ПАЙДА БОЛУ МЕХАНИЗМІ. 5 глава

2 сурет

Жалпы қанның тамыр бойымен ағуының басты себебі жүрек жұмысының әсерінен қан тамырында пайда болатын қысымның атмосфералық қысыннан артық болуынан деп саналады.

Олай болса радиусы R, ұзындығы L болатын түтіктің басы мен соңындағы қысым p₁ және p₂ болса, онда осы түтік арқылы 1 секунда ағып өтетін сұйық көлемі мына өрнекпен анықталынады:

Q = (p₁ –p₂)pR⁴/8hL.

Бұл өрнек Пуазейль формуласы деп аталады. Өрнектегі шама гидравликалық кедергідеп аталады, сонда Пуазейля формуласы мына түрге келеді:

Q = (p₁–p₂)pR⁴/8hL = pR⁴Dр/8hL = Dр/Х.

Гидравликалық кедергі электр тізбегі үшін Ом заңына ұқсас, тізбектей және параллель қосылған электр тізбегінің толық кедергісі мен осылайша қосылған түтіктер жүйесінің гидравликалық кедергісі бірдей өрнектермен есептелінеді: тізбектей қосылған жүйе үшін: болса, параллель қосылған жүйе үшін .

Пуазейль формулсындағы (p₁ –p₂)/L шаманы, қысым градиенті dp/dl алмастырсақ онда, Пуазейль формуласы мына түрге келеді және оны көлденең қимасы өзгермелі түтікке қолдануға болады:

Бұл өрнектен, түтіктің көлденең қимасынан ағып өтетін сұйық көлемі оның радиусының төртінші дәрежесіне тәуелді екендігі көренеді. Егер атеросклероз әсерінен қан тамырының радиусы 2 есе кішірейсе, онда осы қан тамыры арқылы ағатын қан көлемін бұрыңғы қалпында ұстап тұру үшін оның қысымын 16 есе арттыру қажет екен, ал бұл мүмкін емес, өйткені жүрек мұндай қысым тудыра алмайды. Мұндай жағдайда қан тамыры радиусын бұрыңғы қалпына келтіру қажет. Сондықтан гипертондық дәрілердің бір әсері қан тамырын кеңейтуге бағытталған, осы арқылы олар қан қысымын реттейді.

Ньютондық емес деп, тұтқырлығы жылдамдық градинетіне dv/dx тәуелді болатын сұйықтарды атайды, оларға қан жатады. Жалпы түрде қанды эритроцит, лейкоцит және тромбоциттердің плазмадағы ертіндісі немесе суспензиясы деп қарастырған дұрыс. Бірақ қан құрамындағы лейкоцит пен тромбоциттердің көлемі 1-2% аспайды, сондықтан бұл бөлшектердің қанның механикалық қасиетіне тигізетін әсері өте төмен, қанның негізгі механикалық, физиологиялық қасиеті эритроцитке байланысты.

Қанның кең, тар тамырлары және капияллар арқылы ағуында үлкен айырмашылықтар бар. Ірі қан тамырларда эритроциттер бір біріне жабысып «тиын түріндегі бағана» тәрізді агрегаттық күй құрайды (3 сурет).

3 сурет.

Егер әр эритроциттің диаметрі 8 мкм жуық болса, онда эритроциттен құралған агрегаттың өлшемі 80 мкм болады. Ірі қан тамырлардағы қанның жылдамдық градиенті төмен, тұтқырлығы 5 мПа∙с болады. Кей патологиялық құбылыстар әсерінен қан эритроциттерінің агрегаттық күйге көшуі деңгейі жоғарылауы мүмкін, соның әсерінен қанның тамыр бойымен ағуына қосымша энергия қажет етіледі.

Қан тамырларының тарылуы (кішірейуі) қанның жылдамдық градиентін жоғарылатады, соның әсерінен агрегаттық күйдегі эритроциттер жеке-жеке жасушаларға бөлшектенеді, яғни «тиын түріндегі бағана» тәрізді агрегаттық күй бұзылады. бұл өз кезегінде қанның тұтқырлығын азайтады. Тар қан тамырларда қан тұтқырлығының төмендеу құбылысын «сигма» феномені немесе «Фареус-Линдквист» эффектісі деп атайды. Бұл құбылыс диаметрі 500 мкм аз болатын қан тамырларында байқалады, ал мұндай құбылыс капиллярларда күшті байқалады, соның әсерінен ондағы қан тұтқырлығы ірі қан тамырларға салыстырғанда екі есе кеміп, плазма тұтқырлығына дейін төмендейді. Қан тұтқырлығының төмендеуін былайша түсіндіруге болады, капиллярлар қабырғаларына өте жақын қабатпен қан плазмасы ағады, сонда қан тамырындағы аққан эритроциттер «плазма қабатымен» қапталған тәрізді болып келеді (4 - сурет). Бұл аймақтағы эритроциттер концентрациясы нөлге жақын, бірақ тамыр ортасына жақындаған сайын эритроцит концентрациясы артады.

Тар қан тамырларында ағыс жылдамдығының артуы эритроциттің деформациялануын туғызады, бұл эритроцит пен тамыр қабырғасы арасындағы саңлаудың одан ары ұлғаюына алып келеді, нәтижесінде қанның тұтқырлығы одан ары төмендейді (4б- сурет).

а) б)

4 сурет. Капиллярдағы эритроциттің төменгі(а) және жоғары(б) жылдамдық кезіндегі көрінісі.

Эритроцит өте созылмалы, майысқақ болып келеді, соның салдарынан оның қос ойыс дискі түріндегі формасы деформацияланып, диаметрі 3 мкм болатын капилляр ішіне оңай кіріп кетеді, бұл эритроцит мембранасының капилляр қабырғасымен жанасатын ауданын ұлғайтып, ондағы зат алмасуды жақсартады және капиллярдағы аққан қанның тұтқырлығын кемітеді (5-сурет).

5 сурет.

Капилляр жүйесіндегі осындай құбылыстар жүрекке түсетін күшті азайтады. Кей патология әсерінен эритроцит қабырғасының майысқақтығы (эластикалықтығы) төмендейді, нәтижесінде қан айналысы нашарлайды.

Эритроцит концентрациясының ұлғаюы немесе кемуі қан тұтқырлығын өзгертеді. Мысалы, қалыпты жағдайда қан тұтқырлығы 4-6 мПа×с болса, анемия (эритроциттің кемуі) кезінде 2-3 мПа×с дейін төмендейді, ал полицитемияда бұл көрсеткші 15-20 мПа×с дейін жоғарылайды екен.

Енді қанның гемодинамикалық сипаттамалары -қан қысымы мен ағу жылдамдығын қарастырайық.. Қан тамарлары: аорта артерияға, ол артериолаға, ол өз кезегінде капиллярларға тармақталып кетеді, бұл әр жеке тармақтың (тамырдың) диаметрінің кішірейуіне, бірақ осы тамырлар жүйесіне енетін барлық тармақтардың ауданының қосындысының ұлғаюына алып келеді. Ағыстың үздіксіздік теориясына сәйкес сұйықтың сызықтық жылдамдығы v түтіктің көлденең қимасының ауданы S кері пропорционал болатын, осы принципке сәйкес ең жылдам қан ағысы аортада байқалады, өйткені оның көлденең қимасының ауданы тамырлар жүйесінде ең кішісі болып саналады және қан жылдамдығы аортадан капиллярға қарай біртіндеп азая береді. Барлық капиллярдың ауданы аорта ауданынан 500-600 есе көп, сондықтан капиллярдағы қан ағысының жылдамдығы 500-600 есе аз, оның шамасы 1 мм/с төңірегінде. Қалыпты жағдайда аортадағы қан жылдамдығы 0,5м/с ден 1м/с дейін болса, үлкен физикалық жүктеме кезінде ол 20 м/с дейін жоғарылайды.

Капиллярдағы қан ағысының төмен болуы қан мен ұлпа арасындағы зат алмасуды қамтамасыз етеді, бұл мысал ағзадағы зат алмасу процесінің негізгі бөлігі капиллярларда өтетіндігін көрсетеді. Капиллярлар біріге келе вена тамырына айналады, вена тамырының саңлауы барлық капиллярларға салыстырғанда аз екендігі белгілі, соның салдарынан венедағы қан ағысының сызықтық жылдамдығы артады. 6 суретте тамырлар жүйесінің түрлі аймағындағы қан жылдамдығының өзгеруі көрсетілген.

6 сурет

Енді үлкен қан айналысы шеңберінде орын алатын құбылысты талдайық. Жалпы жүректі белгілі бір ырғаты түрде жұмыс істейтін насос деп қарастыруға болады. Оның жұмыстық фазасы, яғни жүректің жиырлуы (оны систола деп атайды) бос жүрістік фазамен, яғни жүректің босаңсуымен (оны диастола деп атайды) кезектесіп отырды.

Жүректің жиырылуы, яғни жұмыстық фазасы систола кезінде сол жақ қарыншадан 60-70 мл көлеміндегі қан аортаға және одан тарайтын артерияларға қарай ағылады. Тамырлардың қабырғалары серпімді болғандықтан, систола кезінде пайда болатын қан қысымы әсерінен тамыр қабырғалары созылады. Нәтижесінде, ірі қан тамыры үлкен көлемдегі қанды қабылдайды. Мұнан соң жүрек босаңсып, диастола кезеңі келеді, тамыр қабырғалары жиырылып толып тұрған қанды одан ары қарай айдайды. Жүректің жиырылуы мен босаңсуы периодты түрде қайталанып, пайда болған қысым әсерінен тамыр қабырғалары тербеліп, 6-8 м/с жылдамдықпен тамырды бойлап тарайды. Бұл тербелісті пульстік толқын немесе пульс деп атайды.

Пульстік толқынның жиілігі жүректің жиырылу жиілігіне тең, ал таралуы жылдамдығы тамыр параметрлеріне тәуелді, бұл тәуелділік Моэнс-Кортевега формуласыымен сипатталады:

,

мұндағы E – тамыр қабырғасының серпімділік модулі, h – тамыр қалыңдығы, d – тамыр диаметрі, r - тамыр затының тығыздығы.

Пульстік толқынның тамыр бойымен таралу жылдамдығы 6-12 м/с тең болады, ол қанның тамыр бойымен ағу жылдамдығы 0,3-0,5 м/с әлде қайда көп, сондықтан аяқ, қол, т.б. жерлерге пульстік толқын аортадағы қан қысымының төмендеуінен тез жетеді. Жүргізілген зерттеулер h/d қатынасының адамдар мен артерия түріне байланыссыз екендігін көрсетті. Олай болса, пульстік толқынның таралу жылдамдығы тек артерия қан тамыры қабырғасының серпімділігіне, яғни Юнг модулінің өзгеруіне ғана байланысты. Осыған байланысты адам жасының ұлғайуына байланысты және кей аурулардың әсерінен (гипертония, атеросклероз) артерия қабырғасының Юнг модулі артады, соның әсерінен пульстік толқынның таралу жылдамдығы қалыпты жағдайдан 2-4 есе артуы мүмкін.

Систол мен диастол кезінде ірі және орта қан тамырларындағы қан қысымдары бірдей емес. Систол (максимал) кезіндегі қан қысымы 110-130 мм.сын. бағанасына тең, ал диастол (минимум) кезіндегі қан қысымы 60-80 мм.сып. бағанасы болады.

р_С

р_Д

1 1

1 2 3 4 5 6 7 8

7 сурет.1- аорта, 2- ірі артериялар, 3-кіші артериялар, 4- артериолалар, 5- капиллярлар, 6- венулалар, 7- вена, 8 – жартылай веналар.

Үлкен қан айналыс шеңберіндегі капиллярлардағы қан қысымы әр 0,75 мм сайын 30 мм.сып.бағанасынан 15 мм.сып.бағ. дейін төмендейді, ал кіші қан айналыс шеңберіндегі капиллярлардағы қан қысымы 7 мм.сып. бағанысына тең. Үлкен қан айнасысы шеңберіндегі венуладағы қан қысымы 15-20 мм.сып.бағанасы болса, кеуде қуысынан тыс аймақтағы ірі веналарда 5-6 мм.сып. бағанасына тең. Жүрек құлақшандағы қан қысымы атмосфералық қысымнан 2-3 мм.сып. бағанасына кем. Төмендегі 7- суретте үлкен қан айналысы шеңберіндегі түрлі тамырлардағы қан қысымының шамасы көрсетілген.

Қан қысымын манжет арқылы өлшеуді алғаш рет итальяндық дәрігер Рива Роччи 1896 жылы ұсынған болатын. Бұл әдісті 1905 жылы орыс дәрігері Н.С.Коротков одан ары дамытты. Бұл әдіс пульстік толқын шығаратын дыбысты тыңдауға (аскультатция) негізделген. Адамның қан қысымын өлшеу үшін білекті орай резинкадан жасалынған манжетті кигізеді. Оған тамырдағы қан ағысы тоқтап, пульс жоғалғанға дейін ауа айдайды (көбіне 220-250 мм.сын.бағ.дейін). Онан соң манжетте орнатылған вентильді жайлап ашып, ауаны шығара бастаймыз, сәлден соң артериядағы қан тамыр бойымен аға бастайды, ағыс турбуленті болғандықтан фонендоскопта шу естіледі, оны Коротков тоны деп атайды, осы мезеттегі манометрдің көрсетуі қанның систолды қысым деп саналады. Манжеттегі ауа қысымын одан ары төмендетіп, артериядағы қан ағысын қалыпты жағдайға алып келеміз, бұл кезде қан ағысы турбулентіден ламинарлы ағысқа айналады, нәтижесінде фонендоскопта Коротко тоны(шуы) жоғалады, бұл кездегі манометр көрсетуі қанның диастолды қысымы деп саналады.

Қазіргі кезеңде қан қысымын жоғары дәлдікпен өлшеуде Доплер эффектісін негізделген әдіс қолданылады. Тамырға кигізілген манжет астына удьтрадыбыс (УД) толқынын шығаратын және оны қабылдайтын қондырғы орнатылады. УД толқыны артерияға бағытталады. Манжеттегі қан қысымы систолды қысымға жеткенде, артерия арқылы қан аға бастайды және тамыр қабырғасы тербеледі, осындай қан тамырынан шағылған УД толқынының жиілігі өзгереді, осы өзгерістер арқылы қан қысымын анықтауға болады.

Қазіргі кезеңде қан қысымын автоматты түрде тәулік бойы тіркейтін (мониторинг) қондырғылар бар. Олар артериялық қысымның шамасын, жүрек ұрысын(пульсті), өлшеу кезінде орын алған қателіктерді тәулік бойы уақытқа сәйкес тіркеп, мониторинг жасауға мүмкіндік береді. Құралда тіркелген мәліметтерді компьютер жадына көшіруге немесе қағазға басып шығауға болады. Артериялық қысымның тәулік мониторингі (АҚТМ-СМАД) бір рет өлшенген қан қысымына салыстырғанда беретін диагностикалық мәліметі көп, сондықтан оны артериялық қан қысымы жоғары ауруларды емдеуде кең түрде қолдануда.

ТАҚЫРЫП БОЙЫНША СТУДЕНТТІҢ ӨЗІ ӨЗІ ТЕКСЕРУІНЕ АРНАЛҒАН ТЕСТ СҰРАҚТАРЫ

1. Гемодинамика деп ...

A. дене қозғалысының заңдылықтарын зерттейтiн биомеханиканың бiр бөлiмi. Оның басты көрсеткіштері болып ....

B. қанның тамыр жүйесiмен ағыуының заңдылықтарын зерттейтiн биомеханиканың бiр бөлiмi. Оның басты көрсеткіштері болып ....

C. сұйықтың жүйемен ағыуының заңдылықтарын зерттейтiн биомеханиканың бiр бөлiмi. Оның басты көрсеткіштері болып ....

1. қан қысымы.

2. құрамы және мөлшерi

3. қысымы және ағысының жылдамдығы

2. Қан қысымы - бұл ...

A. қан тарапынан тамырдың қабырғасына әсер етушi үдеу. Бұл шама...

B. қан тарапынан тамырдың бiрлiк ауданына әсер етушi күш. Бұл шама...

C. қанның жылдамдығын анықтайтын шама. Бұл шама...

D. қанның құрамын бағалайтын шама. Бұл шама...

E. қан тарапынан тамырға әсер етушi жылдамдық. Бұл шама...

1. кг/м² өлшенеді.

2. н/м өлшенеді.

3. Па. өлшенеді.

4.Па/м² өлшенеді.

3. Сызықты жылдамдық ... өрнегiмен анықталады.

A. v = L-t , оның өлшем бірлігі...

B. v = L×t , оның өлшем бірлігі...

C. v = L+t, оның өлшем бірлігі...

D. v = t/L, оның өлшем бірлігі...

E. v = L/t, оның өлшем бірлігі...

1. л/с

2. м/с

3. мл/см

4. км/сағ

4. Көлемдiк жылдамдық Q ... өрнегiмен (мұндағы V- сұйықтың көлемi) анықталады.

A. Q=V/t , оның өлшем бірлігі...

B. Q=V-t , оның өлшем бірлігі...

C. Q=V×t , оның өлшем бірлігі...

D. Q= t /V, оның өлшем бірлігі...

E. Q=V+t, оның өлшем бірлігі...

1. км/сағ

2. мл/с

3. л×с

4. см/сағ

5. Сызықты (v) және көлемдiк (Q) жылдамдықтардың арасындағы байланыс ... өрнегiмен сипатталады.

A. Q= S/v

B. Q=v+S

C. Q=v/S

D. Q=v-S

E. Q=v×S

6. Қан қысымын қалпына келтiретiн негiзгi фармакологиялық дәрi-дәрмектер ... негiзделген.

A. қанның тұтқырлығын көбейтуiне

B. қанның құрамын өзгертуге

C. қанның мөлшерiн өзгертуге

D. тамырлардың қабырғаларын жақсартуға

E. тамырлардың iшкi қуыстылығын кеңітуге

7. Тамыр жүйесiнiң әр- түрлi бөлiгiндегi гемодинамикалық көрсеткiштердiң бiреуi W - гидравликалық кедергi,ол ...

A. W= 8hl/pR⁴ тең және ол...

B. W= 8hl/pR² тең және ол...

C. W= 8 R⁴l/ph тең және ол...

1. тамыр қабырғасының серпiмдiлiгiне тәуелді.

2. қанның тұтқырлығына тәуелді.

3. тамыр радиусына тәуелді.

8. Қанның баяу ағысы кезiнде капиллярлық жүйеде ...

A. | қан мен ұлпа арасында энергия алмасу мах мәнге ие болады

B. | қан мен ұлпа арасында зат алмасу мах мәнге ие болады.

C. |қанның құрамының өзгеруi мах мәнге ие болады

D. |ұлпа құрамының өзгеруi мах мәнге ие болады

E. | қан мен ұлпа арасында ақпарат алмасу мах мәнге ие болады

9. Тамыр жүйесiнiң бойымен қан жылжыған сайын оның ...

A. жылдамдығы артады.

B. орташа қысымы кемидi.

C. жылдамдығы өзгермейдi.

D. орташа қысымы артады.

E. орташа қысымы өзгермейдi.

10. Тамырлар жүйесiндегi қанның қалыпты жағдайлардағы ағысы ... сипатта өтедi.

A. |турбуленттi

B. |ламинарлы

C. |құйынды

D. |үдемелi

11. Қанның кең, тар тамырлары арқылы ағуында үлкен айырмашылықтар бар. Ірі қан тамырларда эритроциттер....

А. бір бірінен алшақтап «тиын түріндегі бағана» тәрізді агрегаттық күй құрайды, ал тамыр тарылғанда...

В. бір біріне жабысып «тиын түріндегі бағана» тәрізді агрегаттық күй құрайды, ал тамыр тарылғанда...

С. бір біріне жабысып «бағана» тәрізді агрегаттық күй құрайды, ал тамыр тарылғанда...

1. қанның жылдамдық градиенті жоғарылайды, соның әсерінен агрегаттық күйдегі эритроциттер бөлшектенеді.

2. қанның жылдамдық градиенті төмендейді, соның әсерінен агрегаттық күйдегі эритроциттер бірігеді.

3. қанның жылдамдық градиенті өзгермейді, соның әсерінен агрегаттық күйдегі эритроциттер бөлшектенбейді.

12. Эритроцит...

А. өте қатты болып келеді, соның салдарынан...

В. өте майысқақ болып келеді, соның салдарынан...

С. өте созылмалы, майысқақ болып келеді, соның салдарынан...

1. оның қос ойыс дискі түріндегі формасы сақталып диаметрі 20 мкм және одан да жоғары болатын тамырлар ішіне оңай кіріп кетеді, бұл эритроцит мембранасының тамырлар қабырғасымен жанасатын ауданын ұлғайтып, ондағы зат алмасуды жақсартады.

2. оның қос ойыс дискі түріндегі формасы деформацияланып, диаметрі 10 мкм жоғары болатын тамырлар ішіне оңай кіріп кетеді, бұл эритроцит мембранасының тамырлар қабырғасымен жанасатын ауданын ұлғайтып, ондағы зат алмасуды жақсартады.

3. оның қос ойыс дискі түріндегі формасы деформацияланып, диаметрі 3 мкм болатын капилляр ішіне оңай кіріп кетеді, бұл эритроцит мембранасының капилляр қабырғасымен жанасатын ауданын ұлғайтып, ондағы зат алмасуды жақсартады.

13. Қан тұтқырлығы қалыпты жағдайда ... болады.

A. 1,7 - 22,9 мПа/с

B. 8,6 - 9,6 мПа/с

C. 10 - 15 мПа/с

D. 4 - 5 мПа/с

E. 0,2 - 0,5 мПа/с

14. Венедағы қан ағысының сызықтық жылдамдығы....

А. кемиді,өйткені...

В. артады, өйткені...

С. өзгермейді, өйткені...

1. вена тамырының саңлауы барлық капиллярларға салыстырғанда көп.

2. вена тамырының саңлауы барлық капиллярларға салыстырғанда аз.

3. вена тамырының саңлауы барлық капиллярларға салыстырғанда тұрақты.

6 дәріс. ЖАРЫҚТЫҢ ЗАТТАРМЕН ӘРЕКЕТІ. ЛЮМИНЕСЦЕНИЯ. ФОТОБИОЛОГИЯЛЫҚ ПРОЦЕСТЕР.

Лекция жоспары

1. Жарықтың жұтылуы

2. Бугер-Бер –Ламберт заңы.

3. Ертіндінің оптикалық тығыздығы.

4. Жұтылу спектрі.

5. Люминесценция, оның түрлері

6. Хемилюминесценция.

7. Фотобиологиялық процестер және фотохимиялық реакциялар.

8. Ультракүлгін сәуленің биологиялық әсері. УК сәулені медицинада қолдану.

Лекция мақсаты:жарықтың денеде жұтылу құбылысын, люминесценция, хемилюменесценция құбылыстарын қарастыру. Жарықтың әсерінен жүретін фотобиологиялық құбылыстарды талдау. УК сәуленің денеге әсерін және оны медицинада қолдануды қарастыру.

Жарық ағыны зат арқылы өткенде, оның энергиясының бір бөлігі ортаның атомдары немесе молекуларын қоздыруға жұмсалады, нәтижесінде жарық энергиясы азаяды. Бұл құбылысты жарықтың жұтылуы деп атайды, шын мәнінде жарықтың жұтылыу деп жарық сәулесінің бір ортамен тарау барысында жарық энергиясының энергияның басқа түріне ауысуы нәтижесінде жарық интенсивтілігінің төмендеуін атайды.

Енді жарықтың интенсивтілігінің азаю (кему) заңдылығын қарастырайық (1сурет).

1 сурет

Қалыңдығы dl болатын жұқа қабаттан монохроматты жарық өткенде оның бастапқы интенсивтілігін кемуі dI, жарық сәулесі өткен қабат қалыңдығына dl, түскен жарықтың бастапқы интенсивтілігіне I пропорционал болын делік. Осы шамалар арасындағы байланысты мына түрдегі дифферциалдық теңдеу арқылы өрнектейік:

dI = -k_l Idl,

мұндағы k_l- ортаның жарықты жұту қабілетін сипаттайтын пропорционалдық коэффициент, оны жұтылудың натуралды көрсеткіші деп атайды, ол жарық толқынының ұзындығына l тәуелді, бірақ интенсивтілігіне тәуелсіз. Теңдеудегі минус таңбасы жарық интенсивтілігінің азаятындығын (кемитіндігін) көрсетеді. Бұл теңдеудің шешімі мына түрде жазылады: