 |
Ньютондық емес сұйықтар
|
|
|
|
Ньютондық емес сұ йық тар деп тұ тқ ырлық коэффициенті заттың табиғ аты мен температурасына ғ ана емес, сонымен бірге оның ағ ыс шарттарына да тә уелді болатын сұ йық тарды айтады. Атап айтқ анда жылдамдық градиентіне тә уелді. Тұ тқ ырлық коэффициенті мұ ндай жағ дайда заттың тұ рақ тысы бола алмайды. Сұ йық тұ тқ ырлығ ы тұ тқ ырлық тың шартты коэффициентімен сипатталады да ағ ыстың белгілі бір шарттарына жатқ ызылады (мысалы, қ ысым, жылдамдық ).
Қ ан - ньютондық емес сұ йық. Бұ л кө птеген жағ дайда қ анның ішкі қ ұ рылымының ерекше болуына байланысты. Қ ан плазманың - формендік элементтердің ерітіндідегі суспензиясы .
Плазма - ньютондық деп қ арастыруғ а болатын сұ йық. Себебі формендік элементтердің 93% - ін эритроциттер қ ұ райды. Қ арапайым деп қ арастырғ анда қ ан физиологиялық ерітіндідегі эритроциттердің суспензиясы.
Эритроциттер (85% ке жуық ) ядросы болмайтын қ ос ойысты тегіс бетті (дискоциталармен), диаметрі 7-8 мкм (2 сурет) жасуша болып табылады. Жасуша кө лемі 90 мкм3, ауданы 142 мкм2, ең ү лкен қ алың дығ ы 2, 4 мкм, ең кіші қ алың дығ ы - 1 мкм, орташа диаметрі 8мкм кептірілген препараттарда 7, 55 мкм.
Эритроциттің қ ұ рғ ақ затының 95% - ін гемоглобин, 5% -ін басқ а заттар қ ұ райды (гемоглобиндік емес ақ уыздар мен липидтер). Эритроцит ультрақ ұ рылымы бір ізді. Оларды трансмиссиялық электрондық микроскоппен зерттеуде цитоплазманың оның қ ұ рамындағ ы гемоглобин есебінен жоғ ары дең гейдегі біртекті электрондық – оптикалық тығ ыздығ ы атап ө тілді, органеллалар жоқ.
|
|
|
 а
| 
|
2 сурет. а - Электрондық микроскопия бойынша эритроциттердің микрофотографиясы: 1- гемоглобинмен идентифицирленген нә зік грануляция; 2- жасушадан тысқ ары жолақ тү ріндегі эритроциттің сыртқ ы мембранасы; × 13 8000 ). б, в-Эритроциттердің микрофотографиясы, б-электрондық микроскопияның сканирлеуі (екі дискоцит кө рініп тұ р, х4000); жарық микроскопиясымен х900.
Эритроциттің жасушалық мембранасы ө зінің ө не бойында бідей қ алыпта болады; оның қ ұ рылысы кү рделі. Зертханалық диагностиканы жең ілдету ү шін қ аннормасы, немесе қ алыпты қ ұ рамы, концентрация аймағ ы ұ ғ ымдары қ арастырылғ ан, олар ауруды анық тамайды. Дегенмен жалпы қ абылданғ ан қ алыпты шамалар бірнеше заттар ү шін ғ ана тағ айындалғ ан. Кү рделі болып келетіні кө птеген жағ дайларда жекелеме айырмашылық тар концентрация тербелісінен (ауытқ уынан) кө п асып тү седі, жә не бұ л бір адамда ә р тү рлі уақ ытта байқ алады. Жекелеме айырмашылық адамның жасына, жынысына, этникалық тегіне (қ алыпты зат алмасуының генетикалық негізделген нұ сқ аларының таралымдығ ына), географиялық жә не кә сіби ерекшеліктеріне, белгілі бір тамақ тү рін тұ тынуына байланысты.
Қ ан плазмасында 100 ден артық ә р тү рлі ақ уыздар бар, олардың 60 қ а жуығ ы таза кү йінде бө лінген.
Олардың басым кө пшілігі гликопротеидтер. Плазматикалық ақ уыздар негізінен бауырда қ ұ ралады, ересек адамда кү ніне олардың 15-20 г мө лшері ө ндіріледі. Плазматикалық ақ уыздар коллоидтық -осмотикалық қ ысымды демеп тұ ру ү шін қ ызмет атқ арады (осылайша су мен электролиттерді де ұ стап тұ ра алады), тасымалдық реттегіштік жә не қ орғ аныс қ ызметін атқ арып, қ анның ұ юын қ амтамасыз етеді (гомеостаз) жә не амин қ ышқ ылдарының резерві қ ызметін атқ аруы мү мкін.
|
|
|
Эритроциттердің басты қ асиеттерінің бірі – эритроцит бағ анын қ ұ руғ а бейімділігі.
Электрондық -микроскоптық зерттелулерде монетті бағ андардың жің ішке кескінінен ү стің гі эритроциттерінің параллелдігі жә не агрегация кездегі ү немі эритроцит аралық қ ашық тық анық талғ ан. Мысалы, қ анның жұ ғ ындысын микроскоппен қ араса, онда бір-біріне «жабысқ ан» агрегатты кө руге болады. Қ озғ алыссыз қ анда эритроциттер агрегацияланады, яғ ни 6-8 эритроциттерден тұ ратын «монеталық бағ андар» тү зеді. Осы агрегатты эритроцит бағ аны деп атайды. Қ ан араласқ ан кезде агрегат бұ зылады, ал араласу болғ ан соң қ айта қ алпына келеді. Капилляр бойынша қ ан ағ ысы эритроциттер агрегаты ыдырайды жә не тұ тқ ырлық тө мендейді. Эритроциттер деформацияланып, диаметрі 3мкм болатын капиллярдан біртіндеп ө теді. Осындай кіші капиллярлық қ ан тамырларда қ ан мен ұ лпа арасындағ ы газ алмасу жү реді.
Капилляр қ абырғ асына жақ ын майлау қ ызметін атқ аратын ө те жің ішке қ абат плазма қ алыптасады. Осығ ан байланысты эритроциттер қ озғ алысының кедергісі тө мендейді.
Сұ йық тық тың тұ тқ ырлығ ын анық тау ә дістері
Сұ йық тық тың тұ тқ ырлығ ын ө лшеу ә дістер жиынтығ ын вискозиметрия деп аталады, ал қ ұ рылғ ылар ретінде – вискозиметрлер қ олданылады. Тұ тқ ырлық ты ө лшеу ә дісіне байланысты вискозиметрдің келесі типтері ажыратылажы:
1. Оствальдтың капиллярлық вискозиметрі Пуазейль формуласына негізделген. Тұ тқ ырлық белгілі бір қ ысым тү скен кездегі ауырлық кү ші ә серінен анық талғ ан массадағ ы сұ йық тық капилляры арқ ылы ағ ын уақ ытын ө лшеу нә тижесі бойынша анық талады.
|
|
|
2. Екі сұ йық тық қ озғ алатын (мысалы, дистиллирленген су жә не қ ан) екі капиллярлы Гесс медициналық вискозиметрі. Бір сұ йық тық тың тұ тқ ырлығ ы белгілі болуы тиіс. Сұ йық тық тың біреуіне ауысуы жә не сол уақ ытта, олардың тұ тқ ырлығ ына кері пропорционалды екенін ескере отырып, екінші сұ йық тық тың тұ тқ ырлығ ы анық талады.
3. Стокс ә дісіне негізделген вискозиметр, бұ нда сұ йық тық тағ ы тұ тқ ырлық пен η , шең бер радиусы R қ озғ алысы кезінде, шамалы жылдамдық та υ , кедергі кү ші осы сұ йық тық тың тұ тқ ырлығ ына пропорционалды: F=6π η Rυ (Стокс формуласы). Эритроциттер тұ тқ ыр сұ йық тық та араласады – қ ан плазмасында. Эритроциттер диск тә різді формағ а ие жә не тұ тқ ыр сұ йық тық та шө геді, сондық тан эритроциттердің шө гу жылдамдығ ын (ЭШЖ) шамамен Стокс формуласы бойынша анық тауғ а болады. Шө гу жылдамдығ ын шө ккен эритроциттердің ү стіндегі плазма мө лшерінен білуге болады. Қ алыпты жағ дайда эритроциттердің шө гу жылдамдығ ы ә йелдерде – 7-12 мм/с, ерлерде – 3-9мм/с.
4. Екі коаксиалды цилиндрден тұ ратын ротационды вискозиметр. Ішкі цилиндр радиусы – R, сыртқ ы цилиндр радиусы – R+∆ R(∆ R< < R). Цилиндрлар арасындағ ы кең істікті белгілі бір дең гейге (h) дейін зерттелетін сұ йық тық пен толтырады. Содан соң ішкі цилиндрге кү ш (М) тү сіре отырып, айналдырады жә не айналдыру (v) жиілігін ө лшейді.
Сұ йық тық тың тұ тқ ырлығ ын мына формула бойынша анық тайды:
η =КМ/(hv), мұ ндағ ы К=∆ R/(4π 2R3) қ ұ ралдың тұ рақ тылығ ы.
Берілген ә діс ньютондық емес сұ йық тық ү шін маң ызды болып келетін жылдамдық градиенті мен тұ тқ ырлық арасындағ ы байланысты айқ ындайды.
|
|
|
Қ анайналым жү йесінің биофизикасы
Қ анның физика – химиялық қ асиеттері.
Тұ тастай қ ан тығ ыздығ ы қ ан қ ұ рамындағ ы эритроциттер, ақ уыздар мен липидтерге тә уелді. Қ анның тү сі алқ ызыл тү стен бастап қ ою – қ ызылғ а дейін гемоглобин формаларының қ атысына тә уелді ө згереді. Артериалық қ анның алқ ызыл тү сі эритроциттерде оксигемоглобиннің, веналық қ анның қ ою қ ызыл тү с болуы – қ алпына келтірілген гемоглобиннің қ атысуына байланысты. Плазма тү сі онда қ ызыл жә не сары пигменттердің болуымен тү сіндіріледі.
Қ ан коллоидты-полимерлік ерітінді, су еріткіш болып саналады, плазманың тұ з жә не тө менгі молекулярлық заттары - еріген заттар, ал ақ уыздар мен олардың комплексі – коллоидты компоненттер болып табылады. Қ ан жасушасының бетінде зарядтарының қ ос қ абаты болады. Ол мембранамен теріс зарядтар арқ ылы байланғ ан жә не олардың оң зарядтарының диффузиялық қ абатын тең естіріп тұ рады. Электрлік қ осқ абат есебінен электрокинетикалық потенциал (дзета-потенциал) пайда болады. Ол жасушалардың агрегациясын (жабысуын) болдырмайды да олардың тұ рақ тандырылуында маң ызды роль атқ арады. Қ анның микрогетерогенділігі эритроциттердің тұ нуының феномені болып табылады. Эритроциттердің жабысуы (агглютинация) жә не онымен эритроциттердің тұ нуының байланысы олар қ оршалып тұ рғ ан ортаның қ ұ рамына кө п тә уелді болады.
Қ ан тұ тқ ырлығ ы ақ уыздар қ ұ рамы мен формендікэлементтерге, ең алдымен эритроциттерге жә не қ ан тамырларының ө лшемдеріне тә уелді. Капиллярлық вискозиметрлермен (капилляр диаметрі бірнеше ондық ү лестегі миллиметр) ө лшегенде қ ан тұ тқ ырлығ ы су тұ тқ ырлығ ынан 4-5 есе жоғ ары болатыны анық талғ ан. Тұ тқ ырлық қ а кері шама ақ қ ыштық деп аталады. Патологиялық кү йлерде қ ан ақ қ ыштығ ы қ ан ұ йытқ ыш жү йенің белгілі бір ә рекеттерінің ә сері кү шті ө згеріске ұ шырайды.
Тұ тқ ырлық - сұ йық тар менгаздардың бір бө лшектерінің екіншісімен салыстырмалы орын ауыстырғ ан кезінде кедергі кө рсету қ асиеті, медицинада қ ан жә не плазма тұ тқ ырлығ ы диагностикалық мақ сатта зерттеледі.
Қ ан физиологиясы. Қ анның негізгі қ ызметі ә р тү рлі заттарды оның ішінде ағ заның сыртқ ы ә серінен қ орғ анатын заттарды тасымалдайды немесе жеке мү шелердің қ ызметін реттейді. Тасымалданатын заттардың сипатына тә уелді қ анның мынадай қ ызметтері болады:
|
|
|
Тыныс алу қ ызметі – ө кпе альвеолдарынан ұ лпаларғ а қ арай оттекті, жә не ұ лпалардан ө кпеге қ арай кө мір қ ышқ ылдарды тасиды. Қ оректік қ ызметі – қ оректік заттарды тасу (глюкозалар, аминқ ышқ ылдары, май қ ышқ ылдары, триглицеридтер т. б), осы заттар қ ұ ралатын немесе жиналатын мү шелерден олардың ә рі қ арай қ орытылатын немесе тү рленетін жерлеріне тасиды. Экскреторлық қ ызметі – зат алмасуының соң ғ ы ө німдерін (несепнә р, креатинин, қ ышқ ылы т. б) бү йрекке жә не басқ а мү шелерге (мысалы теріге, қ арынғ а, ) тасиды жә не кіші дә реттің қ ұ ралу процесіне қ атысады. Гомеостатикалық қ ызметі - ағ заның ішкі ортасында қ ан қ озғ алысына қ арай тұ рқ тылық тың болуына қ ол жеткізіледі, барлық ұ лпаларды жә не жасуша аралық сұ йық тарды ү немі шайып отырады, сондық тан олардың қ ұ рамы тең естірілген қ алыпта болады. Реттеу қ ызметі – ішкі секреция бездері бө ліп шығ аратын гормондар мен басқ адай биологиялық белсенді заттардың кө мегімен жеке ұ лпалар қ ызметінің реттелуі жү реді. Термореттегіштік қ ызмет – қ оршағ ан ортаның температурасының ө згерісі ық палымен терідегі, тері асты жасушаларда қ ан ағ ысы шамасының ө згеруі. Қ анның жылу ө ткізгіштік қ абілеті мен жылу сиымдылығ ының ө те жоғ ары болуы арқ асында ағ заның жылу жоғ алтуының ұ лғ аюында қ ызып кету қ аупінің алдын алады, керісінше қ оршағ ан ортаның температурасы тө мендегенде жылу сақ тауды қ амтамасыз етеді. Қ орғ аныс қ ызметін инфекциядан жә не қ анғ а токсиндердің, антидене қ ұ ралуына қ атысатын лимфоциттердің тү суінен (мысалы, лизоцим) ағ заны гуморальдық қ орғ ауды қ амтамасыз ететін заттардың қ ызметін атқ арады.
Қ ан айналымы. Қ ан айналымы (circulatio sanguinis) – жү рек қ уыстары мен тамырлардың тұ йық жү йесінде ағ заның тіршілікті қ амтамасыз етуші қ ызметтерін орындайтын, қ анның ү здіксіз қ озғ алысы.
Қ анның бағ ытталғ ан ағ ысы қ ысым градиентіне негізделген, ол жү ректің белсенді (насостық ), қ анның айналыстағ ы кө лемімен (массасымен), қ ан тұ тқ ырлығ ымен, қ ан ағ ысындағ ы тамырлар кедергісімен жә не басқ а факторлармен анық талады. Қ ысым градиентінің шамасы жү ректің периодты жиырылуына жә не қ ан ағ атын тамырлардың тонусының ө згерісіне негізделген пульстеуші сипаты бар.
Қ ұ рылысы, биофизикалық ерекшелігі мен қ ызметіне қ арай қ ан тамырлары тө мендегідей болып бө лінеді: магистральдық (аорта жә не ірі артериялар) тамырлары, тамыр қ абырғ асының систоласына созылғ ан потенциалдық энергия есебінен қ анның тұ рақ ты ілгерлемелі қ озғ алысы жү зеге асатын тамырлары; кедергі тамырлары (ұ сақ артериялар мен артериолдар), олар жалпы перифериялық тамырлар кедергісінің шамасын анық тайды; алмасушы тамырлары (капиллярлар), қ ан мен ұ лпалар арасындағ ы зат алмасуын қ амтамасыз етеді; шунттаушы тамырлары (артериовеноздық анастомоздық ), қ анның капиллярларды айналып ө тіп, артериядан венағ а тү суін жү зеге асырады; сиымдылық тамырлары (веналар), созылуы жоғ ары эластикалығ ы (қ анның айналыстағ ы кө лемінің 70-80% ін қ ұ райды) тө мен тамырлар.
Қ ан айналымын шартты тү рде ү лкен жә не кіші шең бер деп бө леді. Ересек адамда шамамен қ анның барлық кө лемінің 84% і ү лкен шең берде болады, 10% - ке жуығ ы кіші шең берде болады, 7% -ке жуығ ыі жү ректе болады. Айналыстағ ы қ ан кө лемі (массасы), (яғ ни қ андық депода тұ рғ ан қ ан мө лшерін шығ арып тастағ анда қ анның жалпы кө лемі) ересек адамда 4-6 л болады, бұ л дене салмағ ының 6-8% -ін (массаның ) қ ұ райды. Қ андық депо деп ө зінің тамырларында қ анның кө п мө лшерін ұ стап тұ ра алатын (ереже бойынша қ ойытылғ ан кү йде) мү шелерді айтады. Мұ ндай қ ызметті атқ аратын мү шелер негізінен бауыр, кө к бауыр, терінің субкапиллярлық тамырлық байламдары, бү йректер, ө кпе, жұ лын. Қ ан депосы ретінде бұ лардың қ ызметін жұ мылдыру ағ заның оттек сиымдылығ ын жоғ арылату (бұ лшық еттің интенсивті жұ мысы кезінде, стресс-реакция т. б кезінде) жағ дайында пайда болады.
Қ ан айналым негізгі мынадай кө рсеткіштермен сипаталады.
Жү ректің бір жиырылуы кезіндегі шығ арылатын систолалық (соқ қ ылық ) қ ан кө лемі (СҚ К). Тыныштық қ алпында ол 60-70 мл ге тең , физикалық жү ктеме кезінде 3-5 есе ө сіп кетуі мү мкін. Оң жә не сол жақ қ арыншалардағ ы СҚ К бірдей.
Қ анның минуттық кө лемі (Қ МК), жү ректің 1 минуттағ ы шығ аратын қ ан кө лемі. Тыныштық қ алпында ол 5, 0-5, 5 л, физикалық жұ мыс кезінде 2-4 есе ө седі, жаттығ ып ү йренген адамдарда 6-7 есе ө седі. Ауру кезінде мысалы, жү ректің декомпенсирленген ақ ауында немесе кіші қ ан айналымының алғ ашқ ы гипертензиясында Қ МК, 2, 5-1, 5 л ге дейін тө мендейді. Қ анның айналымдағ ы кө лемі (массасы) дененің 1 кг массасында 75-80 мл болады. Физикалық жү ктеме кезінде, жү ректің декомпенсирленген ақ ауы кезінде қ анның айналымдағ ы кө лемі айналымының қ анның қ андық деподан шығ уы салдарынан 140-190 мл/кг дейін жетеді (гиперволемия ). Қ ан жоғ алытқ анда, коллапста, сіресу кезінде, ағ за сусыздануында, қ ан айналым кө лемі азаяды (гиповолемия).
Бір минуттағ ы жү ректің жиырлу жиілігі (ЖЖЖ) 60 тан 80ге дейін ө згеріп отырады. Жаттық қ ан адамдарда 1 минутта - 40-60 соғ у маң айында. Ауыр физикалық жү ктеме кезінде 1 минуттағ ы соғ у саны 180-240 қ а жетуі мү мкін. Жү рек қ ан тамырлары жү йесінің ә р тү рлі патологиясы кезінде ЖЖЖ жиілеп немесе азайып кетуі мү мкін.
Қ анның айналып шығ у уақ ыты – бұ л қ анның бірлік кө лемінің қ ан айналымының екі шең берді толық бір айналып шығ уына кеткен уақ ыты. Қ алыпты кезде ол 20-25 с болады. Физикалық жү ктеме кө бейгенде азаяды жә не қ ан айналымы бұ зылғ анда кө бейеді, мысалы жү ректің декомпенсирленген ақ ауы кезінде 50-60 с қ а жетеді.
Қ ан қ ысымы (қ андық қ ысым) қ ан тамырлары жү йесінде қ ан ағ ысын қ амтамасыз етеді. Оның шамасы дененің ә рбір бө лігінде ә р тү рлі жә не кө птеген факторларғ а тә уелді болады.
Қ ан айналымының реттелінуі. Қ ан айналымының реттелінуі жергілікті гуморальдық механизмдердің ө зара ә рекеттерінің жү йке жү йесінің белсенді қ атысуымен қ амтамасыз етіледі жә не мү шелер мен ұ лпалардағ ы қ ан ағ ысын ағ заның қ ызмет белсенділігімен тиімді етуге бағ ытталғ ан. Мү шелер мен ұ лпаларда зат алмасуы процесінде қ ан тамырларының тонусына ық пал ететін тұ рақ ты метаболиттер қ ұ ралады. Мү шелер мен ұ лпалардың белсенді қ ызметімен анық талатын метоболиттердің қ ұ ралу интенсивтілігі (CО2 немесе Н+; лактаттікі, пируваттікі, АТФ, АДФ, АМФ жә не т. б), бір мезгілде олардың қ ан мен қ амтамасыз ететін реттегіші болып табылады. Ө здік реттелудің мұ ндай типі метаболистік деп аталады. Қ ан айналымының гуморалдық реттелінуі гормондардың, ренин-ангиотензиндік жү йенің, кининдердің, простагландиндердің, вазоактивтік пептидтердің, реттегіш пептидтердің; жеке метаболиттердің, электролиттердің жә не басқ а биологиялық белсенді заттардың қ атысуымен жү зеге асады. Қ ан айналымының жү йкелік реттелінуінің негізіне шартты жә не шарттсыз жү рек - қ ан тамырлары рефлекстерінің ө зара ә рекеттесулері жатады. Оларды меншікті жә не қ абаттасу рефлекстері деп бө леді. Қ ан айналымының меншікті рефлекстерінің афференттік тү йіні тамырлар тармағ ында жә не жү ректің ә р тү рлі бө лігінде орналасқ ан ангиоцепторлармен (баро- жә не хеморецепторлармен) берілген. Cопақ ша мида жү рек - тамыр орталығ ының тіршілікке маң ызды ядролары орналасқ ан. Вегетативтік иннервация капиллярлардан басқ а барлық қ ан тамырларын қ амтиды.
Қ ан айналым бұ зылуының жалпы механизмдері. Қ ан айналымының бұ зылуы жү ректің, тамылардың қ ызметінің ө згеруінен жә не олардан ағ атын қ анның реологиялық қ асиеттерінің ө згеруінен болуы мү мкін. Қ ан жү ретін жү йелердің ә рбір бө лігі бір бірімен тығ ыз байланыста боландық тан олардың қ ызметтерінің бұ зылуы басқ а мү шелердің қ ызметіне ә рқ ашанда ық пал етеді. Қ ан айналым бұ зылуы жалпы сипатта болуы мү мкін, қ ан жү ретін жү йенің бә рін қ амтитын жә не жергілікті (тамырлар арнасының жеке бө ліктерін) қ амти алады. Қ ан айналымының ү здіксіз болуы ағ заның кез келген бө лігінің ү здіксіз жұ мыс жасауын қ амтамасыз етуі қ ажет болғ андық тан оның бұ зылуы ө зімен бірге сә йкес мү шелердің жұ мысының бұ зылуына алып келеді.
Артериялық қ ысымның жалпы шамасы жү рек шығ аратын қ анның минуттық кө леміне жә не жалпы шеткері кедергіге тә уелді. Қ анның минуттық кө лемі ө скенде немесе шеткері кедергісі ұ лғ айғ анда артериялық қ ысым ұ лғ аяды немесе керісінше.
Жү рек - қ ан тамырлары жү йесін тұ тас алғ андағ ы қ ызметінің бұ зылуы, жү рекке ә сер ететін ә р тү рлі патогендік ә серлер, артерияның, капиллярлардың жә не веналардың, сонымен бірге оларда айналатын қ анның тікелей немесе орташа нейрогуморалдық механизмдері арқ ылы ә сер етуі мү мкін. Сондық тан вегетативтік жү йке жү йесінің қ ызметінің ә р тү рлі бұ зылулары, ішкі секреция бездерінің, сонымен бірге ағ зада ә ртү рлі физиологиялық белсенді заттардың тү рленулері мен синтезі қ ан айналым жү йесінің бұ зылуына алып келеді.
|
|
|
