Биомолекулы, их виды

Биомолекулы — это орг. вещ-ва, кот.синтезируются живыми орг. В состав биомолекул вкл. белки, полисахариды, нукл. кислоты, и более мелкие компоненты обм. вещ-в. БМ состоят из атомов C,H,N,O2,P и S. Др. атомы входят в состав биол. значимых вещ-в значительно реже.

Межмол. взаимод-вия 1). Ионное взаим-вие –вз. между двумя ионами с зарядами l ₁ и l ₂. 2). Ион-дипольные вз. – вз. между ионами и полярными группами мол. 3). Ориентационное вз - вз между 2 диполями или группой диполей, присутствующих в некоем участке пространства. 4). Индукционное вз - постоянные дипольные мол или атомные группы (Р₁) индуцируют в др. мол.или атоме дипольный момент (Р₂), с которым он и взаимодейтвует. 5). Дисперсионные вз. – вз. валентно насыщенных электронных обол.атомов и мол. Существует между молекулами газов (N₂, CO₂, O₂). 6). Водородные связи – спецф. связь, кот создается атомом Н, который находится в группах ОН, NH, FH, ClH и иногда SH, причем Н связывает эти группы с валентно насыщенными атомами N₂, O₂ и F. 7). Гидрофобные вз. - базируются на силах спецф. отталкивания между неполярными атомными группами и мол.воды.

Структура воды. Строение молекулы Мол. воды представляет собой маленький диполь, сод. + и - заряды на полюсах.Благодаря наличию водородных связей каждая мол воды образует водор. связь с 4-мя соседн. мол., образуя ажурный сетчатый каркас в мол льда. Однако, в жидком состоянии вода – неупорядоченная жидк; эти водородные связи - спонтанные, короткоживущие, быстро рвутся и образуются вновь. Всё это приводит к неоднородности в структуре воды. Амфифильные вещ-ва АВ стремятся сконцентрироваться на границах раздела. Мол этих вещ-тв обычно состоят из длинных углеводородных цепей, связанных с короткой полярной «головкой». В больш случаев полярность «головки» обусловлена наличием атомов N или O₂, неподеленные пары электронов кот обр водородные связи с мол воды. С др стороны, для попадания в воду углеводородная цепь должна разорвать водородные связи между мол воды, кот энерг препятствуют этому разрыву. Аномальные свойства воды Ан св воды – расширение объема на 10% при замерзании обеспеч плавание льда, то есть опять сохраняет жизнь подо льдом; исключительно большое пов нат. Мол на пов воды испытывают действие межмол притяжения с одной стороны. У воды пов нат = 72 мН/м при 25°С. Смачиваемость (соотношение сил адгезии и когезии характериз. также др.мол.явл – с.)поверхностное явл, возник на границе соприкосновения фаз, одна из кот тв тело, a другие - несовмещающиеся ж или ж и газ. C. проявляется в частичном или полном растекании ж по тв пов, пропитывании пористых тел и порошков. Пове́рхностное натяже́ние — термодинамич хар-ка поверхности раздела двух нах в равновесии фаз, опр работой обратимого изотермокинетического обр ед-ы площади этой пов раздела при условии, что t⁰C, объем системы и хим потенциалы всех компонентов в обеих фазах остаются постоянными. Пов.нат. ж легко измер. методом капилл. подтяния ж. Если силы адгезии больше сил когезии, то жидк в таком капилляре поднимается на высоту h. Когда силы когезии больше сил адгезии, то ур-нь жидк в капил снижается. Диффузия — процесс взаимного проникновения мол одного вещ-ва между мол др, приводящий к самопроизв. выравниванию их концентр. по всему занимаемому объёму. Законы диффузии Фика - это эмпирические детерминистские модели реальных явл, описывающ отношения между переменными вел., определяющ. диффузию. 1-й з. устанавливает пропорциональность диф потока частиц градиенту их концентрации; 2-й з. описывает изм. концентрации, обусловл. диф. О́смос — процесс односторонней диф через полупроницаемую мемб мол раств-ля в сторону бо́льшей концентрации растворённого вещ-ва (меньшей концентрации раств-ля). Осмотическое давление — избыточное гидростатическое давл на раст-р, отделённый от чистого раств-ля полупроницаемой мембр, при кот прекращается диф раств-ля через мембр. О.Д. любого вещ-ва в растворе = давлению, кот. это вещ-во имело бы в газ.состоянии в таком же объеме и при той же t⁰C,как и объем и t⁰C данного раствора.При повышении t⁰C на каждые 10⁰ константа скорости гомогенной элем р-ции увелв 2-4 раза. закон осм. давл Вант-Гоффа., определяет давление мол. растворённого вещ-ва на полупроницаемую перепонку, отделяющую раствор от чистого раст-ля и непроницаемую для растворённого вещ-ва. Pосм=CRT. Для раствора электролита ур-ние В.Г.: Росм=[1 + альфа(k-1) CRT=[1+альфа(k-1) mRT/эМ(с длинным хвостиком)V (где m масса вещ-ва,растворен.в объеме V; эМ с хв. – молек.вес растворенного вещ-ва; R универсальная газвоая постоянная), T абсолютная температура; альфа – степень диссоциации; к – число инонов, образующихся при диссоциации одной мол. Свойства мембран (М) Все кл. М - подвижные текучие структ., т.к. мол липидов и белков не связаны между собой ковалентными связями и способны достаточно быстро перемещаться в плоскости М. Химический состав мембраны. Достаточно высокое содержание липидов, они составляют М матрицу; белки составляют вариабильную часть; углеводы в виде гликопротеидов и гликолипидов. В М всегда находится небольшое количество воды (важная роль). Функции мембран: 1)барьерная — обеспечивает регулируемый, избирательный, пас и акт обмен вещ-в с окр ср. проницаемость М для разл атомов или мол зависит от их размеров, электр. заряда и хим. свойств. Избирательная проницаемость обеспечивает отделение клетки и кл. компартментов от окр ср. и снабжение их необход. вещ-ами. 2) транспортная — через М происходит транспорт вещ-в в кл и из кл. обеспечивает доставку пит. вещ-в, удал. конечных прод. обмена, секрецию разл. вещ-в, создание ионных градиентов, поддержание в кл. соответствующего pH и ионной концентрации, которые нужны для работы клеточных ферментов. 3) механическая — обесп. автономность кл., ее внутрикл. структур, также соед. с др. кл. (в тканях). 4) энергетическая — при фотосинтезе в хлоропластах и кл. дыхании в митохондриях в их М действуют системы переноса Е, в кот также участвуют белки; 5) рецепторная — нек. белки, нах. в М, явл рецепторами (мол, при помощи кот кл воспринимает те или иные сигналы). 6) ферментативная — М белки нередко являются ферментами. 7) С помощью мембраны в клетке поддерживается постоянная концентрация ионов(Na и K). Модель мембраны. Согласно совр. жидкостно-мозаичной модели мембраны (модель Сингера и Николсона), липидный бислой является основой мембраны. Мол фосфолипидов расположены в нём так, что их длинные оси параллельны и ориентированы перпендик к пов М. М сохраняется в ж. состоянии благодаря t⁰C кл и хим составу жирных кислот. Пассивный транспорт — перенос вещ-тв по градиенту концентрации из обл высокой концентрации в обл низкой, без затрат Е.ПТ осуществ 3способами: 1) Вещ-ва, наход в водной фазе по одну сторону М, растворяются в липидно-белковом слое М, пересекают его и вновь переходят в водную фазу с противоположной стороны М. 2) Вещ-ва, кот. перемещаются через поры или каналы М, заполненные водой. 3) Мол транспортируемого вещ-тва соед.я с мол-переносчиком, встроенным в М и переносчик опосредует или облегчает транспорт – этот транспорт - облегченной или опосредованной диффузией (в отл. от АКТ.ТР. облегчённая диф направлена в сторону пространства (внутри- или внеклеточного) с меньшей концентрацией вещ-ва и не требует затрат кл. Е). Мол. переносчика всегда жирорастворимы, они ускоряют транспорт вещ-тв по их концентрационному или электрохим. градиенту. Активный транспорт перенос вещ-ва через кл или внутрикл М (трансмембранный А.т.) или через слой кл (трансцеллюлярный А.т.), протекающий против град. концентрации, т. е. с затратой свободной Е орг. Источником Е служит Е макроэргических связей АТФ. Разл транспортные АТФазы, локализованные в кл М и участвующие в механизмах переноса вещ-тв, явл.я основным элементом мол. устр-в — насосов, обеспеч. избирательное поглощение и откачивание опр. вещ-тв (например, электролитов) клеткой. Активный специфический транспорт неэлектролитов (мол транспорт) реализуется с пом неск типов мол машин — насосов и переносчиков. Транспорт неэлектролитов (моносахаридов, аминокислот и др мономеров) может сопрягаться с симпортом — транспортом др вещ-ва, движение кот против град. концентрации явля источником Е для первого процесса. Симпорт может обеспечиваться ионными градиентами (например, натрия) без непосредственного участия АТФ. 1. Первично АКТ. ТР. Всегда сопряжён с использ Е АТФ и транспортирует вещ-тва против град. концентрации. Транспортеры очень спецф относительно переносимых частиц и могут регулироваться. 2. Вторично АКТ. ТР. Явл частным случаем облегчённой диф, но при этом транспорт одного вещ-ва против град. концентрации сопряжён с транспортом др вещ-ва по град. концентрации. Возможны 2 случая: симпорт и антипорт, в зависимости от направления транспорта. 3. Везикулярный транспорт. Осуществл. транспорт в замкнутых М. Транспорт обеспечя слиянием и разделением М везикул, частным случаем являются проц. фагоцитоза и пиноцитоза. Это един способ транспорта крупных, состоящих из больш. числа мол, частиц

Тема

Cостав и функции ОДА. Кост ске вып опор ф. По фор кости на: а) длинные (находятся в С конеч); б) корот (располо в запястье и предплюсне, т. е. там, где одновременно необходимы большая прочность и подвижность С); в) широкие или плоские (образуют стенки полостей, в которых находятся внутре орг – тазовая кость, кости мозгового черепа); г) смешанные (имеют различную форму). Соединения костей. Кости сочленяются различными способами. По степени подв разл сочлен: а) неподвижные; б) малоподвижные; в) подвижные соедин К, или суставы. Типы суст. Пофор суст поверхн и по осям вращения выделяют суставы: а) с 3; б) с 2; в) с 1 осью вращения. Двиг часть - мышцами и их прид. Сухож соеди мыш с кост; фасц и апонев покр каждую мыш или групу мыш с образов отдель функц ед; связки образуют каналы, через которые прох сухож; синов влаг и сумки обеспеч скольж сухож. Мыше ткань сост 40% веса тела взрос чел. Мыш в орг насч около 400. Они осуще двиг акт, являются глав источ теплообр и громадной энергет лабор.

Строение мышц. Биофизика мыш. Сокр Мыш волок в свою очередь содержит 1000--2000 параллельных мыш фибрилл (миофибрилл) диаметром около 1 мкм. В мыш воло много ядер, митохондрий, черед темн и свет полосы, миофибри состоит из параллельно лежащих толс и тонк нитей -- протофибрилл, чередующихся опреде обр. толс нит обр миозина, а тонкие белка актина. Черед анизотр полос (А-диски) и светлых изотро (I-диски). В А-дисках миозиновые гексагональную (шестиугольную) упаковку.нити прикрепляются с каждой стороны к узкой белковой структуре, так называемой Z-мембране, кот пересе I-диск. Отрез миофибрилл, заключ между 2 Z-мембранами, наз саркомером. В мыш вол в том месте, где 2 типа протофи накл друг на друга, тонк протофибрилл в пучке в 2 раза больше, чем толс. Тонк протофибриллы оканч у края Н-зоны - обла с более низк оптич плотн, в сере А-диска. В центре А-диска темная полоска, линии М..Сa насос, A кото сокр и расслабл миоф. локал в мембр саркоплазм ретик мыш воло. Саркоплазм ретик состз труб, цис, пуз, они типичное мембранное строение ст. система саркоплазм ретику преддст собой впячивание плазмалеммы, иду вн в виде трубочек и охва кажд фибр на уров соеди А- и I-дисков. По поперечным трубочкам саркоплазматического ретикулума возбуждение в виде волны деполяризации передается от поверхности волокна, возбуждаемой нервным импульсом, к миофибриллам.Деполяризация мембран труб и пузырьк саркоплазм етикулума приводит к освобо сод в них моном кальция.. приводит к проявлению АТФ-азной активности актомиозина и к сокращению миофибрилл. Работа мышц. Уравнение Хилла. Режимы сокращения мышц. 1. Изотон сокр. Длина мыш уменьшается, а тонус не изменяется. В двигательных функциях не участвуют.2. изометр сокращения. Длин мыш не изм, но тонус возра. Лежат в основе стат работы поддержании позы тела.3. Ауксотон сокр. Измен и длина и тонус мышцы. передвижение тела.другие двигательные акты. Хилла уравнение мыш сокр, выр измен скор сокр мыш в завис от нагрузки.(P + a)(v + b) = b (P₀ + а), где v— скорость сокращения мышцы при нагрузке P, P₀ — максимальное значение изометрической силы при тетаническом раздражении всей мышцы, константы а и b — эмпирические величины. Константа а имеет размерность силы и равна около 4·10⁵ дин/см² поперечного сечения мышц различных видов, а константа b имеет размерность скорости (выражается в см/сек или l₀/cek, где l₀— начальная длина мышцы) и для разных мышц различна.Работа: 1.Латентный период. Это время от момента нанесения раздражения до начала сокращения. Его длительность около -2 мсек. Во время латентного периода генерируется и распространяется ПД, происходит, высвобождения кальция,13 СР. взаимодействие актина с миозином и т.д.2. Период укорочения. В зависимости от типа мышцы (быстрая или медленная) его продолжительность от 10 до 100 Мсек.,3.Период расслабления. Его длительность несколько больше, чем укорочения. Рычаги в аппрате движения как преобразователи сил и скоростей. Кости, соединенные подвижно в суставах, представляют собой ры. Суст представ собой точку опоры ры. Если силы приложены по обе стороны от точки опоры рычага, то рычаг называется двухплечным или рычагом I рода, если по одну сторону, то II рода. Рычаг имеет следующие элементы: - точку опоры О; - точку приложения сил; - плечи рычага; - плечи сил. Мерой действия сил на рычаг является момент относительно точки опоры, т.е. произведение величины силы на ее плечо:M(F) = F * dВ аппарате движения имеются 3 рода ры.1. Ры 1 рода называют рычагом равновесия. В этом ры точка опоры располагается между точкой прил силы и точкой сопрот, причем 2 силы действуют в одном напр. Примером является удерживание головы в равновесном состоянии в атланто-затылочном суставе.2. Рычаг 2 рода является «рычагом силы». Точка сопротивления между точкой опоры и точкой приложения силы. Примером стопа при подъеме на полупальцы.3. Рычаг третьего рода, или «рычаг скорости», имеет наибольшее распространение при движениях. Точка прил мыш тяги располаг вблизи точки опоры и имеет знач меньшее плечо, чем противод ей сила сопрот. Примером действие сгибателей предплечья при поднимании или удерживании в кисти какой-либо тяже Кинематические пары и цепи. Сочленения. Объем движения суставов.соединение звеньев тела Тверд основ двиг апп сост его кост осе скелет. Все кости соед в скелет посред суста. Мыш, прикреп к кост, обусла движ чело. Таким образом, подвижно соединенные кости скелета под действием мышц обеспечивают двигательную функцию. Такая упрощенная модель тела человека называется биомеханической системой.. 2 костных звена, соеди суставом, образ биокинемат пару. В скелете больше вращательных (т.е. шарнирных соединений). Винтовая пара (т.е. вращение с поступательным перемещением) имеется только в голеностопн суст. Несколько биокинематических пар, соеди последов, образ биокинематическую цепь. Разли замкн и незамкн биокинематические цепи. Незамкнутая - имеет свободное (конечное) звено. Здесь возможны изолирова движ в отдел взятом звене. В замкнутых - нет свободного конеч звена. Здесь изолирова движ в одном звене не возможны, т.к. в движ неизбежно вовлек и другие соед. Незамк связь может перейти в замкн, если звено получит связь с другим звеном посредством опоры или захвата. .степени свободы в биокинематических цепях Количеством степеней свободы тела называется количество независимых координат, которые определяют перемещение тела в пространстве. Тело может передвигаться отн трех взаимно-перпендикулярных осей поступ и совершать вокруг них вращ движ. Если закрепить свободное тело в одной точке, то у него останется 3 степени свободы, т.к. оно может вращаться вокруг трех осей. Если закрепить еще одну точку, то тело будет иметь только 1 степень свободы - вращение вокруг оси. Если закрепить еще одну точку, то тело будет закреплено неподвижно и совсем не будет иметь степеней свободы. В теле человека закрепление части тела в одной точке имеет шаровидный сустав. Так в плече суст звено может только вращаться вокруг трех осей. В открытых (разомкнутых) биокинематических цепях степени свободы суммируются. Так, у бедра, относительно таза 3 степени свободы, у голени относительно бедра - 2 степени, значит у голени относительно таза уже 5 степеней свободы. Поэтому возможности комбинаций всех траекторий движения во всех суставах больше. В спортивной практике ограничивают число степеней свободы для рационального движения и экономии движения. Так, например, лодка на гладкой поверхности имеет 3 степени свободы: перемещение по осям Х,У и поворот на угол a. При крене добавляется четвертая степень свободы (угол j). К четырем степеням свободы добавляются перемещения в коленном суставе, тазобедренном, плечевом, локтевом, лучезапястном, перемещение банки и 3 степени свободы у весла. Деформацией наз. изменение взаимного расположения точек тела, кот. сопровождается измен. его форм и размеров, обусловл. действием внеш сил на тело. Виды деформации: 1. Упругая - полностью исчезает после прекращения действия внеш сил. 2. Пластическая (остаточная) - остается после прекращения действия внешнсил. 3. Упруго-пластическая - неполное исчезновение деформ. 4. Вязко-упругая - сочетание вязкого течения и эластичности. В свою очередь упругие деф. бывают след видов: а) деформ растяжения или сжатия происходит под действием сил, действующих в направлении оси тела. Упругая деформация подчиняется закону Гука: F=kΔl (где- F — сила натяжения стержня, — абсолютное удлинение (сжатие) стержня, а k наз. коэффициентом упругости (или жёсткости) Жесткость хар. способн. физ. среды сопротивляться образ. деформаций.). Упругость - свойство макроскопич. тел сопротивляться изменению их объёма или формы под возд. мех.напряжений. При снятии приложенного напр. объём и форма упруго деформиров. тела восстанавливаются. Под действ.внеш. напряж. атомы смещаются из своих равновесных положений, что сопровождается увелич. потенц. Е тела на вел, равную работе внеш напряж по измен объёма и формы тела. После снятия внеш напряж конфигурация упруго деформиров тела с неравновесн межатомными расстоян. и валентными углами оказыв неустойчивой и самопроизвольно возвращается в равновесное состояние, точнее, атомы колеблются около равновесных положений. Запасённая в теле избыточная потенц Е превращается в кин Е колеблющихся атомов, т. е. в тепло. Вя́зкость (вну́треннее тре́ние) — одно из явлений переноса, свойство текучих тел (жидкостей и газов) оказывать сопротивление перемещению одной их части относительно другой. Механизм внутреннего трения в жидкостях и газах заключается в том, что хаотически движущиеся молекулы переносят импульс из одного слоя в другой, что приводит к выравн скоростей — это опис введением силы трен

Тема

Возникновение и распространение мех.волн в упругих средах. Энергетические показатели мех.волн.

Упругая среда-среда,в кот. при смещении частиц от положения равновесия возникает внт упругая сила, стремящаяся возвратить частицу в исх. состояние. Упр. явл. воздух, жидкости.

Процесс распространения колебаний в упр.среде-механ.волна,а материальн.тело-источник мех.волны. Мех.волны бывают: продольные(частицы среды колеблются в направление распространения волн – могут возбуждаться в тв.,ж. и г.средах) и поперечные(в плоскостях,перпендикулярн. направлению распространения волны). Частицы, в кот. распространяется волна, не переносятся волной,а лишь совершают колебания около своих положений равновесия. Если мех.волна проходит через некоторый V среды, то заключенная в нем m частиц будет совершать колебат.движения. При волновом движ. происходит перенос Е, кот.состоит из кин. Е и потенц.Е колеблющихся частиц среды. Для незатухающих колебаний или волновых процессов в ограниченных объемах пространства потери Е отсутствуют =>E=ЕПмакс=ЕКмакс. Удельная плотность энергии [W] -кол-во Е в единице объема пространства, через который распространяется мех.волна. Показывает какое кол-во Е мех.волны содержится в единице объема упругой среды. I=C*W

Механически импеданс. Давление мех.волны. Импеданс [z] - сопротивление среды, оказываемое распространению механических колебаний; измерение величины. z=p*C (произведение плотности среды на скорость распростр.мех.волны). В любом достаточно малом объеме(по сравнению с длиной волны) при распространении гармоническ. мех.волны действует давление P=P0+Pmsinwt, где P0-постоянное давление (н.Р атмосферы), Pm-амплитуда давления,кот.возникает при прохождении мех.волны(для звуковых волн-амплитуда звук.давления). =корень из 2ZI. Физ. смысл мех.сопротивления: Z= Pm/um– это величина численно равная амплитуде давления,необходимого для сообщению частицы среды единичную макс.скорость. => Чем больше импеданс, тем необходимо большее давление (или соответсв. сила),чтобы обеспечить распространение волны в среде (колебание частиц относительно своих положений равновесия).Отражение мех.волн на границах раздела фаз. ОТРАЖЕНИЕ (О.) мех.волны – явл., возникающее при падении звуковой волны на границу раздела двух упругих сред и состоящее в образовании волн, распространяющихся от границы раздела в ту же среду, из к-рой пришла падающая волна, сопровождается образованием преломлённых волн во второй среде. Частный случай О. - отражение от свободной поверхности. Обычно рассм. о. на плоских границах раздела, однако можно говорить об О. от препятствий произвольной формы, если размеры препятствия значительно > длины звук.волны. В противном случае имеет место рассеяние звука или дифракция звука.Законы преломления волн: 1) падающий луч, преломленный луч и перпендик, восстановленный в т. падения к границе раздела сред, лежат в 1 плоскости. 2) при любых углах падения отношение sin угла падения к sin угла преломления для данный двух сред величина постоянная –показатель преломления второй среды относительно первой. Относительный показатель преломления показывает во сколько раз V волны в первой среде > или <V волны во второй среде. Для кол-нного описания преломл. используют коэф.отражения отношения интенсивности отраженной к интенсивности пажающ.волны k=I/I0. коэф.отраж. зависит от соотношения мех.импедансов сред по обе стороны от границ раздела: k= (z1-z2)2 /(z1+z2)2,где z – импедансы 1 и 2ой среды.Ультразвуковой излучение. Первичные механизмы воздействия ультразвука с вещ-вом.УЗ — упругие звук колеб высокой частоты от 20 000 до миллиарда Гц. Излучатели УЗ можно подразделить на 2 группы. 1) излучатели-генераторы; колебания в них возбуждаются из-за наличия препятствий на пути постоянного потока — струи газа или ж. 2) электроакустические преобразователи; они преобразуют уже заданные колебания электрич. напряж. или тока в мех. колебание тв тела, кот и излучает в окр ср акустические волны. Благодаря хорошему распростр. УЗ в мягких тк. чела, его относительной безвредности по сравнению с рентг. лучами и простотой использ. в сравнении с магнитно-резонансной томографией УЗ широко применяется для визуализации состояния внут органов чела, особенно в брюшн.полости и полости таза. УЗ применяется в медицине как леч. средство. УЗ обладает действием: противовоспалительным, рассасывающим аналгезирующим, спазмолитическим кавитационным усилением проницаемости кожи. Фонофорез — сочетанный метод, при кот.на ткани действуют УЗ и вводимыми с его пом. леч. вещ-ми (медикаментами и вещ. прир. происх.). Проведение вещ.под действием УЗ обусловлено повыш. проницаемости эпидермиса и кожных желез, кл. мМи стенок сосудов для вещ. небольшой мол. m, особенно. Ультразвуковое исследование (УЗИ) — неинвазивное исслед. орг. чела или животного с пом. УЗ волн. Эхоэнцефалография - для диагноза при серьезных повреждениях головы позволяет хирургу определить места кровоизлияний. Принцип работы такого зонда основывается на регистрации УЗ эха от границы раздела полушарий. Офтальмология - УЗ зонды применяются для измерения размеров глаза и опр. положения хрусталика.КЛАСИФФИКАЦИЯ ЗВУКОВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СПЕКТРА. ФИЗ. И БИОЛ. ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗВУК.ВОЛН.Упруг волны, кот распространяются в сплошных средах, наззвуковыми. К зв в принадлежат волны, частоты кот лежит в пределах восприятия орган слуха. Чел воспринимает звуки тогда, когда на его органы слуха действуют вс частотами от 16 до 20 000 Гц. Упруг в, частота кот меньше 16 Гц, называют ИЗВ, а волны, частота кот лежит в интервале от 20000 Гц - УЗ. К основным хар-ам зв.х вотносят: скорость з, его интенсивность - это объективные хар-ки зв. волн, высоту тона, громкость относят к субъективным хар-ам. Субъективные хар-ки зависят в большой мере от восприятия зв конкретным челом, а не от физ характеристик звука. Скорость звука — скорость распростр. звук.волн в среде. В газах скорость звука м., чем в ж, а в жх скорость звука м, чем в тв телах, что связано с убыванием сжимаемости вещ. в этих фаз. состояниях соответственно. В процессе распростр. зв.волн в среде происходит их затухание. Ампл. колебаний частиц среды постепенно уменьш. при возрастании расстояния от источника звука. Одной из осн. причин затухания волн есть действие сил внутр. трения на частицы среды. На преодоление этих сил непрерывно используется мех. Е колебательного движ, что переносится волной. Эта Е превращ.в Е хаотического теплового движ. мол. и атомов среды. Т.к. Е волны пропорциональна квадрату амплитуды колебаний, то при распростр. волн от источн. звука вместе с уменьш. запаса Е колебательного движе. уменьш. и амплитуда колебаний. Для сравнения интенсивности L звука или звук.давл. использ. ур. интенсивности. Ур. И. наз умноженный на 10 логарифм отношений двух И звука. Вел L измеряется в децибелах. Для указания абсолютного ур. И вводят стандартн. порог слышимости человеческого уха на частоте 1000 Гц, по отношению к кот указыв И. Акустическое сопротивл. среды выраж. отношением звук.плотности к объёмной скорости УЗ волн. Удельное акустическое сопротивление среды устанавл. соотношением амплит. звук.давления в среде к ампл. колебательной скорости её частиц. Чем б. акустическое сопротивл., тем выше степень сжатия и разрежения среды при данной амплитуде колебания частиц среды. удельное акустическое сопротивление среды (Z) находится как (ρ) * на скорость (с) распространения в ней УЗ волн Z = ρc. Для того, чтобы чел реагировал на звук, нужно, чтобы его И была не м. мин. вел., кот носит название порога слышимости. ПС для разных частот неодинаковый. При значительном возрастании И звука ухо перестает воспр. колебания как звук. Такие колебания вызывают ощущ. боли. Наиб. И звука, при кот.чел воспринимает колеб. как звук, наз. порогом бол. ощущения. Органы слуха чела воспринимают звук за громкостью, высотой тона, тембром.ВЕБЕРА - ФЕХНЕРА ЗАКОН – Ур. громкости данного звука (при опр.частоте колебаний) прямо пропорционален лог. отношения его И I к значению I0, соответствующему порогу слышимости. E k lg I / I0. Показывает, что чувствит. уха чел к звуку меняется, как логарифм И звука.Ухо человека имеет сложное устр-во. Звук волны попадают в ухо, которое направляет их к окончаниям чувствительных нервов. Ухо млекопитающих состоит из трех основных частей: наружного уха, среднего уха, внутреннего уха. Нар и сред уши наполнены воздухом. Их основным назначением явл проведение звука во внут ухо. Аппарат слуха содержит звукопроводящую и звуковоспринимающую системы. Первая состоит из ушной раковины, нар слухового прохода, оканчивающегося барабанной перепонкой, с которой связаны три сочлененных слуховых косточки: молоточек, наковальня и стремечко, расположенные в полости, называемой средним ухом. Эта полость граничит с полостью внутр уха, с кот сообщается двумя отверстиями, затянутыми упругими мембранами: овальным и круглым окнами. К мембране, закрывающей овальное окно, плоским основанием прикреплено стремечко. Нар слух проход представляет собой прямую трубку и на попереч срезе имеет прибл. округлые очертания. Слуховой проход заканчивается толстой фиброзной М (барабанной перепонкой). Перепонка на конце прохода натянута сравнительно туго. Здесь скорость колебл. частиц должна быть мин, а акустическое давление -- макс. Барабан переп имеет овальную форму, передает колебания мол воздуха в нар ухе маленьким косточкам среднего уха. У чела движ перепонки похожи на работу поршня.Барабанная перепонка образует внеш границу средн уха (наполненное воздухом пространство, лежащее в височной кости; это пространство называется барабанной полостью). В БП нах молоточек, наковальня и стремечко. Общ назначение - обеспечение акустической связью элем.внутр уха с возд средой. Косточки действуют как мех преобразователь и увел долю падающей зв Е, кот возбуждает механизмы вн уха. Одной из ф косточек явл усиление акустического давления колебаний, передаваемых из воздуха через БП причем одновременно устраняются вибрации, идущие через череп. Также уменьш вели Е, поступающей во внутр ухо при слишком б. ур. силы звука. Молоточек прижимается к БП. Стремечко прижимается к М, наз. овальным окном, кот отделяет наполненное воздухом средн ухо от наполненных ж. каналов внутр уха. Овальное окнообр один конец одного из этих каналов - вестибулярной лестницы. Другой канал - барабанный канал или барабанная лестница, также оканчивается М, отделяющей его от среднего уха. Эта вторая М называется круглым окном.Так как средн ухо наполнено воздухом, то любое различие в давлении по обеим сторонам БП ведет к смещению мембраны. Малые различия в давлении на частотах, на кот отвечает улитка, вызывают колебания БП во время норм.восприятия звуков. А большие медленные изменения давления, вызванные атмосферными изменениями или поднятием на большие высоты, могут исказить форму и положение БП. Чтобы избежать этого искажения необходима связь между средним ухом и окружающим воздухом, но эта связь не должна передавать изменения, совершающиеся за время меньше 0,1 сек. Внутреннее ухо состоит из неск частей, они заполнены жи. двух. Для слуха важна только улитковая часть внутр. уха.Улитка имеет форму спирали; имеет 2,5 витка такой спирали. Имеет две М, идущие по всей длине улитки, делят ее на 3 узких хода, каждый из кот.заполнен ж. Жидкость, наполняющая канал преддверия и барабанный канал, наз. перилимфой. Эти два хода соединены на верхушке спирали посредством мал. отверстия- завитка. Пространство между этими 2 ходами называется улитковым ходом. Он заполнен ж- эндолимфой. Эндолимфа и перилимфа структурно и электрически отл. др от др. Между улитк. ходом и каналом преддверия находится тонкая фибр. м, наз вестибулярной. Между улитковым и барабанным каналами лежит более толстая М - основной М. По мере того, как она подходит к вершине улитки, осн М становится постепенно шире и толще, длина осн. М растянутом виде около 3,5 см. Давление, оказ. на овальное окно извне, создает давление на ж, наход. над осн. м., так что оно быстро распростр. по всей длине м. Волна давления распростр. по всей длине улитки всего за 20 миллионных долей сек.

Тема

ЖИДКИЕ СРЕДЫ ОРГАНИЗВ организме ж.с – водные растворы. воды у взрослого: 70-75, старого: 5Ж.с в: цитоплазме(интрацеллюлярная с.), в межкл. простр(тканевая ж.), в полостях орг. (полостях суставов грудной брюшной полости), в лимф., моч., кровообр.. Особенности:их непрер. движение, обесп.перенос пит.вещ-в, прод. Метабол., ферментов, горм. и др. течение ж. с. Явл. одним из определяющих Биофиз.процессов для жизнедеят.Особенности движения ж. описываются физ. (гидродинамическими) закономерностями.Эти законом. использовали для изуч. кровобр. Гемодинамика описыв. течение крови в сосуд.сист. при норм. и пат.

Классиф. ж. идеал и реал. идеал нет вязкости, пост.объем при действ. внеш давл. При движении не теряется Eмех на преодоление F сопротивл. Реал жидкости изм V,теряется E. Реал: ньютоновские и неньютоновские. ньют коэфф вязкости не завис от скорости сдвига (от условий течения). см. график завис напрС от скорости сдвига ', то для нж - прямая,проходит через начало координат. tg угла наклона этой прямой к ох: tg Q = C / ' = ' /' =  - коэф.вязкВ любой точке угол не изм, величина коэфвязк одинакова для каждой скорости сдвига. неньютоновские зависимость напря от скорости сдвига для крови нелинейна. с ув скорости сдвига угол наклона касательной и коэфф вязк ум. кровь явл ненью ж. ЗАКОНОМЕР ДВИЖ ВЯЗК Жламинарное и турбулентное течение жс. ламинарное:отд слои ж смещаются друг относительно друга - скорость слоя не изм по t. стационарноетурбулентное в потоке движ ж обр завихрения. при это колебание воздуха и звук- турб шумыУРАВн НЕРАЗРЫВДля движ вязк ж в замкнутой сист справедливо уравнен неразрывности потока.. допустим V проходят через 2 сечения: dV1=S1dX1 и dV2=S2dX2,dX1 и dX2 - S, на которое переместится ж в кажд сечении за t dt. ж несжимаема, ее V между сечениями не изм, и поэтому dV1 = dV2. Поделим обе части этого равенства на время dt: dV1 /dt = dV2/dt Отношения dX1/dt = W1 и dX 2/dt = W2 представляют собой скорость ср течения жидкости в соотв сечениях. Поэтому S1W1= S2W2. итак полученное уравн неразрыв:S1 W1 = S2 W2 =... = SnWn = const. произведение S сечения сосуда на ср скорость ж величина постоянная не зависит от сечения.отсюда вывод: ср скорость ламинарного потока обр пропорц S поперечного сечения W = const/S = Q/S.V жидкости, протекающ в tчерез поперечное сечение dV/dt = SW = Q наз интенсивностью потока/v скоростью. Работа сердца характ минутнымV, - количество крови, которое перекачивает за 1 мин. это также явл интенсивностью кровотока. УРАВН ПУАЗЕЙЛЯописывает V скорость потока ж в зависимости от ее свойств, геометр параметр сосуда и величины действующего P. уравн Пуа утверждает:интенсивность потока жидкости, протекающей через сосуд:Q = (P1 - P2)R = P/R, R гидродинамическим сопротив. Его величина определяется соотнош: R = L/  r4С учетом этого равенства интенсивность потока: Q = (P1 - P2)r4 /8 L ТУРБУЛЕНТНОЕ ТЕЧЕНИЕ ВЯЗКОЙ ЖИДКОСТИEкин движущейся жидкостиmW2/2, А F сопротивления - возрастает пропор 1 степени скорости. Следует из: Fсопротивления течению  S(dW/dy) пропорц dW. Поэтому при повыш скорости Eкин ув быстрее, чем потери Е на преодоление вязких сил. При некоторой критической скорости Епотери не компенсируют возросшуюЕкин, нарушается стационарность потока ж, становится турбулентным. Тогда Епотери в турбулентном потоке пропор 2 степени скорости, потому что Емех расходуется не только на преодоление вязких F, но и на изменение направл вектора скорости частиц.

Отношение Е кин\ А F сопротивления в момент перехода ламинарного потока в турбулентный- безразмерный параметр- критическое число Рейнольдса. этот параметр может быть выражен через характер потока жидкости и геометр размеры трубы: Re =  Wкрr/ h Wкр - критич скорость, r - радиус сосуда,  - вязк,  - плотность ж. Для крови число 1000 и поэтому критич скорость когда кровоток станов турбулентным: Wкр = Re/ rобычно кровоток в сосуд сист ламинарный. Нарушение стационарности кровотока происх в сосуд с наибольш скоростью- напр. аорте. При некоторых усл кровоток стать турбулентным, и сердцу надосовершать большую работу на преодоление бонусного сопротивления. соотнош критич скорости позволяют количеств оценить усля, когда наруш стационарность ламинарного потока.факторы,кот способствуют ум критической скорости (ум вязк , радиуса сосуда r,ув плотности ж ) облегчают возникновение турбулентного потока. С другой стороны, все причины, обеспечивающие повышение реальной скорости до критической, также могут вызывать нарушение стационарности потока.На основании регистрации турбулентных шумов метод измерения АД. существуют 2подхода к определению прямой и непрямой. прямом (кровавым) катетер в просвет кровенос сосудов или в полость - датчик манометра. процедура сложна, опасна, впадло. только когда вопрос о операциииспользуется непрямой (косвенный) по Короткову.измеряют, кладут манжету на участок с артерией(плечо)и накачивают туда воздух.Когда Р воздуха в манжете превысит Р крови (Рв> Р), в сосуде прекратится кровоток.Если теперь постепенно выпускать воздух,Р в манжете будет ум станет равным наиб(систоли)Р Рс = Рв, при сокращении кровь будет продавливаться через суженный участок. обря турбулентный поток и над пережатым сосудом возн турбулентные шумы. Появление этих звуков значит измеряемое Р в манжетеРв= наиб(систоли) Р крови в артерии. Потом delete воздуха из манжеты способств восстановл исх просвета сосуда под действием FP крови. Когда S сечения восст полностью, поток станет ламинарным, и тут же нет турбулентные шумы.Рв манжете, при котором пропадают звуки над артерией, принимается за миним(диастоли). БИОФИЗ КРОВООБРАЩЕНИя.Сердечно-сосудистую систему образует сердце и совокупность сосудов большого и малого кругов кровообращения.Сердце явл 4 камеры биолог насос с камерами низкого (предсердия) и высокого (желудочки) Р. Клапаны сердца,кот между предсерд и желудочк, а также на выходе крови из желудочк, обеспеч в норм условиях строгую направл потока крови: из предсерд в желуд, а затем в артер сист больш и мал кругов кровообр.Сосуд сист вкл артериал,вен и сосуды микроциркуляции. Каждый из кругов начало крупной артерий (больш - аортой, малый - легоч артер), а затем эти сосуды подразделяются на более мелкие вплоть до артериол.В сосудах минимал диаметр(6-10 мкм)-капиллярах, происх обмен ве-тв и газов между кровью и окружающими тканями.Совокупность сосудов с диаметром меньше 100мкм(артериолы, капиллярыивенулы)наз сист микроциркуляции.Капилляры объед в венулы,кот собираются вместе и формируют более крупные вены.и тд до образ самых крупных полых вен, кот бол круг кровообр заканч в правом предсерд. Мал круг заканч легочными венами в лев предсерд.задача бол круга- снабжение тканей пит в-вами и О2,удаление продуктов обмена из тканей. Мал круг обесп газообмен в легких-в капиллярах осуществл обменО2иСО2с атмосферным воздухом.Поэтому в артериях мал круга кровь содержит избыточное количество СО2и ЖИДКИЕ СРЕДЫ ОРГАНИЗВ организме ж.с – водные растворы. воды у взрослого: 70-75, старого: 5Ж.с в: цитоплазме(интрацеллюлярная с.), в межкл. простр(тканевая ж.), в полостях орг. (полостях суставов грудной брюшной полости), в лимф., моч., кровообр.. Особенности:их непрер. движение, обесп.перенос пит.вещ-в, прод. Метабол., ферментов, горм. и др. течение ж. с. Явл. одним из определяющих Биофиз.процессов для жизнедеят.Особенности движения ж. описываются физ. (гидродинамическими) закономерностями.Эти законом. использовали для изуч. кровобр. Гемодинамика описыв. течение крови в сосуд.сист. при норм. и пат.

РЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КРОВи гематокрит имеют ввиду механ характеристики:вязкость,кот определяют течение крови.Кровь явл сложной неоднородной(гетерогенной)жс организма. При ее центрифугировании в пробирке обр слой ж-плазмы,сверху и слой форменных элемент-клеток крови.В 1куб млм крови:4,5-5.0 мил эритр,200-300тыс тромб,5-7тыс лейк.Относ объем форм элемен в крови характ спец показатель- гематокрит: отнош суммарного объема всех клеток к объему крови, в кот они находятся: Н = V_кл / V_кр В норм усл гематокрит0,45- 0,5(45-50%), т.е. примерно полобъема крови приходится на клетки и пол на ее ж часть-плазму.Поскольку эритр имеет значительно больш объем,чем тромб,гематокрит характеризует относ количество эритр.Величина гематокрита может изм от 0, если отсут в плазме клетки и до 1когда весь объем крови занимают форменные элементы.

содерж форм элемент(эритр)оказывает влияние на вязкость крови. зависимость выразить формулой: = _e^H, _ - вязкость крови при гематокрите Н = 0 (вязкость плазмы), е = 2,71 - основание натуральных логарифмов,  - фактор формы. Последняя величина определяется формой частиц в среде и для эритроцитов этот показатель равен 2,5.

Поскольку вязкость опр Е потери в кровотоке (Емех, которую сообщ сердце), с ув вязкости резко возр Е затраты сердца

Поиск по сайту: