Файл: 10.2.3. Деформація судин.doc

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлена: 28.12.2021

Просмотров: 1042

Скачиваний: 3

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

<<10.2.3. ><Деформація ><судин>

<Згідно ><із ><рівнянням ><Лапласа ><(10.5) ><напруження, ><які ><виникають ><у ><стінці ><під ><час ><пасивного ><розширення ><судин, ><є ><пропорційними ><до ><радіуса>

< >

<Тому ><дрібні ><судини ><здатні ><витримувати ><вищі ><значення ><кров'яного ><тиску ><порівняно ><з ><крупними ><артеріями. ><Але ><поведінка ><кровоносних ><судин ><не ><підпорядковується ><закону ><Гука ><і ><це ><пов'язано ><з ><такими ><чинниками:>

  1. <деформації ><судин ><перевищують ><межу ><пружності;>

  2. <гладкі ><м'язи ><кровоносних ><судин ><у ><певних ><межах ><можуть ><регулювати ><напруження ><у ><стінках ><незалежно ><від ><кров'яного ><тиску;>

  3. <тришарова ><будова ><стінок ><судин ><зумовлює ><послідовне ><навантаження ><шарів ><з ><різними ><фізико-механічними ><властивостями.>

<

<Рис.10.6. ><Залежність ><напруження ><в ><стінці ><кровоносної ><судини ><від ><її ><радіуса: ><1,2 ><><згідно ><з ><рівнянням ><Лапласа; ><3 ><><реальна >крива).

Активне ><напруження, ><яке ><викликається ><скороченням ><гладких ><м'язів, ><призводить ><до ><зменшення ><кровотоку ><і ><збільшення ><тиску ><крові ><у ><судинах. ><Тому ><зв'язок ><між ><напруженням >< ><і ><радіусом ><судини ><має ><більш ><складний ><характер ><(рис. ><10.6).><>

<><Точки ><перетину ><кривої ><3 ><з ><прямими ><1 ><і ><2 ><відповідають ><стаціонарним ><станам ><><стійким ><або ><нестійким. ><При ><тиску ><P1 ><судина ><знаходиться ><в ><стійкому ><стані. ><При ><падінні ><тиску ><до ><Р><2>< ><судина ><переходить ><у ><нестійкий ><стан, ><вона ><звужується, ><виникає ><швидкісний ><напір, ><який ><призводить ><до ><переходу ><в ><стійкий ><стан. ><Судина, ><в ><результаті, ><може ><почати ><пульсувати.>

<10.2.4. ><Швидкість ><кровотоку>>

<<Лінійна ><швидкість ><кровотоку ><визначає ><швидкість ><переміщення ><частинок ><крові ><вздовж ><судини ><і ><дорівнює ><відношенню ><об'ємної ><швидкості ><до ><площі ><перерізу ><судини ><(10.2)>

< >

<Лінійна ><швидкість, ><яка ><визначається ><з ><цього ><співвідношення, ><є ><середньою ><швидкістю.>

<Як ><було ><показано ><(10.1), ><лінійна ><швидкість ><за ><висотою ><перерізу ><труби ><змінюється ><за ><параболічним ><законом: ><біля ><стінок ><труби ><швидкість ><течії ><дорівнює ><нулю, ><а ><на ><осі ><швидкість ><набуває ><максимального ><значення.>

<Висновок ><про ><параболічний ><закон ><розподілу ><швидкості ><рідини ><по ><профілю ><труби ><виконується ><за ><умови, ><що ><рідина ><є ><ньютонівською ><і ><відсутній ><ефект ><Фареуса-Ліндквіста. ><У ><крові ><за ><рахунок ><цього ><ефекту ><зменшується ><концетрація ><клітин ><біля ><стінок ><судин, ><що ><призводить ><до ><зменшення ><в'язкості ><біля ><стінок ><і, ><відповідно, ><там ><швидкість ><течії ><зростає, ><а ><на ><осі ><><зменшується. ><Крива ><розподілу ><швидкості ><крові ><у ><перерізі ><судини ><стає ><більш ><пологою. ><Ця ><зміна ><профілю ><призводить ><до ><зменшення ><гідродинамічною ><опору ><в ><судинах.>

<><><Відтік ><крові ><від ><серця ><дорівнює ><її ><припливу. ><Тому ><об'єм ><крові, ><який ><протікає ><за ><1 ><хв ><через ><будь-який ><загальний ><переріз ><судинної ><системи ><(всі ><артерії, ><всі ><артеріоли, ><всі ><капіляри ><і ><т. ><д.), ><є ><однаковим. ><Отже, ><лінійна ><швидкість ><крові ><в ><окремій ><судині ><буде ><обернено ><пропорційна ><до ><загальної ><площі ><перерізу ><розгалуженого ><русла. ><Найбільше ><розширення ><русла ><спостерігається ><у ><капілярній ><сітці: ><сума ><просвітів ><всіх ><капілярів ><у ><500-600 ><разів ><більша ><від ><просвіту ><аорти. ><Відповідно ><середня ><швидкість ><кровотоку ><в ><капілярах ><є ><в ><500-><600 ><разів ><меншою, ><ніж ><в ><аорті, ><і ><найнижчою ><в ><кровоносній ><системі ><(рис.10.7).>


<

<Рис.10.7. ><Лінійна ><швидкість ><кровотоку ><у ><різних ><частинах ><судинної >системи.


У ><зв'язку ><з ><тим, ><що ><кров ><виштовхується ><серцем ><окремими ><порціями, ><кровотік ><в ><артеріях ><має ><пульсуючий ><характер. ><Лінійна ><і ><об'ємна ><швидкість ><постійно ><змінюються: ><вони ><максимальні ><в ><аорті ><і ><легеневій ><артерії ><в ><момент ><систоли ><шлуночків ><і ><зменшуються ><під ><час ><діастоли. ><В ><капілярах ><і ><венах ><лінійна ><швидкість ><є ><постійною. ><Перетворення ><пульсуючого ><потоку ><в ><постійний ><забезпечують ><пружні ><властивості ><стінок ><аорти ><і ><крупних ><артерій. ><Вміст ><еластину ><в ><них ><вдвічі ><перевищує ><вміст ><колагену, ><на ><відміну ><від ><периферійних ><судин, ><де ><це ><співвідношення ><змінюється ><навпаки. ><Модуль ><пружності ><еластину ><на ><два, ><три ><порядки ><є ><меншим, ><ніж ><у ><колагену, ><а ><він, ><як ><відомо, ><визначає ><жорсткість ><при ><розтяганні. ><Тому ><розтягувальна ><здатність ><судин, ><ближчих ><до ><серця, ><є ><значно ><вищою, ><ніж ><у ><периферійних. ><Під ><час ><систоли ><частина ><затраченої ><серцем ><енергії ><перетворюється ><у ><потенціальну ><енергію ><розтягнутих ><виштовхнутою ><кров'ю ><аорти ><і ><крупних ><артерій. ><Після ><закінчення ><систоли ><пружно ><розтягнуті ><стінки ><артерій ><звужуються, ><кров ><проштовхується ><в ><капіляри, ><забезпечуючи ><в ><них ><постійність ><кровотоку ><(лінійна ><швидкість ><крові ><в ><капілярах ><становить ><0,5... ><1 ><мм/с).>


<10.2.5. ><Швидкість ><розповсюдження ><пульсової ><хвилі>

<Систему ><кровообігу ><можна ><розглядати ><як ><одну ><пружну ><камеру, ><в ><яку ><під ><тиском ><з ><серця ><викидається ><порціями ><кров. ><Вздовж ><крупних ><судин ><артеріальної ><системи ><розповсюджується ><хвиля ><тиску.>

<Хвиля ><деформації, ><яка ><розповсюджується ><вздовж ><пружної ><артерії, ><отримала ><назву ><пульсова ><хвиля. ><Швидкість ><пульсової ><хвилі ><v><п>< ><відрізняється ><від ><швидкості ><течії ><v><ср>< ><і ><залежить ><від ><пружності ><артеріальної ><стінки, ><тому ><вона ><служить ><важливим ><показником ><її ><стану ><при ><різних ><захворюваннях.>

<Будемо ><розглядати ><достатньо ><довгу ><круглу ><пружнодеформовану ><трубу ><(артерію) ><з ><діаметром ><2r, ><товщиною ><стінки ><d ><і ><модулем ><Юнга ><Е, ><через ><яку ><тече ><кров ><густиною ><. ><Тиск ><в ><артерії ><на ><деякій ><віддалі ><х0 ><від ><серця ><змінюється ><так, ><як ><це ><показано ><на ><рис. ><10.8.>

< >

<Рис. ><10.8. ><Зміна ><тиску ><крові ><в ><артерії ><на ><віддалі ><х0 ><від ><серця.>

< >

<Рис. ><10.9. ><Розподіл ><тиску ><і ><швидкості ><вздовж ><артерії ><в ><момент ><часу ><х><0>< ></v><р><, ><після>

<початку ><скорочення ><серця.>

<У ><момент ><часу t=><х><0></><v><р>< ><відрахованого ><від ><початку ><скорочення ><серця, ><на ><масу ><крові, ><яка ><знаходиться ><між ><перерізами ><><0>< ><- ><v><p>·<,) ><і ><х0 ><вздовж ><осі ><артерії ><(рис. ><10.9), ><буде ><діяти ><сила, ><пропорційна ><різниці ><тисків, ><прикладених ><до ><цих ><перерізів:>< >


<Оскільки ><маса ><крові, ><яка ><знаходиться ><між ><цими >< >< ><перерізами, ><дорівнює:>

<то ><прискорення, ><яке ><отримає ><кров,>< ><знайдемо, ><використовуючи ><другий ><закон ><Ньютона>

<< >

<Якщо ><знехтувати ><середньою ><швидкістю ><руху ><крові, ><то ><маса ><крові ><поблизу ><точки ><х0 ><протягом ><часу ><, ><буде ><рухатися ><з ><додатнім ><прискоренням, ><після ><чого ><її ><швидкість ><почне ><гальмуватися ><з ><прискоренням>

< >

<За ><час ><(1 ><+ ><><2><) ><швидкість ><крові ><зросте ><від ><нуля ><до ><максимуму>

< ,>

<після ><чого ><знову ><зменшиться ><до ><нуля. ><Кількість ><крові ><між ><перерізами >< ><і ><х0 ><за ><час ><<(1 ><+ ><><2>) ><лише><>< ><збільшувалася ><><><за ><рахунок ><її ><припливу ><із ><середньою швидкістю <(відтоку ><крові ><в ><нашому ><випадку >немає). <Збільшення >об'єму ><крові ><можна<>< <знайти ><за ><формулою:>><><>>

< >< ><(10.7)>

<З ><іншого ><боку, ><збільшення ><об'єму ><на ><ділянці ><судини ><(рис. ><10.10) ><між ><перерізами >< >< >< ><і >< >< ><х0 >< >< ><можна >< >< ><знайти, >< >< ><якщо >< >< ><середнє >< >< ><значення>

<збільшення ><радіуса ><буде ><дорівнювати ><Аг ><і ><знехтувати ><(Дг)><2>< ><порівняно ><з ><г ><><Аг.>

< >

<Рис. ><10.10. ><Схематичне ><зображення ><розширення ><ділянки ><судини.>

<Отже, ><збільшення ><об'єму ><дорівнює ><різниці ><об'ємів ><ділянки ><судини ><до ><і ><після ><її ><деформування>

< >< ><(10.8)>

<Прирівнюючи ><вирази ><(10.7) ><і ><(10.8), ><отримаємо:>

< >< ><(10.9)>

<Виразивши ><в ><(10.9) ><різницю ><тисків ><через ><співвідношення ><(10.5), ><отримаємо>

< >< ><(10.10)>

<Ця ><формула ><носить ><назву ><Моенса-Кортевега ><на ><честь ><двох ><голландських ><вчених, ><які ><її ><опублікували ><у ><1878 ><р. ><Хоча ><вперше ><співвідношення ><для ><визначення ><швидкості ><розповсюдження ><пульсової ><хвилі ><було ><виведене ><у ><1809>

<Виміряти ><швидкість ><пульсової ><хвилі ><вдалося ><лише ><на ><початку ><XX ><століття. ><Середні ><значення ><пульсової ><швидкості ><лежать ><у ><межах ><5... ><10 ><м/с ><і ><є ><на ><порядок ><більшими ><від ><середньої ><швидкості ><течії ><крові ><в ><судинах. ><Швидкість ><розповсюдження ><пульсової ><хвилі ><залежить ><від ><розміру ><і ><пружності ><судини. ><В ><аорті ><вона ><дорівнює ><3...5 ><м/с, ><в ><артеріях ><середніх ><розмірів ><- ><7...9 ><м/с, ><а ><в ><дрібних ><артеріях ><кінцівок ><- ><15...40 ><м/с.>>

<<Швидкість ><пульсової ><хвилі ><в ><артеріях ><залежить ><в ><основному ><від ><модуля ><пружності, ><оскільки ><відношення ><товщини ><стінки ><до ><діаметра ><для ><судини ><різних ><типів ><є ><величиною ><порівняно ><постійною. ><Збільшення ><модуля ><Юнга ><може ><бути ><спричинене ><як ><патологічними, ><так ><і ><віковими ><змінами ><у ><судинах, ><внаслідок ><чого ><швидкість ><розповсюдження ><пульсової ><хвилі ><може ><зростати ><в ><декілька ><разів ><порівняно ><з ><нормою.>

<Співвідношення ><(7.10) ><не ><враховує ><загасання ><хвилі ><тиску ><вздовж ><артерії. ><Для ><характеристики ><загасання ><пульсувої ><хвилі ><вводиться ><безрозмірний ><параметр ><Уомерслі ><а>< >

<де ><т><><частота ><пульсацій.>


<При ><а ><> ><З ><загасання ><практично ><відсутнє ><(аорта ><- ><а ><- ><16...21, ><стегнова ><артерія ><- ><а ><- ><3).>>



РУХОВИЙ АПАРАТ БІОМЕХАНІЧНОЇ СИСТЕМИ ЛЮДИНИ


Складові частини.


1. Кістки: 1. Череп

2. Хребет – шийний, грудний, поперековий, крижовий і куприковий відділи.

  1. Верхня кінцівка = рука : кисть, передпліччя (ліктьова і променева кістка), плечова кістка.

  2. нижня кінцівка = нога: ступня, кістки гомілки (велико- і малогомілкова кістки), стегнова кістка.

  3. Плечовий пояс : ключиця, лопатка,

  4. Тулуб = грудна клітина: ребра, грудинка.

  5. Таз.


2. Суглоби, скріплені зв’язками.

Рука: 1. Плечовий,

2. Ліктьовий

3. Променево-кистьовий

4. Пальців кисті

Нога: 1. Кульшовий,

2.Колінний

3. Гомілково-стоповий

4. Суглоби ступні.

Суглоби – це рухомі, переривчасті сполучення кісток скелета, які характеризують наявність між кістками, що з‘єднуються, щілини і в зв‘язку з цим можливість переміщення (рухів) окремих кісткових важелів одного відносно другого.

Основними елементами суглобів вважають:

  • суглобові поверхні (кінці) кісток, що з‘єднуються;

  • суглобові сумки;

  • суглобові порожнини.

При дослідженні суглобів відмічають в першу чергу:

  • форму суглобових поверхонь;

  • число осей обертання;

  • число ступенів свободи, що визначають ступінню рухомості, основні рухи в тому чи іншому суглобі.

Якщо форми суглобових поверхонь кісток, що з‘єднуються в суглобі відповідають одна одній, то їх називають к о н г р у е н т н и м и. В інших випадках суглобові поверхні визначають як н е к о н г р у є н т н і.




По формі суглобових поверхонь розрізняють:

  • кулеподібний (плечовий), різновидністю якого являється горіхоподібний суглоб (кульшовий):

  • еліпсоїдний або яйцеподібний (променево-зап‘ясний);

  • сідлоподібний (суглоб між трапецієподібною і 1-ю п‘ясною кісткою);

  • циліндричний обертальний (дистальний і проксимальний променевої суглоби;

  • блокоподібний шарнірний, різновидністю якого є гвинтовий (між плечовою кісткою і ліктьовою вирізкою);

  • плоский – суглоби ступні.

По числу обертових осей суглоби розділяються на багатоосьові (головним чином – триосьові), двоосьові і одноосьові.

Суглобові поверхні можуть утворюватися однією або двома і більше суглобовими поверхнями кісток. Перші є простими, другі – складними суглобами (наприклад, простий – плечовий, складний – променево-зап‘ястний).

По степні рухомості – вільно рухливі, мало рухливі.


3. М‘язи = м‘язова система разом з кістками створюють біомеханічну систему людин, що здійснює рухову функцію організму в цілому і його окремих частин (ланок).

Дві основні групи м‘язів: поперечносмугасті і гладкі.

Нараховують в людському організмі біля 600 поперечносмугастих м‘язів (скелетних), що складають від 35 до 40% маси тіла дорослих людей (у жінок трохи менше), у стариків – до 30%, у атлетів – більше 50%.


М‘язи тулуба, голови, кінцівок.

М‘язи є довгі, короткі, широкі, кругові і ті, що запирають = запираючі, замикаючі.

За Лесгафтом П.Ф. (1892) м‘язи можна розділити на дві групи: сильні (по сучасній термінології – статичні і спритні (динамічні).

Статичні (сильні) м‘язи прикріплюються далеко від точки опори і до великих площ; складаються в основному з коротких пучків м‘язових волокон, що ідуть косо. Дія їх уповільнена.

Динамічні (спритні) м‘язи, навпаки, характеризуються швидкістю дій. Вони прикріплюються близько до точки опори, місця прикріплення невеликі, скорочуються з великою напругою, тому швидко стомлюються. Пучки м‘язових волокон переважно довгі і проходять паралельно довжині м‘язів.

Класифікують м‘язи також за характером дії:

  • ті м‘язи, що зближують вентральні поверхні розділені одним чи кількома суглобами, називають з г и н а ч а м и, а самий рух – з г и н а н н я м.

  • м‘язи, що зближують дорзальні поверхні, називають р о з г и н а ч а м и, а саму дію – р о з г и н а н н я м.

  • Приближення до середньої площини тіла виконують п р и в і д н і (ті, що приводять) м‘язи, а рух , що вони здійснюють називають п р и в е д е н - н я м.

  • Віддалення від середньої площини тіла проводять м‘язи, що відводять, а рух називають в і д в е д е н н я м

  • Обертання кінцівки всередину здійснюють м‘язи п р о н а т о р и, а дія – п р о н а ц і я

  • Обертання м‘язів назовні проводять с у п і н а т о р и, а дія – с у п і - н а ц і я.

Крім цього, є м‘язи, що обертають р о т а т о р и, а дія їх – р о т а ц і я .

М‘язи, що н а п р у ж у ю ть, с т и с к у ю т ь, р о з ш и р ю ю т ь (дилатація), ті, що п і д н і м а ю т ь, ті, що о п у с к а ю т ь.

Існує взаємозв‘язок між м‘язами і суглобами. Так, в області циліндричних суглобів (блокоподібні) знаходяться флексури і екстензори,

  • у тих суглобів, що обертаються – пронатори і супінатори;

  • біля складних суглобів – флексури групуються з пронаторами, екстензори з супінаторами.

Варто пам‘ятати, що м‘язи звичайно не функціонують поодинці: в роботу кожного м‘яза втягуються і другі діючі співдружньо з ним м‘язи, тобто с і - н е р г і с т и, а також м‘язи протилежної дії – а н т а г о н і с т и.

Разом з тим дійсного антагонізму в роботі м‘язів немає, так як під час скорочення м‘яза його антагоніст як би сприяє тому, щоби рухи здійснювались легко і плавно. Без участі антагоністів рух був би напруженим і поривчастим.

Як будь-який м‘яз при певних умовах може змінювати свою дію, так і синергісти для даного руху можуть стати антагоністами для другого руху. Наприклад, при згинанні і розгинанні кисті (в променево-зап‘ястковому суглобі) діють відповідно згинач і розгинач, які є м‘язами антагоністами; але при приведені кисті, яке здійснюють ліктьові згинач і розгинач кисті, ці м‘язи стають синергістами.