Бұлшықет жиырылу биофизикасы

ПРЕЗЕНТАЦИЯ

Тақырыбы: Бұлшықет жиырылу биофизикасы.

Жоспар

Кіріспе

Негізгі бөлім

Жүрек-қан тамырлар жүйесінің құрылысы және механикалық касиеттері

Бұлшықеттер құрылысы және биомеханикасы

Бұлшықет жиырлуының механикалық моделі

Бұлшықет жүйесінің электрлік моделі. Реографияның негізі.

Қорытынды

Пайданылған әдебиеттер

Кіріспе

Биологиялық тіндер: тері, бұлшық ет, қан тамырлар, тыныс алу жүйесі, жүрек клапандарының жапырақшасы және ішкі органдардың (өкпенін, мидың, сіңірдің) және т. б. бездерінің механикалық қасиеттері қатты тіндермен (сүйектер) салыстырғанда ерекше болады. Жұмсақ биологиялық тіндердің басты қасиеті - олардың аса үлкен шамада (200%-ге дейін) деформациялануы болады. Сонымен қатар олардың механикалық бастапқы және соңғы күйі, сығылғыштығы және ани-зотропиялығы бір-біріне өте үқсас келеді.

Жұмсақ биологиялық тіндердің құрылысына мынадай компоненттер кіреді: жасушалар, 1 - каллогендік талшықтар, 2 -эластиндік талшықтар, 3 - негізгі құрылым және жасушалар. Әр компоненттің механикалық, биологиялық және иммунологиялық қасиеттері олардың өздеріне тән ультра құрылымдарына тәуелді болады. Бірақ сумен әсерлесуі және сумен байланысты компоненттерінің қасиеттері ерекше. Осы биополимерлерді бес топқа бөлуге болады : (4) коллаген, (5) эластин, (6) гликозаминогликандар, (7) гликопротеиндер және (8) еритін протеиндер.

Байлам тіндерінің ішіндегі ең негізгісі - коллаген, оның құрылымдық пішіні әртүрлі. Коллагеннің ерекшелігі - ол спиральді полипептидті тізбектен спиральдық талшыққа дейінгі барлық деңгейдегі спираль құрайды. Механикалық жүктеме кеп болатын тіндердің негізгі функциясы үшін осындай құрылыс элементтердің бір-бірінің бетімен салыстырмалы сырғанауын шектейді. Коллаген элементтері - тропоколлаген молекулаларынан күралады. Олардын бастары мен үштары қосылып диаметрі 20-40 нм коллагендік фибриллаларды құрайды. тін мен байланысты болады. Фибрилл шоқтары диаметрі 0, 2-12 мкм арасындағы талшықтар түзейді. Созылған кезде коллагендік талшықтар және олардың талшықтық құрылымдар шоғы, аз да болса деформацияланады. Кернеу мен деформация бір-бірімен сызықтық. емес байланыста бо-лады., Коллагендік тіндердің созылғандағы беріктігі 50-100 МПа болса, серпімділік модулі 1000 МПа болады. Бұл коллагендік тіндердіңаса берік болатындығын көрсетеді.

Талшықтық эластинде бір-бірімен байланыстағы екі жіптен есілген арқан сияқты компоненттер бар. Эластиннің осындай құры-лымы олардың талшықтарының созылу деформациясына (мөлшерімен 150-200 %) төзімді етеді. Сонда эластиннің серпімділік модулі небәрі 0, 6 МПа болады.

Эластин мен коллаген талшықтарынын. өзара әсерлесуі жұмсақ биологиялықтіндердің беріктігін және деформациялык касиетін анық-тайды. Мысалы, артерия және өкпе паренхима тіндерде эластин серпімділік қасиет береді. Коллагендік талшықтар бұл тіндерде хаос-ты және толқын тәріздес болып созылып, содан кейін ғана түзіледі

ЖҮРЕК-ҚАН ТАМЫРЛАР ЖҮЙЕСІНІҢ ҚҰРЫЛЫСЫ ЖӘНЕ МЕХАНИКАЛЫҚ ҚАСИЕТТЕРІ

Атқаратын функциясына және құрылыс жағынан қарағанда жұмсақ биологиялық тіндердің ішінде жүрек құлақшалары мен қан тамырларының алатын орны ерекше. Морфологиялық тұрғыдан карағанда қан тамырларын эластикалык, аралас және бұлшық еттік (тегіс бұлшық ет ұлпалары басым болғандыктан) болып үшке бөлінеді

Үлкен артериялықтамырлардың кабырғалары үш қабатты болады: 1 - ішкі, 2 - орта және 3 - сыртқы қабаттар. Ішкі кабат құрамына эндотелий, астыңғы эндотелий және ішкі эластикалық мембраналар кіреді. Тамырдың ішкі бетін жауып тұрған эндотелиальді жасушаның гемодинамикалық маңызы аса зор: олардын бүтіндігінің бүзылуы тром-балардың пайда болуына әкеп соқтырады. Астыңғы эндотелий - жіңішке эластикалық және коллагендік талшықтардан, байламдық - ұлпалық жасушадан және негізгі заттан тұрады. Ішкі эластикалық мембрана коллагендік талшықтармен оралған эластиндік талшықтан тұрады.

БҰЛШЫҚ ЕТТЕР ҚҰРЫЛЫСЫ ЖӘНЕ БИОМЕХАНИКАСЫ

Жұмсақ тіндерге қарағанда бұлшық еттер адамның козғалысын тыныс жолындағы ауаның козғалысын, қанның кан тамырлар бойы-мен қозғалысын және т. б. қозғалыстарды камтамасыз ету үшін жұмыс атқарады. Бұлшық еттер екі топқа бөлінеді:

1) қаңканың әртүрлі бөліктеріне бекітіліп ұлпаның негізін құрай-тыи көлденең жолақ бұлшық еттер - бұларды қаңкд бұлшық еттері дейді және жүрек бұлшық еттері;

2) қан тамырларының, лимфа тамырларының және ішкі ағзалар-дың қабырғаларының тегіс бұлшық еттері.

Бұлшықеттер формалары қысқа, жалпак, ұзын және жіңішкет. с. с. әртүрлі болады. Қысқа бұлшық ет омыртқалар арасында тереңде жатады. Олар көлденең бұлшық еттерден аз ғана үзын болады. Жалпақ бұлшық еттер адамның кеудесінде болады, олардың ұзындығы мен ені қалы*іДьіғынан үлкен болады. Бұлшық еттердің екі басыИДа, баска ағзалармен жалғастырып тұратын сіңірлер болады. Жалпақ бұлшық еттердің сіңірлері жүқа пластина тәріздес, ал ұзын бұлшық еттердің сіңірлері цилиндр тәріздес болады. Сіңірлер аса берік болады және ете аз созылады.

Қаңқа бұлшықеттерінің жиырылу теориясының кеңтараған моделі ол - сырғанамалы талшықтар моделі. Осы теория бойынша саркомердің белсенділігі артқанда белсенді және миозинді талшықтар келденең орналасқан көпірлер арқылы жабысады.

-сурет.

Иық фасциясы. 1-3 иық бұлшық.

еттерінің қыны

Талшықтарторы бір-бірініңішіне қарай сырғанай қозғалады, соның нәтижесінде бұлшық ет талшықтары қысқарады. Саркомердің қыска-ру процесінде көпіршелер бірнеше рет бекіп, иіледі, талшықты талшық бойымен қозғайды және босап шығады. Көпіршелер жүмысына энергияны АТФ-тен алады

БҰЛШЫҚ ЕТ ЖИЫРЫЛУЫНЫҢ МЕХАНИКАЛЫҚ МОДЕЛІ

Бұлшықеттердің биофизикасына көз жеткізу үшін олардың күрылысын, энергиясын және бұлшық ет механикасын бірге қарастыра-тын математикалық модель құру қажет. Ол үшін, көпшілік жағдайда, қалың бұлшық еттердің модельдерін құрады.

Хаксли-Дещеровский моделі сүйенген. Бұл модельде актин мен миозиннің жіңішке және жуан талшықтары көлденең көпіршелер арқылы өзара әсерлесуін және актин миозин көпіршесінің үш күйін ескереді: 1) түйықталған, созылатын және біртіндеп артатын күш; 2) тұйықталған, сырғанамалы тежейтін күш; 3) ажыратылған көпіршелер.

Бұлшық еттер, сіңірлер, қан тамырлар, өкпе тіндері және т. б. био-логиялык құрылымдар тұтқыр серпімді немесе серпімді тұтқыр болып келеді. Сыртқы күш әсер еткенде биологиялық тіндерде өтетін механикалық процестерді идеал серпімді және тұтқыр элементтердің жиынтығы түрінде карастырайық.

Серпімді элементтің мысалы ретінде серпімді серіппені қарастырайық. Гук заңы бойынша серіппедедеформация бірден тарайды бірден өзгеріп одан кейіи тұрақты болады

Ғ Мұндағы (7 = - кернеу; Ғ- әсер етуші серпімді күші; S- көлденең >з қимасының ауданы; Е- серпімділік модулі; £=А///0 - салыстырмалы деформация; /0 - бастапқы ұзындығы; А/ - деформация кезіндегі

ұзындықтың езгерісі.

Осы деформацияның өзгеру жылдамдығы