Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Владимиров Ю.А. -> "Биофизика " -> 77

Биофизика - Владимиров Ю.А.

Владимиров Ю.А., Рощупкин Д.И., Потапенко А.Я., Деев А.И. Биофизика — Медицина, 1983. — 273 c.
Скачать (прямая ссылка): biofizika1983.djv
Предыдущая << 1 .. 71 72 73 74 75 76 < 77 > 78 79 80 81 82 83 .. 95 >> Следующая

расчете на 1 м2 поперечного сечения в случае портняжной мышцы лягушки
достигает 3 • 105Н, а число поперечных мостиков N 0а с в одном
полусаркомере составляет около 1017 на 1 м2 поперечного сечения. Тогда из
соотношения (11.18) следует, что fs"3' 1(Г12 Н. Для б было получено
значение 7-10 нм.
Глава 12
ГЕМОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ
Биофизический анализ кровообращения - это описание взаимосвязи давления и
скорости движения крови, а также их зависимости от физических параметров
крови, кровеносных сосудов и функционирования сердца. Система
кровообращения представляет собой сложную гидро-
225
динамическую систему. Движение и давление крови носит колебательный
характер вследствие периодичности функционирования сердца. Система
сосудов сильно ветвится, а свойства сосудов, например упругость стенки,
изменяются по ходу сосудистого русла. Все это сильно осложняет физико-
математическое описание функционирования полной системы кровообращения.
Поэтому сейчас биофизическое исследование кровообращения ограничивается в
основном решением двух проблем: 1) выяснение физических процессов,
определяющих движение крови по сосудам; 2) теоретический и
экспериментальный анализ движения крови в отдельных сосудах или небольшой
совокупности сосудов. Упрощенную систему, которую при этом рассматривают,
называют гидродинамической моделью кровообращения. Интересно, что во
многих отношениях поведение гидродинамических систем оказывается
аналогичным поведению электрических цепей: и те и другие обладают
активным сопротивлением, в котором рассеивается энергия, инерционностью
при распространении импульсов и т. д. Поэтому систему кровообращения
можно моделировать аналоговыми электрическими цепями.
12.1. МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КРОВИ
Всякая жидкость обладает определенной вязкостью т), которая представляет
собой коэффициент пропорциональности между напряжением сдвига ос и
градиентом скорости движения жидкости. Если этот градиент не равен нулю
лишь в одном направлении (х), то для такого однонаправленного течения
du
= (12.1)
ах
где ос - fjs; fс - сила сдвига, приложенная к площад-
->
ке жидкости s, причем вектор /с лежит в плоскости s; и - скорость
движения жидкости при ее ламинарном течении на расстоянии х от плоскости
s; duldx - градиент скорости движения жидкости, называемый также
скоростью деформации сдвига.
Жидкости, течение которых подчиняется уравнению (12.1), называются
ньютоновскими. Для многих жидкостей, в частности крови, уравнение (12.1)
не соблюдается. Действительно, при формальном расчете по этому уравнению
вязкость крови, называемая эффективной, резко падает
226
Рис. 95. Эффективная вязкость (г;9) крови человека (1) и вязкость
некоторой ньютоновской жидкости (2) при разных скоростях де-ф>рмации
сдвига-
Величины скорости сдвига du/dx представлены в логарифмическом масштабе.
Вязкость ньютоновской жидкости взята равной предельной вязкости крови.
Рис. 96. Концентрационная зависимость вязкости суспензии эрит-роцитов
собаки в норме (1), жестких эритроцитов (2) и суспензии твердых
сферических частиц (3).
Г)/Чо - относительная вязкость в логарифмическом масштабе; с - объемная
концентрации (гематокрнт). Градиент скорости 230 с-1.
с возрастанием скорости сдвига (рис. 95). При скоростях сдвига меньше 100
с-1 наиболее соответствует опытным данным в случае крови эмпирическое
уравнение Кессона:
*с = (К°Г- У^УдШх , (12.2)
где оп - характерная константа (предел текучести): кровь приходит в
движение лишь при ос > ап. Значение параметра kc для крови 0,05-0,15
Па0,5' с0,5, а оа составляет 0,001-0,005 Н/м2. При высоких величинах
напряжения сдвига (а значит и при высоких градиентах скорости) Ос ^ ап' и
уравнение (12.2) превращается в уравнение Ньютона (12.1), где г) = kl.
Все эти свойства крови обусловлены тем, что при низких скоростях сдвига в
ней име-
ются агрегаты эритроцитов в виде монетных столбиков. Эти агрегаты
распадаются по мере увеличения скорости сдвига, и поэтому эффективная
вязкость снижается и приближается постепенно к определенному пределу (см.
рис. 95).
При большой скорости сдвига кровь можно рассматривать просто как
суспензию клеток и изучать ее механические свойства на моделях:
суспензиях эритроцитов в физиологическом растворе и суспензиях других
частиц. Это справедливо для крови, текущей в крупных артериях. Течение
крови по таким сосудам зависит от концентрации и физических свойств
эритроцитов.
Вязкость суспензии сферических твердых частиц и суспензии эритроцитов
сильно увеличивается при повышении концентрации (рис. 96).
Концентрационная зависимость вязкости суспензии эритроцитов незначительно
отличается от концентрационной зависимости в суспензии сферических
частиц, если оболочки эритроцитов сделать жесткими; последнее может быть
достигнуто, например, путем фиксации белков выдерживанием эритроцитов в
глутаровом альдегиде. Однако кривая для нормальных, нефиксированных
эритроцитов заметно отличается от кривой для сферических частиц или
Предыдущая << 1 .. 71 72 73 74 75 76 < 77 > 78 79 80 81 82 83 .. 95 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed