3B 81-96

81. Wpływ temperatury na szybkość procesów biologicznych
Temperatura wpływa na:
- współczynnik dyfuzji, lepkości
- ciśnienie
- pot. Elektrochemiczne, pot. Chemiczne (szybkość reakcji chemicznej)
- trwałość zw. biochem.
- procesy metabolizmu, transportu
- pot. Bioelektryczne zw. pobudliwością komórek
Szybkość procesów biologicznych związana jest przede wszystkim z szybkością przebiegu reakcji chemicznych. Zależność szybkości reakcji chemicznych od temperatury wyraża prawo Arrheniusa, według którego stała szybkość reakcji
Procesy biologiczne zachodzą w przybliżeniu zgodnie z tym prawem. Wartość energii aktywacji Ea daje przy tym pewien pogląd na mechanizmy przebiegu procesu. Jednak wyznaczanie energii aktywacji dla procesów biologicznych jest często kłopotliwe, jeżeli w ogóle możliwe. Dlatego dla wyrażenia wpływu temperatury na procesy biologiczne wprowadza się współczynnik Van’t Hoffa zwany współczynnikiem Q10. Współczynnik Q10 definiuje się stosunkiem szybkości przebiegu procesu w temperaturze (T + 10K) do jego szybkości w temperaturze T, czyli
Dla procesów zachodzących w organizmach żywych wartość Q10 jest zawarta w przybliżeniu w granicach 1÷4.
Dla procesów o charakterze fizycznym, np. dyfuzji w przybliżeniu jest 1,03< Q10 opór naczyniowy przepływu
analogia do prawa Ohma:
Opór odcinka przewodnika o stałym przekroju poprzecznym jest proporcjonalny do długości tego odcinka i odwrotnie proporcjonalny do pola powierzchni przekroju
Opór naczyniowy jest odwrotnie proporcjonalny do kwadratu pola przekroju przewodu ( л r^2)^2 ,
inaczej jak dla prądu elektrycznego, gdzie opór jest odwrotnie proporcjonalny do samego pola przekroju S.
94-ZWIĄZEK POMIĘDZY ZMIANAMI CIŚNIENIA BOCZNEGO, A WŁAŚCIWOŚCIAMI BIOMECHANICZNYMI NACZYNIA KRWIONOŚNEGO:
W naczyniach sprężystych przy wzroście ciśnienia napędowego rośnie ciśnienie działające na ściany naczynia.
Ściany naczynia rozciągają się, zmniejsza się czynnik geometryczny l/r^4, zmniejsza się opór naczyniowy.
Ciśnienie, z jakim krew działa na ściany naczynia, jest zrównoważone ciśnieniem ściany na krew. Jest ono wynikiem napięć sprężystych występujących w ścianie.
Siły rozciągające naczynia działają stycznie do cylindrycznej powierzchni naczynia i są przyłożone prostopadle do odcinków równoległych osi cylindra ryc.13.7 w Pilawskim, str.296).
Siłom tym przeciwstawiają się siły sprężyste w ścianie naczynia.
Stosunek wypadkowej F tych sił do długości L odcinka, wzdłuż którego są zaczepione, nazywa się napięciem sprężystym.
T = F / L [T] = Nm^-1
Naczynia mają także zdolność do czynnej zmiany światła ich przekroju (zdolność naczynioruchowa)-pobudzenie mięśni gładkich w ścianie naczynia powoduje ich skurcz. Podczas skurczu zmniejsza się promień naczynia.
95 – ZWIĄZEK MIĘDZY ZMIANAMI PROMIENIA TĘTNICY, A ZMIANĄ CIŚNIENIA BOCZNEGO:
Pomiędzy ciśnieniem sprężystym p, z jakim ściana naczynia cylindrycznego o promieniu r działa na ciecz, a napięciem sprężystym T istnieje zależność wyrażająca się wzorem Laplace'a:
p=T/r
ciśnienie sprężyste jest odwrotnie proporcjonalne do promienia naczynia
ciśnienie sprężyste jest proporcjonalne do napięcia sprężystego
małe naczynia potrafią przeciwstawiać się stosunkowo dużym ciśnieniom, dzięki znacznie mniejszemu promieniowi
p r = T
napięcie sprężyste T wzrasta w przybliżeniu liniowo ze wzrostem promienia dla odkształceń małych, dla odkształceń większych napięcie rośnie coraz gwałtowniej
96 – PODSTAWOWE WIELKOŚCI CHARAKTERYZUJĄCE UKŁAD KRĄŻENIA W ASPEKCIE BIOFIZYCZNYM
ciśnienie – ruch krwi jest uwarunkowany różnicą ciśnień między układem tętniczym i żylnym, utrzymywaną przez pracę serca (aorta – śr.100 mmHg, w żyłach ok.10mmHg, różnica – 90mmHg)
na ciśnienie krwi w naczyniach wpływa też ciśnieni hydrostatyczne wywołane polem grawitacyjnym, zależy ono od wysokości słupa cieczy:
p = ρgh
prędkość przepływu – wg.prawa ciągłości strumienia jest ona odwrotnie proporcjonalna do pola przekroju przewodu
Q = S v -> v = Q / S
opór naczyniowy przepływu – pyt.92
szybkość fali tętna(c):
c^2 = Ee / 2ρr
E-moduł Younga ścian naczynia
e – grubość ściany
ρ – gęstość
r – promień przekroju
praca, moc i wydajnośc serca – pyt.103
Przygotowały i opracowały 3 niezawodne, miłe, mądre dziewczyny z 3 B!!!
Pozdrawiamy!!! (szczególnie grupę 8a i 4b )
Życzymy wszystkim powodzenia!
Będzie dobrze!