- •Жидкие среды организма
- •Классификация жидких сред
- •Закономерности движения вязких жидкостей
- •Уравнение пуазейля
- •Турбулентное течение вязкой жидкости
- •Биофизика кровообращения
- •Реологические свойства крови
- •Биомеханика сокращения сердца
- •Движение крови по сосудистой системе
- •Распределение кровяного давления по сосудистой системе
- •Биофизика транскапиллярного обмена
Жидкие среды организма
Организм человека содержит большое количество жидкостей - водных растворов. На долю воды приходится до 59-65% от массы взрослого организма в среднем возрасте, а в момент рождения количество воды может достигать 70-75%. По мере старения ее содержание уменьшается, но в любом случае не становится меньше 50%. Водные растворы, располагаются в цитоплазме клеток (интрацеллюлярная среда), в межклеточном пространстве (тканевая жидкость), в полостях организма (полостях суставов, в грудной, брюшной полости и др.), а также локализованы в специальных системах - в лимфатической, мочевыделительной, системе кровообращения. Характерной особенностью всех без исключения жидких сред является их непрерывное движение, обеспечивающее перенос питательных веществ, продуктов метаболизма, ферментов, гормонов и др. Поэтому течение жидких сред является одним
Особенности движения жидкостей описываются физическими (гидродинамическими) закономерностями. Использование этих закономерностей для изучения кровообращения привело к созданию и быстрому развитию биофизического направления - гемодинамики, описывающей течение крови в сосудистой системе не только в нормальных условиях, но и при развитии патологических процессов. Теоретическим фундаментом гемодинамики служит гидродинамика, и поэтому необходимо ознакомиться с ее основными понятиями и теоретическими положениями.
Классификация жидких сред
Все жидкости подразделяются на идеальные и реальные. Под идеальной понимают такую, которая не имеет вязкости и не изменяет свой объем при воздействии внешнего давления. При движении такой жидкости отсутствуют потери механической энергии на преодоление сил сопротивления. Реальные жидкости способны изменять свой объем и при их течении происходит потеря энергии. Однако в некоторых случаях можно с определенной степенью точности реальные жидкости описывать законами, справедливыми для идеальных. Так например, при тех давлениях, которые действуют в организме, изменением их объема можно пренебречь. Если рассматривать движение жидкости, обладающей значительной механической энергией, на сравнительно небольшом пути, энергетические потери также можно не учитывать. Однако в большинстве случаев при рассмотрении течения крови приходится пользоваться законами, справедливыми для реальных жидкостей.
tg Q = C /' =' /' =
Рис. 65 Исследование зависимости напряжения от скорости сдвига для крови описывается нелинейной зависимостью, представленной на рисунке 66. Для нахождения коэффициента вязкости при различных скоростях необходимо определить тангенс угла наклона касательной в соответствующей точке графика.
Как следует из рисунка, с увеличением скорости сдвига угол наклона касательной и следовательно коэффициент вязкости уменьшается. Именно поэтому кровь является неньютоновской жидкостью. Рис. 66.