Тамырлар бойымен қан қозғалысының жалпы физикалық-математикалық заңдылықтары

Тақырыбы: Тамырлар арқылы қан қозғалысының физико – математикалық

заңдылықтары.

Биологиялық ұлпалардың селқос механикалық қасиеттері.

Жоспар:

1. Кіріспе

2. Тамырлар арқылы қан қозғалысының қасиеттері

2.2. Ньютондық және ньютондық емес сұйықтықтар

2.3. Қанның ағыстары

3. Қорытынды

4. Пайданылған әдебиеттер

 

 

       Морфологиялық тұрғыдан қарағанда қан тамырларын және ( бұлшық ет ұлпалары басым болғандықтан )болып үшке бөлінеді.

Үлкен артериялық тамырлардың қабырғалары 2 – орта және 3 – Ішкі құрамынан эндотелий,астыңғы эндотелий және ішкі эластикалық мембраналар кіреді. Тамырдың ішкібетін жауып тұрған аса бұзылуы тромбалардың пайда болуына әкеп соқтырады.Астыңғы  және талшықтардан,

байламдық – ұлпалық жасушадан және негізгі заттан тұрады. Ішкі эластикалық

мембрана коллагендік талшықтармен оралған эластиндік эластикалық

мембраналардың құрылымынан тұрады. Тегіс бұлшық ет талшықтары эластикалық

мембранаға бекітілген.Ішкі әсерінен

бір құрылымда орналасқан шеңбер бойымен коллагендік бағытталған жуан эластикалық талшықтардан тұратын сыртқы

эластикалық мембрана.Веналардың құрылысы – қабырғаларын ішкі, ортаңғы және сыртқы қабаттарға бөлу өте мүмкіншілік болмайды. Артериялық тамырларға қарағанда вена тамырларының ішінде қан қысымының өзгеруі вена жұқа және де да аз вена тамырларының сыртқы көп  эластиннен үш есе көп болса, кеуде жасушасында екі есе көп болады.Пульстік қан қабырғаларына кезеңі өзгермелі жүктеме әсер етеді. Қан тамырлар қабырғалары сызықты – тұтқыр серпімді болғандықтан,. Ол мәні зерттелінетін материалдық қасиетіне байланысты болады. Осындай материалдар үшін = E1 + Е1 – E2 – модулі.Динамикалық серпімділік модулі 1 – 2 Гц жиілікте көп өзгеріске ұшырамайды. Ол аз болады. Егер жүрек соғысының жиілігі 2 Гц болса,E2 / E1 < 0,123 сол серпімді компоненттерге қарағанда тұтқыр

компоненттердің аз болатынын Егер қан20 –120 мм. сынап бағанасы ( 2,5 – 15,0 кПа ) онда – қасиеті көрінеді. Ол тамырлары қабырғаларының жарылу мүмкіншілігі әсер етуші ішкі және сайын тамырлардың жарылу мүмкіншілігі де  адамның жасына байланысты болады. 60.қан.20 жастағы адамға қарағанда 2 – 3 есе көп болады.

Жүрек-қан тамыр жүйесі қанның тамырлардың тұйықталған циркуляциясы арқылы мүшелерге қызметтерін атқару үшін қажет заттар жеткізіледі  кез бағынатын заңдарға бағынады.

           Қан айналымының биофизикалық пен жылдамдығы арасындағы байланыстрады және олардың қанның, қан

тамырларының және жүректің физикалық параметрлерінен тәуелдігін адам мен механиканың көз қарасынан гидравликалық жүйе болып табылады. Бұл жүйенің... – оң жақ және сол жақ клапандары, қанқалы бұлшық еттер).Жүрек және тамырлар физикалық және физиологиялық факторлардың әсерінен өздерінің геометриялық және ағуы мен қысым тербелмелі түрде өзгереді. Жүрек-қан тамырлар жүйесінің қызмет атқаруының математикалық сипаттамасын беру өте қиын,қазіргі заманда қан айналысуда:

1) Қанның тамырлар бойымен ағуын сипаттайтын физикалық заңдылықтарын

анықтау.

2) Тқанның жеке тамырлардағы немесе тамырлар және айналымының гемодинамикалық көрсеткіштері көбінесе барлық жүрек-

қан тамыр жүйесінің биофизикалық параметрлерімен, ең алдымен жүрек

қызметінің өзінің сипаттамаларымен...ерекшеліктерімен (олардың радиусы мен созылу қабілетімен) және қанның өзінің қасиеттерімен (тұтқырлықпен) бірқатар процесстерді сипаттау үшін физикалық,аналогтық және математикалық модельдеу әдістері қолданылады.

2.1.Қанның реологиялық қасиеттері

Реология (rheos - ағу, ағын, logos – ғылым, грек – мен туралы ғылым. Қанның реологиясы (гемореология)

дегеніміз қанның тұтқыр ағу формалары сұйықтықтың физикалық қасиеттернен тәуелді.

Бұл қасиеттерді массасы, көлем

2. меншікті салмақ мұнда: сұйықтықтың салмағы, көлем і.

3. ішкі үйкеліс коэффициенті, немесе (ішкі үйкілесі) – сұйықтықтың бір бөлігінің

басқа бөлігінің жылжуына қарсыласу көрсету қасиеті. Сұйықтықтың тұтқырлығы да ағып жатқан сұйықтық қозғалмайтын бетпен әрекеттесе (мысалы сұйықтықтың түтіктің әртүрлі қабаттары,әртүрлі жылдамдықтармен ағады). Жылдамдау... баяу оны тоқтатады.

            Тұтқырлықтың болуы сұйықтықтың жылжуын шақыратын сыртқы оның әкеледі. Тұтқырлықсыз сұйықтық

(идеалды сұйықтық) абстрактты ұғым. Барлық табиғи сұйықтықтар заңы 1687 ж. И. ойлап шығарылған:

мұнда:

F [Н] – қабаттар [Па-с] – сұйықтықтың оның қабаттарының ығысуына қарсыласуын сипаттайтын

динамикалық /dz [1/c] – яғни [м2] - әрекеттесетін қабаттардың аудандары.

Сонымен ішкі үйкеліс күші ал тездетеді. Динамикалық тұтқырлық коэффициентімен қатар кинематикалық тұтқырлық коэффициені де ( - және емес сұйықтықтар

Сұйықтықтар өздерінің тұтқырлықтарымен байланысты қасиеттері бойынша екі топқа бөлінеді: ньютондік және ньютондық емес.

Ньютондық тек қана оның табиғатынан

және температурадан Олар үшін сұйықтықтың ағу шарттарынан тәуелсіз тұрақты параметр болып табылады.

Ньютондық емес сұйықтықтардың тұтқырлық коэффициенты тек қана заттың

табиғаты мен яғни жылдамдықтың градиентінен тәуелді. Бұл жағдайда тұтқырлық

коэффициенті заттың константасы болмайды. Сұйықтықтың тұтқырлығын шартты тұтқырлық күші n ағынның механикалық қасиеттерін сипаттайды.

Ньютондық емес сұйықтықтардың мысалы ретінде суспензияларды келтіруге

болады. Егер де әрекеттеспейтін бөлшектер

біркелкі таралған болса, ондай ортаны біртекті деп ең сұйықтықтың тұтқырлығынан тәуелді. Ал жүйенің (( одан да мен концентрациясынан)) тәуелді болады. Егер С болса, онда келесі формуланы қолдануға

болады:

мұнда К - геометриялық фактор – бөлшектердің геометриясынан да өзгерсе (мысалы, ағудың шарттары

өзгерсе), онда (9.2) формаласындағы К коэффициенты, ал сонымен бірге (' де Ондай суспензия ньютондық емес

сұйықтық болып үшін сыртқы күштін жұмысы тек қана нақты (ньютондық емес) бірге сұйықтық пен ньютондық емес сұйықтық. Оның ішкі элементтердің сұспензиясы. Элементтердің 93% эритроциттер болғанымен, деп ерекше сипаттамасы – қандағы ығысу жылдамдықтары төмен

болса эритроциттердің агрегаттары құрылады. Бұл агрегаттар ығысу жылдамдығы өскен кезде ыдырайды, сондықтан тиімді ірі және әртүрлі.

Олар тамырдың, агрегаттың және эритроциттердің диаметрлерінен тәуелді.

1. Ірі тамырлар (қолқа тамыры, артериялар):

Тамырдың диаметрі агрегаттың.Бұл жағдайда ығысу жылдамдығының градиенті төмен болады, эритроциттер тиындардан тұратын бағандарға ұқсайтын агрегаттарға

жиналады. Бұл ( = 0,005 Па • с.

2. Кішкене тамырлар жоғары, ал эритроциттердің диаметрлерінен 5-20 есе рет жоғары. Артериолаларда ығысу жылдамдығының градиенті едәуір көбейеді, сонымен 5 тең қанның тұтқырлығы

ірі тамырлардағы қанның тұтқырлығынан 1,5 есе рет төмен болады.

3. Микротамырлар (капиллярлар):

Микротамырдың диаметрі эритроциттің диаметрінен төмен олар да диаметрі 3 микрометрге тең микрокапиллярлардан өте алады.

         Егер сұйықтың тұтқырлығы оның табиғатына және ондай сұйықтарды ньютондық сұйық және де ( су, және т.б.). Егер сұйықтың оны және ағу тәуелді болса, онда ондай сұйықтықтарды ньютондық емес сұйықтықтар деп және де оған суспенциялар, эмульсиялар, қан және

т.б. Сұйықтардың ағысы екі түрлі – және де бір – бірінің бетімен сырғанаған

тәрізді болып қозғалады. Сұйық артқан

сайын ағыстың ламинарлық сипаты жоғалып, ретсіз бола бастайды. Ламинарлық

ағыс парабола заңына бағынады:

Сұйықтың әрбір нүктесінде әрбір нүктесінде жылдамдық векторы өзінің орташа мәнінен ретсіз ауытқып деп немесе арналарда ламинарлық қозғалыс турбуленттік қозғалысқа ауысқанда, кедергі кенеттен үлкейіп денені орай аққан кезде жылдамдық артқан сайын ағыстың сипаты өзгереді, ол құйынды ағысқы айналады.

       Cұйық орай жеке құйындарға бөлшектенеді. Дененің артқы жағында түзілген құйындарды сұйық ағызып алып олар басылады. Сұйықтықтың ағу шарты

Рейнольдс саны ( Re )

Егер сұйық құбырмен аққан болса, онда құбырдың радиусының беретін болса, онда ол қатынас тұтқырлықтың кинематикалық коэффициенті деп аталады. саны аз да, ағыс Ол сан бір жеткенде ламинарлық ағыс

турбуленттік ішкі беті су аққанда

Re > 1000 болса, онда турбуленттік ағыс болады. Егер Re < 1000 ағыс сәйкес

келетін санды Рейнольдстың өтпелі ( Re өт ) саны дейді. Биологиялық ұлпалардың механикалық және - суық Ол шығаруға қарағанда басқа шарттарға негізделген жарық шығару түрі болып Оған әсер электролюминесценция, пьезолюминесценция, хемилюминесценция, биолюминесценция жәнет.б. түрлерге ажыратылады.

     Фотолюминесценция - бір затта жұтылған жарық сәулесінің энергиясы сол заттан суық - тірі реакциялардың нәтижесінде жүзеге асады.

Люминесценттік сорғылар мен таңбалардың медицина мен биологиядағы маңызы өте...Олардың атомдары мен молекулаларының жылулық қозғалыстары жарық сәулесінің энергиясына айналады. қатар энергияның түрлену нәтижесінде басқадай жарық шығарады. Ол жарықтар - суық жарықтар, оларды люминесценция (латын luminis - Суық оны тудыратын энергияның түріне байланысты хемилюминесценция,электролюминесценция,фотолюминесценция деп бөлінеді. Мысалы, шіріген ағаштардың түбінде, сүйектердің жатқан ұзақ баяу тотығу реакциясы нәтижесінде болатын жарықты - хемилюминесценция дейді. Электр заряды кезінде электр өрісінде қозғалған иондар мен электрондардың- дейді.

Фотолюминесценцияда бір затта жұтылған жарық сәулесінің энергиясы сол заттан суық жарық...ұз сәуленің ұзындығынан ұзын болады. Көп заттарда, мысалы газдарда, сұйықтарда, әсер етуші жарық өшкен кезде суық да...шығаруды флюоросценция (латын сөзінен fluor - ағын) дейді. Ал кейбір қатты денелер әсер де ұзақ уақыт жарық шығара береді. Ондай жарық шығару кейде бірнеше сағатқа созылуы мүмкін. Осындай жарық сөзінен phos - тасымалдаушы) дейді.

Фотолюминесценция бір затта бір бөлігі түрліше молекулааралық процеске беріледі. Сондықтан сол заттың ішінде жұмыс атқарылады. Шыққан фотонның энергиясы келіп түскен фотонның энергиясынан аз ħν = ħν0 - А > 0, яғни ν < ν0 және λ < λ0. Осы деп былай қорытындылаймыз: бір затқа келіп түскен сәуленің әсерінен пайда болған люминесценцияның спектрі ұзын толқын жаққа қарай ығысады. сәуленің энергиясы пайда болған сәуленің энергиясынан көп болады. Энергияның көп бөлігі сол затта жұтылады. Жұтылған энергияның шамасы мынаған тең:

∆E = E1 үшін қандай бөлігі люминесценттік жарық беретінін білу өте қажет. Осы мәселені С.И.Вавилов терең шыққан энергияның жұтылған жарықтың энергиясына қатынасын фотолюминесценцияның энергетикалық шығымы дейді.С.И.Вавиловтың заңы бойынша фотолюминесценцияның энергетикалық шығымы келіп түскен жарықтың толқын яғни кезде толқын ұзындығы артқан сайын энергетикалық шығымы да артады, бір азаяды.Флюоросценция. Фосфоросценция

Жарықтың жұтылуынан пайда болатын флюоросценттік процесс толығымен молекула ішінде өтеді. Люминесценттік жарық шығару түскен сәуленің әсерінен энергетикалық деңгейге өту процесінде болады. Молекулалардың флюоросценциясы кезінде және жұту және шығару арасында, аздаған болса да, уақыт өтеді.

