Механічні властивості біологічних тканин

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Механічні властивості біологічних тканин
Розглянемо найважливіші механічні властивості біологічних тканин, завдяки яким здійснюються різноманітні механічні явища
- Такі, як функціонування опорно-рухового апарату, процеси деформацій тканин і клітин, поширення хвиль пружної деформації, скорочення і розслаблення м'язів, рух рідких та газоподібних біологічних середовищ. Серед цих властивостей виділяють:
- Пружність - здатність тіл відновлювати розміри (форму або об'єм) після зняття навантажень;
- Жорсткість - здатність матеріалу протидіяти зовнішнім навантаженням; еластичність - здатність матеріалу змінювати розміри під дією зовнішніх навантажень;
- Міцність - здатність тіл протидіяти руйнуванню під дією зовнішніх сил;
- Пластичність - здатність тіл зберігати (повністю або частково) зміна розмірів після зняття навантажень;
- Крихкість - здатність матеріалу руйнуватися без утворення помітних залишкових деформацій;
- В'язкість - динамічне властивість, яка характеризує здатність тіла протидіяти зміні його форми при дії тангенціальних напруг;
- Плинність - динамічне властивість середовища, яке характеризує
здатність окремих його верств переміщатися з деякою швидкістю в просторі щодо інших верств цього середовища.
Механічні властивості м'язів
Основна функція м'язів полягає в перетворенні хімічної енергії в механічну роботу або силу. Головними біомеханічними показниками, що характеризують діяльність м'язи, є: а) сила, що реєструється на її кінці (цю силу називають натягом або силою тяги м'яза) і б) швидкість зміни довжини.
При порушенні м'язи змінюється її механічний стан; ці зміни називають скороченням. Воно проявляється у зміні натягу і довжини м'язи, а також інших її механічних властивостей (пружності, твердості та ін.)
Механічні властивості м'язів складні і залежать від механічних властивостей елементів, що утворюють м'яз (м'язові волокна, з'єднувальні освіти тощо), і стану м'язи (збудження, втоми та ін.)
Зрозуміти багато з механічних властивостей м'язи допомагає спрощена модель її будови - у вигляді комбінації пружних і скорочувальних компонентів. Пружні компоненти за механічними властивостями аналогічні пружинам: щоб їх розтягнути, потрібно прикласти силу. Робота сили дорівнює енергії пружної деформації, яка може у наступній фазі руху перейти в механічну роботу. Розрізняють: а) паралельні пружні компоненти (парк) - сполучнотканинні освіти, складові оболонку м'язових волокон і їх пучків, і б) послідовні пружні компоненти (поско) - сухожилля м'язи, місця переходу міофібрил в сполучну тканину, а також окремі ділянки саркомеров, точна локалізація яких в даний час невідома.
Скорочувальні (контрактильний) компоненти відповідають тим ділянкам саркомеров м'язи, де актинові і міозіновие міофіламенти перекривають один одного. У цих ділянках при порушенні м'язи відбувається механічне взаємодія між Актинові і міозінових филаментами, що приводить до зміни натягу і довжини м'яза.
Оскільки кожна миофибрилла складається з великого числа (n) послідовно розташованих саркомеров, то величина і швидкість зміни довжини міофібрили в п разів більше, ніж в одного саркомера. Сила, що розвивається кожним з них, однакова і дорівнює силі, що реєструється на кінці міофібрили (подібно до того, як рівні сили в кожному з ланок ланцюга, до кінців якої прикладено розтягують сили). Ці ж самі n саркомеров, з'єднані паралельно (що відповідає більшій кількості міофібрил), дали б кратне збільшення в силі, але при цьому швидкість зміни довжини м'яза була б тією ж, що і швидкість одного саркомера. Тому за інших рівних умов збільшення фізіологічного поперечника м'яза призвело б до збільшення її сили, але не змінило б швидкості укорочення, і навпаки, збільшення довжини м'язи позначилося б позитивно на швидкості скорочення, але не вплинуло б на її силу.
Спочиваюча м'яз має пружними властивостями: якщо до її кінця прикладена зовнішня сила, м'яз розтягується (її довжина збільшується), а після зняття зовнішнього навантаження відновлює свою початкову довжину. Залежність між величиною навантаження і подовженням м'язи непропорційна (не підкоряється закону Гука)
Спочатку м'яз розтягується легко, а потім навіть для невеликого подовження треба прикладати все більшої сили (іноді м'яз в цьому відношенні порівнюють з в'язаними речами: якщо розтягувати, скажімо, трикотажний шарф, то спочатку він легко змінює свою довжину, а потім стає практично нерозтяжних).
Якщо м'яз розтягувати повторно через невеликі інтервали Часу, то її довжина збільшиться більше, ніж при одноразовому «сприяння. Це властивість м'язів широко використовується в практиці при виконанні вправ на гнучкість (пружинисті рухи, повторні махи і т.п.).
Довжина, яку прагне прийняти м'яз, будучи звільненою від усякої навантаження, називається рівноважною (або вільної). При такій довжині м'язи її пружні сили рівні нулю. У живому організмі довжина м'яза завжди трохи більше рівноважної і тому навіть розслаблені м'язи зберігають деякий натяг.
Для м'язів характерно також така властивість, як релаксація - зниження сили пружної деформації з плином часу. При відштовхуванні в стрибках з місця відразу після швидкого присідання стрибок буде вище, ніж при відштовхуванні після паузи в нижчій точці подседа: після паузи пружні сили, що виникли при швидкому присіданні, внаслідок релаксації не використовуються.

Структура шкіри та її механічні властивості

До недавнього часу шкіра приваблювала недостатня увага дослідників. Ситуація почала змінюватися порівняно недавно. Останні дослідження привели до кращого розуміння особливостей цього органу.
Схематичне зображення розрізу нормальної людської шкіри наведено на рис. 4. У більшості областей тіла людини товщина шкіри складає декілька міліметрів. Шкіра складається з трьох шарів: зовнішнього - епідермісу, основного або власне дерми і підшкірної жирової клітковини.
Верхній шар - епідерміс / 52 / складається з багатошарового ороговілого епітелію, що має товщину від 0,1 до 1,5 мм. У тих ділянках, де шкіра малорухливі і піддається значним механічним впливам, епідерміс значно товщі. На стопах, долонях і червоній облямівці губ товщина епідермісу становить 0,2-0,9 мм. На століттях він дуже тонкий. Загальна площа епідермісу - 1,5-2 м 2. Маса - близько 0,5 кг . Епідерміс складається з кількох шарів клітин. Зовнішній роговий шар епідермісу складається з мертвих клітин (лусочок), багатих білком кератином, які постійно злущуються з поверхні шкіри. Кератин може становити 85% всіх білків в шарі. Нижче знаходиться роговий шар. Через щільної упаковки він має значну міцність і грає роль механічного бар'єру. Товщина рогового шару в різних ділянках шкіри різна (звичайно, від 10 до 20 мкм). Найбільшою товщини (до 600 мкм) він сягає в епідермісі шкіри долонь і підошов. У чоловіків роговий шар товщі, ніж у жінок. З віком цей шар стоншується.
Під епідермісом розташовується дерма, яка обумовлює колір шкіри Дерма розпадається на два шари: поверхневий, в якому є кровоносні судини і нерви, і більш глибокий шар, в якому знаходяться білкові волокна, що забезпечують еластичність шкіри. Волокна, в основному, містять білки колаген та еластин. Колагенові волокна міцні на розрив і мало еластичні. Модуль пружності для них більш 10х10 6 Н / м 2. Еластинові волокна, що складаються з еластину, менш міцні на розрив, ніж колагенові, але значно більш еластичні. Вони можуть розтягуватися до 170% від довжини спокою без залишкової деформації. Еластин подібний за механічними властивостями з гумою, має модуль пружності такого ж порядку: (1-5) * 10 5 Н / м 2. Колагенові і еластинових фібрили, укладені в мукополісахаридний гель, представляють більш гомогенну за складом структуру, ніж епідерміс.
Дерма плавно переходить у підшкірну або жирову клітковину. Вона складається з переплетених волокон, зібраних в пухкі товсті пучки, проміжки між якими заповнені жировими клітинами. Підшкірно-жировий шар розташовується по тілу нерівномірно. Товщина його залежить від багатьох факторів: віку, статі, харчування, способу життя і т.д. Клітковина служить для захисту тіла від травм, від переохолодження, а також являє собою живильний запас організму.
Наявність в шкірі багатьох шарів, які мають своїми власними характеристиками, визначає гетерогенність її механічних властивостей. Анізотропія деяких механічних характеристик обумовлює різне поглинання механічної енергії в кожному з шарів, що проявляється в особливостях поширення механічних хвиль на межі розділу цих шарів, що володіють різними в'язко пружними властивостями.
Шарувату будову шкіри ускладнювало інтерпретацію результатів дослідження шкіри. Теоретичні моделі не могли адекватно пояснити експериментальні результати досліджень механічних властивостей шкіри внаслідок її складної структури. Аналогічні труднощі виникали і при дослідженнях методом вдавлювання.
Спроба обійти виникають труднощі була зроблена недавно голландськими вченими при дослідженні шкіри заднього боку ліктя. Вони використовували індентора різних діаметрів: 1 мм, 0,5 мм 0,1 мм і 0,02 мм.
Передбачалося, що залежність глибини занурення h від прикладається зусилля для індентора діаметром 0,02 мм відображає твердість рогового шару, 0,5 мм - дерми і 1 мм - підшкірного шару. На рис. 6 наведено графік залежності F / R від глибини занурення. Ці залежності лінійні в повній відповідності з рівнянням (4) і, мабуть, підтверджують припущення авторів. Пружність епідермісу по величині більше пружності дерми, яка, у свою чергу, більше пружності підшкірної клітковини.
Стан шкіри змінюється як при виникненні патології, так і з віком / 7, 55-58 /. На загальну думку, помітні вікові зміни проявляються після 30-40 років. При цьому гістологічно знайдені наступні ознаки: витончення епідермісу після 60 років, зменшення вмісту трансепідермальній води, зменшення товщини шкіри / 57 / потовщення рогового шару, витончення дерми. У той же час автори / 17 / шляхом дослідження ультразвуком встановили, то товщина шкіри залишається незмінною аж до 70 років. З віком, на їхню думку, змінюється еластичність шкіри, що призводить до зменшення початкової фази еластичних деформацій.
Як вже було зазначено вище, в роботі / 69 / як кількісного критерію оцінки пружності шкіри запропоновано використовувати час повернення будь-якої точки обстежуваного ділянки шкіри до вихідної формі після імпульсного деформування. Ця пропозиція грунтується на визначенні пружності, як властивості тіла відновлювати свою форму після дії сили. На основі експериментальних досліджень розробленого авторами пристрої були зроблені наступні висновки: відтворюваність результатів вимірювань не гірше 10%; пружність шкіри практично не залежить від сили деформуючого впливу: розкид параметрів лежить в межах відтворюваності результатів вимірювань.
Типові результати вимірювання часу повернення деформованої ділянки шкіри чола до вихідної формі з використанням розробленого авторами пристрою. Як видно з рис. 7, у процесі повернення поверхні шкіри до вихідної формі можна виділити дві стадії. Перша (швидка) стадія характеризується параметром А - характерним часом повернення шкіри до вихідної форми. Величина А, на думку авторів, є основним кількісним параметром, що характеризує пружність шкіри. Друга стадія (повільна) характеризується величиною залишкових деформацій (параметр В) і часом остаточного повернення поверхні шкіри до первісної форми. Як випливає з графіків, більш молода шкіра (крива а) характеризується більшою швидкістю повернення до вихідної формі і меншою величиною залишкових деформацій. Аналіз результатів вимірювань показав, що величина відносних коливань пружності шкіри в залежності від віку обстежуваного (від 15 до 55 років) сягав 5-кратного значення. При порівнянні пружності шкіри в різних областях тіла в одного і того ж пацієнта було виявлено, що параметри А і В варіюють у межах ± 10%.
Одне з пояснень вікових змін пружності шкіри полягає в припущенні, що змінюється стан мережі еластичних волокон дерми. Інше пояснення - збільшується кількість зшивок всередині колагенових волокон / 58 /. Наявність зшивок підтверджується збільшенням частки нерозчинної частини шкіри.
У плині всього життя людини повільно, але невловимо виявляються зовнішні ознаки старіння. Ці зовнішні ознаки, в першу чергу, пов'язані зі змінами мікрорельєфу поверхні шкіри (зморшки). Мікрорельєф шкіри, багато в чому, визначає як зовнішній вигляд людини, так і тактильне сприйняття його іншими людьми (зорове сприйняття, приємність на дотик).
Тому недивний інтерес до об'єктивного кількісному опису мікрорельєфу шкіри людини, залежностей мікрорельєфу від віку і змін його під дією ліків і косметичних засобів.
Термін «мікрорельєф» для шкіри аналогічний за своєю суттю широко використовується в техніці терміну «шорсткість». Шорсткість - це сукупність нерівностей з відносно малими відстанями між сусідніми точками вимірювань.
У своїй основі методи визначення мікрорельєфу шкіри аналогічні методам визначення шорсткостей поверхонь твердих тіл / 70 /, хоча і з урахуванням властивостей шкіри.
Одним зі старих методів є метод зліпків. Метод складається з наступних стадій: виготовлення негативних реплік (відбитків); отримання з них позитивних копій (зліпків) з полімеризуються дрібнодисперсних хімічних композицій (зазвичай на основі епоксидних смол або поліметилметакрилату); власне реєстрацію позитивної репліки і аналіз отриманих результатів. Стосовно до шкіри цей метод докладно розібраний в роботі / 71 /. Там само ретельно описані достоїнства і недоліки матеріалів, використовуваних для виготовлення відбитків і зліпків. Запис профілю з позитивною репліки може виконуватися стандартними методами за допомогою механічних або оптичних профілометри (промислових чи розроблених спеціально для медичних цілей). Залежно від умов можуть аналізуватися як окремі (одиничні) профілі поверхонь (глибини і ширини борозен), так і їх просторові характеристики (щільність, орієнтація, симетрія). Методики обробки результатів вимірювань продовжують вдосконалюватися із застосуванням сучасної техніки (лазерної профілометрія, тривимірної комп'ютерної обробкою негативу / 72, 73 /).
До недоліків цього методу слід віднести багатоетапний процес вимірювання та наявність похибок при контакті матеріалів зі шкірою на етапі створення негативної репліки.
Значною мірою цих недоліків позбавлені стали популярні оптико-електронні методи вивчення мікрорельєфу шкіри / 69 /. У роботі / 69 / для вимірювання мікрорельєфу використовувався оптичний щуп. Останній представляв собою оптико-електронний прилад, що дозволяє вимірювати рельєф досліджуваної поверхні оптичним випромінюванням. Реєстрація інформації про рельєф поверхні досліджуваної ділянки шкіри здійснювався поточечно допомогою механічного сканування. Розроблений пристрій було використано для вивчення вікових змін шкіри. Результати окремих вимірювань наведено на рис. 8. З малюнка видно, що середня величина рельєфу поверхні коливається в межах 10-30 мкм як уздовж зморшки, так і впоперек.

Еластичні властивості судин

Як зазначалося раніше, артерії та вени вносять лише незначний внесок у загальний опір кровотоку, який здійснюється через судинне русло. Тому ми звичайно не надаємо великого значення тому впливу, який надає зміна їх діаметру на кровотік через системні органи. У той же час еластичні властивості артерій і вен є досить важливим фактором, що впливає на діяльність серцево-судинної системи, так як ці судини можуть функціонувати як резервуари, і в них можуть бути накопичені суттєві кількості крові.
Еластичні властивості судин або відділів судинної системи часто характеризуються такою величиною, як розтяжність (С), яка відображає, наскільки змінюється їх обсяг (Д V) у відповідь на певну зміну трансмурального тиску (АР):


Трансмуральний тиск представляє собою різницю між внутрішнім і зовнішнім тиском на судинну стінку.
Еластичні властивості вен важливі для їх функції по депонуванню крові. Як видно по кривих залежності тиску від об'єму на рис. 7-7, вени більш розтяжним, ніж артерії. Так як вени настільки розтяжним, що навіть невеликі зміни периферичного венозного тиску можуть викликати переміщення істотного обсягу циркулюючої крові в периферичний венозний пул або з нього. Перехід у вертикаль - ніс положення тіла, наприклад, збільшує венозний тиск у нижніх кінцівках і сприяє накопиченню крові (створення пулу) в цих судинах, що відповідає переміщенню з точки А в точку В на рис. 7-7.
На щастя, цей процес може бути урівноважений активним звуженням вен. Пунктирна лінія на рис. 7-7 відображає взаємозалежність між венозним тиском і об'ємом, що відзначається при звуженні вен в результаті скорочення гладкої мускулатури вен. У звужених венах об'єм крові може відповідати нормі (точка С) або навіть бути нижчою норми (точка D), незважаючи на більш високу, ніж венозний тиск. Звуження периферійних вен саме по собі здатне підвищувати периферичний венозний тиск і переміщати кров з венозного резервуара.
Еластичні властивості артерій дозволяють їм функціонувати в якості резервуара в проміжку між скороченнями серця. Артерії грають важливу роль у перетворенні пульсуючого потоку крові, вигнаних з серця, в постійний потік через судинне русло системних органів. З цієї точки зору, артерії виконують функцію буфера. На початку фази швидкого вигнання обсяг артеріальної крові збільшується, тому що кров надходить в 1 аорту швидше, ніж вона проходить у просвіт системних артеріол. Таким чином, частина тієї роботи, яку серце виконує при викиді крові, йде на розтяг еластичних стінок артерій. Ближче до кінця систоли і протягом діастоли, артеріальний обсяг зменшується, оскільки кровотік, що виходить з артерій, перевищує кровотік, що надходить в аорту. Перебуває в розтягнутому стані артеріальна стінка скорочується і при цьому втрачає накопичену потенційну енергію. Дана енергія, що перейшла з однієї форми в іншу, і забезпечує роботу по просуванню крові через периферичний судинне русло під час діастоли. Якби артерії представляли собою жорсткі трубки, не здатні акумулювати енергію за рахунок еластичного розтягування, артеріальний тиском негайно падало б до нуля при закінченні процесу кожного серцевого викиду.
Фізіологія крові
Кров, лімфа, тканинна, спинномозкова, плевральна, суглобова та інші рідини утворюють внутрішнє середовище організму. Внутрішнє середовище відрізняється відносною сталістю свого складу та фізико-хімічних властивостей, що створює оптимальні умови для нормальної життєдіяльності клітин організму.
Вперше положення про сталість внутрішнього середовища організму сформулював більше 100 років тому фізіолог Клод Бернар. Він прийшов до висновку, що «постійність внутрішнього середовища організму є умова незалежного існування», тобто життя, вільного від різких коливань зовнішнього середовища.
У 1929 р. Уолтер Кеннон ввів термін гомеостаз. В даний час під гомеостазом розуміють як динамічну сталість внутрішнього середовища організму, так і регулюючі механізми, які забезпечують цей стан. Головна роль у підтримці гомеостазу належить крові. У 1939 р. Г.Ф. Ланг створив уявлення про систему крові, в яку він включив периферичну кров, яка циркулює по судинах, органи кровотворення і кроверазрушенія, а також регулює нейрогуморальний апарат.
Обсяг і фізико-хімічні властивості крові
Об'єм крові - загальна кількість крові в організмі дорослої людини становить у середньому 6 - 8% від маси тіла, що відповідає 5 - 6 л. Підвищення загального об'єму крові називають гіперволемією, зменшення - гіповолемією.
Відносна щільність крові - 1,050 - 1.060 залежить в основному від кількості еритроцитів. Відносна щільність плазми крові - 1.025 - 1.034, визначається концентрацією білків.
В'язкість крові - 5 ум. од., плазми - 1,7 - 2,2 ум. од., якщо в'язкість води прийняти за 1. Обумовлена ​​наявністю в крові еритроцитів і в меншій мірі білків плазми.
Осмотичний тиск крові - сила, з якою розчинник переходить через полунепроніцаемую мембрану з менш в більш концентрований розчин. Осмотичний тиск крові обчислюють криоскопическим методом шляхом визначення точки замерзання крові (депресії), яка для неї дорівнює 0,56 - 0,58 С. Осмотичний тиск крові в середньому становить 7,6 атм. Воно обумовлене розчиненими в ній осмотично активними речовинами, головним чином неорганічними електролітами, у значно меншій мірі - білками. Близько 60% осмотичного тиску створюється солями натрію (NаСl).
Осмотичний тиск визначає розподіл води між тканинами і клітинами. Опції клітин організму можуть здійснюватися лише при відносній стабільності осмотичного тиску. Якщо еритроцити помістити в сольовий розчин, що має осмотичний тиск, однакову з кров'ю, вони не змінюють свій об'єм. Такий розчин називають ізотонічним, або фізіологічним. Це може бути 0,85% розчин хлористого натрію. У розчині, осмотичний тиск якого вище осмотичного тиску крові, еритроцити зморщуються, так як вода виходить з них у розчин. У розчині з більш низьким осмотичним тиском, ніж тиск крові, еритроцити набухають у результаті переходу води з розчину в клітку. Розчини з більш високим осмотичним тиском, ніж тиск крові, називаються гіпертонічними, а що мають більш низький тиск - гіпотонічними.
Онкотическое тиск крові - частина осмотичного тиску, створюваного білками плазми. Воно дорівнює 0,03 - 0,04 атм, або 25 - 30 мм рт. ст. Онкотическое тиск в основному обумовлено альбумінами. Внаслідок малих розмірів і високої гідрофільності вони володіють вираженою здатністю притягати до себе воду, за рахунок чого вона утримується в судинному руслі, При зниженні онкотичного тиску крові відбувається вихід води з судин в інтерстиціальний простір, що призводить до набряку тканин.
Кислотно-основний стан крові (КОС). Активна реакція крові обумовлена ​​співвідношенням водневих і гідроксильних іонів. Для визначення активної реакції крові використовують водневий показник рН - концентрацію водневих іонів, яка виражається від'ємним десятковим логарифмом молярної концентрації іонів водню. У нормі рН - 7,36 (реакція слабоосновная); артеріальної крові - 7,4; венозної - 7,35. При різних фізіологічних станах рН крові може змінюватися від 7,3 до 7,5. Активна реакція крові є жорсткою константою, що забезпечує ферментативну діяльність. Крайні межі рН крові, сумісні з життям, рівні 7,0 - 7,8. Зрушення реакції в кислий бік називається ацидозом, який обумовлюється збільшенням у крові водневих іонів. Зрушення реакції крові в лужну сторону називається алкалозом. Це пов'язано зі збільшенням концентрації гідроксильних іонів ОН та зменшенням концентрації водневих іонів.
В організмі людини завжди є умови для зрушення активної реакції крові в бік ацидозу або алкалозу, які можуть призвести до зміни рН крові. У клітинах тканин постійно утворюються кислі продукти. Накопичення кислих сполук сприяє споживання білкової їжі. Навпаки, при посиленому споживанні рослинної їжі в кров надходять підстави. Підтримка сталості рН крові є важливою фізіологічною завданням і забезпечується буферними системами крові. До буферних систем крові відносяться гемоглобінових, карбонатна, фосфатна і білкова.
Буферні системи нейтралізують значну частину що у кров кислот і лугів, тим самим перешкоджаючи зрушенню активної реакції крові. В організмі в процесі метаболізму в більшій мірі утворюється кислих продуктів. Тому запаси лужних речовин в крові у багато разів перевищують запаси кислих, Їх розглядають як лужний резерв крові.
Гемоглобінових буферна система на 75% забезпечує буферну ємність крові. Оксигемоглобіну є сильнішою кислотою, ніж відновлений гемоглобін. Оксигемоглобіну зазвичай буває у вигляді калієвої солі. У капілярах тканин у кров надходить велика кількість кислих продуктів розпаду. Одночасно в тканинних капілярах при дисоціації оксигемоглобіну відбувається віддача кисню і появу великої кількості лужно реагують солей гемоглобіну, Останні взаємодіють з кислими продуктами розпаду, наприклад вугільної кислотою. У результаті утворюються бікарбонати і відновлений гемоглобін, У легеневих капілярах гемоглобін, віддаючи іони водню, приєднує кисень і стає сильною кислотою, яка зв'язує іони калію. Іони водню використовуються для утворення вугільної кислоти, надалі виділяється з легенів у вигляді Н2О і СО2.
Карбонатна буферна система за своєю потужністю посідає друге місце. Вона представлена ​​вугільною кислотою (Н2СО3) і бікарбонатом натрію або калію (NaНСО3, КНСО3) в пропорції 1 / 20. Якщо в кров надходить кислота, більш сильна, ніж вугільна, то в реакцію вступає, наприклад, бікарбонат натрію. Утворюються нейтральна сіль і слабодіссоціірованная вугільна кислота. Вугільна кислота під дією карбоангідрази еритроцитів розпадається на Н2О і СО2, останній виділяється легенями в навколишнє середовище. Якщо в кров надходить підставу, то в реакцію вступає вугільна кислота, утворюючи гідрокарбонат натрію і воду. Надлишок бікарбонату натрію видаляється через нирки. Бікарбонатний буфер широко використовується для корекції порушень кислотно-основного стану організму.
Фосфатна буферна система складається з натрію дигідрофосфату (NаН2РО4) і натрію гідрофосфату (Nа2НРО4). Перше з'єднання має властивості слабкої кислоти і взаємодіє з надійшли в кров лужними продуктами. Друге з'єднання має властивості слабкої лугу і вступає в реакцію з більш сильними кислотами.
Білкова буферна система здійснює роль нейтралізації кислот і лугів завдяки амфотерним властивостями.: У кислому середовищі білки плазми ведуть себе як підстави, в основній - як кислоти.
Буферні системи є й у тканинах, що сприяє підтриманню рН тканин на відносно постійному рівні. Головними буферами тканин є білки та фосфати.
Підтримання рН здійснюється також за допомогою легень і нирок. Через легені видаляється надлишок вуглекислоти. Нирки при ацидозі виділяють більше кислого одноосновної фосфату натрію, а при алкалозі - більше лужних солей: двохосновний фосфату натрію і бікарбонату натрію.
Згортають механізми
Згортання крові (гемокоагуляція) - це життєво важлива захисна реакція, спрямована на збереження крові в судинній системі і запобігає загибель організму від крововтрати при травмі судин.
Основні положення ферментативної теорії згортання крові були розроблені А. Шмідтом більше 100 років тому.
У зупинці кровотечі беруть участь: судини, тканина, що оточує судини, фізіологічно активні речовини плазми, формені елементи крові, головна роль належить тромбоцитам. І всім цим управляє нейрогуморальний регуляторний механізм.
Фізіологічно активні речовини, які беруть участь у згортанні крові і перебувають у плазмі, називаються плазмовими факторами згортання крові. Вони позначаються римськими цифрами в порядку їх хронологічного відкриття. Деякі з факторів мають назву, пов'язану з прізвищем хворого, в якого вперше виявлено дефіцит відповідного фактора. До плазмовим факторів згортання крові відносяться: Iф - фібриноген, IIф - протромбін, IIIф - тканинної тромбопластин, IVф - іони кальцію, Vф - Ас-глобулін (ассеlеrаnсе - прискорює), або проакцелерін, VIф - виключений з номенклатури, VIIф - проконвертин, VIIIф - антигемофільний глобулін А, IXф - антигемофільний глобулін В, або фактор Крістмаса, Xф - фактор Стюарта - Прауера, XIф - плазмовий попередник тромбопластину, або антигемофільний глобулін С, XIIф - контактний фактор, або фактор Хагемана, XIIIф - фібрінстабілізірующій фактор, або фібріназа, XIVф - фактор Флетчера (прокаллікреін), XVф - фактор Фітцджеральда - Фложе (високомолекулярний кининоген - ВМК).

Методи визначення в'язкості рідин

Визначення в'язкості біологічних рідин і, особливо, в'язкості крові має істотне діагностичне значення. Різноманітні прилади, вживані для цієї мети називають вискозиметрами. Вони поділяються на два основних типи: капілярні і ротаційні.
У капілярних віскозиметра (віскозиметр Оствальда, Гесса) в'язкість оцінюється за обсягом рідини, що протікає в одиницю часу через капілярну трубку під дією перепаду тиску. Знаючи геометричні параметри капіляра, величину в'язкості ньютонівських рідин можна розрахувати за рівнянням Пуазейля.
Для визначення в'язкості неньютонівських рідин (зокрема, крові) краще використовувати ротаційні віскозиметри. У них досліджувана рідина поміщається в зазор між двома обертовими циліндрами. При цьому вимірюють кут повороту внутрішнього циліндра, визначають кутову швидкість, а потім в'язкість. Перевагою такого методу є можливість визначати не тільки значення в'язкості, але і її залежність від швидкості зсуву. Слід пам'ятати, що в'язкість крові, певна за допомогою візкозіметра, іноді істотно відрізняється від в'язкості крові в організмі.
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Біологія | Реферат
57.2кб. | скачати


Схожі роботи:
Пасивні електричні властивості біологічних тканин Спектр флюоресценції
Фізико-хімічні та механічні властивості діелектриків та їх класифікація
Вплив часу і температури на деформацію Механічні властивості пластмас
Властивості тканин
Властивості та застосування слизів і пектинів Рослини викликають механічні пошкодження
Властивості ферментів як біологічних каталізаторів
Фактори будови тканин їх вплив на властивості
Механічні цеху
Пневматичні та механічні випробування
© Усі права захищені
написати до нас