ArticlePDF Available

Abstract

Hemoreologia jest nauką zajmującą się badaniem przepływu krwi w naczyniach krwionośnych. Parametry reologiczne mają znaczenie w patogenezie wielu chorób, w tym także w chorobach nowotworowych. Determinantami przepływu krwi są wartość hematokrytu, lepkość osocza, lepkość krwi pełnej oraz zdolność erytrocytów do deformacji i agregacji. Zmiany wartości lepkości krwi pełnej, lepkości osocza jak podwyższoną skłonność erytrocytów do agregacji i obniżoną zdolność do deformacji obserwuje się w przypadku wielu zmian nowotworowych. Wielu autorów wskazuje na możliwość wykorzystania badań reologicznych w prognozowaniu stopnia zawansowania choroby jak również wyboru metody terapeutycznej. Postulowane jest również modyfikowanie nadmiernej lepkości jako jednej z koncepcji leczenia chorób nowotworowych.
Obraz hemoreologiczny w chorobach nowotworowych
Hemorheological picture in cancerous diseases
Anna Marcinkowska-Gapińska1
1 Zakład Biozyki, Katedra Bio zyki Uniwersytet Medyczny im. K. Marcinkowskiego w Poznaniu, Polska
Streszczenie
Hemoreologia jest nauką zajmującą się badaniem przepływu krwi w naczyniach krwionośnych. Parametry
reologiczne mają znaczenie w patogenezie wielu chorób, w tym także w chorobach nowotworowych.
Determinantami przepływu krwi są wartość hematokrytu, lepkość osocza, lepkość krwi pełnej oraz zdolność
erytrocytów do deformacji i agregacji. Zmiany wartości lepkości krwi pełnej, lepkości osocza jak podwyższoną
skłonność erytrocytów do agregacji i obniżoną zdolność do deformacji obserwuje się w przypadku wielu
zmian nowotworowych. Wielu autorów wskazuje na możliwość wykorzystania badań reologicznych w
prognozowaniu stopnia zawansowania choroby jak również wyboru metody terapeutycznej. Postulowane
jest również modykowanie nadmiernej lepkości jako jednej z koncepcji leczenia chorób nowotworowych.
Abstract
Hemoreology is a branch of science dealing with the study of blood ow in blood vessels. Rheological
parameters are important indicators of the pathogenesis in many diseases, including cancer. Blood ow
determinants are hematocrit, plasma viscosity, whole blood viscosity, and the ability of erythrocytes to
deform and aggregate. Changes in the value of whole blood viscosity, plasma viscosity and other parameters
such as increased erythrocyte aggregation tendency and reduced deformability are observed in many
neoplastic lesions. Many authors point to the possibility of using rheological tests to predict the degree of
disease progression as well as to make a choice of the therapeutic method. It is also postulated that reduction
of excessive viscosity could be a good concept for the treatment of cancer.
Słowa kluczowe: hemoreologia, lepkość krwi, lepkość osocza, choroby nowotworowe
Keywords: hemoreology, blood viscosity, plasma viscosity, cancer
Adres do korespondencji
Anna Marcinkowska-Gapińska
Zakład Biozyki,
Katedra Biozyki Uniwersytet Medyczny im. K. Marcinkowskiego w Poznaniu ul. Grunwaldzka 6, 60-780 Poznań, Polska
Telefon. +48 61 854 66 91
e-mail: margap@ump.edu.p
Zeszyty Naukowe WCO, Letters in Oncology Science 2019;16(4):162-168
Praca poglądowa/Review paper
Dostępne online www.journals.wco.pl/los Letters in Oncology Science
ISSN 2543-6724
ZESZY TY NAUKOWE WIELKO POLSKIEG O
CENTRUM ONKOLOGII
Wprowadzenie
Nauką zajmującą się badaniem przepływu i deformacji płynów jest reologia [1-3]. Analizą
funkcjonowania układu krążenia, w którym występują zjawiska opisywane przez mechanikę płynów,
specycznymi uwarunkowaniami przepływu krwi w naczyniach krwionośnych wynikającymi z właściwości
obwodowego układu krążenia jak i zykochemicznych właściwości krwi, zajmuje się hemodynamika i
hemoreologia [4-7]. Biologiczną funkcją krwi jest zaopatrywanie tkanek i narządów w tlen oraz w substancje
odżywcze przy równoczesnym usuwaniem z nich produktów odpadowych przemiany materii. Ważną
rolą jest również regulowanie temperatury ciała. Krew krąży w naczyniach krwionośnych o własnościach
lepkosprężystych, stanowiących zamknięty obwód naczyń, o średnicy od 3 cm do około 5 µm [4,6,7]. Krążenie
krwi w organizmie żywym warunkuje różnica ciśnień między układem tętniczym a żylnym, utrzymywana
przez rytmiczne skurcze serca, powodujące pulsacyjny ruch krwi z cyklicznie zmienną prędkością jej
przepływu. Zgodnie z prawem Hagena-Poisseuille’a objętość cieczy przepływającej przez cylindryczne
naczynie w jednostce czasu jest wprost proporcjonalna do czwartej potęgi promienia naczynia i do różnicy
ciśnień wywołujących przepływ, natomiast odwrotnie proporcjonalna do lepkości cieczy i długości naczynia
[5,7,8]. Na przepływ krwi w układzie krwionośnym wpływają także zykochemiczne właściwości samej krwi
i zjawiska w niej zachodzące podczas przepływu, takie jak tworzenie i rozpad agregatów erytrocytów, czy
zmiana kształtu erytrocytów. W zakresie niskich prędkości ścinania procesem dominującym jest agregacja
erytrocytów, a w zakresie wysokich prędkości ścinania ich deformacja [4,6-9]. Reologiczna charakterystyka
krwi pozwala zakwalikować do cieczy pseudoplastycznych o aściwościach tikosotropowych i
lepkosprężystych, a jej złożone właściwości reologiczne wynikają zarówno z właściwości erytrocytów jak i
osocza [4,9]. Za główne czynniki wpływające na przepływ krwi uważa się hematokryt, lepkość krwi pełnej,
lepkość osocza, zdolność erytrocytów do agregacji, deformacji i orientacji [4-7,9,10]. Badania hemoreologiczne
obejmują ocenę lepkości krwi pełnej w szerokim zakresie prędkości ścinania, lepkości osocza oraz ocenę
skłonności erytrocytów do agregacji i deformacji [4,6,9]. Zmiany wartości parametrów hemoreologicznych
obserwuje się w przypadku wielu chorób między innymi w niewydolności naczyń wieńcowych serca, zawału
mięśnia sercowego, zatorów, zaburzeń krążenia mózgowego i siatkówkowego, chorobie niedokrwiennej
kończyn, cukrzycy, anemii, a także chorób nowotworowych [4,6,7,10-14].
Celem niniejszej pracy był przegląd doniesień literaturowych związanych z analizą zmian wartości
parametrów reologicznych krwi w przypadku chorób nowotworowych.
Prol hemoreologiczny pacjentów z chorobami nowotworowymi.
Czynnikiem odgrywającym ważną rolę zarówno we wzroście guza jak i wykrywaniu oraz leczeniu
nowotworów jest mikrokrążenie. Naczynia krwionośne powstałe w procesie angiogenezy dostarczają
niezbędnych składników odżywczych umożliwiając wzrost guza oraz usuwają produkty przemiany materii.
Obecność rozwijającego się guza lub innej zmiany o charakterze nowotworowym może zmieniać parametry
reologiczne krwi [12-15]. Analiza prolu hemoreologiczne pacjentów z chorobami nowotworowymi
wskazuje na podwyższone wartości takich parametrów jak skłonność erytrocytów do agregacji, sztywność
erytrocytów, lepkość osocza oraz poziom brynogenu i globulin w stosunku do grupy osób zdrowych [12-15].
U pacjentów w zaawansowanym stadium choroby obserwuje się również wzrost lepkości krwi pełnej przy
prawidłowym lub obniżonym poziomie hematokrytu [12-15]. Zmiany te nie tylko zaburzają przepływ krwi
w mikrokrążeniu, ale również wpływają na mikrokrążenie guza, a przez to na początek przerzutów jak i na
skuteczność leczenia [12].
Wartości lepkości krwi pełnej jak i pozostałych parametrów hemoreologicznych zależą od rodzaju
choroby, długości jej trwania, chorób towarzyszących i przyjmowanych leków [4,6,10,11]. W doniesieniach
literaturowych zwraca się uwagę na obecność występowania w organizmach żywych mechanizmów
regulacji własności hemoreologicznych poprzez zmianę skłonności erytrocytów do agregacji i deformacji,
kompensację podwyższonej lepkości krwi przez obniżenie wartości hematokrytu, a także poprzez zmianę
składu białkowego osocza, co w konsekwencji powoduje zmianę jego lepkości [15-22]. Stosowanie terapii
wpływających na właściwości reologiczne krwi może również wpływać na przebieg choroby podstawowej
Anna Marcinkowska-Gapińska
Zeszyty Naukowe WCO, Letters in Oncology Science 2019;16(4):162-168
163
[15,21,23,24]. Te obserwacje potwierdzają się również w przypadku chorób nowotworowych [12,15,22,24-
28].
Zdolność krwi do przenoszenia tlenu zależna jest od wartości hematokrytu (Hct) [4,9,29]. Występujące
u pacjentów z chorobą nowotworową połączenie podwyższonej lepkości osocza i skłonności erytrocytów do
agregacji, wysokiej aktywności agregacyjnej płytek krwi oraz zmniejszonej liczby erytrocytów (obniżony
poziom Hct) powoduje upośledzenie skuteczności transportu tlenu we krwi, a w konsekwencji niedotlenienie
w mikrokrążeniu sprzyjające zakrzepicy, rozrostowi guza i przerzutom [12,30,31]. Z kolei wzrost guza może
prowadzić do niedotlenienia tkanek, a w konsekwencji niedotlenienie tkanek staje się silnym bodźcem do
ekspresji genów kodujących czynniki sprzyjające wzrostowi guza. Niedotlenienie jest istotnym warunkiem w
cyklu autogennego rozprzestrzeniania się nowotworu. Markerem obecności niedotlenienia tkanek może być
obecność wysokiej lepkości krwi, która występuje w wielu chorobach nowotworowych [12,31,32]. Dotlenianie
tkanki nowotworowej zostało niedawno ocenione jako ważny warunek skuteczności radioterapii w raku
szyjki macicy [28].
Kolejnym czynnikiem hemoreologicznym jest skłonność erytrocytów do agregacji. W przypadku
pacjentów z choro nowotworową obserwuje się podwyższoną wartość tego parametru a także wzrost
stężenia brynogenu i globulin, obniżony stosunek albumin do brynogenu, w konsekwencji prowadzi to do
podwyższonej wartości lepkości osocza [12,14]. W przypadku raka płuc i jelit, raka piersi, jajnika, macicy,
prostaty, czerniaka obserwuje się istotny wzrost agregacji krwinek czerwonych [12,14,15]. U pacjentów z
czerniakiem zaobserwowano ponadto spadek wartości hematokrytu i spadek elastyczności erytrocytów
[12]. U chorych z rakiem głowy i szyi zaobserwowano statystycznie istotny wzrost lepkości osocza, wzrost
skłonności erytrocytów do agregacji, wzrost poziomu brynogenu oraz podwyższoną sztywność krwinek
czerwonych [13]. Ponadto w tej grupie chorych zaobserwowano podwyższoną wartość lepkości krwi przy
prawidłowym lub obniżonym poziomie hematokrytu [13]. W przypadku pacjentek ze zmianą nowotworową
o podłożu ginekologicznym zaobserwowano wzrost wartości czynników wpływających na lepkość krwi w
momencie widocznych klinicznie przerzutów [15]. U chorych z rakiem piersi i rakiem jajnika zaobserwowano
istotnie wyższą lepkość osocza w grupie osób, które nie przeżyły w porównaniu z chorymi którzy przeżyli [32].
W nowo zdiagnozowanym raku obserwuje się wzrost lepkości osocza i podwyższoną skłonność do agregacji,
a w konsekwencji nadlepkość kompensowaną przez niedokrwistość [15]. Tempelho i wsp. donosi, że u
pacjentów z rakiem jajnika rozwój zakrzepicy żył głębokich pooperacyjnie i podczas chemioterapii wiązał się
z niezależnym od hematokrytu zwiększeniem lepkości krwi charakteryzującym się wysoką lepkością osocza
przy prawidłowej lub niskiej wartości hematokrytu [33]. Uważa się, że jedną z koncepcji leczenia raka może
być modykacja nadmiernej lepkości, szczególnie osocza, co może poprawić odpowiedź organizmu na radio-
i chemioterapię oraz zapobiegać zakrzepicy, częstego powikłania w chorobach nowotworowych wpływając
tym samym na poprawę wskaźnika przeżywalności pacjentów [15,24,31,32,34]. Analiza zmian wartości
parametrów hemoreologicznych, takich jak skłonność erytrocytów do agregacji i lepkość osocza może mieć
istotne znaczenie, także ze względu na to, że zdarzenia zakrzepowo-zatorowe są przyczy powikłań w
procesie chirurgicznego i chemioterapeutycznego leczenia nowotworów [24].
Zakres zmian reologicznych koreluje z postępem choroby i jej rokowaniem w niektórych typach raka.
Zaawansowanie choroby było w wyższym stadium u pacjentów z wysoką wartością lepkości krwi pełnej
[12,13,15,24,32]. Naczynia krwionośne i limfatyczne stanowią nośnik dla komórek rakowych dla przerzutów
do odległych narządów [12]. Lokalny przepływ krwi odgrywa waż rolę w przekazywaniu podawanych
podczas chemioterapii i immunoterapii środków farmakologicznych. Również w radioterapii skuteczność
leczenia zależy od lokalnego stężenia tlenu, które zależy od lokalnego przepływu krwi [12,28]. Wzrost guza
prowadzący do niedotlenienia tkanek powoduje, że niedotlenienie staje się bodźcem do ekspresji genów
sprzyjających rozrostowi guza [32]. Niedotlenienie z kolei wpływa na rozprzestrzenianie się nowotworu.
Adaptacja do niedotlenienia przez proliferujące komórki nowotworowe powoduje indukcję genów regulujących
metabolizm beztlenowy [31].
Niedokrwistość często występuje u chorych ze zmianami nowotworowymi, a anemia powoduje negatywny
wpływ na ich przeżycie i zwiększa zmęczenie chorych [35]. W przypadku chorych z rakiem niedokrwistość
Anna Marcinkowska-Gapińska
Zeszyty Naukowe WCO, Letters in Oncology Science 2019;16(4):162-168 164
często wzrasta wraz z chemioterapią, powodując konieczność stosowania transfuzji [29]. Zastosowanie
transfuzji krwi u pacjentów z nieoperowalnym rakiem przełyku poddawanych chemioterapii skojarzonej
znacznie poprawiło wskaźnik ich przeżycia [36]. Tempelho i wsp. [15] wskazuje na czynnik reologicznych
przyczyniający się do anemii u pacjentów z chorobami nowotworowymi. Wysoka lepkość krwi wynikająca często
z wysokiej lepkości osocza powoduje hamowanie i modulację produkcji erytropetyny [15], podobnie jak zapalna
promocja produkcji cytokin [35]. Terapia rekombinowaną erytropoetyną u pacjentów z niedokrwistością
nowotworową przyczyniła się do zwiększenia poziomu hemoglobiny i poprawy prolu hemoreologicznego
poprawiając efektywność chemioterapii [37]. Działanie hemoreologiczne było korzystniejsze w przypadku
zastosowania terapii z wykorzystaniem epoetyny niż w przypadku hemotransfuzji. Wskaźnik wydajności
transportu tlenu po transfuzji zmieniał się nieznacznie, podczas gdy po terapii zwiększył się o 14% pomimo
wysokiej lepkości krwi [37]. Stosowanie środków stymulujących erytropoezę zmniejszają potrzeby transfuzji
krwi podczas chemioterapii, jednak zaobserwowano zwiększone ryzyko wystąpienia zdarzeń zakrzepowo-
zatorowych bez zwiększanie ryzyka śmiertelności. Wyjaśnieniem tego zjawiska może być utrzymująca się
podwyższona lepkość krwi [35].
Modykacja przepływu krwi przez guzy z wykorzystaniem środków chemicznych ma na celu poprawę
efektywności leczenia nowotworów z wykorzystaniem radio- i chemioterapii [25,26,38]. Poszerzenie wiedzy
na temat molekularnych mechanizmów i znajomość mikroprzepływów ma istotne znaczenie w projektowaniu
zarówno nowych metod jak i leków przeciwnowotworowych, a także w postępowaniu operacyjnym [27,31,38].
Ostatnie badania wykazały, że w komórkach nowotworowych piersi, prostaty, żołądka, jelita grubego, płuca,
pęcherza i endometrium w warunkach niedotlenienia i nekrotyczności obserwuje się zwiększoną aktywność
genów stymulujących ekspresję cytokin, zwłaszcza VEGF odpowiedzialnego za wzrost śródbłonka
naczyniowego prowadząc w konsekwencji do zmniejszenia światła naczyń i tworzenia skrzepów [31].
Eliminacja niedotlenionych komórek może wzmocnić odpowiedź komórek na radio- i chemioterapię, a także
zmniejszyć działania niepożądane (zakrzepica) [31].
Podwyższoną wartość lepkości krwi, określa często jako zespół nadlepkości obserwuje się w
przypadku chorób takich jak czerwienica, makroglobulinemia Waldenströma, szpiczak mnogi [11,34,39-
42]. Zaburzenia reologiczne w czerwienicy mogą być przyczyną poważnych powikłań neurologicznych, czy
zakrzepicy kończyn dolnych [43]. Shin D.W. i wsp. zauważyli, że pomiary lepkości krwi niedostatecznie
wykorzystywane, pomimo, że zespół nadmiernej lepkości w dyskrazji komórek plazmatycznych (PCD) i
zakrzepica w raku mieloproliferacyjnym (MPN) są głównymi przyczynami zachorowalności i umieralności
[42]. Na wykorzystanie lepkości krwi jako markera kontrolnego w pacjentów ze zdiagnozowanym chłoniakiem
nieziarniczym (NHL) zwraca uwagę także Utkan G. i wsp. [44], a Uggla B. i Nilsson T.K. uważają, że chociaż
lepkość osocza w dyskrazjach (PCD) jest znacznie podwyższona, to lepkość krwi pełnej jest lepszym markerem
[39]. Caimi G., i wsp. zauważają, że w prolu hemoreologicznym u pacjentów ze szpiczakiem mnogim (MM)
uwagę zwraca podwyższona lepkość osocza, spadek wartości hematokrytu oraz spadek odkształcalności
erytrocytów, co może mieć istotny wpływ na mikrokrążenie [45]. Współwystępowanie szpiczaka mnogiego i
anemii sierpowatej wykazało, że lepkość krwi tego pacjenta była podwyższona w porównaniu do krwi pacjenta
z anemią [46]. Klemencic S. i Perkins J. w pracy Diagnosis and management of oncologic emergencies [47]
zwracają uwagę na coraz częściej pojawiające się nagłe przypadki onkologiczne. Autorzy Ci podkreślają, że
pacjenci ze z makroglobulinemią Waldenströma, szpiczakiem mnogim, białaczką oraz czerwienicą narażeni
są na zespół nadlepkości, powodujący względną hipoperfuzję, która może naśladować inną patologię choroby.
Pacjenci z nadlepkością mogą mieć objawy mylone z udarem mózgu, duszności mylone z zatorem płucnym
lub niewydolnością serca lub zmieniony stan psychiczny mylony z posocznicą [47].
Ważnym czynnikiem reologicznym jest agregacja erytrocytów. Wzrost agregacji obserwuje się w przebiegu
wielu chorób w tym, u chorych onkologicznych [4,11,12,22,30]. Jednym z poważnych powikłań u pacjentów
operowanych z powodu raka piersi jest obrzęk limfatyczny. Zaobserwowano, że w tej grupie pacjentów
agregacja czerwonych krwinek jest podwyższona [48]. Na podstawie przeprowadzonych badań lepkości
osocza, agregacji erytrocytów i morfologii naczyń włosowatych oraz przepływów w grupie pacjentów z z
rakiem piersi z obrzękiem i bez zapostulowano istnienie nieznanego białkowego czynnika sprzyjającego
Anna Marcinkowska-Gapińska
Zeszyty Naukowe WCO, Letters in Oncology Science 2019;16(4):162-168
165
agregacji erytrocytów i obrzękowi limfatycznemu [48]. Również u chorych z różnymi rakami trzewnymi
obserwowano nieprawidłowości w agregacji krwinek czerwonych [14]. Lepkość osocza i tendencja do agregacji
czerwonych krwinek były istotnie wsze u chorych niż w grupie kontrolnej przy znacznie podwyższonym
stężeniu poziomu brynogenu i globuliny wpływając w efekcie na częstość występowania żylnej choroby
zakrzepowo-zatorowej [14].
Przepływ krwi w naczyniach krwionośnych zależy nie tylko od właściwości zykochemicznych krwi,
ale także od stanu naczyń krwionośnych [4,6,7]. W nowotworach hematologicznych stwierdzono, że
chemioterapia, radioterapia oraz przeszczep krwiotwórczych komórek macierzystych przyczyniają się do
wzrostu sztywności tętnic [49]. Mechanizmami wpływającymi na podwyższoną sztywność tętnic stres
oksydacyjny, upośledzona homeostaza ściany naczyń, dysfunkcje śródbłonka i apoptoza śródbłonka,
nadekspresja cytokin zapalnych, miażdżyca naczyń oraz zwiększona lepkość krwi [53]. Lepkość krwi odgrywa
ważną rolę w utrzymaniu hemostazy naczyniowych. Wydaje się, że monitorowanie i modykacja lepkości
krwi może mieć istotne znaczenie w zapobieganiu oraz leczeniu chorób [50]. U pacjentów onkologicznych
stwierdzono, że obecność złośliwej zmiany wpływa na układ hemostatyczny, a układ hemostatyczny wpływa
na nowotwór złośliwy. Głównym odziaływaniem są liczne nieprawidłowości krzepnięcia przyczyniające się
do zwiększenia zakrzepicy i krwotoków zależne od typu i stadium choroby [15,50].
Podsumowanie
Podwyższone wartości parametrów hemoreologicznych u chorych ze zmianami nowotworowymi
wynikają ze zmian w składzie osocza w wyniku podwyższonych stężeń frakcji brynogenu i globulin.
Kolejnym czynnikiem wpływającym zna niekorzystną zmianę warunków przepływu krwi jest podwyższona
skłonność erytrocytów do agregacji, obniżenie zdolność erytrocytów do deformacji jak również wzrost
sztywności tętnic. Wszystkie te czynniki wpływają pośrednio lub bezpośrednio na wzrost lepkości krwi
pełnej u chorych z chorobami nowotworowymi w stosunku do grupy kontrolnej. Na uwagę zasługuje
podkreślenie, że zaobserwowano korelację im cięższy jest stan pacjenta tym parametry lepkościowe
bardziej podwyższone. Jest to jeden z powodów dla którego postuluje się większe wykorzystanie pomiarów
lepkości krwi w tej grupie chorych.
Bibliograa
[1] Kiliański T, Dziubiński M, Sęk J, Antosik K, Wykorzystanie pomiarów właściwości reologicznych ynów
w praktyce inżynierskiej. Warszawa: EKMA Krzysztof Antosik; 2009.
[2] Schramm G, Reologia – podstawy i zastosowania, Poznań: Ośrodek Wydawnictw Naukowych. 1998.
[3] Kembowski Z, Reometria płynów nienewtonowskich, Warszawa: Wydawnictwo Naukowo-Techniczne;
1973.
[4] Baskurt OK, Hardeman MR, Rampling MW, Meiselman HJ, Handbook of Hemorheology and
Hemodynamics, Amsterdam, Berlin, Oxford, Tokyo, Washington: IOS Press DC; 2007.
[5] Milnor WR, Hemodynamics, Baltimore, Maryland, USA: Williams & Williams, 1989.
[6] Wasilewski J, Kiliański T, Biomechaniczna przyczyny miażdżycy, Łódź: Monograe Politechniki
Łódzkiej; 2011.
[7] Bębenek B, Przepływy w układzie krwionośnym, Kraków: Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej;
1999.
[8] Fåhraeus R, Lindquist T. The viscosity of the blood in narrow capillary tubes. Am J Physiol 1931;96:562-
568.
[9] Lerche D, Bäumler H, Kucera W, Meier W, et al. Flow properties of blood and hemoreological methods
of quantication. in: Physical Characterization of Biological cells. Basic research and clinic relevance.
Ed. W. Scütt, H. Klinkmann, I. Lamprecht, T. Wilson, Verlag Gesundheit GmbH Berlin, 189-214, 1991.
[10] Chmiel H. Determination of blood rheological parameters and clinical application. Advances in
Cardiovascular Physics 1979;3:1-44.
[11] Czerwiński F, Kopczyńska DL, Musioł AA, Słowińska AM, Włodarczyk PM, Wysocka E, Marcinkowska-
Anna Marcinkowska-Gapińska
Zeszyty Naukowe WCO, Letters in Oncology Science 2019;16(4):162-168 166
Gapińska A. Lepkość krwi jako czynnik reologiczny w patogenezie chorób naczyniowych. in: Biozyka a
medycyna. T.8. red. nauk.: Leszek Kubisz, Dorota Hojan-Jezierska, Teresa Matthews-Brzozowska, Anna
Marcinkowska-Gapińska, Poznań Wydaw. Uniw. Med. im. Karola Marcinkowskiego w Poznaniu, 2019
s. 32-58.
[12] Jain RK. Determinants of Tumor Blood Flow: A Review. Cancer Research 1988;48: 2641-2658.
[13] Khan MM, Puniyani RR, Huilgol NG, Hussain MA, Ranade G.G. Hemorheological proles in cancer
patients. Clin. Hemorheol. Microcirc. 1995;15(1):37-44.
[14] Tietien GW, Chien S, Scholz P, Gump FE, Kinney JM. Changes in blood viscosity and plasma proteins in
carcinoma. J. Surg. Oncol. 1977;9:53-59.
[15] Tempelho GF, Heilmann L, Hommel G, Pollow K. Impact of rheological variables in cancer. Semin.
Thromb. Hemost. 2003;29(5):499-514.
[16] Kowal P, Marcinkowska-Gapińska A. Hemorheological changes dependent on the time from the onset of
ischemic stroke. J. Neurol. Sci. 2007;258:132-136.
[17] Dintenfass L. Clinical Applications of blood viscosity factors and functions: Especially in the
cardiovascular disorders. Biorheology 1979;16:69-84.
[18] Matsushima K, Hakim AM. Transient forebrain ischemia protects against subsequent focal cerebral
ischemia without changing cerebral perfusion. Stroke 1995;26:1047-1052.
[19] Murry CE, Jennings RB, Reimer K.A. Preconditioning with ischemia, a delay of lethal cell injury in
ischemic myocardium. Circulation 1986;74:1124-1136.
[20] Reinhart WH. Molecular biology and self-regulatory mechanisms of blood viscosity: A review.
Biorheology 2000;38:203-212.
[21] Kwaan H.C. Role of plasma proteins in whole blood viscosity: A brief clinical review. Clin. Hemoreol.
Microcirc. 2010;44(3):167-176.
[22] Bouhmadi AE, Laargue F, Brun JF. Aggregability and disaggregability of erythrocytes in women
suering from ovarian cancer: evidence for an increased disaggregation threshold. Clin. Hemorheol.
Microcirc., 2000;22:91–97.
[23] Marcinkowska-Gapińska A, Kowal P. Hemorheological studies of chosen clinical cases. J. Med. Sci. [d.
Now. Lek.] 2015;84(3):197-200.
[24] Miller B, Heilmann L. Hemorheological parameters in patients with gynecologic malignancies.
Gynecologic Oncology 1989;33(2):177-181.
[25] Jirtle RI. Chemical modication of tumor blood ow. Int J Hyperthermia 1988;4:355-371.
[26] Horsman MR, Chaplin DJ, Overgaard J. The use of blood ow modiers to improve the treatment
response of solid tumors. Radiotheraphy and Oncology 1991;20:47-52.
[27] Yu J, Han M, Geng J. Inuence of propofol intravenous anesthesia on hemorheology, haemodynamics
and immune function of colorectal carcinoma patients undergoing radical resection. Pak J Med Sci.
2019;35(3):780-785.
[28] Tempelho GF, Heilmann L, Pollow K, Hommel G. Monitoring of rheologic variables during postoperative
high-dose brachytherapy for uterine cancer. Clin. Appl., Thromb. Hemost. 2004;10(3):239-248.
[29] Reinhart WH. The optimum hematocrit. Clin. Hemorheol. Microcirc. 2016;64:575–585.
[30] Tikhomirova I, Petrochenko E, Malysheva Y, Ryabovb M, Kislov N. Interrelation of blood coagulation
and hemorheology in cancer. Clin. Hemorheol. Microcirc. 2016;64: 635–644.
[31] Baronzio G, Freitas I, Kwaan HC. Tumor Microenvironment and Hemorheological Abnormalities.
Semin. Thromb. Hemost. 2003;29(5):489-498.
[32] Tempelho GH, Schönmann N, Heilmann L, Pollow K, Hommel G. Prognostic role of plasmaviscosity in
breast cancer. Clin. Hemorheol. Microcirc. 2002;26:55–61.
[33] Tempelho GF, Niemann F, Schneider DM, Kirkpatrick CJ, Hommel G, Heilmann L. Blood Rheology
during Chemotherapy in Patients with Ovarian Cancer. Thrombosis Research 1998;90:73–82.
[34] Caimi G, Hopps E, Carlisi M, Montana M, Gall`a E, Presti R.L, Siragusa S. Hemorheological parameters
in Monoclonal Gammopathy of Undetermined Signicance (MGUS). Clin. Hemorheol. Microcirc.
2018;68:51–59.
[35] Spivak JL, Gascon P, Ludwig H. Anemia Management in Oncology and Hematology. The Oncologist
Anna Marcinkowska-Gapińska
Zeszyty Naukowe WCO, Letters in Oncology Science 2019;16(4):162-168
167
2009;14:43-56.
[36] Kader AS, Lim JT, Berthelet E, Petersen R, Ludgate D, Truong PT. Prognostic Signicance of Blood
Transfusions in Patients with Esophageal Cancer Treated with Combined Chemoradiotherapy. Am. J.
Clin. Oncol. 2007;30(5):492-497.
[37] Muravyow AV, Cheporov SV, Kislov NV, Bulaeva SV, Maimistova AA. Comparative eciency and
hemorheological consequecnes of hemotransfusion and epoetin therapy in anemic cancer patients. Clin.
Hemorheol. Microcirc. 2010;44(2):115-123.
[38] Wlodkowic D, Cooper JM. Tumors on chips: oncology meets microuidies. Curr. Opin. Chem. Biol.
2010;14(5):556-567.
[39] Uggla B, Nilson TK. Whole blood viscosity in plasma cell dyscrasias. Clin. Biochem. 2015;48:122-124.
[40] MacKenzie MR, Lee TK. Blood viscosity in Waldenström macroglobulinemia. Blood 1977;49(4):507-510.
[41] Treon SP, Branagan AR, Hunter Z, Santos D, Tournhilac O, Anderson KC. Paradoxical increases in
serum IgM and viscosity levels following rituximab in Waldenstrom’s macroglobulinemia. Annals of
Oncology 2004;15(10):1481-1483.
[42] Shin DW, Gu JY, Kim JS, Jung JS, Shin DY, Koh Y, Kim I, Kim HK. Increased plasma viscosity in plasma
cell dyscrasia and whole blood viscosity in polycythemia vera. Clin. Hemorheol. Microcirc. 2018;70:59–
67.
[43] Wang N, Liu L, Jiang X, Li D, Chen X. Acute multiple cerebral infarction combined with cerebral
microhemorrhage in Polycythemia vera: A case report. Exp. Ther. Med. 2019;18:2949-2955.
[44] Utkan G, Tek I, Kocer M, Muallaoglu S, Durnalı AG, Arslan UY, Celenkoglu G, Tokluoglu S, Alkis N. Blood
Viscosity in Patients with diuse large B cell non-hodgkin’s lymphoma. Exp. Oncol. 2006;28(4):326–
327.
[45] Caimi G, Carlisi M, Montana M, Gall`a E, Presti RL, Hopps E, Siragusa S. Erythrocyte deformability
and hemorheological prole in multiple myeloma. Clin. Hemorheol. Microcirc. 2018;68:25–34.
[46] Anderson IS, Kai-Yiu Y, Hillman D, Lessin LS. Multiple myeloma in a patient with sickel cell anemia:
Interacting eects on blood viscosity J. Am. Med. 1975;59(4):568-574.
[47] Klemencic S, Perkins J. Diagnosis and Management of Oncologic Emergencies. West. J. Emer. Med.
2019;20(2):316-322.
[48] Djavanmard MP, Michl I, Korpan M, Fazeny B, Budinsky AC, Wiesinger E, Weinländer G, Binder M,
Püspök M, Zielinski CC, Fialka V, Koppensteiner R, Marosi Ch. Impaired hemorheology in patients
with postmastectomy lymphedema. Breast Cancer Res. Tr. 1996;38(3):283-288.
[49] Chen G, Zhao L, Liu Y, Liao F, Han D, Zhou H. Regulation of blood viscosity in disease prevention and
treatment. Chin. Sci. Bull. 2012;57(16):1946-1952.
[50] Falanga A, Marchetti M, Vignoli A. Coagulation and cancer: biological and clinical aspects. J. Thromb.
Haemost. 2013;11:223-233.
Anna Marcinkowska-Gapińska
Zeszyty Naukowe WCO, Letters in Oncology Science 2019;16(4):162-168 168
ResearchGate has not been able to resolve any citations for this publication.
Article
Full-text available
Rheology – the study of the flow of matter and accompanying phenomena of real bodies deformation – in relation to blood – hemorheology. Blood viscosity – the main rheological parameter – has been studied in many research centers and among many different group of patients. The main disorders related to the hemorheological properties are: coronary insufficiency, vascular congestion, myocardial infarction, cerebral circulation disorder, Reynaud disease, ischemic limbs, diabetes, anemia, tumors. The following parameters are the main blood viscosity determinants: plasma viscosity, hematocrit, red cell deformability and erythrocytes aggregation. In hemorheological studies we used mathematical rheological models. The measurements of blood and plasma viscosity are performed by means of oscillating-rotary rheometers in order to determine the dependence of blood viscosity on the shear rate and the two components of the complex blood viscosity. Determination of blood cells aggregability and deformability is performed directly by means of aggregometers and appropiate filters and indirectly using rheological techniques with advanced mathematical models of blood viscoelasticity. Blood and plasma viscosity are subject to autoregulation mechanisms of the body. Recognition of those mechanisms may help in assessment of some diseases risk: ischemic stroke or myocardial infarction. In many cases rheological measurements may reveal the most recent phases of diseases and disorderses which enables early therapy with specimens improving the blood fluidity. For this reason rheological measurements should be applied in diagnostics and therapy. Mutual relations between the main factors determining the blood viscosity and their effect on blood flow are the main subject of current report.
Article
Full-text available
Polycythemia vera (PV) is one of the rare causes of cerebrovascular disease, whose common manifestations in the nervous system are cerebral infarction and transient ischemic attack. A number of cases of PV patients with bleeding complicated with subdural hemorrhage or cerebral hemorrhage have been previously reported. However, sometimes PV patient with complicated cerebral hemorrhage and lower extremity venous thrombosis have been admitted to the People's Hospital of Liaoning Province. The present case study reports on a patient with acute multiple cerebral infarction with cerebral micro-hemorrhage associated with PV, who was not treated with anti-thrombosis treatment. After bloodletting treatment and hydroxyurea treatment, the patients condition was stable and they were discharged. A possible mechanism of infarction is that PV may cause abnormal proliferation of red blood cells, white blood cells and platelets in the circulation, resulting in an increase of blood viscosity and reduction of blood flow velocity. Platelet deficiency may cause abnormal blood coagulation function, which may be the reason for the blood and thrombotic diseases in patients with PV.
Article
Full-text available
Objective: To analyze the changes of hemorheology, haemodynamics and immune function of patients during propofol intravenous anesthesia in the radical resection of colorectal carcinoma and its significance. Methods: The study included 112 patients who underwent radical resection of colorectal carcinoma in our hospital between August 2016 and December 2017, and they were divided into an observation group (N=56) and a control group (N=56) using random number table. Patients in the observation group were given propofol intravenous anesthesia, while patients in the control group received inhalation anesthesia of sevoflurane. Hemorheological and haemodynamical indexes were compared and analyzed before anesthesia (T0), 90 min after induction (T1), 150 min after induction (T2) and 30 min after entering post-anesthesia care unit (T3), and the changes of immune function before and after surgery was also observed. Results: The whole blood viscosity under high, medium and low shear rates of the observation group declined significantly compared to that of the control group at T1, T2 and T3 (P<0.05). The heart rate (HR) and systolic pressure (SPB) of the observation group significantly decreased at T2 compared to those at T1 (P<0.05), but recovered to the level observed at T0 at T3. The diastolic blood pressure (DBP) of the two groups at T1, T2 and T3 was not significantly different with that at T0 (P>0.05). The levels of CD45RA+ and CD45RO+ of both groups had a significant decrease at the end of the surgery compared to before anesthesia (P<0.05); the levels of the observation group recovered at the postoperative 72nd h, and the differences with the levels before anesthesia had no statistical significance (P>0.05); the level of CD45RA+ of the control group also recovered at the postoperative 72nd h, but the difference with the level before anesthesia had no statistical significance (P>0.05); the level of CD45RO+ of the control group had a significant decrease, and the difference with the level before anesthesia was statistically significant (P<0.05). The level of CD45RA+/CD45RO+ of the observation group at the end of surgery and the postoperative 72nd h was not significantly different with those before anesthesia (P>0.05). The level of CD45RA+/CD45RO+ of the control group at the postoperative 72nd h showed a significant increase compared to before anesthesia (P<0.05). Conclusion: Propofol intravenous anesthesia has a significant improvement effect on hemorheology before radical resection of colorectal carcinoma and has a small influence on haemodynamics. Moreover it is beneficial to the recovery of immune function. The therapy is worth promotion.
Article
Full-text available
Oncologic emergencies may be seen in any emergency department and will become more frequent as our population ages and more patients receive chemotherapy. Life-saving interventions are available for certain oncologic emergencies if the diagnosis is made in a timely fashion. In this article we will cover neutropenic fever, tumor lysis syndrome, hypercalcemia of malignancy, and hyperviscosity syndrome. After reading this article the reader should be much more confident in the diagnosis, evaluation, and management of these oncologic emergencies.
Article
Background: Although hyperviscosity syndrome in plasma cell dyscrasia (PCD) and thrombosis in myeloproliferative neoplasm (MPN) are major causes of morbidity and mortality, blood viscosity measurements are often underutilized. Objective: This study aimed to characterize whether whole blood viscosity (WBV) or plasma viscosity (PV) could be predictive of hyperviscosity syndrome in PCD and could be elevated in subgroups of MPN. Methods: A total of 75 patients with hematologic diseases: PCD (n = 26), MPN (n = 25) including polycythemia vera (P. vera) and lymphoma (n = 24) were enrolled along with 104 healthy controls. Both WBV and PV were measured using a capillary tube viscometer. Hyperviscosity syndrome was defined as having 2 or more hyperviscosity symptoms. Results: Patients with PCD showed significantly higher PVs at high and low shear rates when compared to healthy controls, especially in those with hyperviscosity syndrome. The sensitivity and specificity of WBV and PV in detecting hyperviscosity syndrome were 28.6% and 94.1%, and 71.4% and 66.7%, respectively. Patients with P. vera exhibited high WBV and RBC counts compared to healthy controls. Conclusion: PV is predictive of hyperviscosity syndrome in PCD and WBV is elevated in patients with P. vera. It suggests that hemorheologic disturbances exist in patients with PCD and MPN and that tests of viscosity may be helpful in detecting hemorheological disturbances.
Article
The hemorheological profile in multiple myeloma (MM) has been extensively studied. Our investigation regarded the behavior of whole-blood viscosity, plasma viscosity and erythrocyte deformability in MM. We enrolled 24 MM patients; 13 of them had been recently diagnosed and were at the initial stage of therapy, 6 were on consolidation/conservation therapy and 5 had achieved a complete remission. On fasting venous blood we evaluated whole-blood and plasma viscosity at high and low shear rates, haematocrit, the ratios between whole-blood viscosity (at high and low shear rate) and haematocrit×100, the ratio between plasma viscosity at low and high shear rate and the erythrocyte deformability examined by using laser diffractometry and expressed as elongation index. A significant increase in plasma viscosity at low shear rate and a marked decrease in haematocrit were observed in MM patients compared with normal controls. Also the ratio between the high shear rate whole-blood viscosity and haematocrit ×100 and the ratio between the low and high shear rate plasma viscosity were significantly increased in MM patients. A significant decrease in erythrocyte deformability, especially at low shear stresses, was found. We discuss some hypotheses that might explain the behavior of red blood cell deformability in MM, considering that its impairment, in addition to the increase of plasma viscosity, can alter the microcirculatory flow in these patients.
Article
There is scarcity of information about the hemorheological pattern in subjects with Monoclonal Gammopathy of Undetermined Significance (MGUS). This preliminary research is focused on the behaviour of whole-blood and plasma viscosity, haematocrit and erythrocyte deformability in the above clinical condition. We enrolled 21 MGUS subjects (10 women and 11 men; mean age 66.4 ± 11.6 years). In fasting venous blood we examined whole-blood and plasma viscosity at high and low shear rates, haematocrit, the ratios between whole-blood viscosity (at high and low shear rate) and haematocrit × 100, the ratio between plasma viscosity at low and high shear rate, and the erythrocyte deformability expressed as elongation index. By comparing normal controls to MGUS subjects a significant increase in whole-blood viscosity at high shear rate and in plasma viscosity at low shear rate were observed. In MGUS subjects the ratios between the high and low shear rate blood viscosity and haematocrit × 100, as well as the ratio between the low and high shear rate plasma viscosity were significantly higher. In MGUS subjects a marked decrease in erythrocyte deformability was also observed. The alteration of the hemorheological profile found in these subjects might be involved in the pathogenesis of thromboembolic events, which occur with a high frequency in MGUS.
Article
Cancer progression is associated with activation of blood coagulation. Blood coagulation process, platelet hemostasis and hemorheological properties were evaluated in patients with solid tumors (n = 27) before and after surgery and in healthy control (n = 20). The main features of blood coagulation process in cancer patients were elevated intensity and shortened period of contact phase of coagulation and inhibitedcx fibrinolysis stage. Such prothrombotic state was fixed before surgery as well as in early postoperative period in spite of preventing thromboprophylactic treatment. Platelets depletion within the high level of spontaneous and ADP-induced platelet aggregation was fixed in cancer. The main cause of blood viscosity decrease in cancer patients was dramatic fall of Hct, because blood viscosity adjusted by Hct 40% was increased owing to the rise of plasma viscosity and substantially worsened RBC microrheological properties. The results of our study indicated close correlation between hemorheological and hemostasis parameters; these interrelations were more numerous and strong in cancer. In cancer patients the combination of a high aggregation activity of platelets, reduced number of erythrocytes (Hct), an increase of RBC aggregation and plasma viscosity caused impairment of blood oxygen transportation efficacy that provoke hypoxia in the microcirculation favoring thrombosis, settlement of tumor and metastasis.
Article
The hematocrit (Hct) determines the oxygen carrying capacity of blood, but also increases blood viscosity and thus flow resistance. From this dual role the concept of an optimum Hct for tissue oxygenation has been derived. Viscometric studies using the ratio Hct/blood viscosity at high shear rate showed an optimum Hct of 50-60% for red blood cell (RBC) suspensions in plasma. For the perfusion of an artificial microvascular network with 5-70μm channels the optimum Hct was 60-70% for high driving pressures. With lower shear rates or driving pressures the optimum Hct shifted towards lower values. In healthy, well trained athletes an increase of the Hct to supra-normal levels can increase exercise performance. These data with healthy individuals suggest that the optimum Hct for oxygen transport may be higher than the physiological range (35-40% in women, 39-50% in men). This is in contrast to clinical observations. Large clinical studies have repeatedly shown that a correction of anemia in a variety of disorders such as chronic kidney disease, heart failure, coronary syndrome, oncology, acute gastrointestinal bleeding, critical care, or surgery have better clinical outcomes when restrictive transfusion strategies are applied. Actual guidelines, therefore, recommend a transfusion threshold of 7-8 g/dL hemoglobin (Hct 20-24%) in stable, hospitalized patients. The discrepancy between the optimum Hct in health and disease may be due to factors such as decreased perfusion pressures (low cardiac output, vascular stenoses, change in vascular tone), endothelial cell dysfunction, leukocyte adhesion and others.