Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Шмидт-Ниельсен К. -> "Размеры животных: почему они так важны?" -> 59

Размеры животных: почему они так важны? - Шмидт-Ниельсен К.

Шмидт-Ниельсен К. Размеры животных: почему они так важны? — М.: Мир, 1987. — 259 c.
Скачать (прямая ссылка): razmerijivotnih1987.djvu
Предыдущая << 1 .. 53 54 55 56 57 58 < 59 > 60 61 62 63 64 65 .. 107 >> Следующая

Мы уже видели, что сердечный выброс (минутный объем) изменяется с размерами тела так же, как потребление кислорода или очень близко к этому. Все имеющиеся данные позволяют предположить, что давление крови у млекопитающих — физиологически постоянная величина, причем среднее артериальное давление составляет 100 мм рт. ст. и не зависит от размеров тела. Как следствие этого оказывается, что на общую работу сердца (среднее артериальное давление, умноженное на сердечный выброс) будет затрачиваться одна и та же постоянная доля общего потребления кислорода, независимо от размеров жи-•вотного.
Следующий шаг — сравнение птиц и млекопитающих. И опять, насколько мы знаем, давление крови у птиц не зависит от размеров тела, хотя его величина представляется несколько более высокой, чем у млекопитающих. Грабб зарегистрировал среднее давление крови у птиц шести видов — от голубя до зму (0,4—38 кг) — и показал, что средняя величина давления
у птиц составляет 133 мм рт. ст., а у млекопитающих — в среднем 97 мм рт. ст. (Grubb, 1983). Поскольку сердечный выброс у обеих групп одинаков, работа сердца у птиц должна быть большей, чем у млекопитающих, примерно на одну треть. Это согласуется с большими, чем у млекопитающих, размерами сердца птиц.
Конечно, следует помнить, что это очень широкие оценочные обобщения, которые лишь показывают вероятную ситуацию. Совершенно очевидно, что для более обоснованных выводов необходимы дальнейшие подробные исследования.
Вместе с тем заключение, к которому мы пришли, рассматривая давление крови, можно вывести также на основе анализа аллометрических уравнений. Для удельного потребления кислорода (V*o,) и для частоты сердечных сокращений (fc) уравнения для млекопитающих будут иметь следующий вид:
y*0i=MVe’w.
f0 = MV0’25-
Разделив одно уравнение на другое, мы избавимся от массы тела и получим следующее общее выражение:
fc
Это уравнение выражается в единицах
гмл О,-г-1-с-1
-------------=мл_02-г •
Остаточный показатель степени при массе в частном равен нулю. Это свидетельствует, что количество метаболической энергии (мл Ог), потребляемой на 1 г массы тела за один удар сердца, — величина постоянная, k', и не зависит от размеров тела.
Мы можем продолжить эти рассуждения. Масса сердца пропорциональна массе тела, МС~МТ, и мы предполагаем, что удельное потребление кислорода сердечной мышцей пропорционально удельному потреблению кислорода всем телом:
• * ~^*огт. Отсюда следует, что независимо от размеров животного у всех млекопитающих сердце потребляет одинаковое количество кислорода, чтобы снабжать тело 1 мл кислорода. Иначе говоря, сердце использует одну и ту же долю всего перекачиваемого им кислорода.
Будет ли при нагрузке положение сохраняться таким же, как в состоянии покоя? Сведений по этому вопросу недостаточ-
но, и ответ может быть только приблизительным. У человека давление крови при нагрузке может увеличиваться в полтора раза — до 180—200 мм рт. ст. Однако сердечный выброс не увеличивается пропорционально увеличению потребления кислорода. Это происходит потому, что при интенсивной работе количество кислорода, которое мышцы забирают из крови, сильно увеличивается. Вследствие этого содержание кислорода в смешанной венозной крови снижается, а общая разница в содержании кислорода между артериальной и венозной кровью может увеличиться чуть ли не в три раза. В результате получается, что потребление кислорода при нагрузке увеличивается в 15 раз по сравнению с потреблением в состоянии покоя, при этом сердечный выброс увеличивается ие более, чем в 5 раз. Поскольку работу сердца мы определили просто как произведение давления на объем, работа сердца относительно переноса кислорода при большой нагрузке может фактически снизиться. Возможно, однако, что это и не так, поскольку с усилением кровотока может быть превышено критическое число Рейнольдса1 для перехода к турбулентному потоку в аорте и тем самым работа по перекачиванию крови может увеличиться. Важность явления турбулентности при нагрузке у человека недостаточно хорошо установлена, а на животных этим вопросом не занимался никто. Он требует большего внимания, в особенности с точки зрения масштабных явлений.
Турбулентность в сосудах
Вопрос о турбулентности в сосудах весьма интересен, но опять же сведений по этому вопросу недостаточно. По-видимому, появление в кровяном русле турбулентности было бы расточительным. Тем не менее часто говорят о том, что у человека в норме в состоянии покоя поток крови близок к турбулентности: стало быть, при нагрузке турбулентность становится существенно важной.
Критическое число Рейнольдса {Re) для возникновения турбулентности в жидкости, текущей в прямой трубке, как известно, равно 2000; когда Re превышает это значение, развивается турбулентность.
Число Рейнольдса для потока однородной ньютоновской жидкости в прямой жесткой трубке рассчитывается следующим образом:
Предыдущая << 1 .. 53 54 55 56 57 58 < 59 > 60 61 62 63 64 65 .. 107 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed