Mi a különbség az aktív és a passzív erők között? Tehetetlenségi nyomatékot hoz a motor tengelyére

Egyezzünk meg abban, hogy szabadnak nevezünk egy testet, ha mozgását semmi nem korlátozza. Azt a testet, amelynek mozgását más testek korlátozzák, nem szabadnak, az adott test mozgásait korlátozó testeket pedig kapcsolatoknak nevezzük. Mint már említettük, az érintkezési pontokon kölcsönhatási erők lépnek fel az adott test és a kapcsolatok között. Azok az erők, amelyekkel a kötések hatnak adott test, kötésreakcióknak nevezzük.

Azokat az erőket, amelyek nem függnek az összefüggésektől, aktív erőknek (adva), az összefüggések reakcióit pedig passzív erőknek nevezzük.

A mechanikában a következő álláspont elfogadott, amit néha a felszabadulás elvének is neveznek: bármely nem szabad test szabadnak tekinthető, ha a kötések hatását az adott testre alkalmazott reakciók helyettesítik.

A statikában a kötések reakciói a test egyensúlyi feltételeivel vagy egyenleteivel teljesen meghatározhatók, melyeket később állítunk fel, de irányuk sok esetben a kötések tulajdonságainak figyelembevételével határozható meg:

A csatlakozások fő típusai:

1. Ha egy szilárd test ideálisan sima (tövis nélküli) felületen nyugszik, akkor a test érintkezési pontja a felülettel szabadon csúszhat a felület mentén, de nem tud elmozdulni a felület normálja mentén. Az ideálisan sima felület reakciója az érintkező felületek közös normálja mentén történik.

Ha a test felülete sima, és egy hegyen nyugszik, akkor a reakció normálisan a test felületére irányul.

2. Gömbcsukló.

3. A hengeres csuklópánt egy rögzített tartó. Egy ilyen hordozó reakciója áthalad a tengelyén, és a reakció iránya tetszőleges lehet (a támasz tengelyével párhuzamos síkban).

4. Hengeres csuklós és mozgatható támaszték.

A STATIKA FŐ FELADATAI.

1. Az erőrendszer létrehozásának problémája: hogyan lehet ezt a rendszert helyettesíteni egy másik, különösen a legegyszerűbb vele egyenértékű rendszerrel?

2. Egyensúlyi probléma: milyen feltételeknek kell teljesülnie egy adott testre ható erőrendszernek, hogy kiegyensúlyozott rendszer legyen?

Az első fő feladat nemcsak a statikában, hanem a dinamikában is fontos. A második probléma gyakran felmerül azokban az esetekben, amikor ismert az egyensúly. Ebben az esetben az egyensúlyi feltételek kapcsolatot teremtenek a testre ható összes erő között. Sok esetben ezen feltételek felhasználásával meg lehet határozni a támasztó reakciókat. Bár a szilárdtest statika érdeklődési köre nem korlátozódik erre, szem előtt kell tartani, hogy a kötési reakciók (külső és belső) meghatározása szükséges a szerkezetek szilárdságának utólagos kiszámításához.

Minden ráható erő mechanikus rendszer, aktív erőkre és reakcióerőkre osztható (megjegyzendő, hogy ez a felosztás külső és belső erőknek is tulajdonítható).

Az aktív erők közé tartoznak a tömegerők, például a gravitációs és a felszíni erők. A felületi erők a testek közvetlen érintkezéséből származnak, és koncentrált és elosztott erőkre oszlanak. A koncentrált erők a test felületének egy nagyon kis területén hatnak, ennek a felületnek egy pontjának határában, például az az erő, amellyel a gőzmozdony húz egy kocsit. Megosztott erő hat a felületi pontok folyamatos gyűjteményére. Ilyen erő például az épület falára ható szélnyomás ereje. A kötésreakciós erők abból a tényből erednek, hogy kötések vannak rákényszerítve a rendszerre. A kényszerek, amint azt a kinematikában tárgyaljuk, korlátozzák a rendszer helyzetét, sebességét és gyorsulását. De az ok, ami megváltoztatja a test sebességét, egy erő. Következésképpen a kapcsolat működése helyettesíthető valamilyen erővel, amelyet reakcióerőnek nevezünk. Például ahhoz, hogy a labda ne essen le a rá ható gravitáció hatására, elegendő az asztalra helyezni. Következésképpen az asztalnak a labdára gyakorolt ​​hatása helyettesíthető valamilyen erővel, amely egyensúlyba hozza a labdát. Ez lesz a reakcióerő. A kötési reakcióerők jellemzője, hogy ezen erők nagysága a rendszerre ható aktív erők nagyságától és irányától, valamint a rendszer mozgásától függ. Például annak az asztalnak a reakcióerejének nagyságát, amelyen a labda fekszik, a labda súlya vagy az aktív erő nagysága határozza meg.

A kötésreakciós erőket gyakran passzív erőknek nevezik.

Példák a kapcsolatokra

Tehát a reakcióerő nagysága a testre ható aktív erőktől függ. De a reakcióerő iránya és alkalmazási pontja bizonyos esetekben csak a kapcsolat jellegétől függ, és mondhatunk valamit ezekről anélkül, hogy tudnánk, mik a rendszerre ható aktív erők. A továbbiakban megfontoljuk tipikus példák technológiában fellelhető összefüggések, amelyek lehetővé teszik a reakcióerő alkalmazási pontjának vagy irányának megítélését.

1. Gömbcsukló. A test gömbcsuklóval történő rögzítése biztosítja a test forgási szabadságát a shariir közepe körül (76. ábra). Egy ilyen test lehetséges mozgása egy fix pont körüli forgása. A reakcióerő ebben az esetben mindig a csuklópánt közepén halad át, de iránya az aktív erők hatásától és a mozgás jellegétől függően eltérő lehet.

2. Hengeres zsanér. A hengeres csuklópánt a test rögzítésének egy fajtája, amikor egy bizonyos rúd mentén el tud forogni és csúszni (77. ábra). Következésképpen a csatlakozás megakadályozza, hogy a test a csuklópánt tengelyére merőleges irányba mozduljon el, és a reakcióerő ebben az irányban fog irányulni.

3. A test rögzítése cérnával. Hagyja, hogy a testet egy cérna felfüggeszti. A menet azon tulajdonsága, hogy csak a húzóerőknek ellenáll, azt jelzi, hogy a menet reakciója a menet mentén irányul (78. ábra), oldalra, ellenkező irányba a nyújtása.

Ha menet helyett merev, súlytalan rudat használunk, amely csuklósan kapcsolódik egy fix ponthoz, akkor a reakció is a rúd mentén a kifejtett aktív erőktől függő irányban irányul.

4. Teljesen sima felület. Legyen a test egyensúlyban, és egy abszolút sima felület szolgáljon kapcsolatául (79. ábra). Ez azt jelenti, hogy a csatlakozás megakadályozza, hogy a test csak a felületre merőleges irányba mozduljon el. Ezért egy ilyen kapcsolat reakciója mindig a normál mentén irányul a test érintkezési pontján lévő felületre.

Csúszó súrlódás

Teljesen sima felületek nem léteznek a természetben. Ezek a felületek absztrakciót képviselnek. A teljesen sima felületek felé közelednek az erősen polírozott felületek és a kenőanyaggal bevont felületek. Amikor létrejön a kapcsolat

a testen valós felület felhasználásával történik, akkor ennek a felületnek a reakciója a test felülettel való érintkezési pontjában a felület érintősíkjában helyezkedik el. A reakció ezen komponensét a súrlódás okozza, és csúszósúrlódási erőnek nevezik.

A súrlódási erő nagysága a test és a felület anyagától függ. Ha a test egyensúlyban van, akkor a súrlódási erőt statikus súrlódásnak nevezzük, amelynek figyelembevételére szorítkozunk.

A súrlódási mechanizmus a mai napig nem kellően tisztázott, vizsgálata kísérleti törvényeken alapul. A súrlódás tehát egy alkalmazott mechanikai diszciplína vizsgálati tárgya, és szigorúan véve nem tartozik az elméleti mechanikához, amely csak a korábban megfogalmazott alapaxiómákon alapul.

Az elméleti mechanika során az alapvető kérdések bevonását a súrlódás vizsgálatába az magyarázza, hogy számos gyakorlati feladat megoldása során a súrlódási erő olyan jelentős szerepet játszik, hogy nem elhanyagolható.

Hagyja, hogy egy test durva felületen feküdjön, a felületre merőleges erővel rászorítva (80. ábra). A test egyensúlyban lesz, mivel az erőt a felület reakciója egyensúlyozza ki. Most a testre a felület érintősíkjában lévő erőt a test felülettel való érintkezésének pontjában alkalmazzuk. Ha kicsi, akkor a test nyugalomban marad. Ez azt jelenti, hogy az erőt egy bizonyos T erő egyensúlyozza ki, amely szintén az érintősíkban fekszik és az F erővel ellentétes irányba irányul; T a súrlódási erő. Ha egy kicsit növeli az erőt, a test továbbra is egyensúlyban marad. Következésképpen a T erő az alkalmazott aktív erő nagyságától függ, amely a testet a felület mentén mozgatja. Erőnél T is nulla. Ezért a súrlódási erő hasonló a kötésreakcióhoz, és passzív erők közé kell sorolni. A kötési reakció és a súrlódási erő között azonban jelentős különbség van. A súrlódási erő egyenlő lesz az erővel, és a növekedéssel csak egy bizonyos pontig növekszik. Amint az erő nagysága meghalad egy bizonyos Tmako értéket, a test mozogni kezd. A Tmax értéke a statikus súrlódási erő maximális értékét jelenti, erre három kísérleti törvényt fogalmaztak meg, amelyek a következők:

1. A súrlódási erő a testek érintkezési felületének érintősíkjában hat. Maximális értéke az értékkel arányos normális reakció

ahol csúszósúrlódási együtthatónak nevezzük.

2. Egy adott súrlódási erő nem függ a súrlódó felületek méretétől.

3. A súrlódási tényező függ a súrlódó testek anyagától, megmunkálásuk pontosságától és a dörzsölő felületek fizikai állapotától (nedvesség, hőmérséklet stb.). Ezek a törvények az úgynevezett száraz súrlódásra vonatkoznak, amikor a testek felületét nem kenik.

E munka tanítása szerint minden dolog mögött két elsődleges törvény áll, amelyeket rendre a Hármas Törvényének, illetve a Hét Törvényének neveznek. Ez a két törvény alapvető.

E tanítás szempontjából az Univerzum létrejön: egyrészt egy teremtett, másrészt egy rendezett Univerzumban élünk. Ha a világegyetem káosz lenne, nem lennének rend és törvények. A kozmosz szó szerint rendet jelent, a káosztól eltérően. Ha a világ káosz lenne, az anyag törvényeinek tanulmányozása stb. lehetetlen lenne. A tudomány nem létezhetett.

A három törvénye a kreativitás három erejének törvénye

Ez a törvény kimondja, hogy minden megnyilvánulásba három erőnek kell belépnie. Az Univerzumban minden megnyilvánulás három erő kombinációjának eredménye. A három erő neve aktív erő, passzív erő és semlegesítő erő.

Az aktív erőt 1. erőnek nevezik.

A passzív erőt 2. erősségnek nevezik.

A Semlegesítő Erőt 3. Erőnek nevezik.

1st Force - kezdeményező erőként határozható meg,

2. Erő - mint ellenállás vagy reakció erő,

3. Erő - mint kiegyenlítő vagy korrelatív elv, vagy összekötő erő, vagy alkalmazási pont.

Ez a három erő a természetben és az emberben egyaránt megtalálható. Az Univerzumban, minden síkon ez a három erő működik. Ők - kreatív erők. Semmi sem jön létre e három erő egyesülése nélkül.

E három erő kombinációja egy triádot alkot. Az egyik triász egy másik hármast hoz létre, mind függőleges, mind vízszintes időskálán. Az Időben, amit események láncolatának nevezünk, az triádok láncolata.

Minden megnyilvánulás, minden kreativitás ezeknek az aktív, passzív és semlegesítő erőknek a közös találkozásából fakad. Az Aktív Erő vagy az 1. Erő önmagában nem tud semmit létrehozni. A Passzív Erő vagy a 2. Erő önmagában nem tud semmit létrehozni. A Semlegesítő Erő vagy a 3. Erő önmagában nem tud semmit létrehozni. A három erő közül egyik kettő sem tud semmit előállítani. Mindhárom erőnek együtt kell találkoznia ahhoz, hogy bármilyen megnyilvánulás vagy kreativitás megvalósulhasson. Ez a következőképpen ábrázolható.

A három erő csak az egyesülésük pontján teremtő, és itt van megnyilvánulás, alkotás, esemény, de másképpen nem. A végtelen számú dolog közül, ami megtörténhet, csak néhány történik ténylegesen, nevezetesen azok, amelyekben ez a három erő együtt találkozik. Ha nem találkoznak mindannyian, akkor semmi sem történhet.

Például, ha az Aktív Erő és a Passzív Erő találkozik, semmi sem történhet, semmilyen esemény nem történhet meg. De ha megjelenik a Semlegesítő Erő, akkor három erő fog működni, és valami megtörténik. A triász jelen lesz. És bárhol, ahol a három erő hármasként találkozik, az eredménynek megnyilvánulásnak kell lennie. Minden triád, három erő minden kombinációja újabb triádot eredményezhet, és megfelelő körülmények között az eredmény triádok láncolata lesz. Az új triász mindig a Semlegesítő Erőből jön, azaz. 3. erő.

A következő hármasban az előző hármas semlegesítő ereje aktív vagy passzív erővé válik. Bizonyos mértékig ugyanúgy összehozza őket, ahogy a támaszpont a skála két oldalát hozza összhangba. A semlegesítő Erő nélkül az Aktív és Passzív Erők kiiktatnák egymást, mert egymással szemben állnak. Ellentétei. Az összekötő vagy kötőerő köztes az aktív és passzív erők között. A megfelelő közömbösítő erő jelenléte esetén az aktív és passzív erő már nem haszontalanul szembehelyezkedik egymással, hanem olyan munkakapcsolatba kerül, amely megnyilvánulást hoz létre.

Nyers példa a szélmalom. Az aktív és generatív Erő a szél. Passzív és rezisztív Erő - szerkezet. A forgó szárnyak kapcsolatot biztosítanak a szélnyomás és a szerkezeti ellenállás között, és megtörténik a megnyilvánulás. Ha nincsenek szárnyak, vagy ha egy szerkezet elpusztul, vagy ha nincs szél, akkor nincs megnyilvánulás. Ez csak egy nagyon durva illusztráció.

2. rész Aktív, passzív és semlegesítő erők

A semlegesítő erő minőségének változása nemcsak az erők viszonyát változtatja meg a hármasban, hanem megfordíthatja az aktív és passzív erőket is. Amikor az élet a Semlegesítő Erő, a személyiség aktív az emberben, a lényeg pedig passzív.

Ha a mű semlegesítő erő, akkor a helyzet megfordul - a lényeg, vagyis az igazi rész válik aktívvá, a személyiség vagy a szerzett rész pedig passzívvá válik.

Ebben az esetben újra át kell gondolnunk a kereszt függőleges és vízszintes vonalának jelentését. Elképzelhetjük, hogy a mű Semlegesítő Ereje függőleges irányból lép be minden pillanatba, és csak akkor érezhető, amikor az ember megszűnik azonosulni az Idő dolgaival, és önmagára emlékezik.

A Három Erő tanulmányozása azzal kezdődik, hogy tanulmányozzuk őket magunkban. Ahogy mondtuk, a Három Erő létezik a természetben és az emberben. Nagyon nehéz látni a Három Erőt. Először pszichológiailag kell tanulmányozni őket, vagyis azt, hogy önmagunkban hogyan léteznek, introspekción keresztül. Az aktív erőt vagy az 1. erőt úgy vehetjük fel, ahogy valaki akarja. Ez elsősorban attól függ, hogy mennyit kell előrelépni. Lehetetlen látni a 3. Erőt, hacsak nem látja az 1. Erőt és a 2. Erőt.

A 2. Erő vagy az Ellenállás Erője mindenben létezik. Mindenre, amit akarunk, elkerülhetetlenül van egy ellenállás. Ha az emberek ezt megértik, nem fognak hibáztatni, és úgy érzik, hogy nehézségeik egyediek. A cél kialakításánál a 2. Erővel kell számolni, különben a cél megvalósulatlan marad.

Ha kitűz egy célt, ki kell számolnia annak fenntartási költségét. Ha így tesz, valószínűleg reálisabbá és gyakorlatiasabbá teszi a célját. A cél nem lehet túl nehéz. Bármi, ami útjába áll a célod megtartásának, az a 2. Erő, az Ellenállás Ereje. Tegyük fel, hogy mesterséges időcélt tűztél ki, hogy egész nap nem ülsz le. Ekkor egy második erőt fogsz észrevenni magadon ezzel a céllal kapcsolatban - nevezetesen, hogy mi akadályoz, mi akadályoz, hogy elérd ezt a célt, a különböző „én”-ek, különböző érvek stb. A 2. haderő természetét természetesen az 1. haderő természete határozza meg, ebben az esetben a célt, amit meg akarsz tartani.

Ne próbálja meg látni a 3. Erőt. Elsőre teljesen haszontalan. De próbálja meg látni az 1. Erőt, majd a 2. Erőt. Nem láthatod a 2. Erőt, hacsak nem látod az 1. Erőt. Ez az 1. Erő, amely a 2. Erőt jeleníti meg. Ha nem akarsz semmit, akkor nincs 2. Erő, ami a vágyunkat illeti. Az emberek gyakran azt sem tudják, hogy az 1. Erő bennük van, vagyis nem tudják, mit is akarnak valójában. Időnként kérdezd meg magadtól: „Mit akarok?” Őszintének kell lennie, amikor azt válaszolja, amit igazán szeretne.

A kreativitás első felvonásában az Abszolútból kiinduló Három Erőt az Abszolút Egyetlen Akarata és az egymással való kölcsönös kapcsolatuk, mint aktív, passzív és semlegesítő, kondicionálja. Ezek az erők elsődleges szintjükön mind tudatosak, bár már korlátozottak.

3. rész Mi a hatalom

Nagyobb lehetőségünk van önmagunk megfigyelésére, mint a külvilág megfigyelésére. Nagyon keveset élünk a külvilágban, ami idegen számunkra. Időnként tudatában vagyunk, de nagyon keveset veszünk észre. Ezerszer elhaladhatunk ugyanazon ház mellett, és nem tudjuk leírni. Valójában sokkal állandóbbak vagyunk önmagunk számára, mint a világ. Ez az egyik oka annak, hogy a Három Erő tanulmányozása az önvizsgálattal kezdődik. Emlékezned kell arra is, hogy az erő láthatatlan, és közvetlenebb kapcsolatunk a láthatatlannal az önvizsgálaton keresztül jön létre.

Meg kell értened, hogy amikor megpróbálod tanulmányozni az erők kérdését, akkor nem a dolgokat tanulmányozod. Például a vágy egy erő, nem egy dolog. A gondolatok láncolata erő, nem dolog. Az ötlet erő – nem dolog.

Az egyik oka annak, hogy oly sok nehézséget okoz számunkra a három erő megértése, hogy megpróbálunk mindent egy erőnek tekinteni. Az erőt egynek tekintjük, és mindenben, ami bármilyen megnyilvánulásban történik, minden esetben arra törekszünk, hogy csak egy erőt lássunk. Egy erőnek tulajdonítjuk. Egy eseményben egy akciót látunk. Ez részben annak tudható be, hogy képtelenek vagyunk jellemzően több dologra gondolni egyszerre. Néha két dologban gondolkodunk, de három dologban gondolkodni rajtunk kívül, vagyis a formatív gondolkodáson kívül esik. Egy eseménynek például mindig jónak vagy rossznak, helyesnek vagy rossznak kell lennie számunkra. Egyetlen cselekvést látunk benne, ráadásul nem is gondolunk az eseményekre, mint az erők hatására. Látunk egy almát leesni a fáról, és csak azt látjuk, hogy most a földön fekszik. Látunk egy mágnest, amely vonzza vagy taszítja az iránytű egyik pólusát.

Mindezt látjuk, de alig gondolunk erőkre – ebben az esetben nyilván különféle erőkre. Észre sem vesszük, hogyan változnak az erők számunkra. Egyik pillanatban vonz minket egy dolog, a következő pillanatban pedig ugyanaz a dolog taszít. Vagy elrugaszkodunk, és akkor jön egy ötlet, és vonzódunk.

Nem vesszük észre, hogy egy dolog egy időben egy erőt vezet, máskor pedig - ellentétes erő. Ugyanígy változik az emberhez való hozzáállásunk is. Vagyis az ember jelváltozást él át számunkra, ami azt jelenti, hogy az erőhármasban, amit a kapcsolat hoz létre, az erők változása következett be - például a mechanikus szerelem gyűlöletté, a mechanikus bizalom gyanakvásba fordulhat stb. Ezenkívül az emberi élet minden hétköznapi megnyilvánulása az erők és ezekben az erők változásai miatt következik be. Nem azt kérem, hogy ilyen esetekben határozd meg az erőket, hanem jegyezd meg.

A Három Erőt elméletileg nem lehet tanulmányozni. Az egyetlen gyakorlati módszer a bennünk lévő három erő tanulmányozására, ha teszünk valamit. Ez alatt a három erő önmagunkban való utánzását vagy megtestesülését értjük, valamilyen más erőhöz viszonyítva, vagy 1) bennünk ható, 2) külső események. PÉLDÁK.

Küldje el a jó munkát a tudásbázis egyszerű. Használja az alábbi űrlapot

Diákok, végzős hallgatók, fiatal tudósok, akik a tudásbázist tanulmányaikban és munkájukban használják, nagyon hálásak lesznek Önnek.

közzétett http://www.allbest.ru/

közzétett http://www.allbest.ru/

1. Sejtmembrán: definíció, membránfunkciók, fizikai tulajdonságok

A sejtmembrán egy ultravékony film a sejt vagy sejtszervecskék felszínén, amely lipidek bimolekuláris rétegéből áll, beágyazott fehérjékkel és poliszacharidokkal.

A membrán funkciói:

· Barrier – szabályozott, szelektív, passzív és aktív anyagcserét biztosít a környezettel. Például a peroxiszóma membrán megvédi a citoplazmát a sejtre veszélyes peroxidoktól. A szelektív permeabilitás azt jelenti, hogy a membrán áteresztő különböző atomok vagy molekulák méretétől, elektromos töltésétől és kémiai tulajdonságaitól függ. A szelektív permeabilitás biztosítja, hogy a sejt és a sejtrekesz elkülönüljön a környezettől és el legyen látva a szükséges anyagokkal.

· Szállítás – az anyagok sejtbe és sejtből történő szállítása a membránon keresztül történik. A membránokon keresztül történő szállítás biztosítja: szállítás tápanyagok, törlés végtermékek anyagcsere, különféle anyagok szekréciója, iongradiensek létrehozása, optimális pH és ionkoncentráció fenntartása a sejtben, melyek a sejtenzimek működéséhez szükségesek. Olyan részecskék, amelyek bármilyen okból nem képesek átjutni a foszfolipid kettősrétegen (például hidrofil tulajdonságok miatt, mivel a belsejében lévő membrán hidrofób és nem engedi át a hidrofil anyagokat, vagy nagy méretük miatt), de szükségesek a sejt számára , speciális hordozófehérjéken (transzportereken) és csatornafehérjéken keresztül vagy endocitózissal áthatolhatnak a membránon. A passzív transzport során az anyagok átjutnak a lipid kettős rétegen anélkül, hogy diffúzió útján energiát pazarolnának a koncentrációgradiens mentén. Ennek a mechanizmusnak egy változata a megkönnyített diffúzió, amelyben egy adott molekula segíti az anyagot átjutni a membránon. Ennek a molekulának lehet egy csatornája, amelyen csak egyfajta anyag jut át. Az aktív transzport energiát igényel, mivel koncentrációgradiens ellenében történik. A membránon speciális pumpás fehérjék találhatók, köztük az ATPáz, amely aktívan pumpálja a káliumionokat (K +) a sejtbe, és nátriumionokat (Na +) pumpál ki belőle.

· mátrix - biztosítja a membránfehérjék bizonyos relatív helyzetét és orientációját, optimális kölcsönhatásukat.

· mechanikus - biztosítja a sejt autonómiáját, intracelluláris struktúráit, valamint más sejtekkel (szövetekben) való kapcsolatot. A sejtfalak nagy szerepet játszanak a mechanikai működés biztosításában, állatoknál pedig az intercelluláris anyag.

· energia - a kloroplasztiszokban a fotoszintézis és a mitokondriumokban a sejtlégzés során azok membránjaiban energiatranszfer rendszerek működnek, amelyekben fehérjék is részt vesznek;

· receptor - a membránban elhelyezkedő fehérjék egy része receptor (molekulák, amelyek segítségével a sejt bizonyos jeleket érzékel). Például a vérben keringő hormonok csak azokra a célsejtekre hatnak, amelyek rendelkeznek ezeknek a hormonoknak megfelelő receptorokkal. Neurotranszmitterek ( vegyi anyagok, biztosítva az idegimpulzusok vezetését) a célsejtek speciális receptorfehérjéihez is kötődnek.

· enzimatikus – a membránfehérjék gyakran enzimek. Például a bélhámsejtek plazmamembránjai emésztőenzimeket tartalmaznak.

· biopotenciálok generálásának és vezetésének megvalósítása. A membrán segítségével a sejtben állandó ionkoncentrációt tartanak fenn: a sejten belül a K + ion koncentrációja sokkal magasabb, mint a külső, a Na + koncentrációja pedig sokkal alacsonyabb, ami nagyon fontos, hiszen ez biztosítja a potenciálkülönbség fenntartását a membránon és az idegimpulzus generálását.

· sejtjelölés – a membránon antigének vannak, amelyek markerként működnek – „címkék”, amelyek lehetővé teszik a sejt azonosítását. Ezek glikoproteinek (vagyis olyan fehérjék, amelyekhez elágazó oligoszacharid oldalláncok kapcsolódnak), amelyek az „antennák” szerepét töltik be. Az oldalláncok számtalan konfigurációja miatt lehetséges, hogy minden sejttípushoz specifikus markert készítsünk. A markerek segítségével a sejtek felismerhetnek más sejteket, és azokkal együtt tudnak működni, például szervek és szövetek kialakításában. Ez azt is lehetővé teszi, hogy az immunrendszer felismerje az idegen antigéneket.

Néhány fehérje molekulák szabadon diffundál a lipidréteg síkjában; normál állapotban a sejtmembrán különböző oldalain felbukkanó fehérjemolekulák részei nem változtatják helyzetüket.

A sejtmembránok speciális morfológiája határozza meg elektromos jellemzők, amelyek közül a legfontosabb a kapacitás és a vezetőképesség.

A kapacitív tulajdonságokat elsősorban a foszfolipid kettős réteg határozza meg, amely a hidratált ionok számára áthatolhatatlan, ugyanakkor elég vékony (kb. 5 nm), hogy lehetővé tegye a hatékony töltésleválasztást és tárolást, valamint a kationok és anionok elektrosztatikus kölcsönhatását. Emellett a sejtmembránok kapacitív tulajdonságai az egyik oka annak, ami meghatározza a sejtmembránokon végbemenő elektromos folyamatok időbeli jellemzőit.

A vezetőképesség (g) az elektromos ellenállás reciproka és egyenlő az aránnyal a teljes transzmembrán áram nagysága egy adott ionra a transzmembrán potenciálkülönbséget meghatározó értékre.

Különféle anyagok diffundálhatnak át a foszfolipid kettősrétegen, és a permeabilitás mértéke (P), azaz a sejtmembrán azon képessége, hogy képes-e átjutni ezeken az anyagokon, függ a diffúziós anyag membrán két oldalán lévő koncentrációjának különbségétől, oldhatóságától. a lipidekben és a sejtmembrán tulajdonságaiban. A töltött ionok diffúziós sebessége feltételek mellett állandó mező a membránban az ionok mobilitása, a membrán vastagsága és az ionok membránban való eloszlása ​​határozza meg. A nemelektrolitok esetében a membrán permeabilitása nem befolyásolja vezetőképességét, mivel a nem elektrolitok nem hordoznak töltéseket, azaz nem hordozhatnak elektromos áramot.

A membrán vezetőképessége az ionpermeabilitásának mértéke. A vezetőképesség növekedése a membránon áthaladó ionok számának növekedését jelzi.

A biológiai membránok fontos tulajdonsága a folyékonyság. Valamennyi sejtmembrán mozgékony folyékony szerkezet: lipid- és fehérjemolekuláinak többsége elég gyorsan képes mozogni a membrán síkjában.

2. A membrán folyadékkristályos modellje. Membránfehérjék, lipidek, szénhidrátok funkciói. Lipidek oldalirányú diffúziója és flip-flop átmenete. Mesterséges membránok. Liposzómák

A folyadékkristályos modellt jelenleg a szervezet modelljeként ismerik el. Singer és Nicholson javasolta először 1972-ben. E modell szerint minden membrán alapja egy foszfolipid kettős réteg. A foszfolipid molekulák úgy vannak orientálva, hogy hidrofil fejük kifelé nyúlik és a membrán külső és belső felületét alkotja, hidrofób farkuk pedig a bimolekuláris réteg közepe felé irányul. Úgy tűnik, hogy a fehérjék a lipidrétegben lebegnek. A felszíni fehérjék a membrán külső és belső felületén helyezkednek el, elsősorban elektrosztatikus erők által visszatartva. Az integrált fehérjék közvetlenül a kettős rétegen keresztül tudnak behatolni. Az ilyen fehérjék a sejtek szelektív permeabilitásának fő komponensei. membránok.

A biológiai membránok a foszfolipideken és fehérjéken kívül más vegyi anyagokat is tartalmaznak. vegyületek (koleszterin, glikolipidek, glikoproteinek).

A membránfehérjék funkciói. Egyes membránfehérjék kis molekulák sejtmembránon való szállításában vesznek részt, megváltoztatva annak permeabilitását. A membrán transzport fehérjék csatornafehérjékre és hordozófehérjékre oszthatók. A csatornafehérjék belső vízzel töltött pórusokat tartalmaznak, amelyek lehetővé teszik az ionok (ioncsatornákon keresztül) vagy vízmolekulák áthaladását a membránon. Sok ioncsatorna csak egy ion szállítására specializálódott; Így a kálium- és nátriumcsatornák gyakran megkülönböztetik ezeket a hasonló ionokat, és csak az egyiket engedik át. A hordozó fehérjék megkötik az egyes szállított molekulákat vagy ionokat, és az ATP energiáját felhasználva aktív transzportot tudnak végrehajtani. A mókusok is játszanak fontos szerep sejtjelátviteli rendszerekben, az immunválasz során és a sejtekben. ciklus.

A membrán szénhidrátok funkciói. A plazmamembrán glikolipidei és glikoproteinek szénhidrát része mindig a membrán külső felületén helyezkedik el, érintkezve sejtközi anyag. A poliszacharidok a fehérjékkel együtt antigénként működnek a sejtfejlődés során. immunitás. Részt vesznek a glikoproteinek szállításában, céljuk felé irányítva azokat a sejtben vagy annak felszínén.

Fő funkció membrán lipidek az, hogy kétrétegű mátrixot alkotnak, amellyel a fehérjék kölcsönhatásba lépnek.

Az oldalirányú diffúzió a lipid- és fehérjemolekulák kaotikus hőmozgása a membrán síkjában. Az oldalirányú diffúzió során a közeli lipidmolekulák hirtelen helyet cserélnek, és az ilyen egymást követő egyik helyről a másikra ugrások eredményeként a molekula a membrán felületén mozog. A molekulák átlagos négyzetes mozgása a diffúzió során t idő alatt az Einstein-képlet segítségével becsülhető meg: Sq = 2cor(Dt), ahol D az együttható. lat. molekula diffúziója.

Az integrált fehérjék membránban történő laterális diffúziója korlátozott, ennek oka nagy méretük és más membránokkal való kölcsönhatásuk. fehérjék. A membránfehérjék nem mozognak a membrán egyik oldaláról a másikra ("flip-flop" ugrások), mint a foszfolipidek.

A molekulák mozgását a sejtmembrán felszíne mentén t idő alatt kísérletileg határoztuk meg a fluoreszcens jelölések - fluoreszcens molekulacsoportok - módszerével. Kiderült, hogy egy foszfolipid molekula másodpercenkénti átlagos négyzetes mozgása az eritrocita membrán felülete mentén 5 mikronos távolságnak felel meg, ami összemérhető a sejtek méretével. A fehérjemolekulák hasonló értéke 0,2 µm/s volt.

Az Einstein-képlet alapján számított együtthatók. diffúzió a lipideknél 6 * 10 (v -12 st) kV.m/s, a fehérjéknél - körülbelül 10 (v - 14 st) kV.m/s.

Egy molekula egyik helyről a másikra ugrásának gyakorisága a lat miatt. A diffúzió a következő képlettel kereshető: v = 2cor(3D/f), ahol f a membránon egy molekula által elfoglalt terület.

A mesterséges membrán általában egy merev, szelektíven áteresztő válaszfal, amely a tömegátadó berendezést két munkazónára osztja, amelyekben az elválasztott keverék különböző nyomásait és összetételét tartják fenn. A membránok sík lemezek, csövek, kapillárisok és üreges szálak formájában készülhetnek. A membránok membránrendszerekbe vannak rendezve. A leggyakoribb mesterséges membránok a polimer membránok. Bizonyos körülmények között előnyösen alkalmazhatók kerámia membránok. Egyes membránok a membránműveletek széles skálájában működnek, mint például mikroszűrés, ultraszűrés, fordított ozmózis, pervaporáció, gázelválasztás, dialízis vagy kromatográfia. Az alkalmazás módja a membránban található funkcionalitás típusától függ, amely a méretszigetelésen, a kémiai affinitáson vagy az elektrosztatikán alapulhat.

Liposzómák. vagy foszfolipid vezikulák (vezikulák), általában száraz foszfolipidek vízben való duzzasztásával vagy lipidek oldatának vízbe injektálásával nyerhetők. Ebben az esetben egy bimolekuláris lipidmembrán önszerveződése következik be. Ebben az esetben az összes nem poláris hidrofób farok a membrán belsejében található, és egyikük sem érintkezik poláris vízmolekulákkal, de gyakrabban gömb alakú, többrétegű liposzómákat kapnak, amelyek több bimolekuláris rétegből állnak - többrétegű liposzómák.

A többrétegű liposzóma egyes bimolekuláris rétegeit vizes közeg választja el egymástól. A lipidrétegek vastagsága a lipidek jellegétől függően 6,5-7,5 nm, a köztük lévő távolság pedig 1,5-2 nm. A többrétegű liposzómák átmérője 60 nm és 400 nm vagy több között van. Az egyrétegű liposzómák különféle módszerekkel állíthatók elő, például többrétegű liposzómák szuszpenziójából, ultrahangos kezeléssel. Az egyrétegű liposzómák átmérője 25-30 nm. A liposzómák valamilyen módon a sejt prototípusai. Mintaként szolgálnak a kutatáshoz különféle tulajdonságok osztály membránok A liposzómák közvetlen alkalmazást találtak a gyógyászatban (foszfolipid mikrokapszula gyógyszerek bejuttatására bizonyos szervekés szövetek). A liposzómák nem mérgezőek, és teljesen felszívódnak a szervezetben.

3. Nem elektrolitok szállítása a sejtmembránokon keresztül. Egyszerű diffúzió. Fick egyenlete. Könnyített diffúzió: transzportmechanizmusok (mobil, fix hordozók), különbség az egyszerű diffúziótól

A nem elektrolitok (cukrok, aminosavak és nukleotidok, víz) sejtmembránokon keresztül történő szállítása a membránba merített transzportfehérjék vagy lipidek által kialakított pórusok segítségével történik.

Az egyszerű diffúzió a molekulák kaotikus hőmozgása következtében egy anyag spontán mozgása magasabb koncentrációjú helyekről alacsonyabb koncentrációjú helyekre. Az anyag diffúzióját a lipid kettős rétegen a membrán koncentrációgradiense okozza

Fick egyenlete:

J m = - D dC/ dx

J m az anyag áramlási sűrűsége.

dC/dx - koncentráció gradiens

D- diffúziós együttható

„-” - a diffúzió nagyobb koncentrációjú helyről alacsonyabb koncentrációjú helyre irányul

214. oldal - Antonov.

Fick fluxussűrűség

J m = -DdC/dx = -D(C m 2 - C m 1)/1 = D(C m 1 - C m 2)/L

C m - egy anyag koncentrációja az egyes felületek közelében

L a membrán vastagsága.

A diffúzió egy másik típusát fedezték fel a biológiai membránokban – a megkönnyített diffúziót. A megkönnyített diffúzió a hordozómolekulák részvételével történik. A megkönnyített diffúzió olyan helyekről történik, ahol nagyobb az átvitt anyag koncentrációja a kisebb koncentrációjú helyekre. Nyilvánvalóan a megkönnyített diffúzió magyarázza az aminosavak, cukrok és más biológiailag fontos anyagok biológiai membránokon keresztül történő átjutását is.

A könnyített és az egyszerű diffúzió közötti különbségek:

1) az anyag átvitele hordozó részvételével sokkal gyorsabban megy végbe;

2) a könnyített diffúziónak telítési tulajdonsága van: a membrán egyik oldalán növekvő koncentrációval az anyag fluxussűrűsége csak egy bizonyos határig növekszik, amikor az összes hordozómolekula már foglalt;

3) elősegített diffúzió mellett verseny figyelhető meg a szállított anyagok között olyan esetekben, amikor a hordozó különböző anyagokat szállít; Ezenkívül egyes anyagok jobban tolerálhatók, mint mások, és egyes anyagok hozzáadása megnehezíti mások szállítását;

4) vannak olyan anyagok, amelyek blokkolják a megkönnyített diffúziót - erős komplexet képeznek a hordozó molekulákkal.

A könnyített diffúzió egyik fajtája a membránon keresztül meghatározott módon rögzített hordozómolekulák segítségével történő transzport. Ebben az esetben a szállított anyag egy molekulája az egyik hordozómolekuláról a másikra kerül át, mintha váltóversenyben zajlana.

4. Ionok transzportja a sejtmembránokon keresztül. Elektrokémiai potenciál. Tiorell egyenlet. Nerst-Planck egyenlet. Az egyenlet jelentése

Az élő rendszerek a szervezet minden szintjén nyitott rendszerek, ezért az anyagok biológiai membránokon keresztül történő szállítása az élet elengedhetetlen feltétele. Nagyon fontos az anyagok szállításának leírására az elektrokémiai potenciál fogalma van.

Kémiai potenciál ennek az anyagnak egy olyan mennyiség, amely számszerűen egyenlő az anyag 1 móljára jutó Gibbs-energiával.

Matematikailag a kémiai potenciált a Gibbs-energia G parciális deriváltjaként határozzuk meg a k-adik anyag mennyiségére vonatkoztatva, állandó T hőmérsékleten, P nyomáson és az összes többi anyag m1 mennyiségére:

m (mu) = (dG/dmk)P,T,m1

Hígított oldathoz:

m = m0 +RTlnC,

ahol m0 a standard kémiai potenciál, számszerűen egyenlő egy adott anyag kémiai potenciáljával 1 mol/l oldatban.

Az elektrokémiai potenciál (mu kötőjellel) egy olyan érték, amely számszerűen egyenlő az elektromos térbe helyezett adott anyag 1 móljára eső G Gibbs-energiával.

Híg oldatokhoz

m (mu kötőjellel) = m0 + RTlnC + zFф(phi),

ahol F = 96500 C/mol a Faraday-szám, z az elektrolit ion töltése.

Az anyagok biológiai membránokon keresztül történő szállítása 2 fő típusra osztható: passzív és aktív.

A passzív transzport egy anyag átvitele nagy elektrokémiai potenciállal rendelkező helyekről alacsonyabb értékű helyekre. A passzív transzport a Gibbs-energia csökkenésével megy végbe, ezért ez a folyamat spontán, energiafelhasználás nélkül is megtörténhet. Típusai: ozmózis, szűrés, diffúzió (egyszerű és könnyű).

Az aktív transzport az anyag átvitele alacsonyabb értékű elektrokémiai potenciállal rendelkező helyekről magasabb értékű helyekre. A Gibs energia növekedése kíséretében nem spontán, hanem csak ATP ráfordításával fordulhat elő.

A jm anyag fluxussűrűsége passzív transzport során megfelel a Theorell-egyenletnek:

Jm = -UCdm(mu vonallal)/dx,

ahol U a részecskék mobilitása, C a koncentráció. A mínusz jel azt jelzi, hogy az átvitel a csökkenő elektrokémiai hatás irányába történik. lehetséges.

Egy anyag áramlási sűrűsége egy olyan érték, amely számszerűen megegyezik az egységnyi idő alatt áthaladó anyag mennyiségével, amely az átvitel irányára merőleges egységnyi felületen történik:

jm = m/S*t (mol/kV.m*s)

Az elektrokémiai potenciál kifejezését behelyettesítve a Nernst-Planck egyenletet kapjuk híg oldatokra m0 = const mellett:

jm = -URTdC/dx - UczFdф(phi)/dx.

A Nernst-Planck egyenlet az ionok passzív transzportjának folyamatát írja le az elektrokémiai potenciál területén. A töltött ionok áramlása arányos az elektrokémiai potenciál gradienssel az x tengely irányában, és függ az ionok mobilitásától és koncentrációjától:

Ahol F a Faraday-szám, Z az ion vegyértéke, T pedig abszolút hőmérséklet, R-gáz állandó, a membrán elektromos potenciálja.

Tehát két oka lehet az anyagátvitelnek a passzív transzport során: a dC/dx koncentrációgradiens és a df/dx elektromos potenciálgradiens.

A gradiensek előtti mínusz jelek azt jelzik, hogy a koncentrációgradiens okozza az anyag átvitelét nagyobb koncentrációjú helyekről alacsonyabb koncentrációjú helyekre, az elektromos potenciálgradiens pedig pozitív töltések átvitelét magasabb potenciállal rendelkező helyekről alacsonyabb potenciálú helyekre. .

5. Ioncsatornák. Meghatározás. Molekuláris tervezés. Szelektív szűrő. Az iontranszport mechanizmusa ioncsatornán keresztül

Az ioncsatornák pórusképző fehérjék (egyetlen vagy teljes komplexek), amelyek fenntartják az összes élő sejt sejtmembránjának külső és belső oldala között fennálló potenciálkülönbséget. A transzportfehérjékhez tartoznak. Segítségükkel az ionok elektrokémiai gradienseik szerint mozognak a membránon keresztül.

Az IC-k összetett szerkezetű fehérjékből állnak. Az IR fehérjék bizonyos megerősítést kapnak, transzmembrán pórust képeznek, és a membrán lipidrétegébe „varródnak”. A csatornafehérje komplex egy fehérjemolekulából vagy több fehérje alegységből állhat, amelyek szerkezetükben azonosak vagy eltérőek. Ezeket az alegységeket különböző gének kódolhatják, külön-külön szintetizálhatják a riboszómákon, majd egy teljes csatornává állíthatják össze. A domének egy csatornafehérje vagy alegységek egyedi, tömören kialakított részei. A szegmensek egy csatornaképző fehérje részei, amelyek feltekerednek és összefűzik a membránt. Szinte minden IC tartalmaz szabályozó doméneket az alegységeiben, amelyek különböző szabályozó anyagokhoz (szabályozó molekulákhoz) kötődhetnek, és ezáltal megváltoztathatják a csatorna állapotát vagy tulajdonságait. A potenciál-aktivált IR-ben az egyik transzmembrán szegmens egy speciális pozitív töltésű aminosavkészletet tartalmaz, és a membrán elektromos potenciáljának érzékelőjeként működik. Az IC kiegészítő alegységeket is tartalmazhat, amelyek modulációs, szerkezeti vagy stabilizáló funkciókat látnak el. Az ilyen alegységek egyik osztálya intracelluláris, amely teljes egészében a citoplazmában található, a második pedig a membrán, mert a membránon átívelő transzmembrán doménjeik vannak.

Az ioncsatornák tulajdonságai:

1) A szelektivitás az IR szelektív megnövekedett permeabilitása bizonyos ionok esetében. Más ionok esetében az áteresztőképesség csökken. Ezt a szelektivitást a szelektív szűrő határozza meg - a csatorna pórusának legszűkebb pontja. A szűrőnek a szűk méretek mellett lokális is lehet elektromos töltés. Például a kation-szelektív csatornák szelektív szűrőjük tartományában általában negatív töltésű aminosavak találhatók a fehérjemolekulában, amelyek magukhoz vonzzák a pozitív kationokat és taszítják a negatív anionokat, megakadályozva, hogy átjussanak a pórusokon.

2) A szabályozott permeabilitás az a képesség, hogy a csatornán bizonyos szabályozási hatások hatására kinyíljon vagy zárjon.

3) Az inaktiválás egy ioncsatorna azon képessége, hogy bizonyos idővel a nyitása után automatikusan csökkenti a permeabilitását még abban az esetben is, ha az aktiváló tényező, amely megnyitotta, továbbra is hat.

4) A blokkolás egy ioncsatorna azon képessége, hogy anyagok - blokkolók hatására - rögzítse valamelyik állapotát, és ne reagáljon a szokásos szabályozó hatásokra. A blokkolást a blokkolóknak nevezett anyagok okozzák, amelyeket antagonistáknak, blokkolóknak vagy lítikusoknak nevezhetünk.

5) A plaszticitás egy ioncsatorna azon képessége, hogy megváltoztatja tulajdonságait, jellemzőit. A legelterjedtebb plaszticitást biztosító mechanizmus a membrán belső oldalán lévő csatornafehérjék aminosavainak foszforilációja protein kináz enzimek által.

Az ioncsatornák működnek:

Ligand-kapuzott ioncsatornák

Ezek a csatornák akkor nyílnak meg, amikor egy adó a külső receptorokhoz kötődik, és megváltoztatja a megerősítést. Amikor kinyitják, ionokat engednek be, ezáltal megváltoztatják a membránpotenciált. Ligand - függő csatornák szinte érzéketlen a membránpotenciál változásaira. Elektromos potenciált hoznak létre, melynek erőssége a szinaptikus hasadékba belépő adó mennyiségétől és ott tartózkodási idejétől függ.

Potenciálfüggő ioncsatornák

Ezek a csatornák felelősek az akciós potenciálok terjedéséért, és a membránpotenciál változásaira válaszul nyitnak és zárnak. Például a nátriumcsatornák. Ha a membránpotenciál a nyugalmi potenciálon marad, a nátriumcsatornák bezáródnak, és nincs nátriumáram. Ha a membránpotenciál pozitív irányba tolódik el, a nátriumcsatornák megnyílnak, és a nátriumionok egy koncentrációgradiens mentén kezdenek bejutni a sejtbe. 0,5 ms-mal az új membránpotenciál létrehozása után ez a nátriumáram eléri a maximumot. És néhány ezredmásodperc után majdnem nullára esik. Ez azt jelenti, hogy a csatornák egy idő után bezáródnak az inaktiváció miatt, még akkor is, ha a sejtmembrán depolarizált marad. De miután zártak, eltérnek attól az állapottól, amelyben a nyitás előtt voltak, most nem tudnak kinyílni a membrán depolarizációjára reagálva, vagyis inaktiváltak. Ebben az állapotban maradnak mindaddig, amíg a membránpotenciál vissza nem tér az eredeti értékére, és el nem telik egy több ezredmásodperces helyreállítási időszak.

6. Ionok aktív transzportja. Membránszivattyú. Meghatározás. A nátrium-kálium pumpa molekuláris felépítése

Az aktív transzport egy anyag átvitele alacsonyabb elektrokémiai potenciállal rendelkező helyekről magasabb értékű helyekre. Az aktív transzport a membránban a Gibbs-energia növekedésével jár együtt, nem spontán, hanem csak az ATP hidrolízisének folyamata kíséri, vagyis az ATP nagy energiájú kötéseiben tárolt energia felhasználása miatt. Az anyagok biológiai membránokon keresztül történő aktív transzportja nagy jelentőséggel bír. Az aktív transzport hatására a szervezetben koncentrációgradiensek, elektromos potenciálgradiensek, nyomásgradiensek stb. jönnek létre, támogatva az életfolyamatokat.

A membránszivattyú egy térfogatszivattyú, amelynek munkaeleme a széleken rögzített rugalmas lemez (membrán, membrán); a lemez egy emelős mechanizmus (mechanikus működtető) vagy a légnyomás (pneumatikus működtető) vagy a folyadék (hidraulikus működtető) változása következtében meghajlik, és a dugattyús szivattyú dugattyújával egyenértékű funkciót lát el.

A koncentrációgradiens elleni aktív transzport példái közül a legjobban tanulmányozott a nátrium-kálium pumpa. Működése során a sejtből minden két pozitív K ion után három pozitív Na+ ion kerül a sejtbe. Ezt a munkát egy elektromos potenciálkülönbség felhalmozódása kíséri a membránon. Ugyanakkor az ATP lebomlik, energiát biztosítva. Sok éven át a nátrium-kálium pumpa molekuláris alapja tisztázatlan maradt. Mostanra megállapították, hogy a Na/K transzport fehérje egy ATP-áz. A membrán belső felületén az ATP-t ADP-re és foszfátra bontja. Az egyik energiája három nátriumiont és egyidejűleg két káliumiont szállít a sejtből a sejtbe. ATP molekulák, azaz összesen egy pozitív töltést távolítanak el a sejtből egy ciklus alatt. Így a Na/K szivattyú elektrogén (elektromos áramot hoz létre a membránon keresztül), aminek következtében a membránpotenciál elektronegativitása megközelítőleg 10 mV-tal nő. A transzportfehérje ezt a műveletet nagy sebességgel hajtja végre: 150-600 nátriumion másodpercenként. A transzportfehérje aminosavsorrendje ismert, de ennek az összetett metabolikus transzportnak a mechanizmusa még nem tisztázott. Ezt a folyamatot a nátrium- vagy káliumionok fehérjék általi átvitelének energiaprofiljai segítségével írjuk le (1.5,-6. ábra). Ezen profilok változásainak természetéből adódóan a transzportfehérje konformációjának állandó változásával (energiát igénylő folyamat) együtt lehet megítélni a kicserélődés sztöchiometriáját: két káliumion három nátriumionra cserélődik.

A Na/K pumpán kívül a plazmamembrán még legalább egy pumpát tartalmaz – kalciumot; Ez a pumpa kalciumionokat (Ca2+) pumpál ki a sejtből, és részt vesz annak intracelluláris koncentrációjának rendkívül alacsony szinten tartásában. A kalciumpumpa nagyon nagy sűrűségben van jelen az izomsejtek szarkoplazmatikus retikulumában, amelyek az ATP-molekulák lebomlása következtében kalciumionokat halmoznak fel.

7. Membránpotenciál, definíció, érték. MP mérési módszerek. MP előfordulásának feltételei. Passzív és aktív erők szerepe

A membránpotenciál a biológiai membrán külső és belső felülete közötti elektromos potenciál különbség, amelyet az ionok, főként Na, K, egyenlőtlen koncentrációja okoz.

Az MP (nyugalmi potenciál) az élő sejt külső és belső oldala között van rögzítve. Jelenléte az ionok egyenetlen eloszlásának köszönhető. A membrán belső oldala negatív töltésű a külsőhöz képest. Az MP nagysága eltérő a különböző sejtekben: idegsejt - 60-80 mV, harántcsíkolt izomrostok - 80-90 mV, szívizom - 90-95 mV. Ha a sejt funkcionális állapota változatlan marad, a nyugalmi potenciál értéke nem változik; állandó értékének megtartását a sejtanyagcsere normális lefolyása biztosítja. Befolyásolt különféle tényezők az MP értéke változhat.

Az MP-kutatás széles körű alkalmazást talált az orvosbiológiai laboratóriumokban klinikai gyakorlat a központi idegrendszer, a szív- és érrendszer és az izomrendszer különböző betegségeinek diagnosztizálásában. Az összes bioelektron kisütésekor. izmok, agy, szív és más szervek idegtörzseiből származó potenciálokat, felületi makroelektródákat használnak. Egyes esetekben intracavitáris elektródákat vagy közvetlenül a szövetbe helyezett elektródákat alkalmazzák. Az egyes sejtek MP méréseinek rögzítésére leggyakrabban intracelluláris és pont extracelluláris mikroelektródákat használnak. Az elektródák DC vagy AC erősítőhöz csatlakoznak. Az erősítő csatlakoztatható a bioelektromos jelek automatizált feldolgozására szolgáló eszközhöz. Az előfordulás mechanizmusa bizonyos fizikai-kémiai anyagok jelenlétével függ össze. gradiensek a test egyes szövetei között, a sejtet körülvevő folyadék és annak citoplazmája között, az egyes sejtelemek között. Az élő sejtekben való előfordulás a membrán belső és külső felületén lévő egyenetlen ionkoncentrációnak és a membránok eltérő permeabilitásának köszönhető.

8. Nerst-egyenlet. Nerst potenciálja, természete. Állandó állapotú membránpotenciál. Goldman-Hodgkin egyenlet

Az akciós potenciál a membrán belső és külső oldala között fellépő elektromos impulzus, amelyet a membrán ionpermeabilitásának változása okoz.

Fázisok Pd.

1) Depolarizációs fázis

Depolarizációs fázis. Amikor egy depolarizáló inger hat egy sejtre, pl. elektromos áram, a sejtmembrán kezdeti részleges depolarizációja anélkül megy végbe, hogy megváltozna az ionok permeabilitása. Amikor a depolarizáció eléri a küszöbérték körülbelül 50%-át (a küszöbpotenciál 50%-át), a sejtmembrán Na+-permeabilitása növekszik, és eleinte viszonylag lassan. Természetesen a Na+ sejtbe jutásának sebessége alacsony. Ebben az időszakban, mint a teljes első fázisban (depolarizáció), a Na+ sejtbe jutását biztosító hajtóerő a koncentráció és az elektromos gradiens.

Emlékezzünk vissza, hogy a sejt belseje negatív töltésű (ellentétes töltések vonzzák egymást), és a sejten kívül a Na+ koncentrációja 10-12-szer nagyobb, mint a sejt belsejében. A Na+ sejtbe jutását biztosító feltétel a sejtmembrán permeabilitásának növekedése, amit a Na-csatornák kapuzási mechanizmusának állapota határoz meg (egyes sejtekben, különösen a szívizomsejtekben, a simaizomrostokban, szabályozott Ca2+ csatornák fontos szerepet játszanak az AP előfordulásában). Az elektromosan vezérelt csatorna nyitott állapotban való tartózkodásának időtartama a membránpotenciál értékétől függ. A teljes ionáramot bármely pillanatban a sejtmembránban lévő nyitott csatornák száma határozza meg. Az ioncsatorna extracelluláris tér felé eső része eltér a csatorna sejtkörnyezeten belüli részétől (P. G. Kostyuk).

A Na-csatornák kapumechanizmusa a sejtmembrán külső és belső oldalán, a K-csatornák kapumechanizmusa belül található (K+ kimozdul a sejtből). A Na+ csatornák aktiváló m-kapukkal rendelkeznek, amelyek a következővel vannak elhelyezve kívül sejtmembrán (a Na+ a gerjesztése során beköltözik a sejtbe), illetve a sejtmembrán belsejében található inaktiváció /g-gate. Nyugalmi körülmények között az aktiváló w-kapu zárva van, az inaktiváló /r-kapu túlnyomórészt (kb. 80%-ban) nyitva van; A kálium aktiváló kapuja szintén zárva van, nincs inaktiváló kapu a K+ számára. Egyes szerzők a w-kapukat gyorsnak, az m-kapukat pedig lassúnak nevezik, mivel a sejtgerjesztés során később reagálnak, mint az m-kapuk. A későbbi m-kapu reakció azonban a sejttöltés változásával jár együtt, akárcsak az m-kapu, amely a sejtmembrán depolarizációja során nyílik meg. Az r-kapu bezárul az inverziós fázis során, amikor a cellán belüli töltés pozitívvá válik, ez az oka annak záródásának. Ebben az esetben az AP csúcs növekedése leáll. Ezért jobb az m-kapukat korán, az A-kapukat pedig későn hívni.

Amikor a sejtdepolarizáció elér egy kritikus értéket (Ecr, depolarizáció kritikus szintje - KUD), ami általában -50 mV (más értékek is lehetségesek), a membrán Na+ permeabilitása meredeken megnő: kinyílik nagy szám feszültségfüggő I-kapu Na csatornák és a Na+ lavinaként rohan be a cellába. Akár 6000 ion halad át egy nyitott Na-csatornán 1 ms alatt. A sejtbe jutó intenzív Na+ áram hatására a depolarizációs folyamat nagyon gyorsan megy végbe. A sejtmembrán kifejlődő depolarizációja további permeabilitásának és természetesen Na+ vezetőképességének növekedését okozza: egyre több Na-csatorna aktivációs w-kapu nyílik meg, ami a sejtbe jutó Na+-áramot regenerációs folyamat jellegét adja. Ennek eredményeként a PP eltűnik, és egyenlővé válik nullával. A depolarizációs fázis itt véget ér.

2) Repolarizációs fázis.

Ebben a fázisban a sejtmembrán K+-ionok permeabilitása még mindig magas, és a K+-ionok továbbra is gyorsan távoznak a sejtből a koncentrációgradiens szerint. A sejt újra bent van negatív töltés, kívül pedig pozitív, így az elektromos gradiens megakadályozza, hogy K* elhagyja a cellát, ami csökkenti a vezetőképességét, bár továbbra is távozik. Ez azzal magyarázható, hogy a koncentráció gradiens hatása sokkal erősebb, mint az elektromos gradiens hatása. Így az AP csúcs teljes leszálló része a K+ ion sejtből való felszabadulásának köszönhető. Gyakran az AP végén a repolarizáció lelassulását figyelik meg, ami a sejtmembrán K + ionok permeabilitásának csökkenésével és a sejtből való kilépésük lassulásával magyarázható a K-csatorna bezáródása miatt. kapu. A K + -ionok áramának lassulásának másik oka a sejt külső felületének pozitív potenciáljának növekedése és ellentétes irányú elektromos gradiens kialakulása. Az AP előfordulásában a főszerepet a Na+ ion tölti be, amely a sejtmembrán permeabilitásának növekedésével jut be a sejtbe és biztosítja az AP csúcs teljes felszálló részét. Ha a közegben lévő Na + iont egy másik ionra, például kolinra cseréljük, vagy a Na csatornákat tetrodotoxinnal blokkoljuk, az AP nem fordul elő az idegsejtben. Fontos szerepet játszik azonban a membrán K + ion permeabilitása is. Ha a K + ion permeabilitásának növekedését a tetraetilammónium megakadályozza, akkor a membrán depolarizációja után sokkal lassabban repolarizálódik, csak a lassú, szabályozatlan csatornák (ionszivárgási csatornák) miatt, amelyeken keresztül a K + elhagyja a sejtet. A Ca 2+ ionok szerepe az AP előfordulásában az idegsejtekben elenyésző, egyes neuronokban jelentős, például a kisagyi Purkinje sejtek dendritjeiben.

9. Ionos hatásmechanizmus

Az akciós potenciál a sejtmembrán ionpermeabilitásának változásán alapul, amely idővel egymás után alakul ki. Ha egy sejt irritáló hatásnak van kitéve, a membrán Na + ionok permeabilitása (1. ábra) meredeken megnövekszik a nátriumcsatornák aktiválódása (megnyílása) miatt. Ebben az esetben a Na + ionok koncentrációja változó.

Rizs. 1

Ugyanakkor a Na-ionok+ intenzíven mozog a koncentráció gradiens mentén kívülről az intracelluláris térbe. A Na + ionok sejtbe jutását az elektrosztatikus kölcsönhatás is elősegíti. Ennek eredményeként a membrán Na + permeabilitása 20-szor nagyobb lesz, mint a K + ionok permeabilitása.

Mivel a Na + áramlása a sejtbe kezd meghaladni a sejtből kiinduló káliumáramot, a nyugalmi potenciál fokozatos csökkenése következik be, ami reverzióhoz vezet - a membránpotenciál előjelének megváltozásához. Ebben az esetben a membrán belső felülete pozitívvá válik a külső felületéhez képest. A membránpotenciál ezen változásai megfelelnek az akciós potenciál emelkedő fázisának (depolarizációs fázis).

A membránra csak nagyon rövid ideig, 0,2-0,5 ms-ig jellemző a megnövekedett Na + ionok áteresztőképessége. Ezt követően a membrán permeabilitása Na + ionok esetében ismét csökken, K + esetében pedig nő. Ennek eredményeként a Na + sejtbe történő beáramlása erősen gyengül, a K + sejtből történő áramlása pedig megnő (2. ábra).

Egy akciós potenciál során jelentős mennyiségű Na + kerül a sejtbe, és K + -ionok hagyják el a sejtet. A sejtek ionegyensúlyának helyreállítása a Na + ,K + - AT fázisszivattyú munkájának köszönhető, amelynek aktivitása a Na + ionok belső koncentrációjának növekedésével és a K külső koncentrációjának növekedésével nő. + ionok. Az ionpumpa működésének, valamint a Na + és K + membránpermeabilitásának változásának köszönhetően ezek kezdeti koncentrációja az intra- és extracelluláris térben fokozatosan helyreáll.

E folyamatok eredménye a membrán repolarizációja: a sejt belső tartalma ismét negatív töltést kap a membrán külső felületéhez képest.

10. Mechanikus szívciklus. A szív olyan, mint egy 6 kamrás pumpa. Shock perc vérmennyiség. Munka, szíverő

A szív mechanikai munkája. Szívműködés.

A szív mechanikai munkája a szívizom összehúzódásával jár. A jobb kamra munkája háromszor kisebb, mint a bal kamráé. Mechanikai szempontból a szív a ritmikus működés szivattyúja, amelyet a billentyűkészülék segít elő. A szív ritmikus összehúzódásai és ellazulásai biztosítják a folyamatos véráramlást. A szívizom összehúzódását szisztolénak, relaxációját diasztolénak nevezzük. Minden kamrai szisztolnál a vér kiszorul a szívből az aortába és a tüdőtörzsbe. Normál körülmények között a szisztolés és a diasztolés időben egyértelműen összehangolt. A szív egy összehúzódását és az azt követő ellazulást magában foglaló időszak alkotja a szívciklust. Időtartama felnőttnél 0,8 másodperc, percenként 70-75-szeres összehúzódási gyakorisággal. Minden ciklus kezdete a pitvari szisztolés. 0,1 másodpercig tart. A pitvari szisztolé végén kezdődik a pitvari diasztolé, valamint a kamrai szisztolé. A kamrai szisztolé 0,3 másodpercig tart. A szisztolés pillanatában a vérnyomás a kamrákban megemelkedik, a jobb kamrában eléri a 25 Hgmm-t. Art., és a bal oldalon - 130 mm Hg. Művészet. A kamrai szisztolé végén egy általános relaxációs fázis kezdődik, amely 0,4 másodpercig tart. Általában a pitvarok relaxációs periódusa 0,7 másodperc, a kamráké 0,5 másodperc. Fiziológiai jelentősége A relaxációs periódus az, hogy ezalatt a szívizomban metabolikus folyamatok mennek végbe a sejtek és a vér között, azaz helyreáll a szívizom teljesítménye.

A szívműködés alapvető mutatói

A szisztolés (lökettérfogat) a szívből egy szisztolé alatt kiszorított vér mennyisége. Nyugalomban felnőtteknél átlagosan 150 ml (75 ml minden kamrához). A szisztolés térfogatot megszorozva a percenkénti összehúzódások számával, megtudhatja a perctérfogatot. Átlagosan 4,5-5,0 liter. A szisztolés és a perctérfogat nem állandó, a fizikai és érzelmi stressztől függően élesen változnak.

A szív munkája

Ac=Alzh+Apzh

Apzh=0,2Alzh

Alzh=P*Vud+ (mv 2 /2)

m = ütési térfogatra eső sűrűség

AC=1,2 Vsp (P+ sűrűség* v 2 /2)

A szív munkája 1 összehúzódás alatt körülbelül 1 J

Szívteljesítmény N=AC

11. A szívből kilépő pulzáló vér folyamatos véráramlássá alakításának mechanizmusa az artériás erekben. A pulzáló kamra elmélete. Pulzus, pulzushullám. Perifériás szív

Mivel a vért a szív külön-külön adagokban löki ki, az artériákban a véráramlás pulzáló jellegű, ezért a lineáris és térfogati sebességek folyamatosan változnak: az aortában és a tüdőartériában a maximálisak kamrai szisztolés és csökkenés a diasztolé alatt. A kapillárisokban és vénákban a véráramlás állandó, azaz lineáris sebessége állandó. Az artériás fal tulajdonságai számítanak a pulzáló véráramlás állandóvá alakításában. A vér folyamatos áramlását az egész érrendszerben az aorta és a nagy artériák kifejezett rugalmas tulajdonságai határozzák meg. BAN BEN szív-és érrendszer a szisztolés során a szív által kifejlesztett mozgási energia egy részét az aorta és a belőle kinyúló nagy artériák nyújtására fordítják.

Ez utóbbiak rugalmas, vagy kompressziós kamrát alkotnak, amelybe jelentős mennyiségű vér lép be, megnyújtva azt; ilyenkor a szív által kifejlesztett mozgási energia az artériás falak rugalmas feszültségének energiájává alakul. Amikor a szisztolés véget ér, a megnyúlt artériás falak hajlamosak kiszökni, és a vért a kapillárisokba nyomni, fenntartva a véráramlást a diasztolé alatt.

Az artériás pulzus az artéria falának ritmikus oszcillációja, amelyet a szisztolés alatti nyomásnövekedés okoz.

A pulzushullámot vagy az artériás erek átmérőjének vagy térfogatának oszcilláló változásait a megnövekedett nyomáshullám okozza, amely az aortában lép fel a vér kamrákból való kilökődésének pillanatában. Ekkor az aortában élesen megemelkedik a nyomás, és fala megnyúlik. A megnövekedett nyomáshullám és az érfal rezgései, amelyeket ez a nyújtás okoz, meghatározott sebességgel terjed az aortából az arteriolákba és kapillárisokba, ahol a pulzushullám elhal.

Perifériás szív

Különféle összehúzódásokkal az izomrostok a velük párhuzamosan elhelyezkedő erekre hatnak, és számos egyedi intramuszkuláris mikropumpa formájában szívják fel az artériás vért az izom bejáratánál, ezzel megkönnyítve a szív pumpáló munkáját, lökve ezt a vért. az intramuszkuláris ereken keresztül, és a maximumot meghaladó energiával pumpálja ki a vázizomból a vénás vért a szívbe. artériás nyomás 2--3 alkalommal. Ha a szív, mint tudjuk, 120 Hgmm nyomású artériás vért pumpál. Art., akkor a vázizomzat 200, 250, sőt 300 Hgmm erővel képes vénás vért pumpálni. Art., visszaadva a szívnek, hogy betöltse.

A testtől teljesen izolált izom, amely egy mesterséges vérkeringési körbe van zárva, a szív képében és hasonlatában képes önállóan a vért ezen a körön keresztül mozgatni az összehúzódás során. Ezért nevezhetjük „perifériás szívnek” (PS). Rendkívül fontos, hogy ez a számos „perifériás szív” – és az ember vázizomzatának számát tekintve több mint 1000 van belőlük – egymástól függetlenül, szívó-kisülési mikropumpaként működjön nemcsak a különböző típusú összehúzódások során: ritmikus, aritmikus, tonik, tetani, auxotóniás stb., hanem nyújtás közben is. Egyébként azt mondhatjuk, hogy nincs „alapjárati fordulatuk”.

12. Hemodinamika egyetlen érben. Pausel egyenlete. Hidraulikus ellenállás. A rendszerszintű hemodinamika törvényei

A hemodinamika a vér mozgása az ereken keresztül, amelyek a különbségből erednek hidrosztatikus nyomás különböző területeken keringési rendszer(a vér a magas nyomású területről az alacsony nyomású területre mozog).

Egyetlen edényt csőnek tekintünk kör alakú metszet, keresztirányú méreteihez képest kinyújtva. A falak rugalmassága az erek keresztmetszetének nyomás hatására történő megváltoztatásának lehetőségére utal.

Poisel empirikusan megtalaltam átlagsebesség lamináris áramlás A folyadék egy keskeny, vízszintes, állandó keresztmetszetű kerek csövön keresztül egyenesen arányos a P1 és P2 nyomáskülönbséggel a cső be- és kimeneténél, a cső sugarának négyzetével és fordítottan arányos a cső l hosszával és n viszkozitással.

Vav = (R (kV-ban) / 8n)*(P1 - P2)/l

Hidraulikus ellenállás, ellenállás a folyadékok (és gázok) csöveken, csatornákon stb. keresztül történő mozgásával szemben, viszkozitásuk miatt.

w = 8nl/pi r (4 st-ben)

A w értéket hidraulikus ellenállásnak nevezzük. Ez fordítottan arányos a sugár negyedik hatványával, ezért jelentősen növekszik a csősugár csökkenésével.

Az erő, amely nyomást hoz létre az érrendszerben, a szív. Egy középkorú embernél minden szívösszehúzódáskor 60-70 ml vér (szisztolés térfogat) vagy 4-5 l/perc (perctérfogat) kerül az érrendszerbe. Hajtóerő a vér a cső elején és végén fellépő nyomáskülönbség hatására keletkezik.

Az érrendszer szinte minden részében a véráramlás lamináris - a vér különálló rétegekben mozog az ér tengelyével párhuzamosan. Ebben az esetben az edény falával szomszédos réteg gyakorlatilag mozdulatlan marad ezen a rétegen, ezen a rétegen pedig a harmadik, stb. a plazma közelebb kerül az ér falához. Következésképpen minél kisebb az edény átmérője, annál közelebb helyezkednek el a központi rétegek a falhoz, és annál inkább lelassul mozgásuk sebessége a falakkal való viszkózus kölcsönhatás miatt. Általában ez azt jelenti, hogy a véráramlás sebessége kisebb a kis erekben, mint a nagy erekben. Könnyű ellenőrizni ennek a pozíciónak a helyességét a véráramlási sebességek összehasonlításával különböző területekenérrendszeri ágy. Az aortában 50-70 cm/s, az artériákban - 40-10, az arteriolákban - 10-0,1, a kapillárisokban - kevesebb, mint 0,1, a venulákban - kevesebb, mint 0,3, a vénákban - 0,3 - 5,0, a vena cava - - 5--20 cm/s.

Az érrendszerben a lamináris mozgás mellett turbulens mozgás is történik, a vér jellegzetes turbulenciájával. A vérrészecskék nemcsak párhuzamosan mozognak az ér tengelyével, mint a lamináris véráramlásban, hanem arra merőlegesen is. Az ilyen összetett mozgás eredménye a folyadék belső súrlódásának jelentős növekedése. Ebben az esetben a véráramlás térfogati sebessége már nem lesz arányos a nyomásgradienssel, hanem megközelítőleg egyenlő négyzetgyök ki belőle. A turbulens mozgás általában az artériák elágazó és szűkületi területein, az erek éles kanyarulataiban jelentkezik.

A vér képződött elemek szuszpenziója kolloid sóoldatban, bizonyos viszkozitása van, ami nem állandó. Ha a vér átáramlik egy 1 mm-nél kisebb átmérőjű kapillárison, a viszkozitás csökken. A kapilláris átmérőjének ezt követő csökkentése tovább csökkenti az áramló vér viszkozitását. Ez a hemodinamikai paradoxon azzal magyarázható, hogy a vér mozgása során a vörösvértestek az áramlás középpontjában koncentrálódnak. A falközeli réteg tiszta, jóval alacsonyabb viszkozitású plazmából áll, amelyen a formált elemek könnyen elcsúsznak. Ennek eredményeként javulnak a véráramlási viszonyok és csökkennek a nyomásesések, ami általában kompenzálja a vér viszkozitásának növekedését és áramlási sebességének csökkenését a kis artériákban. Transzfer innen lamináris mozgás a véráramlás turbulenshez a véráramlással szembeni ellenállás jelentős növekedésével jár együtt.

A merev csövekben a folyadékáramlás természete és a nyomás közötti összefüggést általában a Poiseuille-képlet segítségével határozzák meg. Ezzel a képlettel kiszámíthatja a véráramlással szembeni R ellenállást annak R viszkozitásától, l hosszától és az edény r sugarától függően:

Az érrendszer egésze különböző hosszúságú és átmérőjű, sorosan és párhuzamosan kapcsolt csövekként ábrázolható. Amikor soros csatlakozás a teljes ellenállás az egyes edények ellenállásainak összege:

R = R 1 + R 2 + … + R n.

Párhuzamos csatlakozásnál az ellenállás értékét egy másik képlet segítségével számítjuk ki:

1/R = 1/R1 + 1/R2 + ... + + 1/Rn.

Figyelembe véve az egész szervezet ereinek geometriájának összetettségét, változékonyságát, a söntök nyitásától és záródásától, a kollaterálisok, a simaizom összehúzódás mértékétől, a falak rugalmasságától, a vér viszkozitásának változásától és egyéb okoktól függően, valós körülmények A vaszkuláris ellenállás értékét nehéz kiszámítani. Ezért általában úgy határozzák meg, hogy a P vérnyomás hányadosa osztva a Q perc vértérfogattal:

A test egész érrendszerére ez a képlet csak akkor alkalmazható, ha a rendszer végén, azaz a vena cava-ban, közel ahhoz a helyhez, ahol a szívbe áramlik, a nyomás közel van nulla. Ennek megfelelően, ha ki kell számítani az érrendszer egy külön szakaszának ellenállását, a képlet a formát veszi fel

R=P1-P2/Q

A P 1 és P 2 értékei tükrözik a nyomást a meghatározott szakasz elején és végén.

A vérmozgáshoz szükséges fő mozgási energiát a szív adja át a szisztolés során. Ennek az energiának egy része a vér nyomására fordítódik, a másik az aorta rugalmas falának, a nagy és közepes méretű artériáknak a szisztolés során megnyúló potenciális energiájává alakul át. Tulajdonságaik a rugalmas és kollagén rostok jelenlététől függenek, amelyek nyúlása körülbelül hatszor nagyobb, mint például az azonos vastagságú gumiszálaké. A diasztolé során az aortafal és az erek energiája a vérmozgás kinetikus energiájává alakul.

A rugalmasságon és nyújthatóságon, azaz passzív tulajdonságokon kívül az erek képesek aktívan reagálni a bennük lévő vérnyomás változásaira is. A nyomás növekedésével a falak simaizomzata összehúzódik, és az ér átmérője csökken. Így a szív működése által létrehozott pulzáló véráramlás az aorta és a nagyerek sajátosságai miatt kiegyenlítődik és viszonylag folyamatossá válik.

A hemodinamika fő mutatói a térfogati sebesség, a vérkeringés sebessége, a nyomás az érrendszer különböző területein.

A vér mozgásának térfogati sebessége az edény keresztmetszetén időegység alatt (1 perc) átfolyó mennyiségét (milliliterben) jellemzi. A véráramlás térfogati sebessége egyenesen arányos a nyomáskülönbséggel az ér elején és végén, és fordítottan arányos a véráramlással szembeni ellenállásával. A testben a szívből kiáramló vér megfelel a szívbe való beáramlásnak. Ez azt jelenti, hogy a szisztémás és pulmonális keringés teljes artériás és vénás rendszerén egységnyi idő alatt átáramló vér térfogata azonos.

A vér mozgásának lineáris sebessége (v) jellemzi részecskéinek mozgási sebességét az ér mentén lamináris áramlás során. Centiméter per másodpercben fejezzük ki, és a Q térfogati véráramlási sebesség és az ér keresztmetszete pr 2 aránya:

Az így kapott érték tisztán átlagos mutató, mivel a lamináris mozgás törvényei szerint az ér közepén a vérmozgás sebessége maximális, és az érfal melletti rétegekben csökken.

A véráramlás lineáris sebessége is eltérő az érfa mentén az érágy egyes szakaszaiban. Ez az ilyen kaliberű edények lumenének teljes területétől függ a vizsgált területen. Az aorta a legkisebb keresztmetszettel rendelkezik, ezért a vérmozgás sebessége benne a legnagyobb - 50-70 cm/s. A kapillárisok teljes keresztmetszete az emlősökben megközelítőleg 600-800-szoros több területet az aorta keresztmetszete. Ennek megfelelően a vérsebesség itt körülbelül 0,05 cm/s. Artériákban 20-40 cm/s, arteriolákban 0,5 cm/s. Tekintettel arra, hogy a vénák összeolvadásakor össz lumenük csökken, a véráramlás lineáris sebessége ismét növekszik, eléri a 20 cm/s-ot a vénában (9.30. ábra).

A vért külön-külön részekben nyomják ki, így az aortában és az artériákban pulzál a véráramlás. Ugyanakkor lineáris sebessége nő a szisztolés fázisban, és csökken a diasztolés során. A kapilláris hálózatban az azt megelőző artériák szerkezeti sajátosságai miatt a pulzusimpulzusok megszűnnek, és a véráramlás lineáris sebessége állandósul.

...

Hasonló dokumentumok

Fizikai alapok lézeres technológia alkalmazása az orvostudományban. A lézerek típusai, működési elvei. A lézersugárzás és a biológiai szövetek kölcsönhatásának mechanizmusa. Ígéretes lézeres módszerek az orvostudományban és a biológiában. Sorozatban gyártott orvosi lézeres berendezések.

absztrakt, hozzáadva: 2009.08.30


Az elektrokardiográfia bipoláris elvezetései (Einthoven szerint). Mellkasi elektródák elhelyezése EKG-hoz. Prekordiális térképészet. A szív elektromos tengelyének kialakulása, extrasystole. A P és T hullámok előfordulási mechanizmusa, szegmensek P-Qés ST, QRS komplexum.

bemutató, hozzáadva: 2014.08.01


A metrológia és szabványosítás fogalma, a fejlődés története és főbb szakaszai, szabályozási dokumentumok ill jogi alap. Az elektrokardiográfia jelentősége a modern orvosság végrehajtásának mechanizmusa. Az elektrokardiográfos ellenőrzés indokolása és optimalizálása.

szakdolgozat, hozzáadva: 2014.02.15


A vérnek az ereken keresztül történő mozgásához szükséges energiaforrás. A szív alapvető funkciója. A szív elhelyezkedése a mellkasüregben. Egy felnőtt átlagos szívmérete. A bal és jobb kamra, mitrális és aortabillentyűk munkája.

bemutató, hozzáadva 2011.12.25


Fiziológiai alap elektrokardiográfia. A szív csúcsdobbanása. A szívhangok tanulmányozásának alapvető módszerei, a meghallgatásuk főbb pontjainak diagramja. A normál és abnormális elektrokardiogram fő összetevői (hullámok, intervallumok, szegmensek).

bemutató, hozzáadva: 2014.08.01


Wilhelm Roentgen röntgensugarak felfedezése, története és jelentősége ez a folyamat a történelemben. A röntgencső felépítése és fő elemeinek kapcsolata, működési elvei. A röntgensugárzás tulajdonságai, biológiai hatásai, szerepe az orvostudományban.

bemutató, hozzáadva 2013.11.21


A röntgensugarak felfedezésének története. A katódcső segítségével történő előállításának mechanizmusa. A röntgensugárzás biológiai hatásai. Alkalmazásai az orvostudományban és a tudományban. Elektronsugaras tomográf. A műtermékek hatása a képminőségre a szkennelés során.

bemutató, hozzáadva 2016.03.29


Képletek a perctérfogat vagy a lökettérfogat kiszámításához. A percnyi vérmennyiséget növelő tényezők. A szív mechanikai aktivitása és a polikardiográfia elve. A szív mechanikai aktivitásának általános mutatói. A szívre gyakorolt ​​szabályozó hatások típusai.

bemutató, hozzáadva 2013.12.13


fizikai jellemzők hang. Az ultrahang fogalma és az elektromechanikus emitterek működési elve. Az ultrahang orvosbiológiai alkalmazásai. Diagnosztikai és kutatási módszerek: kétdimenziós és Doppler echoszkópia, harmonikus képalkotás.

bemutató, hozzáadva 2013.02.23


A membránok szervezete. Anyagok szállítása a membránokon keresztül. A légzőszervek szabályozásának központi mechanizmusa. A nefron a vese szerkezeti és funkcionális egysége. A hipotalamusz és az agyalapi mirigy funkcionális kapcsolatai. A funkciók lokalizációjának problémája az agykéregben.

Erővel anyagi testek mechanikai kölcsönhatásának mértékének nevezzük.

Kényszerítés F - vektor mennyiségés a szervezetre gyakorolt ​​hatását a következők határozzák meg:

• modult vagy numerikus érték erők (F);
• irány erő (ortom e);
• alkalmazási pont erők (A pont).

Az AB egyenest, amelyre az erő irányul, az erő hatásvonalának nevezzük.

Az erősség beállítható:

• mértanilag , azaz ismert F modulusú vektorként és jól ismert irány, amelyet az egységvektor határozza meg e ;
• elemzőleg , azaz F x, F y, F z vetületei a kiválasztott Oxyz koordinátarendszer tengelyeire.

Az A erőkifejtési pontot x, y, z koordinátáival kell megadni.

Az erőkivetítések a modulusához kapcsolódnak és irány koszinuszokat(a , , szögek koszinuszai, amelyeket az erő az Ox, Oy, Oz koordinátatengelyekkel alkot) a következő összefüggésekkel:

F=(Fx2+Fy2+Fx2); ex =cos =Fx/F; e y =cos =F y/F; e z=cos=Fz/F;

Erő F, abszolút merev testre ható, az erő hatásvonalának bármely pontjára alkalmazhatónak tekinthető (ilyen vektort ún. csúszó). Ha egy erő hat egy szilárd deformálható testre, akkor annak alkalmazási pontja nem vihető át, mivel ilyen áttétellel a testben lévő belső erők megváltoznak (ezt a vektort ún. csatolt).

Az SI erő mértékegysége newton (É); Egy nagyobb 1kN=1000N egységet is használnak.

Az anyagi testek közvetlen érintkezés útján vagy távolságból hatnak egymásra. Ettől függően az erők két kategóriába sorolhatók:

• felszínes a test felületére ható erők (például a környezetből a testre ható nyomóerők);
• térfogati (tömeg) a testtérfogat adott részére ható erők (például gravitációs erők).

Felületi és térfogati erőket nevezünk megosztott erők. Egyes esetekben az erők egy bizonyos görbe mentén eloszlónak tekinthetők (például egy vékony rúd súlyereje). Az elosztott erőket az jellemzi intenzitás (sűrűség), vagyis az egységnyi hosszra, területre vagy térfogatra jutó erő teljes mértéke. Az intenzitás állandó lehet ( egyenlően elosztott erő) vagy változó érték.

Ha az elosztott erők hatásterületének kis méretei elhanyagolhatók, akkor figyelembe vesszük sűrített egy testre egy pontban ható erő (feltételes fogalom, mivel gyakorlatilag lehetetlen erőt alkalmazni a test egy pontjára).

A vizsgált testre kifejtett erők feloszthatók külső és belső. A külső erők azok az erők, amelyek más testekből hatnak erre a testre, a belső pedig azok az erők, amelyekkel ennek a testnek a részei kölcsönhatásba lépnek egymással.

Ha egy adott test mozgását a térben más testek korlátozzák, akkor ún szabadon. Az adott test mozgását korlátozó testeket ún kapcsolatokat.

Az összefüggések axiómája: A kapcsolatokat mentálisan el lehet vetni és a testet szabadnak tekinteni, ha a testre ható kapcsolatokat megfelelő erők helyettesítik, amelyek ún. kapcsolatok reakciói.

A kötések reakciói természetükben különböznek minden más, a testre ható erőtől, amelyek nem reakciók, amelyeket általában ún. aktív erők. Ez a különbség az, hogy a kötés reakcióját nem maga a kötés határozza meg teljesen. Nagysága, esetenként iránya az adott testre ható aktív erőktől függ, amelyek általában előre ismertek és nem függnek a testre ható egyéb erőktől. Ezenkívül a nyugalmi testre ható aktív erők egy vagy másik mozgást adhatnak neki; a kötésreakciók nem rendelkeznek ezzel a tulajdonsággal, ezért is nevezik őket passzív erők.

4. A szakaszok módszere. Belső teljesítménytényezők.
A további erők meghatározásához és későbbi kiszámításához a gerenda bármely szakaszában a szakaszok módszerét használjuk. A metszetmódszer lényege, hogy a gerendát gondolatban két részre vágják, és ezek bármelyikének egyensúlyi állapotát figyelembe veszik, az erre a részre ható összes külső és belső erő hatására. Mivel belső erők az egész testre, külső erők szerepét töltik be a kiválasztott részre.

Legyen a test egyensúlyban az erők hatására: (5.1. ábra, a). Vágjuk meg egy síkkal Sés dobja el jobb oldal(5.1. ábra, b). A belső erők keresztmetszeten való eloszlásának törvénye általában nem ismert. Mindenben megtalálni konkrét helyzet tudni kell, hogy a kérdéses test hogyan deformálódik külső erők hatására.

Így a metszetmódszer csak a belső erők összegének meghatározását teszi lehetővé. Az anyag folytonos szerkezetére vonatkozó hipotézis alapján feltételezhetjük, hogy a belső erők egy adott szakasz minden pontján megosztott terhelést jelentenek.

A súlypontban lévő belső erők rendszerét redukáljuk a fővektorra és a főnyomatékra (5.1. ábra, c). A koordinátatengelyre vetítve általános képet kapunk a vizsgált gerendaszakasz feszültség-nyúlás állapotáról (5.1. ábra, d).

5. Axiális feszültség - kompresszió

Alatt nyújtás (kompresszió) megérteni ezt a fajta terhelést, amelyben a rúd keresztmetszetein csak hosszirányú erők keletkeznek, és más erőtényezők nullával egyenlőek.

Hosszanti erő- belső erőfeszítés, egyenlő az összeggel minden külső erő vetülete, a szakasz egyik oldaláról szedve, a rúd tengelyéhez. Fogadjuk el a következőket előjel szabály a hosszanti erőre : a húzó hosszirányú erő pozitív, a nyomóerő negatív

Előző cikk: Mekkora a fénysebesség Következő cikk: Harmonikus rezgések Az oszcillációs frekvencia fizikai képlete