mariuscomper.ukEnglish

Jumătate de milimetru pe secundă

Punctele care zboară pe cerul albastru sunt globule albe din ochiul tău

Sunt globule albe care trec, una câte una, prin capilarele din retina ta, în fața celulelor care simt lumina. Merg cu circa o jumătate de milimetru până la un milimetru pe secundă, iar cu puțină răbdare le poți măsura chiar tu.

Ce vezi pe un cer senin

Uită-te la un cer albastru, fără nori. După câteva secunde apar puncte mici și luminoase: se aprind, fug pe un drum scurt și șerpuit, apoi se sting. Nu sunt în cer. Sunt în ochiul tău.

Fiecare punct merge pe un capilar, un vas de sânge atât de subțire încât celulele trec prin el una câte una. Capilarele acestea stau în fața celulelor care primesc lumina, iar punctele le urmează drumul. Oftalmologii numesc efectul „fenomenul entoptic al câmpului albastru”: entoptic înseamnă „din interiorul ochiului”.

Chiar în centrul vederii, pe o porțiune de 500–600 de micrometri, nu există niciun capilar: acolo retina trebuie să vadă fără nimic în cale. Așa că scânteile rămân într-un inel în jurul punctului în care privești. Rețeaua desenată aici e schematică; inelul liber din mijloc are mărimea măsurată.

De ce strălucesc

Un capilar din jurul centrului vederii are în interior 3,5–6 micrometri. O globulă roșie are 7,8 micrometri. Ca să treacă, se îndoaie și merge în șir, una după alta.

Globulele roșii absorb lumina albastră mai puternic decât globulele albe. Pe un cer albastru, un capilar plin de globule roșii lasă să treacă mai puțină lumină.

Globula albă e mai voluminoasă și mult mai rigidă decât una roșie și avansează mai greu. Globulele roșii din fața ei se înghesuie una în alta, iar în urma ei rămâne o porțiune de plasmă limpede. Globula albă și plasma din spatele ei lasă lumina albastră să treacă: acesta e punctul luminos pe care îl vezi, uneori cu o dâră scurtă după el.

Pentru tine, jumătate de milimetru pe secundă e aproape nemișcare. O globulă roșie de 7,8 micrometri își parcurge însă, cu această viteză, de 64 de ori propria lungime într-o secundă.

Măsoară-ți propriul sânge

În 1980, Charles Riva și Benno Petrig au găsit o cale de a măsura viteza acestor scântei. Pe un ecran desenau puncte care se mișcau, iar fiecare om modifica viteza lor până semăna cu a propriilor scântei. La cinci tineri au găsit o viteză care urcă și coboară cu fiecare bătaie a inimii, între aproximativ o jumătate de milimetru și un milimetru pe secundă.

Poți face și tu o variantă a testului lor. Ecranul se umple de albastru și îți urmărești scânteile. Apoi apar scânteile desenate, iar tu spui dacă sunt mai rapide sau mai lente decât ale tale. După câteva runde, viteza lor se apropie de a ta.

Înainte să începi

  1. Dă luminozitatea ecranului la maximum și stinge lumina din cameră.
  2. Privește centrul ecranului, relaxat. Scânteile apar într-un inel în jurul lui.
  3. Dă-le 20–30 de secunde. Pune un deget pe încheietură: s-ar putea să le vezi accelerând la fiecare bătaie a inimii.
Cât de departe ții ecranul?

Rezultatul e o citire aproximativă. Ca să transforme ce ai văzut în milimetri pe retină, pagina presupune distanța la care ții ecranul, o mărime obișnuită a pixelilor și 0,29 milimetri de retină pentru fiecare grad din câmpul vizual. Camerele moderne care fotografiază direct retina au măsurat globule albe mai rapide: în medie 1,37 milimetri pe secundă la șase oameni, între 0,77 și 2,10 (Martin și Roorda, 2005), și 1,80 în capilarele preferate de globulele albe, la o singură tânără (Tam și colegii, 2011).

De ce aici sângele merge cel mai încet

Inima ta pompează în repaus cam 5 litri de sânge pe minut, adică 83,3 centimetri cubi pe secundă. Aceeași cantitate trebuie să treacă, în fiecare secundă, prin fiecare nivel al arborelui de vase: prin aortă, prin arteriole, prin capilare. Viteza e debitul împărțit la suprafața prin care trece: v = Q/A.

Aorta are o secțiune de 2,5 centimetri pătrați, iar sângele trece prin ea în medie cu 33 de centimetri pe secundă. Luat separat, fiecare capilar e minuscul. Puse unul lângă altul, cele circa 10 miliarde de capilare ale corpului au împreună 2.500 de centimetri pătrați, de 1.000 de ori mai mult decât aorta. Așa că sângele încetinește de 1.000 de ori, la circa 0,3 milimetri pe secundă.

Secțiunea tuturor vaselor de un fel, puse una lângă altaViteza medie, v = Q/A
Aortă2,5 cm²33 cm/s
Artere mici20 cm²4 cm/s
Arteriole40 cm²2 cm/s
Capilare2.500 cm²0,33 mm/s
Venule250 cm²3,3 mm/s
Vene mici80 cm²1 cm/s
Vene cave8 cm²10 cm/s
Ariile sunt din manualul Guyton și Hall; vitezele sunt calculate pentru un debit de 5 litri pe minut. Ambele scări sunt logaritmice.

Numerele se verifică unele pe altele. Dacă împarți 2.500 de centimetri pătrați la 10 miliarde de capilare, fiecăruia îi revine un tub de 5,6 micrometri, în intervalul de 4–9 micrometri din manual.

Media de o treime de milimetru pe secundă e calculată pe tot corpul. Unde a fost măsurată direct, viteza e de același ordin. În pielea de la baza unghiei, Bollinger și colegii au filmat în 1974 globule roșii cu o viteză medie de 0,84 milimetri pe secundă pe ramura care vine dinspre artere și de 0,47 pe cea care pleacă spre vene. În ochi, la cei care le-au potrivit, scânteile mergeau cu circa o jumătate de milimetru până la un milimetru pe secundă; camerele care filmează retina au prins globule albe de până la doi.

Încetinirea are un rost. Un capilar are 0,3–1 milimetru lungime, așa că sângele stă în el una până la trei secunde. În acest timp, oxigenul și hrana trec prin peretele lui, gros de o jumătate de micrometru, spre celule. Aproape nicio celulă din corp nu se află la mai mult de 20–30 de micrometri de un capilar.

Data viitoare când e senin

Ieși afară într-o zi senină și uită-te la cer, departe de soare. Lasă ochii să se odihnească pe albastru și așteaptă. Fiecare scânteie e o celulă rigidă care se strecoară printr-un tub abia cât ea, împingând globulele roșii din fața ei cu o jumătate de milimetru până la un milimetru pe secundă. Pune degetul pe încheietură: s-ar putea să le vezi grăbindu-se la fiecare bătaie a inimii tale.

Surse și metodă

Vitezele medii din arborele de vase sunt calculate din ariile din manualul Guyton și Hall (ediția a 12-a) și un debit de 5 litri pe minut. Vitezele măsurate vin din studiile citate: prin potrivirea cu o simulare (Riva și Petrig), din imagini ale retinei (Martin și Roorda; Tam și colegii) și din filmări ale capilarelor din pielea de la baza unghiei (Bollinger și colegii).

Rețeaua de capilare din desen e schematică; zona liberă din centru (500–600 de micrometri), lățimea capilarelor și mărimea celulelor sunt cele măsurate. Forma celulelor îndoite e ilustrativă. Scânteile desenate accelerează la fiecare bătaie, la un puls de 70 pe minut, pentru că viteza măsurată urcă și coboară odată cu inima; amplitudinea din desen e ilustrativă.

În test, viteza scânteilor desenate e transformată în viteză pe retină cu 0,29 milimetri pentru fiecare grad din câmpul vizual. Mărimea pixelilor e presupusă (un ecran de telefon de circa 7 centimetri lățime; altfel 96 de pixeli pe inch), iar distanța e cea aleasă de tine. Rezultatul e dat ca interval.