Перевод объемной скорости в линейную

Разное / Всякое / Физика темы 1-52 расширенный курс / 2.Течение жидкости. Линейная и объемная скорости, соотношение между ними

2.Течение жидкости. Линейная и объемная скорости, соотношение между ними. Уравнение неразрывности струи. Закон Бернулли, его практическое значение.

Основной характеристикой любого движения является его скорость. Выделяют 2 разных скорости.

Объём V жидкости, протекающей в данном потоке (в трубе, в русле реки, в кровеносном сосуде и т.п.) за единицу времени. Эту величину называют объёмной скоростью и обозначают Q.

Между линейной скоростью v и объёмной скоростью Q существует простая связь. Рассмотрим трубку с площадью поперечного сечения S.

В реальных жидкостях всегда существуют силы трения. В отличие от твёрдых тел, где силы трения действуют между двумя разными телами, в жидкостях силы трения возникают внутри жидкости (между разными её слоями). Поэтому трение в жидкостях называют внутренним трением или вязкостью.

Термин „идеальная жидкость» подразумевает, что при движении такой жидкости не происходит диссипация энергии (переход механической, энергии в тепло). Считалось, что таких жидкостей не существует, но в 1938 году академик П Л.Капица обнаружил, что при температурах, очень близких к абсолютному нулю, подобными свойствами обладает жидкий гелий (Капица назвал такое поведение гелия «сверхтекучестью».

Хотя во всех остальных случаях движение жидкости обязательно сопровождается диссипацией энергии, понятие идеальной жидкости (как, например, и понятие идеального газа) имеет большое практическое значение, потому что во многих случаях формулы, выведенные для идеальной жидкости, можно без больших ошибок применять для движения реальных жидкостей и газов. Наиболее интересным примером является теорема Бернулли, Рассмотрим горизонтальную трубку переменного сечения, по которой течёт жидкость или газ.

равна самому давлению р, умноженному на площадь S, то есть . Отсюда

В левой части трубки соответственно, в правой части трубки Разность работ слева и справа есть

но мы уже несколько раз говорили, что через любое сечение неразветвлённой трубки проходит одинаковый объём жидкости, то 10

есть V, =V2- Обозначая объём просто V и вынося его за скобку, получим:

Так как мы считаем жидкость идеальной (потерь энергии нет), то разность работ равна приросту кинетической энергии;

Если разделить это равенство на объём, то справа вместо массы будет стоять плотность:

Перенося члены с индексом 1 влево, а с индексом 2 направо,

Члены р и соединены знаком „плюс»; отсюда следует, что

их размерность одинакова, то есть величина тоже имеет

смысл давления. Её называют динамическим давлением, а член р – статическим давлением. Сумма статического и динамического давлений, стоящая в формуле называется полным давлением;

Так как при выводе мы положения сечений 1 и 2 взяли произвольно,- то из равенства (4) следует, что во всем потоке жидкости или газа полное давление (то есть сумма статического и динамического давлений) есть величина постоянная:

Это положение и, соответственно, формулы (4) и (5) и принято называть теоремой. Бернулли.

Из теоремы Бернулли следует, что там, где скорость жидкости или газа больше, статическое давление меньше, и наоборот.

Источник

Основные величины, характеризующие движение жидкости или газа. Линейная и объёмная скорости; соотношение между ними

Основной характеристикой любого движения является его скорость. В случае течения жидкости (или газа) термин „скорость“ применяется в двух смыслах. Скорость перемещения самих частиц жидкости(или плывущих вместе с жидкостью мелких тел – например, эритроцитов в крови)обозначают υ и называют линейной скоростью.

м/с [1],

где х – координата частицы (при равномерном движении можно написать ). Однако, на практике чаще важнее знать объём V жидкости, протекающей через поперечное сечение данного потока(трубы, русла реки, кровеносного сосуда и т.п.) за единицу времени.Эту величину называют объёмной скоростью и обозначают Q.

Q = (2)

В физиологии и медицине врача большей частью интересует именно объёмная скорость Q. Например, чтобы оценить, достаточно ли кислорода получает головной мозг (что очень важно при многих заболеваниях), надо знать объёмную скорость кровотока в артериях, снабжающих кровью мозг. Аналогично, для оценки дыхания необходимо оценить объём воздуха, поступающего по трахее за единицу времени, то есть опять-таки объёмную скорость. При заболеваниях почек и при гипертонической болезни крайне важна оценка объёмной скорости кровотока в почечной артерии. Можно привести много других примеров.

Между линейной скоростью υ и объёмной скоростью Q существует простая связь. Рассмотрим трубку с площадью поперечного сечения S (см. Рис. 2).

S ₁ V

Если течение стационарно, то

Это уравнение неразрывности струи.

Таким образом, если мы имеем дело с жесткой неразрывной трубой переменного сечения, то линейная скорость течения жидкости тем больше, чем меньше сечение трубы.

Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.006 сек.)

Источник

Линейная и объемная скорость кровотока: что это такое, от чего она зависит

Объемной скоростью кровотока называют количество крови, которое протекает за 1 минуту через всю кровеносную систему. Эта величина соответствует МОК и измеряется в миллилитрах в 1 мин. Как общая, так и местная объемные скорости кровотока непостоянны и существенно меняются при физических нагрузках.

Объемная скорость движения крови по сосудам зависит от разности давлений в начале и в конце сосуда, сопротивления току крови, а также от вязкости крови.

В соответствии с законами гидродинамики объемная скорость тока жидкости выражается уравнением: Q=P1 — P2/R, где Q — объем жидкости, P1 — P2 — разность давлений в начале и в конце трубы, R — сопротивление току жидкости.

Для расчета объемной скорости крови необходимо учитывать, что вязкость крови примерно в 5 раз выше вязкости воды. Вследствие этого сопротивление току крови в сосудах резко возрастает. Кроме того, величина сопротивления зависит от длины и радиуса трубы.

Эти параметры учитываются в уравнении Пуазейля: R=8lη/πr4, где η- вязкость жидкости, l — длина, r — радиус трубы. Это уравнение учитывает особенности движения жидкости по жестким трубам, но не по эластическим сосудам.

По величине объемного кровотока и площади сечения сердца можно рассчитать линейную скорость.

Линейной скоростью кровотока называют скорость движения частиц крови вдоль сосудов. Эта величина, измеренная в сантиметрах в 1 с, прямо пропорциональна объемной скорости кровотока и обратно пропорциональна площади сечения кровеносного русла.

Линейная скорость неодинакова: она больше в центре сосуда и меньше около его стенок, выше в аорте и крупных артериях и ниже в венах. Самая низкая скорость кровотока в капиллярах, общая площадь сечения которых в 600-800 раз больше площади сечения аорты. О средней линейной скорости кровотока можно судить по времени полного кругооборота крови.

Линейная скорость движения крови равна отношению величины объемной скорости к площади сечения сосуда: V=Q/S.

Скорость кровотока максимальна в аорте и составляет 40 — 50 см/с. В капиллярах кровоток резко замедляется. Величина этого падения пропорциональна увеличению суммарного просвета кровеносного русла.

Просвет капилляров примерно в 600 — 800 раз больше просвета аорты. Следовательно, расчетная скорость кровотока в капиллярах должна составлять около 0,06 см/с. Прямые измерения дают еще меньшую цифру — 0,05 см/с.

В крупных артериях и венах скорость кровотока составляет 15 — 20 см/с.

Объем крови, протекающей за 1 мин по сосудам в любом участке замкнутой системы, одинаков: приток крови к сердцу равен его оттоку. Следовательно, низкая линейная скорость кровотока должна компенсироваться увеличением суммарного просвета сосудов. Сохранение постоянной объемной скорости кровотока при малом суммарном просвете сосудов происходит за счет высокой линейной скорости.

Вопрос 93. Объёмная и линейная скорость кровотока. Время кругооборота

Ни для кого не секрет, что кровообращение – это циркуляция крови по сосудистой сетке. Кровь насыщает организм кислородом и полезными веществами, регулирует метаболические процессы. Кровообращение обеспечивает нормальную работу организма (особенно функции ЦНС).

Гемодинамика – это наука о движении крови по сосудам кровеносной системы. Кровообращение не прекращается за счёт отличия давления на разных участках сосудистой сети (кровь двигается от области с высоким давлением к зоне с низким). Существует объёмная и линейная скорость кровотока.

Объёмная скорость кровотока

Один из главных гемодинамических показателей – это объёмная скорость кровотока (ОСД). По сути, это количество жидкости, которое протекает через поперечное сечение сосудов за единицу времени (мл/с). Многих интересует, какова объёмная скорость кровотока.

Здесь L – это длина, n – число ПИ (3.14), r – радиус сосуда.

ОСД – это объём крови, который протекает через поперечное сечение за единицу времени

С помощью этой формулы можно вычислить ОСД, то есть, объём жидкости, который проходит через сосудистую систему за минуту. По этой причине данный показатель ещё называют минутным объёмом кровотока (МОК).

Выше представлена формула непрерывности кровотока. Кровообращение – это закрытый сосудистый путь, который состоит из многих разветвлений, поэтому суммарный просвет увеличивается, хотя просвет каждой ветви постепенно сужается. Таким образом, формула непрерывности говорит о том, что через все сосуды проходит одинаковое количество крови.

Это не значит, что объём жидкости во всех ветках одинаковый, он меняется в зависимости от диаметра сосуда, при этом сумма всех просветов не изменяется. Это очень важно при перераспределении жидкости по органам.

Здесь S является площадью поперечного сечения, а V – линейной скоростью движения крови.

Анатомия позвоночных артерий

Позвоночные артерии располагаются с обеих сторон шеи

Две симметричные a. Vertebralis являются ветвями подключичных артерий с обеих сторон. Они проходят через каналы, образованные отверстиями в поперечных отростках шейных позвонков. Каждая из них дает по пять ветвей. Нисходящие ветви кровоснабжают верхние отделы спинного мозга и продолговатый мозг, восходящие – входят в полость черепа и участвуют в образовании артериального кольца.

Риск повреждения позвоночных артерий возникает при различных патологиях шейного отдела позвоночника. Симптомы патологии обычно связаны с нарушением работы мозга.

Линейная скорость кровотока

Согласно формуле, чем меньше сечение сосуда, тем быстрее циркулирует кровь. В сосудистой сетке наиболее узкий участок – это аорта, а наиболее широкий – это капилляры (имеется в виду суммарный просвет).

Поэтому средняя скорость движения циркулирующей крови в аорте – 500 мм/с, а в капиллярах – 0.5 мм/с.

Время, за которое жидкость проходит оба круга кровообращения, в спокойном состоянии равна 20 секундам, это норма для здорового человека. То есть каждый элемент крови проходит сердце трижды за 60 секунд. При тяжёлой физической деятельности это время сокращается до 9 секунд.

Циркулирующая кровь преодолевает сопротивление сосудов

Какие сосуды смотрят на шее и зачем?

Врач проводит УЗИ исследование сосудов шеи

Во время УЗИ сосудов шеи врач в обязательном порядке проводит исследование следующих структур:

При необходимости дополнительно могут быть обследованы:

Все вышеперечисленные сосуды обследуют с целью возможного выявления следующих патологий:

Но главной целью проведения ультразвукового обследования экстракраниальных артерий шеи является выявление возможных причин и дальнейшее предупреждение развития опасного заболевания – церебрального ишемического инсульта.

Сосудистое сопротивление

Циркулирующая кровь на своём пути встречает сопротивление, которое проявляется вследствие трения элементов крови между собой и стенками сосудов. Чем кровь гуще, тем сильнее проявляется трение, также на этот параметр влияет диаметр сосуда и скорость кровотока.

Благодаря сердцу, кровь быстрее преодолевает сосудистое сопротивление, так как оно проталкивает жидкость вперёд пульсирующими движениями. Сильнее проявляется сопротивление на тех участках, где от артерий отходят более мелкие сосуды.

Самое высокое сопротивление встречает кровь в артериолах, так как они имеют минимальный диаметр, а кровь двигается быстро. Внутреннее трение увеличивается, к тому же эти сосуды предрасположены к спазмированию.

Сопротивление повышается по мере удаления от аорты.

Стадии

Развитие СПА условно подразделяют на 2 стадии – дистоническая и ишемическая.

Первая сопровождается стандартными для этой патологии симптомами:

Ишемическая стадия более опасная, наступает при отсутствии лечения и сопровождается транзиторными ишемическими атаками.

Артериальный кровоток

Кровь в артериях двигается от левого желудочка, аорты до капилляров, вен, правого предсердия. Во время систолы (сокращение) объём жидкости в сосудах увеличивается, а в момент диастолы количество крови уменьшается, а поток замедляется. При увеличении объёма артериальной жидкости во время сокращения сердца давление повышается.

При увеличении количества артериальной крови во время систолы давление повышается

Вычислить артериальное давление (АД) поможет сфигмограмма. Специальный датчик прикладывают к коже над артерией, фиксируют и анализируют пульсовую волну.

Систолическая высота давления (верхний показатель) в артериях – 120 мм рт. ст., а диастолическая (нижний показатель) – 80 мм рт. ст.

Пульсовое давление в артериях – это разница между верхним и нижним АД. Среднее артериальное давление – это наиболее стабильное значение гемодинамики, которое вычисляют по следующей формуле:

Нижнее давление + 1/3 пульсового давления = среднее АД.

К примеру, АД в плече – 120/80, тогда 80 = (120-80) : 3 = 93 мм рт. ст. (это среднее АД).

Методы определения артериального давления делят на прямой или непрямой. В первом случае в сосуд вводят иглу или катетер, а во втором вычисляют АД пальпационным или звуковым способом.

На давление влияет функциональность сердца, сосудистый тонус, количество крови.

Венозный кровоток

Движение крови по венам – это очень важный фактор, который определяет наполнение сердца во время его расслабления. Венозный кровоток имеет ряд особенностей.

Венозные стенки более эластичные, чем артериальные, из-за того, что имеют более тонкий мышечный слой. Даже при минимальном давлении они растягиваются, по этой причине их относят к ёмкостным сосудам.

Чтобы кровообращение нормально функционировало, вены и артерии должны взаимодействовать.

Вены относят к ёмкостным сосудам, так как они растягиваются даже при минимальном давлении

Давление в венах измеряют у животных и людей, для этого в сосуд вводят иглу и соединяют её с манометром. В сосудах, которые проходят вне грудной полости, давление находится в диапазоне от 130 до 150 мм.

Лечение

Когда причина компрессии установлена, врач назначает индивидуальное лечение.

Комплекс мероприятий может состоять из таких пунктов:

Капиллярный кровоток

В капиллярах бежит кровь, которая транспортирует к тканям кислород и полезные вещества. Сосудистые стенки достаточно тонкие, так как состоят из одного шара плоских клеток. Через эндотелий в ткани проникают растворенные газы и вещества.

Капилляры насыщают ткани кислородом и полезными веществами

Существует 2 типа капилляров: по магистральным сосудам бежит кровь от артериол к венам, а другие формируют боковые ответвления.

Скорость движения крови, как и давление в разных участках капиллярной сети, отличаются. Например, в капиллярах ногтей давление равно 24 мм Hg, в почках – от 65 до 70 мм Hg и т. д.

Таким образом, линейная и объёмная скорость кровотока – это важнейшие показатели, которые необходимы для исследования гемодинамики определённой области сосудистой сети или конкретного органа.

Если это значение меняется, то, скорее всего, речь идёт о сосудистой патологии (спазм сосуда, тромбы, холестериновые бляшки, повышение густоты крови).

Важно вовремя оценить кровоток и провести грамотное лечение.

Симптомы патологии

Уменьшение кровотока в позвоночной артерии вызывает головные боли в затылочной области

Ранние симптомы нарушений неспецифичны. Пациенты отмечают стойкое снижение работоспособности, бессонницу, повышенную раздражительность.

Часто подобные проявления остаются незамеченными, или на них обращают внимание близкие больного, но не сам пациент. Их редко связывают с нарушением кровотока, и чаще приписывают совсем другим причинам.

Более того, о снижении ЛСК по позвоночным артериям пациент и его окружение думают в последнюю очередь.

Характерный симптомокомплекс формируется в течение нескольких лет заболевания:

Для определения этих нарушений используются неврологические пробы. Если имеются нарушения двух из трех групп, врач вправе поставить предварительный диагноз СПА, который должен быть подтвержден УЗИ.

Сп минимакс

Скорость кровотока — это скорость передвижения элементов крови по кровеносному руслу за определенную единицу времени. В практике специалисты выделяют линейную скорость и объемную скорость кровотока.

Один из главных параметров, характеризующий функциональность кровеносной системы организма. Этот показатель зависит от частоты сокращений сердечной мышцы, количества и качественного состава крови, величины сосудов, артериального давления, возраста и генетических особенностей организма.

Типы скорости кровотока

Линейная скорость- расстояние, проходимое частицей крови по сосуду за определенный период времени. Оно напрямую зависит от суммы площадей поперечного сечения сосудов, составляющих данный участок сосудистого русла.

Объемная скорость кровотока — общее количество крови поступающей через поперечное сечение сосуда за определенный промежуток времени.

Данный вид скорости определяется:

Важность и острота проблемы

В настоящее время неинвазивная, объективная оценка кровотока по сосудам разного калибра является самой актуальной задачей современной ангиологии. От успеха в ее решении зависит успех ранней диагностики таких сосудистых заболеваний, как диабетическая микроангиопатия, синдром Рейно, различных окклюзий и стенозов сосудов.

Перспективный помощник

Самым перспективным и безопасным является определение скорости кровотока УЗ-методом, построенным на эффекте Доплера.

Как происходит измерение скорости кровотока в сосудах?

Измерение скорости кровотока в сосудах производится с применением различных методик.

Одной из самых точных и достоверных результатов даёт измерение, произведённое с помощью метода ультразвуковой доплеровской флоуметрии аппаратом Минимакс-Допплер.

Данные, полученные при использовании оборудования Минимакс, являются основой для оценки состояния обследуемого и учитывается при определении диагноза.

Для чего проводят измерение скорости движения крови?

Измерение скорости кровотока имеет важно для диагностической медицины. Благодаря анализу данных, полученных в результате измерений можно определить:

Скорость кровотока в сосудах, артериях и капиллярах не является постоянной и одинаковой величиной: самая большая скорость — в аорте, самая маленькая — внутри микрокапилляров.

Для чего проводят измерение скорости кровотока в сосудах ногтевого ложа?

Скорость кровотока в сосудах ногтевого ложа — один из наглядных показателей качества микроциркуляции крови в организме человека. Сосуды ногтевого ложа имеют малое поперечное сечение и состоят не только из капилляров, а также из микроскопических артериол.

При проблемах, связанных с кровеносной системой, эти капилляры и артериолы страдают первыми. Конечно, судить о состоянии всей системы только лишь на основании исследования кровообращения в области ногтевого ложа нельзя, но стоит обратить внимание, если движение крови в этой области является слишком низким или высоким.

В медицине для получения наиболее достоверных сведений проводят измерения параметров кровообращения на больших участках кровообращения.

Основные показатели гемодинамики. Взаимоотношение между давлением крови, скоростью кровотока и сопротивлением току крови. Объёмная и линейная скорость кровотока. Условия неразрывности струи

Гемодинамика – это закономерности движения крови по сосудистой системе. Движение крови в последовательно соединенных сосудах, обеспечивающее ее кругооборот называют системной гемодинамикой.

Давление в сосудистой системе создается работой сердца, которое выбрасывает определенный объем крови в единицу времени. Поэтому в артериях давление максимальное.

Так как давление в месте впадения полых вен в сердце близко к 0, то уравнение гидродинамики относительно системного кровотока можно записать в виде: Q = P/R, или Р = Q.R, т.е. давление в устье аорты прямо пропорционально минутному объему крови и величине периферического сопротивления.

Периферическое сопротивление сосудистой системы складывается из множества отдельных сопротивлений каждого сосуда.

Любой из таких сосудов можно сравнить с трубкой, сопротивление которой определяется по формуле: R = 8ln/pr4, т.е.

сопротивление сосуда прямо пропорционально его длине и вязкости, протекающей в нем жидкости (крови) и обратно пропорционально радиусу трубки (p — отношение окружности к диаметру).

Отсюда следует, что наибольшей величиной сопротивления должен обладать капилляр, диаметр которого самый маленький. Однако огромное количество капилляров включено в ток крови параллельно, поэтому их суммарное сопротивление меньше, чем суммарное сопротивление артериол.

Пульсирующий ток крови, создаваемый работой сердца, выравнивается в кровеносных сосудах, благодаря их эластичности, поэтому ток крови носит непрерывный характер. Для выравнивания пульсирующего тока крови большое значение имеют упругие свойства аорты и крупных артерий.

Объемная скорость определяется количеством крови, проходящей через поперечное сечение сосуда за единицу времени. Так как отток крови от сердца соответствует ее притоку к сердцу, то объем крови, протекающий за единицу времени через суммарное поперечное сечение сосудов любого участка кровеносной систем, одинаков.

Объемную скорость кровотока отражает минутный объем кровообращения — то количество крови, которое выбрасывается сердцем за 1 минуту.

Минутный объем кровообращения в покое составляет 4,5-5 л и является интегративным показателем.

Он зависит от систолического объема (то количество крови, которое выбрасывается сердцем за одну систолу, от 40 до 70 мл) и от частоты сердечных сокращений (70-80 в минуту).

Линейная скорость кровотока – это расстояние, которое проходит частица крови за единицу времени, т.е. это скорость перемещения частиц вдоль сосуда при ламинарном потоке. Кровоток в сосудистой системе в основном носит ламинарный (слоистый) характер.

При этом кровь движется отдельными слоями параллельно оси сосуда. Линейная скорость различна для частиц крови, продвигающихся в центре потока и у сосудистой стенки. В центре она максимальная, а около стенки – минимальная.

Это связано с тем, что на периферии особенно велико трение частиц крови о стенку сосуда.

При переходе одного калибра сосуда к другому диаметр сосуда меняется, что приводит к изменению скорости течения крови и возникновению турбулентных (вихревых) движений.

Переход от ламинарного типа движения к турбулентному ведет к значительному росту сопротивления.

Линейная скорость также различна для отдельных участков сосудистой системы и зависит от суммарного поперечного сечения сосудов данного калибра. Она прямо пропорциональна объемной скорости кровотока и обратно пропорциональна площади сечения кровеносных сосудов: V = Q/pr2.

Поэтому линейная скорость меняется по ходу сосудистой системы. Так, в аорте она равна 50-40 см/c; в артериях – 40-20; артериолах – 10-0,1; капиллярах – 0,05; венулах – 0,3; венах – 0,3-5,0; в полых венах – 10-20 см/с.

В венах линейная скорость кровотока возрастает, так как при слиянии вен друг с другом суммарный просвет кровеносного русла суживается.

Скорость кругооборота крови характеризуется временем, в течение которого частица крови пройдет большой и малый круги кровообращения. В среднем, это происходит за 20-25 с.

Условие неразрывности струи: при стационарном течении несжимаемой жидкости через любые сечения трубки тока каждую секунду протекают одинаковые объемы жидкости, равные произведению площади сечения на среднюю скорость движения ее частиц.

Условие неразрывности струи: если при течении жидкости линии непрерывны-ламинарное течение. В движущейся жидкости могут возникать завихрения, скорость частиц изменяется, линии претерпевают разрывы, изменяющиеся со временем — турбулентное движения. Уравнение Бернулли: pv2/2+P+pgh=const.

3. Температура тела («ядра» и «оболочки») человека. Уравнение теплового баланса гомойотермного организма. Химическая и физическая терморегуляция (механизмы теплообразования и теплообмена).

Все живые организмы делятся на: гомойотермные — теплокровные (человек и млекопитающие) и пойкилотермные – холоднокровные.

Образующаяся в организме энергия питательных веществ, превращается в тепло (тепловую энергию). Чем интенсивнее скорость обменных процессов в организме, тем больше теплообразование.

Теплопродукция и теплоотдача. Баланс теплопродукции и теплоотдачи является главным условием поддержания постоянной температуры тела.

Суммарная теплопродукция в организме состоит из: «первичной теплоты», выделяющейся в ходе реакций обмена веществ, постоянно протекающих во всех организмах и тканях «вторичной теплоты», образующейся при расходовании энергии макроэргических соединений на выполнение определенной работы.

Наибольшее количество тепла образуется в мышцах при их тоническом напряжении и сокращении — «сократительный термогенез». Является наиболее значимым механизмом дополнительного теплообразования у взрослого человека.

У новорожденных, мелких млекопитающих имеется механизм теплообразования за счет возрастания общей метаболической активности и, прежде всего, высокой скорости окисления жирных кислот — «несократительный термогенез». Увеличивает уровень теплопродукции (

3 раза) по сравнению с уровнем основного обмена.

— Излучение — способ отдачи тепла в окружающую среду поверхностью тела человек в виде электромагнитных волн инфракрасного диапазона. Количество рассеиваемого тепла прямопропорционально площади поверхности излучения и разности температур кожи и окружающей среды. При понижении температуры окружающей среды излучение увеличивается, при повышении температуры — понижается.

— Теплопроведение — способ отдачи тепла при соприкосновении тела человека с другими физическими телами.

Количество отдаваемого при этом тепла прямопропорционально: разнице средних температур контактирующих тел,лощади контактирующих поверхностей, времени теплового контакта, теплопроводности контактирующего тела. Сухой воздух, жировая ткань характеризуется низкой теплопроводностью.

— Конвекция — способ теплопередачи, осуществляемый путем переноса тепла движущимися частицами воздуха (или воды). Для конвенции требуется обтекание поверхности тела потоком воздуха с более низкой температурой, чем температура кожи. Количество отдаваемого конвекцией тепла увеличивается при увеличении скорости движения воздуха (ветер, вентиляция).

Излучение, теплопроведение и конвекция становятся неэффективными способами теплоотдачи при выравнивании средних температур поверхности тела и окружающей среды.

— Испарение — способ рассеивания организмом тепла в окружающую среду за счет его затрат на испарение пота в окружающую среду за счет его затрат на испарение пота в окружающую среду за счет его затрат на испарение пота или влаги с поверхности кожи или влаги со слизистых дыхательных путей.

У человека постоянно идет потоотделение потовыми железами кожи (36 гр/час при 20 0С) увлажнение слизистых дыхательных путей. Повышение внешней температуры, выполнение физической работы, длительное пребывание в теплоизолирующей одежде (костюм — «сауна») усиливает потоотделение (до 50 — 200 гр/час).

Испарение (единственный из способов теплоотдачи) возможно при выравнивании температур кожи и окружающей среды при влажности воздуха менее 100 процентов.

Температура тела человека. В тех органах и тканях, где обменные процессы протекают с большой скоростью, образуется большое количество тепла.

Решающую роль в перераспределении тепла между тканями с различной теплопродукцией и предупреждении перегревания играет кровь. Обладая высокой теплоемкостью, кровь содействует выравниванию температур в различных частях тела.

Подобным образом, за счет изменения скорости кровотока, осуществляется согревание или охлаждение поверхности тела.

Температура поверхностных тканей ниже, чем температура более глубоких тканей, где она составляет 36,7 — 37,0 0С и ее суточные колебания не превышают 1 0С. Это — «гомойотермное ядро«, т.е. ткани, расположенные на глубине 1 см от поверхности тела и глубже.

На поверхности же тела суточные колебания температуры больше и она различна на разных участках — «пойкилотермная оболочка» тела человека. Относительное постоянство температуры сохраняется в большей массе глубоких тканей («ядро»), если организм находится в среде с температурой 25 — 26 0С — «термонейтральная зона» или » температура комфорта».

При снижении температуры окружающей среды масса глубоких тканей с постоянной температурой («ядра») уменьшается, при повышении — возрастает.

В течении суток максимальное значение температуры тела наблюдается в 18-20 часов, минимальное — к 4-6 часам утра.

Терморегуляция — это совокупность физиологических и психофизиологических механизмов и процессов, направленных на поддержание относительно постоянства температуры тела. Это достигается с помощью баланса между количеством тепла, рассеиваемого организмом за то же время в окружающую среду. Восприятие температурных раздражений осуществляется:

Линейная и объемная скорость кровотока в разных участках кровеносного русла, их зависимость от сечения русла и диаметра отдельного сосуда. Время кругооборота крови

Различают линейную и объемную скорость кровотока.

Линейная скорость кровотока (VЛИН.) – это расстояние, которое проходит частица крови в единицу времени. Она зависит от суммарной площади поперечного сечения всех сосудов, образующих участок сосудистого русла. В кровеносной системе наиболее узким участком является аорта.

Здесь наибольшая линейная скорость кровотока, составляющая 0,5-0,6 м/сек. В артериях среднего и мелкого калибра она снижается до 0,2-0,4 м/сек. Суммарный просвет капиллярного русла в 500-600 раз больше, чем аорты. Поэтому скорость кровотока в капиллярах уменьшается до 0,5 мм/сек.

Замедление тока крови в капиллярах имеет большое физиологическое значение, так как в них происходит транскапиллярный обмен. В крупных венах линейная скорость кровотока вновь возрастает до 0,1-0,2 м/сек. Линейная скорость кровотока в артериях измеряется ультразвуковым методом. Он основан на эффекте Доплера.

На сосуд помещают датчик с источником и приемником ультразвука. В движущейся среде – крови – частота ультразвуковых колебаний изменяется. Чем больше скорость течения крови по сосудам, тем ниже частота отраженных ультразвуковых волн.

Скорость кровотока в капиллярах измеряется под микроскопом с делениями в окуляре, путем наблюдения за движением определенного эритроцита.

Объемная скорость кровотока (VОБ.) – это количество крови, проходящей через поперечное сечение сосуда в единицу времени. Она зависит от разности давлений в начале и конце сосуда и сопротивления току крови.

Раньше в эксперименте объемную скорость кровотока измеряли с помощью кровяных часов Людвига. В клинике объемный кровоток оценивают с помощью реовазографии.

Этот метод основан на регистрации колебаний электрического сопротивления органов для тока высокой частоты, при изменении их кровенаполнения в систолу и диастолу. При увеличении кровенаполнения сопротивление понижается, а уменьшении – возрастает.

С целью диагностики сосудистых заболеваний производят реовазографию конечностей, печени, почек, грудной клетки. Иногда используются плетизмографию – это регистрация колебаний объема органа, возникающих при изменении их кровенаполнения.

Колебания объема регистрируют с помощью водных, воздушных и электрических плетизмографов. Скорость круговорота крови – это время, за которое частица крови проходит оба круга кровообращения. Ее измеряют путем введения красителя флюросцина в вену одной руки и определения времени его проявления в вене другой. В среднем скорость кругооборота крови составляет 20-25 сек.

Билет 19

1. Гормоны щитовидной железы.регуляция. симптомы болезни при гипо и гиперфункции.

Щитовидная железа (в просторечии – щитовидка) – симметричный орган, состоит из двух долей и перешейка. Правая и левая доли прилегают непосредственно к трахее, перешеек расположен на передней поверхности трахеи.

Некоторые авторы отдельно выделяют в щитовидной железе пирамидальную долю.

В нормальном (эутиреоидном) состоянии масса щитовидной железы составляет от 20 до 65 г, а размер долей зависит от половозрастных особенностей и может варьироваться в достаточно широких пределах.

В период полового созревания происходит увеличения размера и массы щитовидной железы, а в старческом возрасте, соответственно – ее уменьшение. У женщин во время беременности также происходит временное увеличение размеров щитовидной железы, которое самостоятельно, без назначения лечения проходит в течение 6-12 месяцев после родов.

В щитовидной железе происходит синтез двух йодсодержащих гормонов – тироксина (Т4) и трийодтиронина (Т3), и одного пептидного гормона – кальцитонина. В ткани щитовидной железы происходит накопление аминокислоты тирозин, которая депонируется и хранится в виде белка – тиреоглобулина (строительного материала для синтеза тиреоидных гормонов).

При наличии молекулярного йода и включении в работу фермента тиреоидной пероксидазы (ТПО) происходит синтез гормонов Т3 и Т4.Тироксин (Т4) и трийодтиронин (Т3) синтезируются в апикальной части тиреоидного эпителия. Кальцитонин (тиреокальцитонин) вырабатывается паращитовидными железами, а также С-клетками щитовидной железы.

Гормоны щитовидной железы являются главными регуляторами гомеостаза человеческого организма.При их непосредственном участии происходят основные метаболические процессы в тканях и органах; осуществляется образование новых клеток и их структурная дифференциация, а также генетически запрограммированная гибель старых клеток (апоптоз).

Другой не менее важной функцией тиреоидных гормонов в организме является поддержание постоянной температуры тела и производство энергии (так называемый калоригенный эффект).

Гормоны щитовидной железы регулируют в организме потребление кислородатканями, процессы окисления и выработки энергии, а также контролируют образование и нейтрализацию свободных радикалов.

На протяжении всей жизни тиреотропные гормоны влияют на умственное, психическое и физическое развитие организма.

Дефицит гормонов в раннем возрасте приводит к задержке роста, может стать причиной возникновения заболеваний костной ткани, а их дефицит при беременности – значительно увеличивает риск возникновения кретинизма будущего ребенка из-за недоразвития мозга во внутриутробный период.

Гормоны щитовидной железы также ответственны за нормальное функционирование иммунитета – они стимулируют клетки иммунной системы, т.н. Т-клетки, с помощью которых организм борется с инфекцией. Диагностика заболеваний щитовидной железы

Для выбора правильного лечения, диагностика пациентов с заболеваниями щитовидной железы должна включать физикальные, инструментальные и лабораторные методы оценки её морфологической структуры и функциональной активности.

Например, при пальпации (тактильном прощупывании пальцами) щитовидной железы можно определить ее размеры, консистенцию тиреоидной ткани и наличие или отсутствие узловых образований. На сегодняшний день наиболее информативным лабораторным методом определения концентрации тиреоидных гормонов в крови является иммуноферментный анализ, осуществляемый с помощью стандартных тест-наборов.

Кроме того, функциональное состояние щитовидной железы оценивается по поглощению изотопа 131I или технеция 99mTc. Современные методы оценки структуры щитовидной железы также включают ультразвуковую диагностику (УЗИ), компьютерную томографию (МРТ), термографию и сцинтиграфию.

Данные методы позволяют получить информацию о размерах органа и характере накопления радиоконтрастного препарата различными участками железы. С помощью тонкоигольной аспирационной биопсии (ТАБ) происходит забор клеток щитовидной железы на анализ, с последующим их изучением.

Необходимо отметить что, при всем многообразии методик лабораторного контроля состояния щитовидной железы, самыми быстрыми методами диагностики являются тесты по определению содержания свободных/связанных форм гормонов Т3 и Т4, антител к тиреоглобулину (АТ-ТГ) и к тиреоидной пероксидазе (АТ-ТПО), а также уровень тиреотропного гормона (ТТГ) в плазме крови. Кроме того, иногда проводится такой вид анализа, как определение экскреции йода с мочой. Это исследование позволяет установить – имеется ли связь заболевания щитовидной железы с йододефицитом. Наиболее распространенные заболевания щитовидной железы и их симптомы

Существует большое число различных заболеваний щитовидной железы. Почти все они, в зависимости от особенностей изменения функциональной активности щитовидной железы, могут быть разделены на три большие группы.

Заболевания, сопровождающиеся повышенным синтезом и/или секрецией гормонов щитовидной железы. При данных патологиях идет речь о тиреотоксикозе.

Заболевания, сопровождающиеся уменьшением синтеза гормонов щитовидной железы (Т3, Т4) и/или понижением уровня их концентрации в крови. В таких случаях идет речь о гипотиреозе.

Заболевания щитовидной железы, протекающие без изменения функциональной активности, и для которых характерны только морфологические изменения структуры органа (образование зоба, образование узлов, гиперплазия и т.д.).

Гипотиреоз (гипофункция) – состояние, которое характеризуется снижением уровня гормонов щитовидной железы, встречается у 19 из 1000 женщин, и у 1 из 1000 мужчин. Часто гипотиреоз не выявляется длительное время, т.к. симптомы заболевания развиваются очень медленно и при этом больные не жалуются на состояние здоровью.

Кроме того, симптомы гипотиреоза могут быть неспецифичными, и заболевание может протекать скрытно под «масками» целого ряда других болезней, что в свою очередь приводит к ошибочной диагностике и неправильного лечения данного заболевания.

При хроническом недостатке тиреоидных гормонов в организме человека замедляются все метаболические процессы, вследствие чего уменьшается образование энергии и тепла.

У женщин гипотиреоз может вызывать нарушения менструального цикла, быть причиной ранней менопаузы. Одним из частых симптомов гипотиреоза является депрессия, по поводу которой больные направляются к психологу или психиатру.

Тиреотоксикоз (гиперфункция) – клиническое состояние, характеризующееся стойким повышением уровня тиреоидных гормонов в крови, что приводит к ускорению всех метаболических процессов в организме.

Классическими симптомами тереотоксикоза являются: раздражительность и вспыльчивость, снижение массы тела (при повышенном аппетите), учащенное сердцебиение (иногда с нарушением ритма), нарушение сна, постоянная потливость, повышенная температура тела.

Иногда, а особенно в пожилом возрасте, указанные симптомы проявляются не выражено и пациенты связывают свое состояние не с каким-либо заболеванием, а с естественными возрастными изменениями в организме. Так, например, чувство жара, «приливы», которые являются классическими признаками тиреотоксикоза, могут расцениваться женщинами как проявления наступившей менопаузы.

Достаточно распространенным симптомом у пациентов с заболеваниями щитовидной железы является зобофикация(образование т.н. зоба) – увеличение органа больше допустимых значений (нормальный объем железы у мужчин — 9-25 мл, у женщин — 9-18 мл).

В эутиреоидном состоянии щитовидная железа несколько увеличивается в подростковом возрасте, также у женщин при беременности и после наступления менопаузы.

В зависимости от того, увеличивается весь орган или только отдельная его часть, принято различать соответственно диффузный или узловой зоб.

Причины развития заболеваний щитовидной железы

Несомненно, важную роль в возникновении заболеваний щитовидной железы играют генетические факторы, которые определяют предрасположенность человека к тому или иному заболеванию. Но, кроме того, в развитии тиреоидных патологий бесспорна роль различных внешних стрессовых факторов. В том числе:

микроэлементов (в т.ч. йододефицит),

Именно эти факторы являются пусковым механизмом возникновения заболеваний щитовидной железы. Проще говоря, на организм человека постоянно действуют те или иные причины, заставляющие его щитовидную железу продуцировать повышенное или пониженное количество гормонов.

Это приводит к тому, что данный орган эндокринной системы «изнашивается» и «угасает», становится не способным синтезировать оптимальное для нужд организма количество гормонов Т3 и Т4.

В конечном итоге развиваются либо хронические функциональные нарушения щитовидной железы (гипо-, гипертиреоз), либо морфологические изменения ее структуры (образование зоба, образование узлов, гиперплазия и т.д.).

Источник