10.Закон пуазейля.

11.Реологические свойства крови.

Реология — это область механики, которая изучает особенности течения и деформации реальных сплошных сред, одними из представителей которых являются неньютоновские жидкости со структурной вязкостью. Типичной неньютоновской жидкостью является кровь. Реология крови, или гемореология изучает механические закономерности и особенно изменения физколлоидных свойств крови в процессе циркуляции с различной скоростью и на различных участках сосудистого русла. Движение крови в организме определяется сократительной способностью сердца, функциональным состоянием кровеносного русла, свойствами самой крови. При сравнительно малых линейных скоростях течения частицы крови смещаются параллельно друг к другу и оси сосуда. В этом случае поток крови имеет слоистый характер, и такое течение называют ламинарным.

Если линейная скорость увеличивается и превышает определенную величину, различную для каждого сосуда, то ламинарное течение превращается в беспорядочное, вихревое, которое называется «турбулентным». Скорость движения крови, при котором ламинарное течение переходит в турбулентное, определяется с помощью числа Рейнольдса, которое для кровеносных сосудов составляет приближенно 1160. Данные о числах Рейнольдса свидетельствуют, что турбулентность возможна лишь в начале аорты и в местах ветвления крупных сосудов. Движение крови по большинству сосудов ламинарно. Кроме линейной и объемной скорости кровотока движение крови по сосуду характеризуется еще двумя важными параметрами, так называемым «напряжением сдвига» и «скоростью сдвига». Напряжение сдвига означает силу, действующую на единицу поверхности сосуда в направлении, тангенциальном к поверхности и измеряется в дин/см2, или в Паскалях. Скорость сдвига измеряется в обратных секундах (с-1) и означает величину градиента скорости движения между параллельно движущимися слоями жидкости на единицу расстояния между ними.

Вязкость крови определяется как отношение напряжения сдвига к скорости сдвига, и измеряется в мПас. Вязкость цельной крови зависит от скорости сдвига в диапазоне 0,1 — 120 с-1. При скорости сдвига >100 с-1 изменения вязкости не столь выражены, а после достижения скорости сдвига 200 c-1 вязкость крови практически не изменяется. Величину вязкости, измеренную при высокой скорости сдвига (более 120 — 200 с-1), называют асимптотической вязкостью. Принципиальными факторами, влияющими на вязкость крови, являются гематокрит, свойства плазмы, агрегация и деформируемость клеточных элементов. Учитывая подавляющее большинство эритроцитов по сравнению с лейкоцитами и тромбоцитами, вязкостные свойства крови определяются в основном красными клетками.

Главнейшим фактором, определяющим вязкость крови, является объемная концентрация эритроцитов (их содержание и средний объем), называемая гематокритом. Гематокрит, определяемый из пробы крови путем центрифугирования, составляет примерно 0,4 — 0,5 л/л. Плазма является ньютоновской жидкостью, ее вязкость зависит от температуры и определяется составом белков крови. Более всего на вязкость плазмы влияет фибриноген (вязкость плазмы на 20% выше вязкости сыворотки) и глобулины (особенно Y-глобулины). По мнению некоторых исследователей более важным фактором, ведущим к изменению вязкости плазмы, является не абсолютное количество белков, а их соотношения: альбумин/глобулины, альбумин/фибриноген. Вязкость крови увеличивается при ее агрегации, что определяет неньютоновское поведение цельной крови, это свойство обусловлено агрегацион-ной способностью эритроцитов. Физиологическая агрегация эритроцитов — процесс обратимый. В здоровом организме непрерывно происходит динамический процесс «агрегация – дезагрегация», и дезагрегация доминирует над агрегацией.

Свойство эритроцитов образовывать агрегаты зависит от гемодинами-ческих, плазменных, электростатических, механических и др. факторов. В настоящее время имеется несколько теорий, объясняющих механизм агрегации эритроцитов. Наиболее известной на сегодняшний день является теория мостикового механизма, согласно которой на поверхности эритроцита адсорбируются мостики из фибриногена или других крупномолекулярных белков, в частности Y-глобулинов, которые при уменьшении сдвиговых сил способствуют агрегации эритроцитов. Чистая сила агрегации является разностью между силой в мостиках, силой электростатического отталкивания отрицательно заряженных эритроцитов и сдвиговой силой, вызывающей дезагрегацию. Механизм фиксации на эритроцитах отрицательно заряженных макромолекул: фибриногена, Y-глобулинов — пока не вполне понятен. Имеется точка зрения, что сцепление молекул происходит за счет слабых водородных связей и дисперсных сил Ван-дер-Ваальса.

Существует объяснение агрегации эритроцитов посредством истощения - отсутствия высокомолекулярных белков вблизи эритроцитов, в результате чего появляется «давление взаимодействия», сходное по природе с осмотическим давлением макромолекулярного раствора, что приводит к сближению суспендированных частиц. Кроме этого, существует теория, по которой агрегация эритроцитов вызвана собственно эритроцитарными факторами, которые приводят к уменьшению дзета-потенциала эритроцитов и изменению их формы и метаболизма. Таким образом, вследствие взаимосвязи между агрегационной способностью эритроцитов и вязкостью крови для оценки реологических свойств крови необходим комплексный анализ этих показателей. Одним из наиболее доступных и широко распространенных методов измерения агрегации эритроцитов является оценка скорости седиментации эритроцитов. Однако в своем традиционном варианте этот тест является малоинформативным, так как не учитывает реологические характеристики крови.

Методы измерения реологических свойств крови

Исходя из исследования реологических характеристик крови и влияющих на них факторов можно заключить, что основное значение для оценки реологических свойств крови имеет ее агрегационное состояние. В настоящее время многие исследователи большее внимание уделяют изучению микрореологических свойств крови, хотя использование вискозиметрии не утратило своей актуальности. Рассмотрим основные методы измерения реологических свойств крови с помощью вискозиметрии. Все существующие вискозиметры условно разделяются на 2 группы: с однородным полем напряжений и деформаций — ротационные реометры с различной геометрией рабочих частей (цилиндрические, дисковые, конусплоскость и др.) и относительно неоднородным полем напряжений и деформаций — капиллярные вискозиметры, приборы, работающие по методу Стокса, по принципу регистрации механических, электрических, акустических колебаний. В настоящее время наибольшее распространение получили 2 типа вискозиметров - капиллярные и ротационные. В основу капиллярных вискозиметров положено плоское сдвиговое течение. В этих вискозиметрах жидкость протекает по трубке с точно известными размерами под действием заданной разницы давлений между концами трубки.

В ротационных вискозиметрах, или реометрах, сдвиговое течение осуществляется вращательным движением и рассчитывается по формулам, взятым из гидродинамики. Исследуемую жидкость помещают в зазор между двумя соосными цилиндрами или конусами (могут быть применены и другие поверхности вращения, располагаемые соосно). Один из цилиндров (чаще всего внутренний) укрепляют к динамометру, а другой приводят во вращение с определенной угловой скоростью. Вследствие вязкого сопротивления жидкости, заключенной между цилиндрами или конусами, возникает момент вращения. Вязкость оценивают по величине момента вращения. Применяют также вискозиметры, в которых внутренний цилиндр плавает в испытуемой жидкости. Вязкость в этом случае оценивают по угловой скорости свободно плавающего цилиндра, который может быть приведен во вращение магнитом, взаимодействующим с железным сердечником, помещаемым внутри цилиндра или роторной насадкой, погруженной в передаточную жидкость, заливаемую в полый цилиндр. В настоящее время предложены различные модификации ротационных реометров. Наиболее распространенные – промышленные вискозиметры фирмы Brookfield (США), Contraves (Швейцария). У нас широкое распространение получил вискозиметр со свободно плавающим цилиндром конструкции В.Н. Захарченко. Вязкость биологических жидкостей ньютоновского типа изучают с помощью вибрационных методов, основанных на возбуждении колебаний в жидкости и измерении скорости их затихания (к приборам такого типа относятся ультразвуковые вискозиметры), путем определения времени падения шарика между двумя отметками в трубке, заполненной исследуемой жидкостью (вискозиметр Гепплера) и др.

В заключении следует отметить, что несомненный прогресс в развитии реологической техники позволяет изучать биофизические и биохимические свойства крови для управления микрорегуляцией при гемодинамических и метаболических расстройствах. Вместе с этим, на сегодняшний день использование различных методов определения гемореологических параметров не позволяет найти стандарты количественного контроля, что необходимо для клинической практики. Таким образом, несмотря на успехи в исследовании реологических свойств крови, достижения в применении гемореологических методов исследования в клинике и в приложении этих данных к диагностике, прогнозированию течения и исхода заболеваний, актуальной остается задача разработки методов анализа гемореологии, объективно отражающих агрегационные и реологические свойства крови.

12.

Электрический диполь.

Электрический диполь - система двух точечный зарядов +Q и -Q, расположенных на некотором расстоянии друг от друга. На диполь, находящийся в электрическом поле, действует пара сил, стремящихся установить его вдоль силовых линий. Электрический диполь представляет собой физическую модель макроскопического тела с выраженными по электрическому полю полюсами с противоположными знаками, обусловленными распределением свободных электрических зарядов.

Напряжонность поля диполя направленна по оси диполя и по модулю будет рвна.

Электри́ческий ди́польный моме́нт — векторная физическая величина, характеризующая, наряду с суммарным зарядом (и реже используемыми высшими мультипольными моментами), электрические свойства системы заряженных частиц (распределения зарядов) в смысле создаваемого ею поля и действия на нее внешних полей. Главная после суммарного заряда и положения системы в целом (ее радиус-вектора) характеристика конфигурации зарядов системы при наблюдении ее издали