      Флюоросценциялық жарық шығару сол заттың молекуласының ғана қасиеті және ол емес заттарды қыздырғанда жылу әсерінен қозған молекулалар саны артып, Стокс заңына қарсы келетін сызықтардың пайда болуын жеңілдетеді. Молекулалардың флюоросценттік спектрін зерттеу сол және мүмкіншілік береді. Кейбір газдар мен сұйықтардың фотолюминесценциясының, арнайы аспаптарсыз-ақ бояудың ерітіндісінен (керосин, хинин ерітіндісі және т.б.) жарық сәулесі өткенде "ізі" Бұл шашырауына байланысты емес. Олай болса ерітіндінің өзі сол жарықтың әсерінен флюоросценттік жарық шығара бастайды. Осындай флюоросценция кезінде ерітіндіге келіп екі болады. Осы айырмашылықты жай көзбен де көруге болады.

        Фосфоросценция құбылысы өтетін кристаллдарда (оларды фосфор дейді)бөлініп шығады. Жарықталу центрлері иондар, атомдар, иондар... басқа да заттар болуы мүмкін. Оларды белсендірушілер (активаторлар) дейді. Бөлініп шыққан электрон өзінің орнына қайтып келгенде немесе сол орынға басқа бір бөлініп шығады. Кристаллдарда электрондардың қозғалғыштық қабілеті өте аз, содықтан олардың қозу да аз осы.Люминесценция құбылысы көптеген сұйықтарда және қатты денелерде байқалады. Заттың табиғатын және арқылы анықтауды люминесценциялық анализ дейді. Мысалы, люминесценциялық анализбен ерітіндідегі заттың 10-4 кг/м3 қоспасын және массасы 1... 10-13 кг анықтауға болады. Сондықтан осы әдіс ғылым мен техникада кеңінен қолданылады. Атап айтқанда геологиялық барлауда, және т.б. өте маңызды роль атқарады.

Көптеген органикалық қосылыстар (қышқылдар, эфирлер, майлар, алкалоидтар және т.б.)... әсер өзіне тән люминесценттік жарық шығарады. Міне осы жарықтың спектрлік құрамын талдай келіп тағамдардың, дәрі-дәрмектердің, тіннің, терінің және т.б. қоспаларын...ағзаның көптеген тіндері, мысалы, тырнақ, тіс, боялмаған шаш, көз және т.б. Сол жарықтың спектрін анықтау диагностикада қолданылады. Осы мақсатта қолданылатын құралды флюорометр дейді. Флюорометрдің басты бөлігі сынапты шам. Оны шам деп те шам - ауасы жоғарғы вакуумға дейін сиретілген кварц түтігінен тұрады. Түтіктің іші аргон газымен толтырылып, оған бірнеше тамшы екі орналастырылған. Осындай шамды ток көзіне қосқанда, аргоннның жеке мен болады. Газдың иондары мен электрондары түтіктің ішіндегі бетінен электрондар бөлініп шығады.

Шам қызады да оның ішіндегі сынап буланады разряд пайда болып, түтіктің ішіндегі газ қысымы- шам

Флюоросценттік заттарды немесе флюоросценттік бояумен боялған гистологиялық препараттарды зерттеу үшін люминесценттік анализ кеңінен қолданылады. Ол үшін люминесценттік микроскоп қолданылады Ол шамы бар көзінен, толқын ұзындығы 320-400 нм ультракүлгін сәулені ғана өткізетін жарық сүзгішінен, кварц призмасынан және бар...сәуле өткізетін арнайы шынының үстіне қойылады. Микроскоптың оптикалық жүйесі - қарапайым оптикалық жүйеден тұрады.

Хемилюминесценция химиялық болатын суық жарықты хемилюминесценция деп атайды. Осындай жарықталынудың болуы химиялық реакцияға қатысатын кейбір заттардың электрондық А + В --> Р* + --> Р + ħν реакциялар шексіз көп, бірақ солардың ішінде кейбіреулері ғана көрінетін жарық немесе ультракүлгін сәуле шығарады. Мысалы, және т.б. заттардың қарапайым көзге көрінетін люминесценттік жарық шығаруын айтады.

Хемилюминесценция, әдетте, органикалық қосылыстардың тотығу процесімен қатар жүреді. Липидтердің пероксидті тотығуы суспензияларының өте әлсіз жарық шығаруымен қатар жүреді.