Явление поверхностного натяжения. Капиллярность. Причины газовой иди жировой эмболии кровеносных сосудов
Поверхностное натяжение, стремление вещества (жидкости или твердой фазы) уменьшить избыток своей потенциальной энергии на границе раздела с др. фазой (поверхностную энергию). Определяется как работа, затрачиваемая на создание единицы площади поверхности раздела фаз (размерность Дж/м2).
Поверхностное натяжение – сила, отнесенная к единице длины контура, ограничивающего поверхность раздела фаз (размерность Н/м); эта сила действует тангенциально к поверхности и препятствует ее самопроизвольному увеличению.
где s и s0 – поверхностное натяжение при температурах T и T0 соответственно, α≈0,1 мН/(м·К) – температурный коэффициент поверхностного натяжения. Основной способ регулирования поверхностного натяжения заключается в использовании поверхностно-активных веществ (ПАВ).
В случае жидкой поверхности раздела П. н. правомерно также рассматривать как силу, действующую на единицу длины контура поверхности и стремящуюся сократить поверхность до минимума при заданных объёмах фаз. Работа образования новой поверхности затрачивается на преодоление сил межмолекулярного сцепления (когезии) при переходе молекул вещества из объёма тела в поверхностный слой. Равнодействующая межмолекулярных сил в поверхностном слое не равна нулю (как в объёме тела) и направлена внутрь фазы с большей когезией. П. н. выражают в дж/м2 или н/м (эрг/см2 или дин/см).
В живых организмах П. н. клетки — один из факторов, определяющих форму целой клетки и её частей. Для клеток, обладающих жёсткой или полужёсткой поверхностью (многие микроорганизмы, инфузории, клетки растений и т.д.), значение П. н. невелико. У клеток, лишённых прочной надмембранной структуры (большинство клеток животных, некоторые простейшие, сферопласты бактерий), П. н. в основном определяет конфигурацию (клетки, находящиеся во взвешенном в жидкости состоянии, приобретают форму, близкую к сферической).
Рисунки капель смачивающей и не смачивающей жидкостей.
Капиллярность, свойство жидкостей подниматься или опускаться ниже уровня в очень узких трубках, а именно если узкую (волосную, капиллярную) стеклянную трубку опустить в жидкость, смачивающую стекло (вода, спирт), то последняя поднимается в трубке выше уровня жидкости в сосуде; в трубке же, опущенной в несмачивающую стекло жидкость, последняя опускается ниже внешнего уровня. Высота подъема тем больше, чем меньше радиус трубки, изменяется с веществом и плотностью жидкости, зависит также от температуры.
Эмболия— это закупорка сосудов частицами, принесенными током крови или лимфы. Они могут попадать в сосуды из внешней среды и формироваться в самом организме. Газовая эмболия развивается в результате закупорки сосудов пузырьками газов. Повышение атмосферного давления создает условия для растворения газов (азот, кислород, углекислота) в биологических жидкостях. Быстрое перемещение организма из среды с повышенным давлением в среду с нормальным ведет к понижению растворимости, десатуризации и образованию в крови пузырьков газа. Пузырьки газа, преимущественно азота, вызывают закупорку капилляров головного и спинного мозга, почек, сердца и других органов. Газовая эмболия возникает и при быстром переводе организма из среды с нормальным атмосферным давлением в среду с пониженным атмосферным давлением. Закупорка сосудов пузырьками газа возможна также при гангрене, вызванной анаэробами (газовая гангрена). Жировая эмболия (эмболии эндогенного происхождения) следует за поступлением в русло крови капелек жира при операциях на тканях с обилием жировой клетчатки, при переломах трубчатых костей, после механического размозжения жировой ткани. В силу отрицательного давления в венах капельки жира через травмированные участки сосуда поступают в ток крови и останавливаются в сосудах меньшего диаметра. Жировую эмболию легко наблюдать под микроскопом в капиллярной сети лапки или брыжейки наркотизированной лягушки после введения в полость ее сердца растительного или вазелинового масла.
9.Тоны Короткова. Физические основы применения неинвазивного метода Короткова длят измерения систолического и диастолического давлений.
Накачанная воздухом манжетка пережимает сосуды, останавливая движение крови по ним. Затем ее медленно «спускают». В тот момент, когда напор крови в плечевой артерии немного превысит давление в манжетке, первая порция крови прорвется через препятствие и ударится о стенки артерии ниже «запруженного» места, издавая характерный звук (так называемый тон Короткова), который можно услышать при помощи фонендоскопа. Давление в манжетке в это время равно систолическому.
По мере того как воздух будет выходить из нее, все большие порции крови начнут преодолевать «запруду». В конце концов манжетка перестанет пережимать плечевую артерию даже во время диастолы. Тогда кровь вновь заструится по ней непрерывным потоком, и тоны Короткова исчезнут. При этом показания на шкале тонометра будут соответствовать диастолическому давлению.
Прямые методы измерения кровяного давления. Определение величины кровяного давления (особенно артериального) очень важно для характеристики кровообращения. Дальше мы ознакомимся подробнее с факторами, влияющими на эту величину, здесь же необходимо указать на способы измерения кровяного давления. При прямом измерении кровяного давления (в опытах, а иногда и в клинике — пункции артерий при операциях) его величину определяют непосредственно манометром, присоединенным к кровеносному сосуду. Простейший, очень часто применяемый манометр — ртутный (рис. 50). Ввязанная в разрез обнаженного кровеносного сосуда трубочка (канюля) соединяется системой трубок с одним из колен U-образ-пого манометра. Бея система трубок (от крови до ртути) заполняется жидкостью, препятствующей свертыванию крови, например, насыщенным раствором соды или сернокисислого магния. Разность в высоте уровней ртути в обоих коленах манометра показывает величину кровяного давления в миллиметрах ртутного столба. Писчик, укрепленный на поплавке, плавающем на поверхности ртути, записывает все колебания кровяного давления на бумаге, передвигаемой барабаном кимографа.