы для визуализации кровеносных сосудов в первую очередь необходимо при лечении варикозной болезни вен, особенно при варикозе нижних конечностей, — рассказал Павел Каравайкин. — Применение аппарата также возможно для пункции и катетеризации артериальных и венозных сосудов.

В настоящие время создан экспериментальный макет устройства. Ведутся финальные исследования, подтверждающие возможность использования медицинскими учреждениями аппаратной системы диагностики и мониторинга кровеносных сосудов.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ

11 удивительных фактов о системе кровообращения

Введение

Система кровообращения включает сердце, кровеносные сосуды и кровь, и она жизненно важна для борьбы с болезнями и поддержания гомеостаза (правильного баланса температуры и pH). Основная функция системы — транспортировка крови, питательных веществ, газов и гормонов к клеткам и от них по всему телу.

Вот 11 забавных, интересных и, возможно, удивительных фактов о системе кровообращения, которых вы, возможно, не знали.

Кровеносная система очень длинная

Если бы вы разместили все артерии, капилляры и вены у одного взрослого, встык, они бы растянулись примерно на 60 000 миль (100 000 км). Более того, капилляры, самые маленькие из кровеносных сосудов, составляют около 80 процентов этой длины.

Для сравнения, окружность Земли составляет около 25 000 миль (40 000 км).Это означает, что кровеносные сосуды человека могут обернуться вокруг планеты примерно в 2,5 раза!

Эритроциты должны протискиваться через кровеносные сосуды

Капилляры крошечные, в среднем около 8 микрон (1/3000 дюйма) в диаметре, или около одной десятой диаметра человеческий волос. Красные кровяные тельца примерно того же размера, что и капилляры, по которым они проходят, поэтому эти клетки должны перемещаться по одной линии.

Некоторые капилляры, однако, немного меньше в диаметре, чем клетки крови, что заставляет клетки искажать свою форму, чтобы пройти через них.

У больших тел более медленный пульс

В животном мире частота сердечных сокращений обратно пропорциональна размеру тела: в целом, чем крупнее животное, тем медленнее его пульс в состоянии покоя.

У взрослого человека средняя частота сердечных сокращений в состоянии покоя составляет около 75 ударов в минуту, такая же частота, как у взрослой овцы.

Но сердце синего кита размером с компактный автомобиль, и оно бьется всего пять раз в минуту. У землеройки частота сердечных сокращений составляет около 1000 ударов в минуту.

Сердцу не нужно тело

В особенно запоминающейся сцене фильма 1984 года «Индиана Джонс и Храм Судьбы» мужчина вырывает чужую фотографию. бьющееся сердце. Хотя простое извлечение сердца человека голой рукой — это тема научной фантастики, на самом деле сердце все еще может биться после того, как его вынули из тела.

Эта жуткая пульсация возникает из-за того, что сердце генерирует собственные электрические импульсы, которые заставляют его биться.Пока сердце продолжает получать кислород, оно будет продолжать работать, даже если оно отделено от остального тела.

Люди изучали кровеносную систему тысячи лет

Самые ранние известные записи о кровеносной системе появляются в папирусе Эберса, египетском медицинском документе, датируемом 16 веком до нашей эры. Считается, что папирус описывает физиологическую связь между сердцем и артериями, утверждая, что после того, как человек вдыхает воздух в легкие, воздух входит в сердце, а затем течет в артерии.(В работе не упоминается роль красных кровяных телец.)

Интересно, что древние египтяне были кардиоцентричными — они считали, что сердце, а не мозг, было источником эмоций, мудрости и памяти, среди прочего. Фактически, во время процесса мумификации египтяне осторожно удалили и хранили сердце и другие органы, но вырвали мозг через нос и выбросили его.

Врачи следовали неправильной модели кровеносной системы в течение 1500 лет

Во 2 веке греческий врач и философ Гален Пергамский придумал правдоподобную модель кровеносной системы. система.Он справедливо признал, что в эту систему входит венозная (темно-красная) и артериальная (ярко-красная) кровь, и что эти два типа имеют разные функции.

Однако он также предположил, что система кровообращения состоит из двух односторонних систем распределения крови (а не из одной единой системы), и что печень производит венозную кровь, которую потребляет организм. Он также думал, что сердце — это сосущий орган, а не насосный.

Теория Галена господствовала в западной медицине до 1600-х годов, когда английский врач Уильям Генри правильно описал кровообращение.

Красные кровяные тельца особенные

В отличие от большинства других клеток в организме, красные кровяные тельца не имеют ядер. Не имея такой большой внутренней структуры, у каждого эритроцита есть больше места для переноса кислорода, в котором нуждается организм. Но без ядра клетки не могут делиться или синтезировать новые клеточные компоненты.

После циркуляции в организме в течение примерно 120 дней эритроцит погибнет от старения или повреждения.Но не волнуйтесь — ваш костный мозг постоянно производит новые эритроциты взамен погибших.

Конец отношений действительно может «разбить вам сердце»

Состояние, называемое стрессовой кардиомиопатией, влечет за собой внезапное временное ослабление сердечной мышцы (миокарда). Это приводит к появлению симптомов, похожих на симптомы сердечного приступа, включая боль в груди, одышку и боли в руках.

Состояние также широко известно как «синдром разбитого сердца», потому что оно может быть вызвано эмоционально стрессовым событием, например смертью любимого человека или разводом, разрывом отношений или физическим разлукой с любимым человеком.

Эксперименты на себе привели к прорыву в системе кровообращения

Катетеризация сердца — это обычная медицинская процедура, которая используется сегодня и включает введение катетера (длинной тонкой трубки) в кровеносный сосуд пациента и наложение нити это в самое сердце. Врачи могут использовать эту технику для выполнения ряда диагностических тестов сердца, включая измерение уровня кислорода в различных частях органа и проверку кровотока в коронарных артериях.

Немецкий врач доктор Вернер Форссманн изобрел эту процедуру в 1929 году — когда он проводил ее на себе.

Он убедил медсестру помочь ему, но она настояла на том, чтобы он провел процедуру на ней. Он сделал вид, что согласен, и сказал ей лечь на операционный стол, где он закрепил ее ноги и руки. Затем, без ее ведома, он сделал анестезию своей левой руке. Затем он сделал вид, что готовит руку медсестры к процедуре, пока лекарство не подействует, и он не смог вставить катетер в руку.

После завершения введения (и встревоженная медсестра) пара пошла в рентгеновский кабинет этажом ниже, где Форссманн с помощью флюороскопа провел катетер на 60 сантиметров (24 дюйма) в сердце.

Человеческая кровь бывает разного цвета, но не синего.

Богатая кислородом кровь, которая течет по вашим артериям и капиллярам, ​​ярко-красного цвета. После передачи кислорода тканям вашего тела ваша кровь становится темно-красной, когда она возвращается к сердцу по венам.

Хотя иногда вены на коже выглядят синими, это не потому, что ваша кровь синяя. Обманчивый цвет ваших вен возникает из-за того, что свет разных длин волн проникает через вашу кожу, поглощается и отражается обратно к вашим глазам, то есть только высокоэнергетический (синий) свет может проникнуть в ваши вены и обратно.

Но это не значит, что кровь никогда не бывает синей. В крови большинства моллюсков и некоторых членистоногих отсутствует гемоглобин, придающий человеческой крови краснота, и вместо этого содержится белок гемоцианин. Это делает кровь этих животных темно-синей при насыщении кислородом.

Измерительная наука в системе кровообращения

3.1. Введение и общие сведения

Кровь является важным компонентом системы кровообращения и отвечает за контроль температуры тела, коагуляцию, регулирование pH, распределение кислорода и питательных веществ в тканях и удаление продуктов жизнедеятельности из тканей. Кровь в основном состоит из клеток крови, взвешенных в водном растворе плазмы. Три основных типа клеток крови — это красные кровяные тельца (эритроциты), лейкоциты и тромбоциты.Плазма состоит из воды, белков плазмы, растворенных питательных веществ и продуктов жизнедеятельности. Средний объем крови взрослого человека составляет около 5 л и имеет среднюю плотность 1060 кг / м 2 ³ (55).

