Задание № 15. Семинар: «Физические основы гемодинамики»

Изучить теоретический материал и ответить на вопросы:

1. Основные понятия гидродинамики идеальной жидкости. Условие неразрывности струи. Что такое объемная и линейная скорости крово­тока? Какова связь между ними? Исходя из значений линейной скорости кровотока в аорте и в капиллярах, оцените соотношение между площадью поперечного сечения аорты и суммарной площадью поперечных сечений капилляров.

2. Уравнение Бернулли. Определение скорости жидкости с помощью трубки Пито. Всасывающее действие струи.    

3. Вязкость жидкости. Формула Ньютона для силы трения в жидкости. Ньютоновские и неньютоновские жидкости.

4. Вязкость воды и вязкость крови. Укажите значение вязкости крови в норме и пределы измене­ния ее значений при патологических процессах. Укажите причины, приводящие к изменению вязкости крови в организме. Сопоставьте вязкость венозной и артериальной крови.

5.  Факторы, влияющие на вязкость движущейся крови в организме.

6. Основной закон течения вязкой жидкости - формула Пуазейля. Аналогия между законами гидродинамики и цепи электрического тока. Гидравлическое сопротивление.    

7. Методы определения вязкости жидкости (метод Стокса, капиллярные методы, ротационные методы).    

8. Ламинарное и турбулентное течение жидкости. Число Рейнольдса. . Почему и в каких участках сосудистой системы течение кро­ви может иметь турбулентный характер? Как обнаруживается турбу­лентное течение крови? Каковы физиологические последствия турбу­лентного течения крови?

9. Роль разветвления и эластичности кровеносных сосудов в системе кровообращения. Пульсовая волна. Скорость распространения пульсовой волны. Как зависит скорость распространения пульсовой волны от механических свойств и величины просвета сосуда? Укажите приблизи­тельные значения скорости распространения пульсовой волны в аорте, артериях мышечного типа и в венах. Как и почему изменяется эта ско­рость с возрастом и с повышением артериального давления?

10. Распределение давления и скорости крови в сосудистой системе. Что принято называть систолическим, диастолическим и сред­ним давлением крови? Что такое пульсовое давление? Трансмуральное? Гидростатическое?

11.  На каком участке большого круга кровообращения наблюдается наибольшее падение давления крови? Почему? Покажите графически, как зависит давление крови от времени в крупных артериях. Отметьте на графике значения систолического,диастолического ипульсового давления. Какопределяется среднее давление?

12.  Методы определения давления крови. Физические основы метода Короткова-Ривароччи. Методы определения скорости движения крови.   

13. Работа и мощность сердца. Рассчитайте работу сердца за 1 сокращение в покое. Найди­те работу сердца за 1 сутки.

14. Каково соотношение составляющих работы сердца по преодо­лению статического давления крови (статический компонент) и по со­общению крови движения (кинетический компонент) в покое? Как и по­чему изменяется это соотношение при физической нагрузке?

Литература:

1. Г.К. Ильич. Колебания и волны, акустика, гемодинамика.

2. А.Н. Ремизов. Медицинская и биологическая физика.

Задание № 16. Лабораторная работа «Определение вязкости жидкости вискозиметром Оствальда»

Ответить на вопросы:

1. Вязкость жидкости, коэффициент вязкости, его физический смысл и размерность. Формула Ньютона.

2. Ньютоновские и неньютоновские жидкости.

3. Вязкость воды и вязкость крови. Факторы, влияющие на вязкость движущейся крови.

4. Ламинарное течение вязкой жидкости в цилиндрических трубах. Фор­мула Пуазейля.

5. Движение тел в вязкой жидкости. Закон Стокса. Метод падающего шарика для определения вязкости.

6. Капиллярные методы определения вязкости. Метод Оствальда.

7. Ротационный вискозиметр.

Литература:

1. Г.К. Ильич. Колебания и волны, акустика, гемодинамика.

2. А.Н. Ремизов. Медицинскя и биологическая физика.

3. Ф.К. Горский, Н.М. Сакевич, Физический практикум с элементами электроники.

Задание № 17. Семинар "Транспорт веществ через биологические мембраны. Биопотенциалы."

Ответить на вопросы:

1. Строение биологических мембран.

2. Виды движения липидов и белков в мембране (латеральная диффузия, флип-флоп, вращательная диффузия).

3. Пассивный транспорт веществ через мембрану, его виды. Простая и облегченная диффузия.

4. Математическое описание пассивного транспорта. Электрохимический потенциал. Уравнение Теорелла. Основное уравнение диффузии – уравнение Нернста-Планка. Закон Фика. Проницаемость мембран.

5. Активный транспорт ионов. Механизм активного транспорта на приме­ре натрий-калиевого насоса.

6. Возникновение мембранных потенциалов покоя. Равновесные потенциа­лы Нернста. Полное выражения для мембранного потенциала покоя (уравне­ние Гольдмана-Ходжкина-Катца).

7. Закономерности возбуждения тканей электрическим током. Уравнение Вейса-Лапика. Критический потенциал возбуждения.

8. Процессы в клетке при ее возбуждении. Деполяризация, реполяриза­ция, рефрактерные периоды, потенциал действия.

9. Распространение потенциала действия по безмиелиновому аксону.

10. Распространение потенциала действия по аксону, покрытому миели­новой оболочкой.

Решить задачи:

Из задачника Ремизова А.Н. 1987 г. изд.: 3.27, 3,29, 3,41, 3,44, 4.1.

Литература:

1. В.Г. Лещенко "Транспорт веществ через биологические мембраны. Мембранные потенциалы клетки."

2. Конспект лекций.

3. А.Н. Ремизов. Медицинская и биологическая физика.