Осмотическая активность плазмы и осмотическое давление крови




ЛЕКЦИЯ №7

Тема: Биофизика системы кровообращения

(часть первая).

План.

1. Реологические свойства крови.

2. Режим течения крови.

3. Основные законы гемодинамики.

4. Биофизические функции элементов сердечно-сосудистой системы.

Основная учебная литература:

Антонов В. Ф. Биофизика, Учебник для вузов. М.:Владос, 2000

Дополнительная учебная литература:

Рубин А.Б. Биофизика. М., Высш. Школа 1987.

 

Сердечно-сосудистая система обеспечивает циркуляцию крови по замкнутой сосудистой системе и является одним из главных компонентов организма человека. Процессы и закономерности движения крови по сосудам определяются физическими свойствами крови, кровеносных сосудов и функционирования сердца. Система кровообращения представляет собой сложную гидродинамическую систему. Движение и давление крови носит колебательный характер вследствие периодичности функционирования сердца. Система сосудов сильно ветвится, а свойства сосудов, упругость стенки, изменяется по ходу сосудистого русла.

Наука о течении и деформации биологических веществ называется биореология. Реологические свойства крови изучает – гемореология. Вязкость (внутреннее трение) жидкости – свойство жидкости оказывать сопротивление перемещению одной ее части относительно другой.

Вязкость жидкости обусловлена межмолекулярным взаимодействием, ограничивающим подвижность молекул, всем реальным жидкостям присуща вязкость.

Основной закон вязкого течения выражается формулой Ньютона:

D v

F= Ƞ ------- S;

D x

F —сила внутреннего трения (вязкости), возникающая между слоями жидкости при сдвиге их относительно друг друга,

Ƞ – динамическая вязкость,

s — площадь соприкасающихся слоев,

dv/dx – градиент скорости движения жидкости.

Сила внутреннего трения тормозит более быстрые слои и ускоряет более медленные слои. Жидкость, коэффициент вязкости которой зависит только от ее природы и температуры, называется ньютоновской и не

зависит от градиента скорости. Из биологических сред к ньютоновской

жидкости относится моча.

Жидкость, коэффициент вязкости которой зависит не только от ее природы, температуры, но и от градиента скорости, называется неньютоновской. Примером может быть – молоко, кровь, суспензии.

 

Осмотическая активность плазмы и осмотическое давление крови

Осмотическое давление крови - давление, обусловленное растворенными в жидкой крови осмотически активными веществами (ионами, белками)

1 осмоль = 6,23 х 10 в 23 частиц в 1 л. Нормальная осмотическая активность плазмы равна 285-310 мосмоль/л.

Изотонические растворы - растворы, имеющие суммарную концентрацию ионов в пределах 285-310 мосмоль/л (это 0,85% раствор хлорида натрия, 1,1% раствор хлорида калия, 1,3% раствор бикарбоната натрия, 5,5% глюкозы).

Гипотонические растворы - растворы с концентрацией ионов меньше 285 мосмоль/л.

Гипертонические растворы - более 310 мосмоль/л.

В изотонических растворах эритроциты сохраняют свою форму, в гипотонических - увеличиваются в объеме, разрываются (гемолиз), а в гипертонических - вода выходит из эритроцитов, они уменьшаются в объеме, сморщиваются (плазмолиз).

В клинической практике используют в зависимости от целей исследования или лечения различные растворы (изо-, гипо- и гипертонические).

Осмотическое давление крови - давление, обусловленное растворенными в жидкой крови осмотически активными веществами (ионами, белками).

В норме оно составляет в различных единицах:

а) 6,6 - 7,6 атм;

б) (6,6 - 7,6) х 760 мм рт. ст.;

в) 285-310 мосмоль/л. (см. осмотическая активность плазмы)

 

Осмотическое давление определяет транспорт воды из внеклеточной среды организма в клетку и наоборот. Поддержание на заданном уровне давления крови осуществляется с участием осморецепторов, расположенных в супраоптическом ядре гипоталамуса, в печени, почках. Афферентация от них к центру осморегуляции приводит к изменению продукции антидиуретического гормона, в результате изменяется реабсорбция воды в собирательных трубках почек и нормализуется осмотическое давление, параллельно происходит нормализация содержания натрия в крови с участием ренин-ангиотезин-альдостеронового механизма и натрий-уретического гормона.

Плазмафорез - способ получения плазмы крови, при котором у донора берется кровь, из нее извлекается плазма, а форменные элементы возвращаются донору (производится их реинфузия).

Кровь – обладая внутренней структурой, представляет собой суспензию форменных элементов (эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов) в растворе плазмы, которая является ньютоновской жидкостью. Учитывая то, что эритроциты составляют 93% форменных элементов, то кровь можно изучать как суспензию эритроцитов в физиологическом растворе. Характерным свойством эритроцитов является их склонность к образованию агрегатов (монетные столбики). Условия образования агрегатов в крупных и мелких сосудах различны. Это зависит от соотношения размеров сосуда, агрегата и эритроцита.

В крупных сосудах (аорта, артерии) градиент скорости движения жидкости небольшой, эритроциты собираются в агрегаты в виде монетных столбиков.

В мелких сосудах (мелкие артерии, артериолы) градиент скорости движения жидкости увеличивается, и агрегаты распадаются и поэтому вязкость крови снижается. В этих сосудах вязкость крови составляет примерно 2/3 вязкости крови в крупных сосудах.

В микрососудах (капиллярах) эритроциты легко деформируются и проходят, не разрушаясь через капилляры, что способствует увеличению поверхности соприкосновения со стенкой капилляра по сравнению с недеформированным эритроцитом, тем самым, способствуя обменным процессам.

РЕЖИМ ТЕЧЕНИЯ КРОВИ.

Кровеносная система человека является сложной системой цилиндрических труб различного диаметра. Возможны два качественно различных типа течения вязкой жидкости – ламинарное и турбулентное.

Ламинарное течение — это упорядоченное течение жидкости, вовремя которой траектория движения соседних частиц мало отличается одна от другой, они перемещаются как бы слоями, параллельными направлению течения.

При увеличении скорости ламинарное течение переходит в турбулентное течение, при котором происходит интенсивное перемешивание между различными слоями жидкости, в потоке возникают многочисленные вихри различных размеров. Частицы совершают хаотические движения по сложным траекториям. Турбулентность возникает при увеличении скорости течения вязкой жидкости по трубе, для него характерно нерегулярное, беспорядочное изменение скорости со временем в каждой точке потока.

Совокупность свойств жидкости – ее вязкость, плотность, скорость течения и диаметр трубы, по которому она течет, позволяет определить условия изменения режимов течения. (Для этого необходимо учитывать число Рейнольдса).

Течение крови по сосудам человека является ламинарным, небольшая турбулентность возникает только возле клапанов сердца. Турбулентное движение крови в аорте может быть вызвано турбулентностью кровотока у входа в нее: вихри потока существуют изначально, когда кровь выталкивается из желудочка в аорту. У мест разветвления сосудов и при возрастании кровотока при мышечной работе – течение может стать турбулентным и в артериях. В мелких сосудах турбулентное течение может возникнуть в области локального сужения при образовании тромба. Турбулентное течение может привести к дополнительной нагрузке на сердце. При поражении клапанов или врожденных пороках сердца возникают сердечные шумы, вызванные турбулентным движением крови.



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-06-11 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: