Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Zakład Biofizyki CM UJ Seminarium 2 Elementy biomechaniki i termodynamiki 1 1.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Zakład Biofizyki CM UJ Seminarium 2 Elementy biomechaniki i termodynamiki 1 1."— Zapis prezentacji:

1 Zakład Biofizyki CM UJ Seminarium 2 Elementy biomechaniki i termodynamiki 1 1

2 2 Zakład Biofizyki CM UJ Ciało pozostaje w równowadze, jeśli wszystkie siły i momenty sił, które na nie działają, równoważą się wzajemnie. 1) Równowaga sił 2) Równowaga momentów sił Problem 1. Organizm człowieka w warunkach równowagi sił i momentów sił

3 3 Zakład Biofizyki CM UJ Równowaga sił

4 4 Zakład Biofizyki CM UJ Równowaga sił i momentów sił Równowaga sił: F 1 + F 2 = F 3 Równowaga momentów sił: r 1 F 1 = r 2 F 2

5 5 Zakład Biofizyki CM UJ Ogólny przypadek Efektem oddziaływania na bryłę sztywną niezrównoważonych sił może być jej ruch. Efektem działania niezrównoważonych momentów sił może być obrót. (x 6,y 6 )

6 Zaproponuj mechaniczny model przedramienia i korzystając z danych anatomicznych człowieka rozważ stan równowagi, gdy w dłoni trzymany jest ciężar W o masie 10 kg. Poniższy rysunek przedstawia układ, którego model należy stworzyć. Oznaczenia: 6 Zakład Biofizyki CM UJ W – ciężar (10 kg = 100 N) M – siła mięśnia (?) R – reakcja w stawie łokciowym H – ciężar przedramienia (20 N) Osią obrotu jest staw łokciowy w – długość przedramienia (30 cm) h – ciężar przedramienia przyłożony w jego środku ciężkości (14 cm) m – odległość punktu zaczepienia mięśnia od stawu (4 cm) Zadanie 1.

7 7 Problem 2. Odkształcenia kośćca w warunkach fizjologicznych. Rodzaje i charakterystyka odkształceń. Naprężenia. Prawo Hooke’a. Zakład Biofizyki CM UJ

8 8 Ciśnienia występujące fizjologicznie w organizmie człowieka są bardzo małe, a co za tym idzie małe są również występujące tam odkształcenia Szkielet w warunkach fizjologicznych = bryła sztywna

9 Typy odkształceń – ciała stałe 9 Rozciąganie Ściskanie Ugięcie Ścinanie Skręcanie Bez naprężeń

10 10 Zakład Biofizyki CM UJ Rozciąganie lub ściskanie (siła działa prostopadle do powierzchni przekroju) Odkształcenie względne: Naprężenie:

11 11 Zakład Biofizyki CM UJ Zależność p i λ 0A : zależność liniowa, Prawo Hooke’a (E [Pa] – moduł Younga) BC : odkształcenie trwałe C : zerwanie AB : odkształcenie nieliniowe

12 12 Zakład Biofizyki CM UJ Przykłady E [GPa] Kość korowa→ ~ 17.6 Stal→ ~ 207 Granit→~ 51.7 Beton→~ 16.5 Dąb→~ 11.0

13 13 Zakład Biofizyki CM UJ Ścinanie (siła działa równolegle do powierzchni przekroju) Naprężenie: G – moduł na ścinanie (Kirchhoffa) Odkształcenie względne:

14 14 Zakład Biofizyki CM UJ Współczynnik Poissona  – współczynnik Poissona ( )

15 15 Zakład Biofizyki CM UJ Wytrzymałość kości (B) Rozciąganie:p = 124 MPaλ = 1.41% Ściskanie:p = 170 MPaλ = 1.85% Ścinanie: p = 54 MPaε = 3.2% Ciśnienie atmosferyczne: 0.1 MPa Maksymalne fizjologiczne: ~10 MPa (stopa – ciśnienie dynamiczne)

16 Zadanie 2. Nacisk na kość udową przy podnoszeniu ciężarów może wynieść ok N. Pole powierzchni przekroju kości uda wynosi ok. 20 cm 2, a jej długość ok. 50 cm. Należy wyliczyć naprężenie ściskające kość uda oraz jej odkształcenie przy założeniu spełnienia prawa Hooke’a. Moduł Younga kości zbitej wynosi 18,0 GPa. Czy odkształcenie mieści się w zakresie fizjologicznym? 16

17 Problem 3. Właściwości sprężyste kości. Prawo Wolffa.

18 18 Zakład Biofizyki CM UJ Kości są niejednorodne: 1/3 substancji organicznych i 2/3 nieorganicznych (E  18 GPa). Składowa organiczna: kolagen (E  1,2 GPa), jest nośnikiem dla substancji nieorganicznej, odpowiada za rozciągliwość kości, ale nie daje wkładu do jej sztywności. Po usunięciu kolagenu (np. w wyniku kremacji) kość jest krucha jak kreda. Składowa nieorganiczna: hydroksyapatyt (E  165 GPa), odpowiada za sztywność i odporność na ściskanie. Bez minerału (np. po jego rozpuszczeniu w kwasie) kość zachowuje się jak guma. Struktura kości podlega przebudowie przez osteoklasty i osteoblasty, jednakże jest ona powolna – wymiana materiału kostnego trwa ok. 8 lat. Budowa kości i zębów

19 19 Zakład Biofizyki CM UJ Budowa wewnętrzna kości udowej

20 20 Zakład Biofizyki CM UJ Prawo Wolffa Przebudowa kości przeciwdziała istniejącym w kościach naprężeniom

21 Problem 4. Biofizyczny opis przepływu krwi – stany patologiczne.

22 22 Zakład Biofizyki CM UJ Układ krążenia Ciśnienie krwi w różnych miejscach organizmu zależy od ich położenia względem serca p lok = p - p gr = p -  gz ρ – gęstość, g – przyśpieszenie ziemskie z – wysokość w stosunku do poziomu odniesienia (z>0, lub z<0).

23 23 Zakład Biofizyki CM UJ Ciśnienia w organizmie [mmHg] Tętnice duże90  140 Kapilary10  30 Żyły małe3  7 Żyły duże1 Mózg5  12 Pęcherz5  30 Płuca -(2  3)  (2  3) Opłucna-10 Oko12  23 1 mm Hg  133 hPa, 1 atm  1013 hPa

24 24 Zakład Biofizyki CM UJ Prawo ciągłości przepływu Dla cieczy nieściśliwej: Q = V/t Q - przepływ objętościowy [ml/s, ml/min, l/s] V – objętość, t – czas Q = v·A v – prędkość przepływu [m/s] A – powierzchnia przekroju Q = v 1 A 1 = v 2 A 2 = v 3 A 3 = const W przewężeniach ciecz płynie szybciej

25 25 Zakład Biofizyki CM UJ Równanie ciągłości dla rozgałęzienia v D, v d – prędkości liniowe

26 26 Zakład Biofizyki CM UJ Równanie (prawo) Bernoulli’ego p st = p 1, p 2, p 3 ciśnienia statyczne dla poszczególnych przekrojów p gr = ρgzciśnienie hydrostatyczne (dla z = const jest identyczne dla wszystkich przekrojów) p kin =1/2·ρv 2 ciśnienie dynamiczne, zależy od przekroju, bo zależy od v p st +p gr +p kin =const

27 Zadanie 3. Korzystając z prawa ciągłości strumienia i równania Bernoulli’ego wyjaśnić przyczyny powstawania i rozwoju tętniaka aorty brzusznej. Opisać zmiany ciśnienia krwi występujące w obszarze tętniaka.

28 Zadanie 4. Korzystając z prawa ciągłości strumienia i równania Bernoulli’ego wyjaśnić wpływ na układ krążenia blaszki miażdżycowej powstałej w tętniczce. Opisać zmiany ciśnienia krwi występujące w obszarze zwężenia.

29 29 Zakład Biofizyki CM UJ Liczba Reynoldsa - bezwymiarowy parametr pozwalający ilościowo opisać charakter przepływu v – prędkość ρ – gęstość d – średnica rury η - lepkość 0 < Re < ~1000laminarny ~1000 < Re < 10000przejściowy < Returbulentny (burzliwy) Przepływ laminarny i turbulentny

30 30 Zakład Biofizyki CM UJ Parametry hemodynamiczne Wartości orientacyjne NaczynieŚrednicaPrzepływPrędkośćRe [mm][ml/min][cm/s] Aorta – łuk Aorta brzuszna T. szyjna T. nerkowa T. biodrowa T. udowa T. piszczelowa

31 Oblicz liczbę Reynoldsa podczas przepływu krwi o natężeniu 80 ml/s w normalnej aorcie człowieka (η ≈ 4*10 -3 Pa·s, średnica aorty wynosi 2 cm). Dane: Q = 80 ml/s = 80*10 -3 l/s = 80*10 -6 m 3 /s Szukane: Re = ? d = 2 cm = 0,02 m η ≈ 4*10 -3 Pa·s ρ = 1,06*10 3 kg/m 3 Zadanie 5. 31

32 Problem 5. Obliczanie oporu naczyniowego.

33 33 Zakład Biofizyki CM UJ Równanie Hagena-Poiseuille’a Rozważamy laminarny przepływ cieczy lepkiej (η) w sztywnej rurze o długości L i promieniu R wywołany różnicą ciśnień  p. Prędkość przepływu zależy od odległości od ścianki naczynia. v śr

34 34 Zakład Biofizyki CM UJ Opór naczyniowy Rozpatrujemy przepływ przez sztywną rurę. Przepływ zależy od różnicy ciśnień i od parametrów rury oraz rodzaju cieczy: Δp = K ∙ Q K - opór naczyniowy 1. Wymiar K - ciśnienie/przepływ [ mmHg/(ml/min)] 2. Opór naczyniowy rośnie z odwrotnością 4-tej potęgi R! 3. Opory naczyniowe sumują się jak opory elektryczne

35 35 Zakład Biofizyki CM UJ Przepływ objętościowy krwi Q i opory naczyniowe R poszczególnych narządów człowieka. Wartości Q i R obliczono dla całkowitego strumienia objętości 88 ml/s płynącego w krążeniu dużym (90 mm Hg) i w krążeniu małym pod ciśnieniem (8 mm Hg).

36 Normalne natężenie przepływu krwi w aorcie wynosi ok. 80 ml/s. Wylicz średnią szybkość przepływu krwi w aorcie o średnicy 2 cm i długości 5 cm oraz jej opór naczyniowy (krew ma współczynnik lepkości η ≈ 4*10 -3 Pa·s). Jaką część oporu obwodowego stanowi opór aorty? Średnie ciśnienie w aorcie proszę przyjąć = 120 mmHg. Dane: Q = 80 ml/s = 80*10 -3 l/s = 80*10 -6 m 3 /s Szukane: v śr = ? f = 2 cm = 0,02 m K a = ? η ≈ 4*10 -3 Pa·s K ob = ? l = 5 cm = 0,05 m p = 120 mmHg Zadanie 6. 36

37 Problem 6. Biofizyczny opis przepływu powietrza – stany patologiczne. Zakład Biofizyki CM UJ

38 Mechanizm wymiany tlenu i dwutlenku węgla w pęcherzykach płucnych Zakład Biofizyki CM UJ Rola różnej szybkości dyfuzji w gazach (pęcherzyk płucny) i w cieczach (kapilara) VIDEO: media/video/gas_exchange_512k.ogg

39 Ściśliwość powietrza Kompresja powietrza podczas wysilonego wydechu. Maksymalne ciśnienie pęcherzykowe wynosi 30 mmHg. Prawo Boyle'a p*V = constant 760*V1 = ( )*V2 = 790*V2 V2/V1 = 760/790 = Zmiana objętości = 1 – =  4% Zakład Biofizyki CM UJ 39

40 40 Zakład Biofizyki CM UJ Rozkład ciśnień przy wydechu

41 41 Zakład Biofizyki CM UJ Elastyczność płuc, ciśnienie w opłucnej C =  V /  p C – compliance

42 42 Diagnostyka układu oddechowego (spirometria). Zasada działania pletyzmografu Zakład Biofizyki CM UJ

43 43 Spirometria Spirometria - rodzaj badania medycznego, podczas którego mierzy się objętości i pojemności płuc oraz przepływy powietrza znajdującego się w płucach i oskrzelach w różnych fazach cyklu oddechowego. Zakład Biofizyki CM UJ

44 44 Spirometria przykładowy wynik badania Zakład Biofizyki CM UJ

45 45 Pletyzmograf Zakład Biofizyki CM UJ

46 Problem 7. Bilans energetyczny organizmu człowieka. Zakład Biofizyki CM UJ

47 Żywy organizm – układ otwarty, w którym zachodzą procesy nieodwracalne dążące do stanu równowagi!!!! Warunki, w jakich zachodzą procesy w żywym organizmie: - stała temperatura (izotermicznie) - stałe ciśnienie (izobarycznie) Procesy nieodwracalne prowadzą układ od stanu bardziej do mniej zorganizowanego - dopóki nie ustaną przepływy (osiągnięcie stan równowagi = śmierć układu biologicznego). Zakład Biofizyki CM UJ

48 48 Bilans cieplny organizmu stałocieplnego (+) przemiana materii (metabolizm) (+) promieniowanie padające na organizm (–) składowa wytworzonej mocy mechanicznej na jednostkę powierzchni (+) straty konwekcyjne (+) straty na promieniowanie (+) straty na parowanie (+) straty w procesie oddychania Zakład Biofizyki CM UJ

49  H = W e + Q m  H - zmiana entalpii na skutek utleniania substancji odżywczych. W e - praca zewnętrzna wykonywana przez organizm. Q m - ciepło metabolizmu. Organizm człowieka przekształca energię chemiczną w pracę mechaniczną. Wydajność organizmu wynosi %. Przemiana podstawowa (spoczynkowa) - niezbędny wydatek energii (minimalne dzienne zapotrzebowanie energetyczne), jaki jest potrzebny organizmowi do podtrzymania jego podstawowych funkcji życiowych (czynności narządów krążenia, oddychania, procesy życiowe komórek itp.) w warunkach zupełnego spoczynku. Wskaźnikiem podstawowej przemiany materii jest współczynnik BMR (Basal Metabolic Rate). Norma podstawowej przemiany materii wynosi u człowieka przeciętnie 1 kcal na 1 kg wagi ciała w ciągu 1 godziny. Przemiana podstawowa dorosłego człowieka wynosi średnio około 80 W = 3*10 5 J/h = 70 kcal/h. Zakład Biofizyki CM UJ

50 MET – równoważnik metaboliczny. 1 MET odpowiada zużyciu O 2 w spoczynku i wynosi 3,5 ml O 2 /kg masy ciała/min, co odpowiada przemianie podstawowej równej 1 kcal/kg masy ciała/godz. (4,184 kJ/kg masy ciała/godz.). Charakter (intensywność) wykonywanej pracy wpływa na wartość metabolicznej produkcji ciepła w organizmie i jest kluczowym elementem uwzględnianym zarówno przy doborze izolacyjności cieplnej odzieży, jak i parametrów powietrza w pomieszczeniu projektowanym czy ocenianym pod kątem komfortu. Wartość poziomu metabolizmu zależy od aktywności danej osoby, jej wieku, uwarunkowań genetycznych i zdrowotnych oraz warunków środowiska pracy. Poziom metabolizmu jest wyrażany w jednostkach met (1 met = 8,2 W/m 2 ). odpowiada metabolizmowi osoby w stanie spoczynku Przykładowe wartości poziomu metabolizmu Rodzaj aktywności Wartości metabolizmu [met] Odpoczynek w pozycji półleżącej 0,8 Odpoczynek 1,0 Odpoczynek w pozycji stojącej 1,2 Jedzenie 1,0 - 1,5 Umiarkowana aktywność w pozycji stojącej (przemysł lekki) 1,6 Średnia aktywność w pozycji stojącej (prace domowe) 2,0 Spacer z prędkością 5 km/h 3,0 Kąpiel pod prysznicem 3,0 - 3,5 Ciężka praca w pozycji stojącej 3,4 Bieg z prędkością 15 km/h 9,5 Zakład Biofizyki CM UJ

51 Zadanie 7. Wysiłek umysłowy wymaga przeciętnie 4-krotnie większego nakładu energii niż wynosi przemiana podstawowa. Ile cukru (glukozy) zużywa student podczas seminarium z biofizyki trwającego 2 h i 15 min (=2,25 h), jeżeli przy spalaniu 1 mola glukozy otrzymujemy 2820 kJ energii? Dane: Szukane: m cukru = ?Szukane E podst = 3*10 5 J/h t = 2,25 h E 1 = 4 E podst E 2 = 2820 kJ M glukozy =180,16 g/mol Znajdź związek między zużyciem energii przez mózg, a energią uwolnioną ze spalania glukozy Zakład Biofizyki CM UJ

52 Mechanizmy transportu ciepła Otoczenie wodne Organizm Otoczenie powietrzne Zakład Biofizyki CM UJ

53 Przewodnictwo cieplne - bodźcem jest różnica temperatur, odbywa się w kierunku malejących temperatur. P = λS(T 1 – T 2 )/L gdzie: P – strumień ciepła S i L – powierzchnia i grubość ciała λ – przewodność cieplna Konwekcja – unoszenie się ciepła za pośrednictwem poruszającego się medium (ciecz, gaz). Zależy od różnicy temperatur pomiędzy powierzchnią ciała i środowiskiem zewnętrznym. Parowanie - mechanizm, dzięki któremu organizmy stałocieplne nie ulegają przegrzaniu. Ochładzanie w wyniku parowania wynika z faktu, iż przekształcenie wody w parę wodną jest procesem endotermicznym. Promieniowanie - emitowane promieniowanie elektromagnetyczne długofalowe (9,4 μm) Prawo Stefana Boltzmanna Prawo przesunięć Wiena M= σ T 4 m T= [ μ mK] Zakład Biofizyki CM UJ

54 Straty ciepła przez promieniowanie ΔE – strata energii na jednostkę czasu (moc) A – powierzchnia ciała  – stała Stefana-Boltzmanna T C – temperatura ciała T O – temperatura otoczenia A – powierzchnia ciała [m 2 ]  – masa ciała [kg] H – wzrost [m]  E ~ A  (T c 4 - T o 4 ) [J/s] A= 0.202*M *H Zakład Biofizyki CM UJ

55 Zadanie 8. Przemiana podstawowa dorosłego człowieka wynosi około 3*10 5 J/h. Jak szybko wzrastałaby temperatura jego ciała, gdyby organizm potraktować jako układ izolowany? Dane: Szukane:  T  = ? E podst = 3*10 5 J/h c w = 4200 J/kg o C m = 70 kg Zakład Biofizyki CM UJ

56 Problem 8. Praca wybranych narządów Zakład Biofizyki CM UJ

57 Zadanie 9. Praca serca Serce spełnia rolę pompy tłoczącej krew do aorty. Jaka jest moc tej pompy, jeżeli podczas każdego cyklu pracy lewa komora kurcząc się wtłacza do aorty krew o masie 70 g pod średnim ciśnieniem 120 hPa? W czasie 1 minuty następuje 75 skurczów komory. Przyjmujemy, że aorta ma stały przekrój poprzeczny, a gęstość krwi wynosi 1050 kg/m 3. Jaki procent energii otrzymanej z przemiany podstawowej jest zużywany na pracę serca? Zał.: Pomijamy pracę serca związaną z energią kinetyczną przepływającej krwi. Dane: Szukane: 75 skurczów/min → t R-R = 0,8 s W = ? m = 70 g = 0,07 kg P = ? p śr = 120 hPa ρ= 1050 kg/m3 Zakład Biofizyki CM UJ

