Physique des fluides : le sang

Résumé du document

Le sang se comporte comme un fluide non-newtonien, c'est-à-dire que sa viscosité n'est pas constante, mais varie, schématiquement, en fonction de la vitesse du sang. Quels sont alors les paramètres qui gouvernent les phénomènes fondamentaux en hémobiologie ? Une explication possible du caractère non-newtonien du sang, c'est l'agrégation entre eux des globules rouges, ne circulant pas isolé les uns des autres, mais empilés et formant des rouleaux de globules rouges (pouvant se détacher). Ce sont ces rouleaux qui subissent les déformations. A noter que les rouleaux n'ont pas la même viscosité que les globules rouges isolés.

Ces phénomènes d'agrégation sont sous la dépendance d'autres phénomènes : du plasma d'une part avec les forces ioniques et électrostatiques qui vont s'exercer entre les globules rouges et le plasma ; la présence de macromolécules (dans le plasma) d'autre part qui agissent comme une colle sur les globules rouges, maintenant leur adhésion (ou non) ; et enfin le nombre de globules rouges qui est défini par leur concentration en nombre de globules rouges par litre ou mètre cube (nbgl/L ou /m3) et par l'hématocrite : représentant le pourcentage du volume sanguin occupé par les globules rouges. Plus l'hématocrite est élevé, plus la viscosité est importante et plus il y a de chances d'agrégations.

Extraits

[...] Energie mécanique fournie Rendement de la contraction cardiaque : à 15%. Energie chimique utilisée Relation entre tension myocardique et la pression à l'intérieur des ventricules : Loi de Laplace : P=Tx( 1 R1 Entre l'intérieur de la cavité et l'extérieur ) + R2 R1 R2 (à l'intérieur la pression est plus élevée) Le cœur doit assurer un débit cardiaque, mais aussi une pression d'éjection. Pour que les échanges puissent se faire entre les capillaires et le tissu interstitiel, il faut qu'il y ait une pression qui pousse les liquides à passer du capillaire vers le tissu interstitiel. [...]

[...] modification des propriétés de la membrane du globule rouge. Chaque fois qu'il y a ce genre de modification, le risque de thrombose augmente considérablement. Notion de mécanique cardiaque : Le travail cardiaque est nécessaire car le sang est visqueux et l'écoulement se fait avec frottement : donc perte d'énergie alors que le système nécessite un apport d'énergie permanent. Energie dégradée sous forme de chaleur. Pression ventricule gauche (kPa) Fermeture valvule Aortique Expulsion du sang du ventricule dans l'aorte Ouverture valvule Aortique Relaxation ventriculaire Contraction isovolumique Fermeture valvule mitrale Remplissage du ventricule 180 ml Volume (ventricule gauche) 80 ml Calculer cette surface qui reflète en fait le travail du ventricule. [...]

[...] Plus l'hématocrite est élevé, plus la viscosité est importante et plus il y a de chances d'agrégations. Les propriétés intrinsèques du globule rouge : -il est plus ou moins déformable ( du fait de ces propres caractéristiques membranaires, avec une affinité plus ou moins grande pour les macromolécules. -le globule rouge lui-même n'est pas indifférent à la circulation sanguine . -il existe un syndrome d'hyperviscosité, du à : augmentation du taux de protéines plasmatiques. accroissement des éléments figurés du sang (globules rouges et blancs). [...]

[...] Loi de Poiseuille. écoulement dans un cylindre l P Q (débit : rajoute le point sur le = l x 8 r4 r viscosité : plus le liquide est visqueux et moins le débit est important l Q r4 P = 8 R = r4 l R I Notion sur la viscosité sanguine : Hémorhéologie (étude des propriétés mécaniques du sang et leurs conséquences sur l'écoulement) Circulation systémique : quand le diamètre des vaisseaux est plus de 50x plus grand que celui des hématies. [...]

[...] Une explication possible du caractère non-newtonien du sang, c'est l'agrégation entre eux des globules rouges, ne circulant pas isolé les uns des autres, mais empilés et formant des rouleaux de globules rouges (pouvant se détacher). Ce sont ces rouleaux qui subissent les déformations. A noter que les rouleaux n'ont pas la même viscosité que les globules rouges isolés. Ces phénomènes d'agrégation sont sous la dépendance d'autres phénomènes : -du plasma forces ioniques, forces électrostatiques qui vont s'exercer entre les globules rouges et le plasma. [...]