The application of the high resolution density measurement technique is extended to hemorheological investigations. The density measurement is used to continously track the sedimentation properties of red blood cells in blood samples anticoagulated with isotonic sodium citrate solution. In the same step the volume fraction of red blood cells, the hematocrit, is calculated from the density of the homogeneous suspension and that of the separated plasma layer. The hematocrit determined by density measurements is somewhat smaller than the hematocrit evaluated by centrifugation techniques. The ratio of the two values is related to the packing density of red blood cells that can be reached with a centrifuge. The packing density of normal red blood cells correlates significantly with corrected viscoelastic data calculated from the complex viscosity of 50 normal blood samples (P<0.001). Since this correlation is evaluated for blood samples with normal erythrocyte sedimentation-rates, this dependence is suggested to be due to slight differences in the deformability of red blood cells.

In the last few years it became obvious that platelets are involved in the development of atherosclerotic diseases. This involvement of platelets has been taken into account in the “response to injury” hypothesis of atherosclerosis. The hypothesis is based on the assumption that atherosclerotic lesions result from endothelial injury, followed by the interaction of, vessel wall constituents with lipoproteins, macrophages, and platelets.

— Kenntnis der physiologischen Funktion des kardiovaskulären Systems,

Zur Erfassung des Übergangs von der aeroben auf die anaerobe Gewinnung von Stoffwechselenergie bei Körperarbeit ist eine detaillierte Kenntnis der Laktatproduktion im Muskel und des Laktattransports in die Blutbahn wichtig. Da die beschreibenden Parameter direkter Messung schwer zugänglich sind, wird ein systemanalytischer Ansatz zu ihrer Bestimmung herangezogen. Ausgehend von einem einfachen mathematischen Modell für Laktatproduktion und Laktatkinetik (Kompartmentmodell) werden die freien Modellparameter durch Vergleich mit experimentellen Daten über ein Parameteridentifikationsverfahren geschätzt.

ZusammenfassungViskosität oder Zähigkeit einer Flüssigkeit ist definiert als das Verhältnis der zwischen den fließenden Schichten herrschenden Scherspannung zu der verformenden Scherung. Unter sonst gleichbleibenden Bedingungen ist die Scherung in Wandnähe eines Rohres proportional der Strö-mungsgeschwindigkeit der darin strömenden Flüssigkeit. Blut ist eine sogenannte nichtnewtonische Flüssigkeit, da die (»scheinbare«) Viskosität von der Scherung abhängt. Bei hoher Scherung ist die Blutviskosität wegen der normalerweise sehr beachtlichen Verformbarkeit der Erythrozyten niedrig – und kommt fast jener des Plasma nahe. Bei niedriger Scherung, das heißt also bei sehr langsamer Strömung, wird die Viskosität des Blutes wegen der Tendenz der Erythrozyten zu aggregieren und sogenannte Rouleaux (= Geldrollen) zu bilden, hoch. Alle Erkrankungen, die auf irgendeine Weise die Zusammensetzung der Plasmaeiweiße beeinflussen, verändern auch die Aggregationsneigung der Erythrozyten, die übrigens parallel mit der Blutsenkungsgeschwindigkeit geht. Die wichtigsten Änderungen der Blutviskosität bei Diabetes betreffen die beiden genannten Faktoren. Mangel an Insulin führt über eine direkte Beeinflussung der Zellmembran zu einer Abnahme der Erythro-zytenverformbarkeit – die Erythrozyten werden rigider. Sekundäre Plasmaveränderungen und Komplikationen steigern die Aggregationsneigung der Erythrozyten.Die Komplexität der vielfachen Stoffwechselfaktoren, die bei Diabetes eine Rolle spielen, bedingen die manchmal etwas widersprüchlichen Befunde hinsichtlich Viskositätsänderung des Blutes. Die direkte Rolle, die das Insulin für die Beeinflussung, vielleicht sogar Steuerung der Verformbarkeit der Zellmembran spielt, mißt der Frage der Viskositätsänderung des Blutes bei Diabetes besondere Bedeutung zu.

As described by Lesky (1965) the first X-ray angiogram was made in Vienna in 1896 by the cooperation of a physiologist (S. Exner) and an anatomist (J. Tandler). Owing to problems of the availability of the registration technique, X-ray methods and, especially, angiographic methods usually range very low in the list of methods applied in physiological research. A check of several textbooks of physiology shows that the keyword “angiography” is not found at all in their indexes.

We have tested the application of the continuous measurement of the density of the arterial blood for the calculation of the cardiac output and for the determination of the transcapillary fluid exchange. The density of arterial blood was continuously recorded in anesthetized dogs with a mechanical oscillator device (DMA 602 MW built by A. Paar KG, Graz). The time resolution of this device is less than 1 sec, the accuracy is 10−6 g/ml. Simultaneously the arterial blood temperature was recorded with a thermistor probe. The intravenous injection of isotonic solutions yields temperature and density transients which are of a similar shape and proportional to the injected volume in amplitude. There is a good agreement between the cardiac output calculated from thermodilution transients and from density dilution transients.

The colloid osmotic pressure of plasma is a clinically and physiologically important variable. Like the plasma density, it is a function of the total concentration of plasma proteins. Thus, plasma colloid osmotic pressure can be determined from measurement of the plasma density. Minor variations are caused by variations of the albumin-globulin ratio and, much less frequently, by increased concentration of low molecular substances in the plasma. The direct measurement of the colloid osmotic pressure is a time consuming and complex procedure. The determination of the plasma density using the mechanical oscillator technique is a simple and fast procedure. From our results we were able to derive and prove the applicability of an equation which permits the calculation of the colloid osmotic pressure from the measured values of the plasma density. The plasma volume needed for the measurement is 0.2 ml, the measuring time amounts to a few seconds.

Dichtemessungen der Genauigkeit von 0,01 g/l wurden an menschlichen Blutproben sowie an Plasma und Erythrozytenkonzentrat mit Hilfe eines Dichtemeßgerätes nach der „Biegeschwingermethode“ vorgenommen.

Die Eigenfrequenz der Biegeschwingungen eines U-förmigen Glasrohres dient zur Messung der Dichte einer darin enthaltenen Flüssigkeit. Die infolge der Schwingungen auftretende Zentrifugalbeschleunigung kann durch entsprechend vergrößerte Schwingungsamplitude (von dem für Dichtemessungen verwendeten Wert 0,05 mm auf 0,5 mm) bis auf 6 g gesteigert werden. Bei Messungen an Blut führt diese Beschleunigung zu einer Sedimentation der Erythrozyten in Richtung des Scheitels des U-Rohres. Infolge der Verlagerung der Massenverteilung im Schwinger tritt bei der Dichteregistrierung eine zeitabhängige scheinbare Zunahme in Erscheinung. Experimentelle Untersuchungen an menschlichen Blutproben zeigen, daß die Methode zur schnellen Registrierung der Sedimentationsrate des Blutes ohne Einfluß einer äußeren Schwerkraft verwendet werden kann. Im Vergleich mit der klassischen Methode nach Westergren erfolgt die Sedimentation bei der Schwingermethode etwa zehnmal schneller. Bei der Dichtemessung mit kleiner Schwingeramplitude spielt die Zentrifugalbeschleunigung keine Rolle als eventuelle Ursache von Artefakten.