58 Zadanie 10. Praca nerek Ile wynosi dobowa osmotyczna praca nerek zużyta na filtrowanie mocznika? Przyjmujemy objętość moczu wydalaną w ciągu doby równą 1,5 litra. Stężenie mocznika we krwi wynosi 6 mmol/litr, a w moczu 200 mmol/litr wg normy dla zdrowego człowieka. R= 8,31 J/mol/K Dane: Szukane: T= 310 KW = ? c m = 200 mmol/litr P = ? c k = 6 mmol/litr V r = 1,5 l Zakład Biofizyki CM UJ

59 Problem 9. Rola ciśnienia osmotycznego w organizmie. Zakład Biofizyki CM UJ

60 Osmoza Niemożliwy transport cząstek substancji rozpuszczonej (błona półprzepuszczalna) Transport cząstek rozpuszczalnika przez elastyczną błonę: μ B > μ A Proces transportu odbywa się przy ustalonej temperaturze i objętości układu. W warunkach izotermiczno-izochorycznych stan równowagi jest określony przez warunek:  F = 0 T, p A,  A T, p B,  B Czysty rozpuszczalnik Roztwór Zakład Biofizyki CM UJ

61 T, p A,  A T, p B,  B Czysty rozpuszczalnik Roztwór n 1 -liczba moli rozpuszczalnika n 2 - liczba moli substancji rozpuszczonej przepływ rozpuszczalnika wzrost ciśnienia działającego na roztwór wzrost potencjału chemicznego rozpuszczalnika w roztworze stan równowagi Zakład Biofizyki CM UJ

62 Ciśnienie osmotyczne  - ciśnienie sprężystej błony, które w stanie równowagi hamuje transport osmotyczny praca wykonana przy przeniknięciu 1 mola rozpuszczalnika o obj.  V mol do roztworu, przy ciśnieniu  c m - stężenie molowe roztworu Prawo van’t Hoffa: Zakład Biofizyki CM UJ

63 Zachowanie komórek roślinnej i zwierzęcej znajdujących się w roztworze hiper-, izo- i hipotonicznym Osmoza w organizmach żywych Zakład Biofizyki CM UJ

64 ROLA CIŚNIENIA OSMOTYCZNEGO Ciśnienie onkotyczne - wytwarzane przez krążące w osoczu krwi albuminy. Ciśnienie onkotyczne równoważy ciśnienie krwi w naczyniach krwionośnych, dzięki czemu nie dochodzi do utraty wody z naczyń. Zakład Biofizyki CM UJ

65

66 Rozszerzenie naczyń, mniejszy spadek ciśnienia w kapilarach, większy wypływ płynu z osocza do ISF, a mniejszy w przeciwnym kierunku. Możliwy skutek: obrzęk Zakład Biofizyki CM UJ

67 SZOK KRWOTOCZNY SPADEK CIŚNIENIA Spadek ciśnienia krwi, mechanizmy regulacyjne (wazokonstrykcja arterioli), dalszy spadek ciśnienia krwi w kapilarach), zmniejszenie obszaru wypływu i zwiększenie obszaru napływu płynów z ISF do osocza, ‘Autotransfuzja’ w przypadku szoku krwotocznego Zakład Biofizyki CM UJ

68 Pomiar ciśnienia osmotycznego Błona półprzepuszczalna  przepuszcza rozpuszczalnik ; nie przepuszcza substancji rozpuszczonej. Rurkę wypełniam roztworem i zanurzam w naczyniu z czystym rozpuszczalnikiem  rozpuszczalnik wnika do rurki. Ciśnienie hydrostatyczne wewnątrz rurki będzie rosło, aż do osiągnięcia stanu równowagi (  p). Przy podanych założeniach  p = ciśnieniu osmotycznemu. Zakład Biofizyki CM UJ

69 Zadanie 11. Oblicz ciśnienie osmotyczne wytwarzane przez 0,9 % roztwór NaCl, CaCl 2. Dane: Szukane:  = ?Szukane T 1 = 273 K + 20 o C =293 K c p = 0,9 % R = 8,31 J/molK  = 1,005 g/cm 3 dla roztworów 1%-owych  NaCl = 58 g/mol M CaCl2 = 110 g/mol Zakład Biofizyki CM UJ

70 Problem 10. Transport jonów przez błonę - stany stacjonarne. Zakład Biofizyki CM UJ

71 Zjawisko dyfuzji. 71 Zakład Biofizyki CM UJ

72 Transport cząstek przez błonę  G =  G A +  G B W warunkach izotermiczno-izobarycznych  G = -  A  n +  B  n ≤ 0 Entalpia swobodna każdego ze składników jest mniejsza w mieszaninie => Mieszanie - proces nieodwracalny n A,  A n B,  B Możliwy transport cząstek substancji rozpuszczonej Zakład Biofizyki CM UJ

73 Prawo Ficka: D - współczynnik dyfuzji S - powierzchnia Transport bierny (dyfuzja) c-dc c stan równowagi Kierunek transportu X Zakład Biofizyki CM UJ

74 Rodzaje transportu przez błonę komórkową a) Transport bierny (dyfuzja; wykorzystanie w hemodializie) b) Transport czynny (wymaga dostarczenia energii; przewodnictwo nerwowe) Zakład Biofizyki CM UJ

75 Transport przez błonę komórkową Rodzaj cząsteczki Współczynnik przepuszczalności Rodzaj cząsteczki Współczynnik przepuszczalności Na cm/stryptofan10 -7 cm/s K+K+ 5 x cm/sglicerol5 x cm/s Cl cm/sindol5 x cm/s glukoza5 x cm/sH2OH2O5 x cm/s 75 Błony są półprzepuszczalne, tzn. że łatwo przenika przez nie woda. Przepuszczalność innych substancji zależy od ich rozpuszczalności w tłuszczach. Najtrudniej przenikają przez błony substancje polarne (np. sacharoza) oraz jony. Zakład Biofizyki CM UJ

76 Hemodializa (sztuczna nerka) Zakład Biofizyki CM UJ Przetoka tętniczo-żylna umożliwiająca podłączenie pacjenta do dializatora

77 MARS – system usuwania toksyn z organizmu Schemat układu MARS (Molecular Adsorbent Recirculating System). Dializat albuminowy (20% stężenie albumin) krąży w obwodzie zamkniętym odbierając toksyny z krwi chorego (dializator MARS-FLUX) i oddając je w dializatorze diaFLUX oraz dwóch kolumnach adsorpcyjnych. Ruch dializatu albuminowego zależy od działania pompy albumin (aparatu MARS Monitor). Przepływ krwi i płynu dializacyjnego w dializatorze diaFlux zależy od działania aparatu do dializy (Teraklin - za zgodą). Zakład Biofizyki CM UJ Proces przechodzenia toksyn przez błonę MARS. Eliminacji ulęgają zarówno wolne, drobnocząsteczkowe substancje rozpuszczalne w wodzie, jak i substancje związane z albuminami. Za proces ten odpowiada warstwa albumin powlekająca błonę dializacyjną i wysokie stężenie albumin w dializacie. Inne białka i hormony pozostają we krwi chorego (Teraklin - za zgoda).

78 Koniec Seminarium 2.


Pobierz ppt "Zakład Biofizyki CM UJ Seminarium 2 Elementy biomechaniki i termodynamiki 1 1."

Podobne prezentacje


Reklamy Google