3.1.1. Красные кровяные тельца

Как самый распространенный тип клеток в крови, красные кровяные тельца (эритроциты) или эритроциты составляют приблизительно 99% всех клеток крови при концентрации от 4,7 до 6,1 миллиона клеток / мкл у человека (56). Они производятся ежедневно из расчета 2,56 × 10 90 · 10 5 9 90 · 106 клеток / кг и имеют продолжительность жизни в обращении около 120 дней.Эритроциты играют важную роль в транспортировке кислорода из легких в другие ткани организма через систему кровообращения. Эритроциты используют гемоглобин для фиксации и транспортировки кислорода и углекислого газа в крови. Отдельная молекула гемоглобина может связывать до четырех молекул кислорода и эффективно транспортировать 97% доступного кислорода к тканям (57). Гемоглобин также отвечает за красный цвет эритроцитов, давая пики поглощения света на длинах волн 275 и 417 нм (58).

Эритроциты человека представляют собой безъядерные клетки, которые имеют форму двояковогнутого диска с диаметром 5.От 5 до 8,8 мкм и толщиной 2 мкм на периферии и 1 мкм в самом узком месте (в центре). Их площадь поверхности составляет приблизительно 120 мкм ² , а их объем составляет приблизительно 85-90 мкм ³ . У них есть структура цитоскелета, образованная спектрином, гибкой палочкообразной молекулой, которая сохраняет свою форму, и мембраной, состоящей из 40% липидного бислоя, 52% белков и 8% углеводов. Некоторые из наиболее важных физических характеристик эритроцитов — их высокая эластичность и деформируемость.Модуль упругости сдвига для эритроцитов при 25 ° C составляет приблизительно 6,8 мкН / м, как измерено с помощью микропипеточной аспирации, в то время как модуль сдвига мембраны составляет приблизительно 20 мкН / м, а модуль сжимаемости по площади составляет приблизительно 7,5 ± 2,5 мкН / м. Физические параметры эритроцитов позволяют им циркулировать через ретикулоэндотелиальную систему через капилляры диаметром до 3 мкм.

Некоторые патологические нарушения связаны с изменениями физических параметров эритроцитов. В случае серповидно-клеточной анемии мутации в гемоглобине приводят к полимеризации гемоглобина S и последующему искажению морфологии эритроцитов, включая увеличение эффективного модуля сдвига эритроцитов в два-три раза (59).Другие гемоглобинопатии включают болезнь гемоглобина C, болезнь гемоглобина S-C и различные типы талассемии (60).

3.1.2. Белые кровяные тельца

Белые кровяные тельца или лейкоциты, составляющие около 1% от общего количества клеток крови, представляют собой клетки иммунной системы, которые борются с инфекциями и защищают организм от инородных материалов. Они делятся на три основных типа: гранулоциты, моноциты и лимфоциты. Гранулоциты содержат в своей цитоплазме плотно окрашивающие гранулы и подразделяются на три типа: нейтрофилы, составляющие около 5 × 10 90 · 10 5 9 90 · 106 клеток / л (61), эозинофилы, составляющие около 4 · 10 90 · 10 5 7 90 · 106 клеток / л (62 ) и базофилов, которые составляют около 4 × 10 90 · 10 5 7 90 · 106 клеток / л крови человека (63).Нейтрофилы человека диаметром 10–12 мкм являются наиболее распространенным типом гранулоцитов и производятся со скоростью 2 × 10 ¹¹ клеток в день. Они перемещаются в крови примерно от 5 до 7 дней, в течение которых постоянно исследуются на наличие таких микроорганизмов, как бактерии. Нейтрофилы нацелены на патогены и уничтожают их с помощью процесса, называемого фагоцитозом, при котором бактерии захватываются и переносятся во внутриклеточные везикулы, где они уничтожаются с помощью разрушающих ферментов, хранящихся в цитоплазматических гранулах.В результате нейтрофилы играют ключевую роль в врожденном иммунитете хозяина против бактериальной инфекции. Базофилы диаметром 12–15 мкм и эозинофилы диаметром 10–12 мкм участвуют в аллергических воспалительных реакциях. Базофилы секретируют гистамин, чтобы помочь опосредовать воспалительные реакции, в то время как эозинофилы уничтожают паразитов и модулируют аллергические воспалительные реакции (64). Моноциты диаметром 7–9 мкм, присутствующие в крови в концентрации 4 × 10 90 · 10 5 8 90 · 106 клеток / л (65), созревают в макрофаги при выходе из кровотока и разделяют ответственность с нейтрофилами за то, что они являются основными фагоцитарные элементы в организме (66).Кроме того, во время своего 25-часового транзита в крови моноциты также пополняют запасы дендритных клеток в организме, которые специализируются на представлении антигенов лимфоцитам, чтобы вызвать адаптивный иммунный ответ. Лимфоциты, которые проходят в крови примерно 200 дней, делятся на два класса, которые оба участвуют в иммунных ответах: B-клетки, которые в первую очередь отвечают за выработку антител, и T-клетки, которые убивают инфицированные вирусом клетки и регулируют другие лейкоцитарная активность. B-клетки циркулируют на уровне 2 × 10 90 · 10 5 9 90 · 106 клеток / л крови и имеют диаметр 7-8 мкм, в то время как Т-клетки циркулируют при концентрации 1 · 10 90 · 10 5 9 90 · 106 клеток / л крови и являются Диаметром 12–15 мкм (67).

Некоторые патологии связаны с нарушениями физических параметров этих популяций белых кровяных телец. Например, уменьшение количества лейкоцитов, в частности нейтрофилов, приводит к лейкопении и повышает риск инфицирования людей. Напротив, при лейкемии аномальное увеличение незрелых лейкоцитов связано с раком крови или костного мозга (24). Другие заболевания, которые развиваются из-за аномального количества лейкоцитов, включают лимфому, которая возникает в результате перепроизводства B- и T-лимфоцитов, и миелому, которая возникает в результате аномального накопления B-клеток плазмы в костном мозге (68).

3.1.3. Тромбоциты

Тромбоциты или тромбоциты — это самые маленькие клетки крови с диаметром от 2 до 4 мкм, толщиной от 70 до 90 Å и плотностью от 1,04 до 1,08 г / мл. При продолжительности жизни от 5 до 9 дней у человека эти клетки присутствуют в крови в концентрации от 150 до 350 миллиардов клеток / л и продуцируются мегакариоцитами со скоростью 10 90 10 5 11 90 10 6 тромбоцитов в день (69). . Тромбоциты играют решающую роль в поддержании гемостаза, прилипая к слизистой оболочке кровеносных сосудов при повреждении эндотелиальных клеток, чтобы инициировать образование тромба (70, 71).

Тромбоциты являются безъядерными, но обладают другими общими клеточными структурами, такими как микротрубочки, альфа и плотные гранулы, митохондрии, Гольджи и лизосомы. Тромбоциты имеют открытую канальцевую систему, которая представляет собой плотную трубчатую систему, которая играет важную роль в быстром транспорте агонистов и высвобождения тромбоцитов в клетку и из клетки, соответственно (72). Наружная гликокаликсная мембрана тромбоцитов является ключевой для сборки различных ферментных комплексов, которые завершаются коагуляцией, в то время как внутренняя мембрана покрыта поперечно сшитым актином (73). Тромбоциты преломлены, а их модуль упругости колеблется от 1 до 50 кПа (74). При распределении жесткость тромбоцитов составляет от 1,5 до 4 кПа в псевдоядре, 4 кПа во внутреннем полотне и от 10 до 40 кПа во внешнем полотне.

Несколько тяжелых патологических состояний связаны с изменениями физических параметров тромбоцитов (75). Например, такие состояния, как тромбоцитопения, связаны с резким падением количества тромбоцитов ниже 50 000 клеток / мкл, что приводит к нарушению способности пациентов поддерживать гемостаз (76).К другим состояниям, связанным с измененной функцией тромбоцитов, относятся диссеминированное внутрисосудистое свертывание, миелодисплазия, синдром Скотта, нарушение накопительного пула, синдром Бернара Сулье, тромбаестения Гланцмана, гемолитическая анемия, гиперсплендис, тромбоцитоз, хроническая миелогенная лейкемия (77) и полицитемия.

3.1.3. Плазма

Плазма крови представляет собой светло-желтый полупрозрачный водный раствор, в котором взвешены клетки крови. Плазма составляет примерно 55% объема крови, а клетки крови составляют оставшиеся 45%.Основными компонентами плазмы являются вода (90%), белок (8%), неорганические соли (0,9%) и органические вещества (1,1%) (78). Белки в плазме, такие как протромбин, фибриноген и другие факторы свертывания крови, необходимы для облегчения каскада свертывания (79), в то время как белки, такие как альбумин, имеют решающее значение для поддержания осмотического давления крови (80).

Ряд клинических заболеваний связан с дефицитом компонентов плазмы крови, и их можно лечить после введения недостающих факторов свертывания крови.Например, инфузия фактора VIII или IX белка плазмы является основным лечением пациентов с дефицитом FVIII или FIX (гемофилия A или B) соответственно (81). Другие методы лечения с использованием плазмы включают лечение иммуноглобулином для пациентов с дефицитом антител или концентраты антитромбина, используемые для пациентов с дефицитом антитромбина. Альбумин также использовался для лечения острой гиполемии (например, хирургической кровопотери, травмы, кровотечения), а также хронических заболеваний печени (82).

3.2. Инструменты измерения

Для анализа свойств клеток крови, плазмы и болезней крови было разработано множество систем измерения.Несколько распространенных методов измерения физических параметров клеток и компонентов крови включают атомно-силовую микроскопию (АСМ), проточную цитометрию, микрофлюидику, микропипеточную аспирацию, оптическую микроскопию, оптический пинцет и электронную микроскопию (83).

3.2.1. Атомно-силовая микроскопия (AFM

AFM — полезный метод измерения механических свойств живых клеток, который широко используется для характеристики физических свойств клеток крови (84). Контактный AFM изобретен в 1986 году, в нем используется мягкий кантилеверный зонд, который прикладывает известную силу или напряжение к ячейке и измеряет деформацию, чтобы определить упругие свойства ячейки (например,g., жесткость пружины и модуль Юнга) (85). Контактный зонд AFM обычно сжимает поверхность ячейки с постоянной скоростью, что приводит к приложению возрастающей силы. Контактный АСМ способен измерять силы до 5–10 пН с пространственным разрешением в нанометровом масштабе. Сканирующая АСМ, появившаяся через несколько лет после контактной АСМ, использует одну частоту для возбуждения зонда при сканировании по образцу для создания трехмерного топографического профиля поверхности для исследования биофизических параметров клетки (например,g., толщина, ширина, площадь поверхности и объем). Многочастотная АСМ — это новый и многообещающий метод, который улучшает пространственное и временное разрешение традиционной АСМ и позволяет измерять свойства геологической среды за счет использования нескольких частот колебаний зонда (86)

3.2.2. Проточная цитометрия

Проточная цитометрия — это неразрушающий инструмент, полезный для количественной оценки фенотипов и сортировки размеров образцов клеток крови (например, клеток, микроорганизмов, хромосом и клеточных органелл).Проточная цитометрия выполняет сортировку, пропуская поток взвешенных частиц по отдельности через измерительную станцию, где они освещаются источником света. Свет рассеивается при попадании на частицу, и анализ угла рассеяния может выявить параметры образца (например, размер, форму, жизнеспособность, объем и плотность) (87). Эти измерения основаны на том факте, что линейный отклик светорассеяния от диаметра наблюдается в широком диапазоне размеров частиц. Более того, рассеяние света также может сильно зависеть от структуры частиц (например,g., впитывающая способность материала, текстура поверхности и внутренняя зернистость), что позволяет характеризовать внутреннюю структуру клеток или количественно определять межклеточные взаимодействия (88). Кроме того, проточная цитометрия может использоваться для обнаружения флуоресцентных сигналов для характеристики биологических образцов (88). Флуоресцентное маркирование клеточной поверхности или внутриклеточных молекул позволяет как обнаруживать, так и выбирать клеточные популяции для сортировки клеток.

Сортировка клеток с активацией флуоресценции — это специализированный метод проточной цитометрии, который сортирует гетерогенные смеси клеток по подтипу или экспрессии эпитопа на основе светорассеяния и характеристик флуоресценции. Анализ на основе проточной цитометрии широко используется для характеристики физических параметров эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов (89).

3.2.3. Microfluidics

Исследование тромбообразования ex vivo может происходить в закрытых или открытых системах, с потоком или без него (90). Микрожидкостные устройства, которые ограничивают жидкости в небольшом (обычно субмиллиметровом) масштабе, облегчают характеристику функции тромбоцитов, биологии коагуляции, биореологии клеток, динамики адгезии и фармакологии в физиологически релевантных условиях сдвигового потока.Микрожидкостные устройства были разработаны для разделения частиц с помощью микроэлектродов или асимметричных препятствий. Преимущества микрофлюидики включают более низкую стоимость и сложность, чем проточная цитометрия, и возможность измерения гидродинамического размера клеток. Исследователи и клиницисты использовали микрофлюидные устройства для фракционирования крови и разделения лейкоцитов, эритроцитов и плазмы на основе геометрических параметров. Устройства Microfluidics идеально подходят для многоцветной визуализации тромбоцитов, фибрина и фосфатидилсерина (91) и предоставляют аналог крови человека для моделей травм мышей (92).В целом, достижения в области микрофлюидности открывают множество возможностей для исследований, тестирования лекарств при соответствующих гемодинамических состояниях и клинической диагностики.

3.2.4. Аспирация микропипеткой

Аспирация микропипеткой (аспирация микропипеткой) — это измерительный инструмент, способный определять механические свойства клеток крови. С помощью этого метода поверхность клетки всасывается в пипетку с известным давлением всасывания и измеряется протяженность края клетки в пипетку или перемещение клетки от точки прикрепления (93).Последующее моделирование и интерпретация этих измерений могут быть использованы для определения упругих и вязких свойств ячеек. Эксперименты с микропипетками, способные выдерживать давление в диапазоне от 0,1 пН / мкм ² до атмосферного давления и силы от 10 пН до 10 ⁴ нН, были использованы для характеристики механических свойств обеих мягких клеток (например, красных кровяных телец). и нейтрофилы) и жесткие клетки (например, эндотелиальные клетки и хондроциты).

3.2.5. Оптическая микроскопия

Оптическая (световая) микроскопия была ключевым инструментом, используемым исследователями для визуализации и изучения клеток крови, заболеваний крови и болезней.Классическая оптическая микроскопия включает прохождение проходящего или отраженного света от образца через линзу или серию линз для увеличения образца для визуализации (94). Однако многие биологические образцы тонкие или обладают высокой отражательной способностью, что приводит к плохому контрасту или ухудшению видимости. Этот недостаток привел к развитию методов визуализации (например, поляризованного света, дифференциального интерференционного контраста, флуоресцентного освещения, фазово-контрастного изображения и освещения темного поля), которые увеличивают контраст или цветовые вариации для улучшения визуализации образцов (95).Кроме того, комбинация ультрафиолетовой микроскопии и микроскопии использовалась для количественной оценки концентрации гемоглобина в эритроцитах посредством анализа поглощения света на разных длинах волн (96). В других исследованиях использовались методы восстановления фазы, применяемые в фазово-контрастной микроскопии для исследования объема, массы и плотности эритроцитов (97) и агрегатов тромбоцитов (98, 99). Дифракционная фазовая микроскопия — это еще один метод, который использует принципы оптической интерферометрической визуализации в сочетании с математическим моделированием для получения механических параметров клетки (например,g., жесткость пружины, модуль упругости и модуль площади) (100). Дифракционная фазовая микроскопия ранее применялась для количественной оценки тепловых флуктуаций мембран эритроцитов и выявления механических изменений эритроцитов, когда они трансформируются из здоровой формы в ненормальную, нездоровую форму.

3.2.6. Оптический пинцет

Механические свойства клеток крови можно также изучить с помощью оптического пинцета (лазерного пинцета). Оптические пинцеты используют внутреннее свойство света — воздействовать на материю силы, чтобы удерживать шарик в луче света.Этот небольшой шарик, подвешенный в оптической ловушке, может прилипать к поверхности клетки. Движение клетки от шарика приведет к отрыву клеточной мембраны. Сила растяжения клеточной мембраны может быть измерена с помощью отклонения шарика в оптической ловушке перпендикулярно оптической оси. Эффекты броуновского движения и тепловых сил нельзя избежать с помощью оптического пинцета, что приводит к пределу измерения силы около 50 пН в зависимости от системы. Оптический пинцет представляет собой мощный инструмент для изучения реологии клеток крови и кинетики связывания рецепторов (101).

3.2.7 Электронная микроскопия

Просвечивающая электронная микроскопия (ПЭМ) достигается путем пропускания пучка электронов через образец. Прошедшие электроны фокусируются на фотопластинке с высоким разрешением для создания двухмерного изображения. Сканирующая электронная микроскопия (SEM), аналог режима отражения TEM, использует обратно рассеянные электроны для выявления деталей поверхности образца. ПЭМ позволяет получать изображения образцов с увеличением до 50 миллионов раз и разрешением 0.5 ангстрем, в то время как SEM может увеличивать в 2 миллиона раз и иметь разрешение 0,4 нм. ПЭМ и СЭМ сыграли важную роль в визуализации клеточных компонентов крови в здоровом и болезненном состоянии (102). Комбинация иммуномечения с ТЕА и / или СЭМ дает представление о взаимодействии биомолекул внутри и на поверхности клеток крови в нормальных или патологических состояниях (103).

Трехмерная ЭМ визуализация клеток крови стала возможной только недавно благодаря использованию абляции сфокусированным ионным пучком (FIB) в сочетании с SEM.В FIB-SEM плоскость образца сначала отображается с помощью SEM, а затем эта плоскость удаляется посредством абляции FIB, чтобы выявить более глубокую поверхность в образце. FIB-SEM имеет осевое разрешение 4,5 нм и поперечное разрешение 0,8 нм и в настоящее время требует десятков часов для получения изображения. Эта технология была применена для исследования опосредованного миозином IIA распределения органелл в мегакариоцитах и ​​тромбоцитах (104). Хотя в настоящее время это дорого и требует много времени, руководящие технологические принципы, лежащие в основе FIB-SEM, обещают расширить наши знания об ультраструктуре клеток крови и в конечном итоге направить наше будущее многомасштабное понимание функции клеток крови.

Измерительная наука в системе кровообращения

3.1. Введение и общие сведения

Кровь является важным компонентом системы кровообращения и отвечает за контроль температуры тела, коагуляцию, регулирование pH, распределение кислорода и питательных веществ в тканях и удаление продуктов жизнедеятельности из тканей. Кровь в основном состоит из клеток крови, взвешенных в водном растворе плазмы. Три основных типа клеток крови — это красные кровяные тельца (эритроциты), лейкоциты и тромбоциты.Плазма состоит из воды, белков плазмы, растворенных питательных веществ и продуктов жизнедеятельности. Средний объем крови взрослого человека составляет около 5 л и имеет среднюю плотность 1060 кг / м 2 ³ (55).

3.1.1. Красные кровяные тельца

Как самый распространенный тип клеток в крови, красные кровяные тельца (эритроциты) или эритроциты составляют приблизительно 99% всех клеток крови при концентрации от 4,7 до 6,1 миллиона клеток / мкл у человека (56). Они производятся ежедневно из расчета 2,56 × 10 90 · 10 5 9 90 · 106 клеток / кг и имеют продолжительность жизни в обращении около 120 дней.Эритроциты играют важную роль в транспортировке кислорода из легких в другие ткани организма через систему кровообращения. Эритроциты используют гемоглобин для фиксации и транспортировки кислорода и углекислого газа в крови. Отдельная молекула гемоглобина может связывать до четырех молекул кислорода и эффективно транспортировать 97% доступного кислорода к тканям (57). Гемоглобин также отвечает за красный цвет эритроцитов, давая пики поглощения света на длинах волн 275 и 417 нм (58).

Эритроциты человека представляют собой безъядерные клетки, которые имеют форму двояковогнутого диска с диаметром 5.От 5 до 8,8 мкм и толщиной 2 мкм на периферии и 1 мкм в самом узком месте (в центре). Их площадь поверхности составляет приблизительно 120 мкм ² , а их объем составляет приблизительно 85-90 мкм ³ . У них есть структура цитоскелета, образованная спектрином, гибкой палочкообразной молекулой, которая сохраняет свою форму, и мембраной, состоящей из 40% липидного бислоя, 52% белков и 8% углеводов. Некоторые из наиболее важных физических характеристик эритроцитов — их высокая эластичность и деформируемость.Модуль упругости сдвига для эритроцитов при 25 ° C составляет приблизительно 6,8 мкН / м, как измерено с помощью микропипеточной аспирации, в то время как модуль сдвига мембраны составляет приблизительно 20 мкН / м, а модуль сжимаемости по площади составляет приблизительно 7,5 ± 2,5 мкН / м. Физические параметры эритроцитов позволяют им циркулировать через ретикулоэндотелиальную систему через капилляры диаметром до 3 мкм.

Некоторые патологические нарушения связаны с изменениями физических параметров эритроцитов. В случае серповидно-клеточной анемии мутации в гемоглобине приводят к полимеризации гемоглобина S и последующему искажению морфологии эритроцитов, включая увеличение эффективного модуля сдвига эритроцитов в два-три раза (59).Другие гемоглобинопатии включают болезнь гемоглобина C, болезнь гемоглобина S-C и различные типы талассемии (60).

3.1.2. Белые кровяные тельца

Белые кровяные тельца или лейкоциты, составляющие около 1% от общего количества клеток крови, представляют собой клетки иммунной системы, которые борются с инфекциями и защищают организм от инородных материалов. Они делятся на три основных типа: гранулоциты, моноциты и лимфоциты. Гранулоциты содержат в своей цитоплазме плотно окрашивающие гранулы и подразделяются на три типа: нейтрофилы, составляющие около 5 × 10 90 · 10 5 9 90 · 106 клеток / л (61), эозинофилы, составляющие около 4 · 10 90 · 10 5 7 90 · 106 клеток / л (62 ) и базофилов, которые составляют около 4 × 10 90 · 10 5 7 90 · 106 клеток / л крови человека (63).Нейтрофилы человека диаметром 10–12 мкм являются наиболее распространенным типом гранулоцитов и производятся со скоростью 2 × 10 ¹¹ клеток в день. Они перемещаются в крови примерно от 5 до 7 дней, в течение которых постоянно исследуются на наличие таких микроорганизмов, как бактерии. Нейтрофилы нацелены на патогены и уничтожают их с помощью процесса, называемого фагоцитозом, при котором бактерии захватываются и переносятся во внутриклеточные везикулы, где они уничтожаются с помощью разрушающих ферментов, хранящихся в цитоплазматических гранулах.В результате нейтрофилы играют ключевую роль в врожденном иммунитете хозяина против бактериальной инфекции. Базофилы диаметром 12–15 мкм и эозинофилы диаметром 10–12 мкм участвуют в аллергических воспалительных реакциях. Базофилы секретируют гистамин, чтобы помочь опосредовать воспалительные реакции, в то время как эозинофилы уничтожают паразитов и модулируют аллергические воспалительные реакции (64). Моноциты диаметром 7–9 мкм, присутствующие в крови в концентрации 4 × 10 90 · 10 5 8 90 · 106 клеток / л (65), созревают в макрофаги при выходе из кровотока и разделяют ответственность с нейтрофилами за то, что они являются основными фагоцитарные элементы в организме (66).Кроме того, во время своего 25-часового транзита в крови моноциты также пополняют запасы дендритных клеток в организме, которые специализируются на представлении антигенов лимфоцитам, чтобы вызвать адаптивный иммунный ответ. Лимфоциты, которые проходят в крови примерно 200 дней, делятся на два класса, которые оба участвуют в иммунных ответах: B-клетки, которые в первую очередь отвечают за выработку антител, и T-клетки, которые убивают инфицированные вирусом клетки и регулируют другие лейкоцитарная активность. B-клетки циркулируют на уровне 2 × 10 90 · 10 5 9 90 · 106 клеток / л крови и имеют диаметр 7-8 мкм, в то время как Т-клетки циркулируют при концентрации 1 · 10 90 · 10 5 9 90 · 106 клеток / л крови и являются Диаметром 12–15 мкм (67).

Некоторые патологии связаны с нарушениями физических параметров этих популяций белых кровяных телец. Например, уменьшение количества лейкоцитов, в частности нейтрофилов, приводит к лейкопении и повышает риск инфицирования людей. Напротив, при лейкемии аномальное увеличение незрелых лейкоцитов связано с раком крови или костного мозга (24). Другие заболевания, которые развиваются из-за аномального количества лейкоцитов, включают лимфому, которая возникает в результате перепроизводства B- и T-лимфоцитов, и миелому, которая возникает в результате аномального накопления B-клеток плазмы в костном мозге (68).

3.1.3. Тромбоциты

Тромбоциты или тромбоциты — это самые маленькие клетки крови с диаметром от 2 до 4 мкм, толщиной от 70 до 90 Å и плотностью от 1,04 до 1,08 г / мл. При продолжительности жизни от 5 до 9 дней у человека эти клетки присутствуют в крови в концентрации от 150 до 350 миллиардов клеток / л и продуцируются мегакариоцитами со скоростью 10 90 10 5 11 90 10 6 тромбоцитов в день (69). . Тромбоциты играют решающую роль в поддержании гемостаза, прилипая к слизистой оболочке кровеносных сосудов при повреждении эндотелиальных клеток, чтобы инициировать образование тромба (70, 71).

Тромбоциты являются безъядерными, но обладают другими общими клеточными структурами, такими как микротрубочки, альфа и плотные гранулы, митохондрии, Гольджи и лизосомы. Тромбоциты имеют открытую канальцевую систему, которая представляет собой плотную трубчатую систему, которая играет важную роль в быстром транспорте агонистов и высвобождения тромбоцитов в клетку и из клетки, соответственно (72). Наружная гликокаликсная мембрана тромбоцитов является ключевой для сборки различных ферментных комплексов, которые завершаются коагуляцией, в то время как внутренняя мембрана покрыта поперечно сшитым актином (73).Тромбоциты преломлены, а их модуль упругости колеблется от 1 до 50 кПа (74). При распределении жесткость тромбоцитов составляет от 1,5 до 4 кПа в псевдоядре, 4 кПа во внутреннем полотне и от 10 до 40 кПа во внешнем полотне.

Несколько тяжелых патологических состояний связаны с изменениями физических параметров тромбоцитов (75). Например, такие состояния, как тромбоцитопения, связаны с резким падением количества тромбоцитов ниже 50 000 клеток / мкл, что приводит к нарушению способности пациентов поддерживать гемостаз (76).К другим состояниям, связанным с измененной функцией тромбоцитов, относятся диссеминированное внутрисосудистое свертывание, миелодисплазия, синдром Скотта, нарушение накопительного пула, синдром Бернара Сулье, тромбаестения Гланцмана, гемолитическая анемия, гиперсплендис, тромбоцитоз, хроническая миелогенная лейкемия (77) и полицитемия.

3.1.3. Плазма

Плазма крови представляет собой светло-желтый полупрозрачный водный раствор, в котором взвешены клетки крови. Плазма составляет примерно 55% объема крови, а клетки крови составляют оставшиеся 45%.Основными компонентами плазмы являются вода (90%), белок (8%), неорганические соли (0,9%) и органические вещества (1,1%) (78). Белки в плазме, такие как протромбин, фибриноген и другие факторы свертывания крови, необходимы для облегчения каскада свертывания (79), в то время как белки, такие как альбумин, имеют решающее значение для поддержания осмотического давления крови (80).

Ряд клинических заболеваний связан с дефицитом компонентов плазмы крови, и их можно лечить после введения недостающих факторов свертывания крови.Например, инфузия фактора VIII или IX белка плазмы является основным лечением пациентов с дефицитом FVIII или FIX (гемофилия A или B) соответственно (81). Другие методы лечения с использованием плазмы включают лечение иммуноглобулином для пациентов с дефицитом антител или концентраты антитромбина, используемые для пациентов с дефицитом антитромбина. Альбумин также использовался для лечения острой гиполемии (например, хирургической кровопотери, травмы, кровотечения), а также хронических заболеваний печени (82).

3.2. Инструменты измерения

Для анализа свойств клеток крови, плазмы и болезней крови было разработано множество систем измерения.Несколько распространенных методов измерения физических параметров клеток и компонентов крови включают атомно-силовую микроскопию (АСМ), проточную цитометрию, микрофлюидику, микропипеточную аспирацию, оптическую микроскопию, оптический пинцет и электронную микроскопию (83).

3.2.1. Атомно-силовая микроскопия (AFM

AFM — полезный метод измерения механических свойств живых клеток, который широко используется для характеристики физических свойств клеток крови (84). Контактный AFM изобретен в 1986 году, в нем используется мягкий кантилеверный зонд, который прикладывает известную силу или напряжение к ячейке и измеряет деформацию, чтобы определить упругие свойства ячейки (например,g., жесткость пружины и модуль Юнга) (85). Контактный зонд AFM обычно сжимает поверхность ячейки с постоянной скоростью, что приводит к приложению возрастающей силы. Контактный АСМ способен измерять силы до 5–10 пН с пространственным разрешением в нанометровом масштабе. Сканирующая АСМ, появившаяся через несколько лет после контактной АСМ, использует одну частоту для возбуждения зонда при сканировании по образцу для создания трехмерного топографического профиля поверхности для исследования биофизических параметров клетки (например,g., толщина, ширина, площадь поверхности и объем). Многочастотная АСМ — это новый и многообещающий метод, который улучшает пространственное и временное разрешение традиционной АСМ и позволяет измерять свойства геологической среды за счет использования нескольких частот колебаний зонда (86)

3.2.2. Проточная цитометрия

Проточная цитометрия — это неразрушающий инструмент, полезный для количественной оценки фенотипов и сортировки размеров образцов клеток крови (например, клеток, микроорганизмов, хромосом и клеточных органелл).Проточная цитометрия выполняет сортировку, пропуская поток взвешенных частиц по отдельности через измерительную станцию, где они освещаются источником света. Свет рассеивается при попадании на частицу, и анализ угла рассеяния может выявить параметры образца (например, размер, форму, жизнеспособность, объем и плотность) (87). Эти измерения основаны на том факте, что линейный отклик светорассеяния от диаметра наблюдается в широком диапазоне размеров частиц. Более того, рассеяние света также может сильно зависеть от структуры частиц (например,g., впитывающая способность материала, текстура поверхности и внутренняя зернистость), что позволяет характеризовать внутреннюю структуру клеток или количественно определять межклеточные взаимодействия (88). Кроме того, проточная цитометрия может использоваться для обнаружения флуоресцентных сигналов для характеристики биологических образцов (88). Флуоресцентное маркирование клеточной поверхности или внутриклеточных молекул позволяет как обнаруживать, так и выбирать клеточные популяции для сортировки клеток.

Сортировка клеток с активацией флуоресценции — это специализированный метод проточной цитометрии, который сортирует гетерогенные смеси клеток по подтипу или экспрессии эпитопа на основе светорассеяния и характеристик флуоресценции.Анализ на основе проточной цитометрии широко используется для характеристики физических параметров эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов (89).

3.2.3. Microfluidics

Исследование тромбообразования ex vivo может происходить в закрытых или открытых системах, с потоком или без него (90). Микрожидкостные устройства, которые ограничивают жидкости в небольшом (обычно субмиллиметровом) масштабе, облегчают характеристику функции тромбоцитов, биологии коагуляции, биореологии клеток, динамики адгезии и фармакологии в физиологически релевантных условиях сдвигового потока.Микрожидкостные устройства были разработаны для разделения частиц с помощью микроэлектродов или асимметричных препятствий. Преимущества микрофлюидики включают более низкую стоимость и сложность, чем проточная цитометрия, и возможность измерения гидродинамического размера клеток. Исследователи и клиницисты использовали микрофлюидные устройства для фракционирования крови и разделения лейкоцитов, эритроцитов и плазмы на основе геометрических параметров. Устройства Microfluidics идеально подходят для многоцветной визуализации тромбоцитов, фибрина и фосфатидилсерина (91) и предоставляют аналог крови человека для моделей травм мышей (92).В целом, достижения в области микрофлюидности открывают множество возможностей для исследований, тестирования лекарств при соответствующих гемодинамических состояниях и клинической диагностики.

3.2.4. Аспирация микропипеткой

Аспирация микропипеткой (аспирация микропипеткой) — это измерительный инструмент, способный определять механические свойства клеток крови. С помощью этого метода поверхность клетки всасывается в пипетку с известным давлением всасывания и измеряется протяженность края клетки в пипетку или перемещение клетки от точки прикрепления (93).Последующее моделирование и интерпретация этих измерений могут быть использованы для определения упругих и вязких свойств ячеек. Эксперименты с микропипетками, способные выдерживать давление в диапазоне от 0,1 пН / мкм ² до атмосферного давления и силы от 10 пН до 10 ⁴ нН, были использованы для характеристики механических свойств обеих мягких клеток (например, красных кровяных телец). и нейтрофилы) и жесткие клетки (например, эндотелиальные клетки и хондроциты).

3.2.5. Оптическая микроскопия

Оптическая (световая) микроскопия была ключевым инструментом, используемым исследователями для визуализации и изучения клеток крови, заболеваний крови и болезней.Классическая оптическая микроскопия включает прохождение проходящего или отраженного света от образца через линзу или серию линз для увеличения образца для визуализации (94). Однако многие биологические образцы тонкие или обладают высокой отражательной способностью, что приводит к плохому контрасту или ухудшению видимости. Этот недостаток привел к развитию методов визуализации (например, поляризованного света, дифференциального интерференционного контраста, флуоресцентного освещения, фазово-контрастного изображения и освещения темного поля), которые увеличивают контраст или цветовые вариации для улучшения визуализации образцов (95).Кроме того, комбинация ультрафиолетовой микроскопии и микроскопии использовалась для количественной оценки концентрации гемоглобина в эритроцитах посредством анализа поглощения света на разных длинах волн (96). В других исследованиях использовались методы восстановления фазы, применяемые в фазово-контрастной микроскопии для исследования объема, массы и плотности эритроцитов (97) и агрегатов тромбоцитов (98, 99). Дифракционная фазовая микроскопия — это еще один метод, который использует принципы оптической интерферометрической визуализации в сочетании с математическим моделированием для получения механических параметров клетки (например,g., жесткость пружины, модуль упругости и модуль площади) (100). Дифракционная фазовая микроскопия ранее применялась для количественной оценки тепловых флуктуаций мембран эритроцитов и выявления механических изменений эритроцитов, когда они трансформируются из здоровой формы в ненормальную, нездоровую форму.

3.2.6. Оптический пинцет

Механические свойства клеток крови можно также изучить с помощью оптического пинцета (лазерного пинцета). Оптические пинцеты используют внутреннее свойство света — воздействовать на материю силы, чтобы удерживать шарик в луче света.Этот небольшой шарик, подвешенный в оптической ловушке, может прилипать к поверхности клетки. Движение клетки от шарика приведет к отрыву клеточной мембраны. Сила растяжения клеточной мембраны может быть измерена с помощью отклонения шарика в оптической ловушке перпендикулярно оптической оси. Эффекты броуновского движения и тепловых сил нельзя избежать с помощью оптического пинцета, что приводит к пределу измерения силы около 50 пН в зависимости от системы. Оптический пинцет представляет собой мощный инструмент для изучения реологии клеток крови и кинетики связывания рецепторов (101).

3.2.7 Электронная микроскопия

Просвечивающая электронная микроскопия (ПЭМ) достигается путем пропускания пучка электронов через образец. Прошедшие электроны фокусируются на фотопластинке с высоким разрешением для создания двухмерного изображения. Сканирующая электронная микроскопия (SEM), аналог режима отражения TEM, использует обратно рассеянные электроны для выявления деталей поверхности образца. ПЭМ позволяет получать изображения образцов с увеличением до 50 миллионов раз и разрешением 0.5 ангстрем, в то время как SEM может увеличивать в 2 миллиона раз и иметь разрешение 0,4 нм. ПЭМ и СЭМ сыграли важную роль в визуализации клеточных компонентов крови в здоровом и болезненном состоянии (102). Комбинация иммуномечения с ТЕА и / или СЭМ дает представление о взаимодействии биомолекул внутри и на поверхности клеток крови в нормальных или патологических состояниях (103).

Трехмерная ЭМ визуализация клеток крови стала возможной только недавно благодаря использованию абляции сфокусированным ионным пучком (FIB) в сочетании с SEM.В FIB-SEM плоскость образца сначала отображается с помощью SEM, а затем эта плоскость удаляется посредством абляции FIB, чтобы выявить более глубокую поверхность в образце. FIB-SEM имеет осевое разрешение 4,5 нм и поперечное разрешение 0,8 нм и в настоящее время требует десятков часов для получения изображения. Эта технология была применена для исследования опосредованного миозином IIA распределения органелл в мегакариоцитах и ​​тромбоцитах (104). Хотя в настоящее время это дорого и требует много времени, руководящие технологические принципы, лежащие в основе FIB-SEM, обещают расширить наши знания об ультраструктуре клеток крови и в конечном итоге направить наше будущее многомасштабное понимание функции клеток крови.

10 удивительных фактов о ваших кровеносных сосудах

Когда люди думают о системе кровообращения тела, первое, что обычно приходит на ум, — это сердце. Но сердце не могло выполнять свою работу без кровеносных сосудов: огромной системы эластичных трубок, состоящих из мышц. Эта сеть сосудов переносит кровь в каждую часть вашего тела, гарантируя, что ваше сердце, легкие и все жизненно важные органы получают необходимый им кислород и питательные вещества, поясняет Национальный институт сердца, легких и крови (NHLBI).

Вот 10 удивительных фактов о кровеносных сосудах:

1. Ваши кровеносные сосуды могут вращаться вокруг земного шара. Хотя кровеносные сосуды относительно малы, сеть удивительно длинная. На самом деле, если бы они были выложены в линию, их длина составила бы более 60000 миль, подсчитал Национальный институт старения США (NIA). Учитывая, что окружность Земли составляет 24 873,6 мили, по данным НАСА, это означает, что ваши кровеносные сосуды могут опоясать земной шар более двух раз.

2. Они несут миллион баррелей крови за свою жизнь. Кровь в вашем теле непрерывно течет. По данным NIA, каждый день ваше сердце перекачивает около 1800 галлонов крови через кровеносные сосуды. В течение жизни эта огромная система переносит по всему телу около миллиона баррелей крови.

3. Кровеносные сосуды работают в команде. По данным NHLBI, три основных типа кровеносных сосудов — артерии, вены и капилляры — работают вместе.Когда сердце сокращается, кровь закачивается в артерии, которые уносят ее от сердца. Артерии связаны с крошечными тонкостенными кровеносными сосудами, называемыми капиллярами, которые позволяют кислороду перемещаться из крови в клетки тела. Затем вены несут дезоксигенированную кровь обратно к сердцу.

4. Серьезные заболевания могут поражать все типы кровеносных сосудов. Большинство людей знают о состояниях здоровья, от которых страдают более крупные кровеносные сосуды, от атеросклероза (затвердения артерий) до варикозного расширения вен.Но могут быть затронуты даже крошечные капилляры. Синдром капиллярной утечки — редкое заболевание, при котором стенки этих крошечных кровеносных сосудов протекают, наполняя кровью окружающие ткани. По данным Национального института здоровья, это может привести к сильному отеку и опасно низкому кровяному давлению.

5. Кровеносные сосуды действуют как силовое поле для мозга. Кровеносные сосуды являются частью важной защитной системы, известной как гематоэнцефалический барьер. Национальный институт рака поясняет, что сеть кровеносных сосудов и тканей, состоящая из близко расположенных клеток, помогает предотвратить попадание вредных веществ в мозг.Гематоэнцефалический барьер позволяет некоторым важным веществам, таким как вода, кислород и углекислый газ, проходить в мозг, но не позволяет бактериям и другим опасным веществам проникать в мозг. Хотя общие анестетики могут проходить через гематоэнцефалический барьер, многие важные лекарства, в том числе некоторые противораковые, не могут пройти, что создает проблемы для врачей, которые лечат многие серьезные и изнурительные заболевания, поражающие мозг, отмечает NCI. К ним относятся рак мозга и болезнь Паркинсона.

СВЯЗАННЫЕ: 10 удивительных фактов о вашем сердце

6.На кровеносные сосуды влияет погода. Система кровообращения помогает поддерживать температуру тела. По данным Национальной медицинской библиотеки, кровеносные сосуды расширяются, выделяя тепло, позволяя вам остыть, и сужаются или сужаются для сохранения тепла. В крайних случаях, например, когда ваши ноги находятся в очень холодных или влажных условиях в течение длительных периодов времени — состояние, называемое траншейной стопой — сужение кровеносных сосудов может нарушить кровообращение, вызывая отмирание кожной ткани, согласно U.S. Центры по контролю и профилактике заболеваний. Еще одно последствие экстремального воздействия — обморожение, которое может произойти всего через несколько минут в условиях холода.

7. Виновите в головной боли от мороженого ваши кровеносные сосуды. Любой, кто любит фруктовое мороженое или ледяную воду, может быть знаком с неприятным ощущением, известным как замораживание мозга. Когда что-то холодное касается теплого нёба, местные кровеносные сосуды сужаются, чтобы минимизировать потерю тепла, а затем расслабляются, чтобы восстановить кровоток.Этот ответ вызывает приступ боли, который длится несколько минут или пока организм не адаптируется к внезапному изменению температуры, объясняет Национальный институт неврологических расстройств и инсульта. Агентство отмечает, что головные боли от мороженого чаще встречаются у людей, страдающих мигренью.

8. Шоколад может улучшить работу кровеносных сосудов. Употребление умеренного количества шоколада может дать некоторые преимущества, в том числе сохранить здоровье сердца и сосудов, а также помочь снизить риск сердечных заболеваний и инсульта, согласно исследованию, опубликованному в июне 2015 года в Heart.Как это чувство вины приносит пользу вашим кровеносным сосудам? Американский институт исследований рака отмечает, что шоколад, особенно темный шоколад, содержит микроэлементы, называемые флавоноидами, которые, как полагают, обладают сильными антиоксидантными свойствами.

9. Ожирение сказывается на кровеносных сосудах. Согласно оценкам Коалиции за борьбу с ожирением на каждый фунт жира требуется около одной дополнительной мили кровеносных сосудов, а это означает, что сердце будет работать больше. Это может вызвать дополнительную нагрузку на сердце, отмечает Дэвид Чжао, доктор медицины, руководитель отделения и профессор кардиологии в Баптистском медицинском центре Уэйк Форест в Уинстон-Салеме, Северная Каролина.«У ожирения есть пороговое явление», — объясняет доктор Чжао. Для человека, который весит 110 фунтов, прибавка в один фунт не переступит порог и не окажет большого напряжения на сердце и кровеносные сосуды. Но для человека, который уже весит 300 фунтов, это может стать нагрузкой на сердце и увеличить риск закупорки кровеносных сосудов, предупреждает он.

10. Повреждение кровеносных сосудов может начаться рано. Кровеносные сосуды претерпевают изменения с возрастом и временем, но повреждения могут начаться рано, даже в детстве, предупреждает Чжао.Американская кардиологическая ассоциация сообщает, что у тучных подростков с высоким кровяным давлением могут появиться признаки утолщения артерий к 30 годам. Воздействие табачного дыма вызывает немедленное повреждение не только легких, но и кровеносных сосудов по всему телу. По данным Американской ассоциации легких, курение может привести к накоплению рубцовой ткани и жиров внутри кровеносных сосудов, ограничивая кровоток. «В течение всей жизни эти оскорбления наносят кумулятивный урон кровеносным сосудам», — добавляет Чжао.Он отмечает, что регулярные упражнения, здоровое питание, поддержание здорового веса и отказ от курения являются ключевыми изменениями в образе жизни, которые могут помочь защитить ваши кровеносные сосуды.

Фантастические факты о человеческом теле

Человеческое тело действительно удивительно. Обратите внимание на эти фантастические факты:

1. Примерно 80-90% того, что мы воспринимаем как «вкус», на самом деле происходит из-за нашего обоняния.

2. Ваше сердце бьется примерно 35 миллионов раз в год.В течение средней жизни человеческое сердце будет биться более 2,5 миллиардов раз.

3. В вашем теле около 5,6 литра (6 кварт) крови. Эти 5,6 литра крови циркулируют по телу три раза в минуту. За один день кровь проходит в общей сложности 19000 км (12000 миль) — это в четыре раза больше расстояния по США от побережья до побережья.

4. Сердце перекачивает около 1 миллиона баррелей крови в течение средней жизни — этого достаточно, чтобы заполнить более 3 супертанкеров.

5. Если бы все артерии, вены и капилляры кровеносной системы человека были проложены встык, общая длина составила бы 60 000 миль или 100 000 км. Это почти в два с половиной раза больше, чем на Земле!

6. Несмотря на то, что ее толщина в среднем составляет всего 2 мм, ваша кожа получает восьмую часть кровоснабжения.

7. Череп выглядит как цельная кость. Фактически, он состоит из 22 отдельных костей, скрепленных вместе жесткими суставами, называемыми швами.

8. Если бы пищеварительный тракт взрослого человека был бы растянут, его длина составила бы от 6 до 9 м (от 20 до 30 футов).

9. Красные кровяные тельца могут жить около четырех месяцев, циркулируя по всему телу, питая 60 триллионов других клеток тела. Красные кровяные тельца совершают около 250 000 круговых обходов тела, прежде чем вернуться в костный мозг, где они родились, и умереть.

10. Человеческие волосы растут примерно на 1/4 дюйма (около 6 миллиметров) каждый месяц и продолжают расти до 6 лет.Затем волосы выпадают, и на их месте растет другой.

11. В среднем здоровый рот производит около 600 миллилитров слюны каждый день. Этого достаточно, чтобы наполнить бутылку содовой на 12 унций.

12. Самые быстрые нервные клетки несут сообщения по своим аксонам со скоростью 130 ярдов в секунду (268 миль в час).

Физиология кровообращения | Безграничная анатомия и физиология

Введение в кровоток, давление и сопротивление

Система кровообращения — это непрерывная система трубок, по которым кровь перекачивается к тканям и органам по всему телу.

Цели обучения

Различать кровоток, артериальное давление и сопротивление

Основные выводы

Ключевые моменты

• Система легочного кровообращения направляет дезоксигенированную кровь от сердца к легким через легочную артерию и возвращает ее к сердцу через легочную вену.
• Системная система кровообращения обеспечивает циркуляцию насыщенной кислородом крови из сердца по всему телу в ткани, прежде чем она вернется в сердце.
• Артерии делятся на тонкие сосуды, называемые артериолами, которые, в свою очередь, делятся на более мелкие капилляры, которые образуют сеть между клетками тела. Затем капилляры снова соединяются, образуя вены, по которым кровь возвращается к сердцу.
• Поток крови по артериям, артериолам и капиллярам непостоянен, но может контролироваться в зависимости от потребностей организма.
• Сопротивление сосудов, создаваемое кровеносными сосудами, должно преодолеваться кровяным давлением, создаваемым в сердце, чтобы кровь могла течь через систему кровообращения.

Ключевые термины

• расширение сосудов : открытие кровеносного сосуда.
• поток : Движение крови по телу, строго контролируемое изменениями сопротивления и давления.
• сужение сосудов : Закрытие или сужение кровеносного сосуда.
• сопротивление : сопротивление, которое необходимо преодолеть давлением, чтобы поддерживать кровоток по всему телу.
• давление : Сила, которая преодолевает сопротивление для поддержания кровотока по всему телу.

Система кровообращения — это непрерывная система трубок, по которым кровь перекачивается по всему телу. Он обеспечивает ткани необходимыми питательными веществами и удаляет продукты жизнедеятельности. Система легочного кровообращения направляет дезоксигенированную кровь от сердца к легким через легочную артерию и возвращает ее к сердцу через легочную вену. Системная система кровообращения направляет насыщенную кислородом кровь из сердца по всему телу в ткани, а затем возвращает дезоксигенированную кровь в сердце.

Легочное кровообращение : Легочное кровообращение — это половина сердечно-сосудистой системы, которая переносит обедненную кислородом кровь от сердца к легким и возвращает насыщенную кислородом кровь обратно в сердце.

Сопротивление, давление и поток

На кровообращение влияют три ключевых фактора.

Сопротивление

Чтобы протолкнуть кровь по кровеносной системе, необходимо преодолеть сопротивление потоку. Если сопротивление увеличивается, либо давление должно увеличиваться для поддержания потока, либо скорость потока должна уменьшаться для поддержания давления.На сопротивление может влиять множество факторов, но три наиболее важных — это длина сосуда, радиус сосуда и вязкость крови. По мере увеличения длины, увеличения вязкости и уменьшения радиуса сопротивление увеличивается. Артериолы и капиллярные сети являются основными областями системы кровообращения, которые создают сопротивление из-за небольшого диаметра их просвета. В частности, артериолы способны быстро изменять сопротивление, изменяя свой радиус за счет расширения или сужения сосудов.

Сопротивление, обеспечиваемое периферическим кровообращением, известно как системное сосудистое сопротивление (SVR), в то время как сопротивление, обеспечиваемое сосудистой сетью легких, известно как легочное сосудистое сопротивление (PVR).

Артериальное давление

Артериальное давление — это давление, которое кровь оказывает на стенку кровеносных сосудов. Давление возникает при сокращении сердца, которое заставляет кровь из сердца попадать в кровеносные сосуды. Если кровоток нарушен из-за повышенного сопротивления, артериальное давление должно повыситься, поэтому артериальное давление часто используется в качестве теста на здоровье кровообращения. Артериальное давление можно регулировать путем изменения сердечной деятельности, сужения сосудов или расширения сосудов.

Кровоток

Поток — это движение крови по кровеносной системе.Тканям тела требуется относительно постоянный поток, поэтому давление и сопротивление изменяются, чтобы поддерживать эту последовательность. Слишком высокий поток может повредить кровеносные сосуды и ткани, а слишком низкий поток означает, что ткани, обслуживаемые кровеносным сосудом, могут не получать достаточно кислорода для функционирования.

Раздача крови

У людей закрытая сердечно-сосудистая система, а это означает, что кровь никогда не покидает сеть артерий, вен и капилляров.

Цели обучения

Перечень компонентов распределения кровотока

Основные выводы

Ключевые моменты

• У людей кровь перекачивается из сильного левого желудочка сердца по артериям в периферические ткани и возвращается в правое предсердие сердца по венам.
• После того, как кровь возвращается в правое предсердие, она попадает в правый желудочек и перекачивается через легочную артерию в легкие, а затем возвращается в левое предсердие по легочным венам. Затем кровь поступает в левый желудочек и снова циркулирует в системном кровотоке.
• Закрытие кровеносных сосудов называется сужением сосудов. Сужение сосудов происходит из-за сокращения мышечных стенок сосудов и приводит к повышению артериального давления.
• Сужение сосудов важно для минимизации острой кровопотери в случае кровотечения, а также для сохранения тепла тела и регулирования среднего артериального давления.
• Расширение или открытие кровеносных сосудов называется расширением сосудов. Расширение сосудов происходит за счет расслабления гладкомышечных клеток в стенках сосудов.
• Расширение сосудов увеличивает кровоток за счет снижения сопротивления сосудов. Следовательно, расширение артериальных кровеносных сосудов (в основном артериол) вызывает снижение артериального давления.

Ключевые термины

• сужение сосудов : сужение кровеносных сосудов.
• сосудистое сопротивление : сопротивление потоку, которое необходимо преодолеть, чтобы протолкнуть кровь по кровеносной системе.Сопротивление периферического кровообращения известно как системное сосудистое сопротивление (SVR), в то время как сопротивление, обеспечиваемое сосудистой сетью легких, известно как сопротивление легочных сосудов (PVR).
• расширение сосудов : Расширение кровеносных сосудов.
• среднее артериальное давление : среднее артериальное давление в течение одного сердечного цикла.

У людей закрытая сердечно-сосудистая система, а это означает, что кровь никогда не покидает сеть артерий, вен и капилляров.Кровь циркулирует по кровеносным сосудам за счет насосного действия сердца, перекачивается из левого желудочка по артериям в периферические ткани и возвращается в правое предсердие по венам. Затем он попадает в правый желудочек, перекачивается через легочную артерию в легкие и возвращается в левое предсердие по легочным венам. Затем кровь поступает в левый желудочек и снова циркулирует.

Легочный контур : Схема малого круга кровообращения.Кровь, богатая кислородом, показана красным цветом; обедненная кислородом кровь синим цветом.

Распределение крови может регулироваться многими факторами, включая увеличение или уменьшение частоты сердечных сокращений, а также расширение или сужение кровеносных сосудов.

Сужение сосудов

Распределение крови : Кислородная артериальная кровь (красная) и деоксигенированная венозная кровь (синий) распределяются по телу.

Сужение сосудов — это сужение кровеносных сосудов в результате сокращения мышечной стенки сосудов, особенно крупных артерий и мелких артериол.Процесс противоположен вазодилатации, расширению кровеносных сосудов. Этот процесс особенно важен для остановки кровотечения и острой кровопотери. Когда кровеносные сосуды сужаются, кровоток ограничивается или уменьшается, таким образом сохраняя тепло тела или увеличивая сопротивление сосудов. Это делает кожу бледнее, потому что меньше крови достигает поверхности, уменьшая тепловое излучение.

На более высоком уровне сужение сосудов — это один из механизмов, с помощью которого организм регулирует и поддерживает среднее артериальное давление.Вещества, вызывающие сужение сосудов, называются вазоконстрикторами или вазопрессорами. Обобщенное сужение сосудов обычно приводит к повышению системного артериального давления, но оно также может возникать в определенных тканях, вызывая локальное снижение кровотока. Степень сужения сосудов может быть незначительной или серьезной в зависимости от вещества или обстоятельств.

Расширение сосудов

Расширение сосудов означает расширение кровеносных сосудов в результате расслабления гладкомышечных клеток в стенках сосудов, особенно в крупных венах, крупных артериях и меньших артериолах.Этот процесс по сути противоположен сужению сосудов. Когда кровеносные сосуды расширяются, кровоток увеличивается из-за снижения сопротивления сосудов. Следовательно, расширение артериальных кровеносных сосудов (в основном артериол) вызывает снижение артериального давления. Реакция может быть внутренней (из-за местных процессов в окружающей ткани) или внешней (из-за гормонов или нервной системы). Кроме того, реакция может быть локализована в конкретном органе (в зависимости от метаболических потребностей конкретной ткани, например, при физических нагрузках) или может быть системной (проявляться во всем системном кровотоке).Вещества, вызывающие расширение сосудов, называются сосудорасширяющими средствами.

20 интересных фактов о системе кровообращения

Кровеносная система — это сеть кровеносных сосудов. Его главный орган — сердце, перекачивающее кровь по телу. По этим сосудам проходят красные кровяные тельца, транспортирующие кислород к другим органам. Кровь также переносит питательные вещества и гормоны по всему телу.

Кровь перекачивается из сердца в легкие, где она получает кислород, как показано на изображении ниже.

20 самых интересных фактов

1. В красных кровяных тельцах отсутствуют ядра клеток, что позволяет клеткам переносить больше кислорода через тело.
2. У некоторых видов животных, таких как моллюски и омары, кровь скорее голубая, чем красная.
3. Люди и большинство животных имеют разные оттенки красных кровяных телец. Темным клеткам не хватает кислорода, и они направляются к сердцу и легким, чтобы набрать больше кислорода.
4. В роговице нет кровеносных сосудов. Кровеносные сосуды будут мешать зрению, поэтому клетки роговицы получают питание от слез.
5. Гематоэнцефалический барьер — это система кровеносных сосудов, которые препятствуют проникновению вредных микробов в мозг и пропускают через него определенные молекулы, например воду.
6. Погода за пределами тела влияет на размер кровеносных сосудов. В теплую погоду сосуды расширяются, выделяя тепло, в то время как в холодную погоду они сужаются, чтобы сохранить тепло.
7. Употребление небольшого количества темного шоколада может быть полезно для вашего общего сердечно-сосудистого здоровья, поскольку он содержит флавоноиды, обладающие антиоксидантами.
8. Смех действительно лучшее лекарство. Он вызывает выработку эндорфинов в организме, снижает стресс и улучшает кровообращение.
9. Хотя существует несколько типов мышечной ткани, включая скелетные, гладкие и сердечные мышцы, кровеносные сосуды содержат только гладкие мышцы, расположенные внутри внутренних стенок сосудов.
10. Эритроциты очень гибкие и маленькие — около 8 микрон в диаметре. Они проходят через капилляры в один ряд, доставляя кислород к тканям тела.
11. У более крупных животных частота сердечных сокращений обычно ниже, чем у более мелких. Например, у более мелких собак, таких как йоркширский терьер, частота сердечных сокращений выше, чем у немецких догов.
12. У женщин частота сердечных сокращений обычно выше, чем у мужчин. Вероятно, это связано с тем, что они обычно меньше мужчин.
13. Ваше сердце может несколько минут биться вне тела, пока в нем не закончится энергия. Это потому, что он производит собственные электрические сигналы.
14. В течение средней жизни человеческое сердце будет биться 2 раза.5 миллиардов раз. В среднем это будет от 70 до 80 ударов в минуту.
15. В состоянии покоя кровь перекачивается из сердца в легкие и обратно примерно за 6 секунд.
16. Удары, связанные с сердечными сокращениями, вызваны закрытием клапанов между камерами сердца.
17. Одна капля крови содержит около 5 миллионов эритроцитов.
18. Если вы растянете все кровеносные сосуды тела встык, включая артерии, капилляры и вены, они простираются более чем на 60 000 миль.
19. Эритроциты живут примерно 120 дней. Их постоянно замещает костный мозг.
20. Древние египтяне считали центром тела сердце, а не мозг. После смерти сердце бережно хранилось, а мозг выбрасывали.

Подпишитесь на нашу рассылку новостей