Закон гука. модуль упругости.
σ = Eε –В области упругих деформаций величина деформации прямо пропорциональна механическому напряжению сигма.
σ = F/S- Механическое напряжение - это отношение силы к площади поперечного сечения.
F = kx.- в пределах упругой деформации величина деформации прямо пропорциональна деформирующей силе.
Е- модуль упругости или модуль Юнга - это напряжение, которое нужно приложить к стержню, чтобы удвоить его длину.
Механические свойства биологических тканей Биологические ткани являются анизотропными композитами.
Механические свойства тканей обусловлены коллагеном. Коллаген входит во все ткани. Коллаген - трехспиральный прочный белок.Диаметр 4 мкм.
Механические свойства биологических тканей
Биологические ткани являются анизотропными композитами.
Упругие и прочностные свойства костной ткани. Кость - это твёрдое упругое тело.
Минеральные соли Са, Р
Волокнистая структура коллагеновой матрицы пронизана игольчатыми кристаллами гидроксиапатита. Там кальций. Он держит воду. Кость гидрофильна.
Свойства костной ткани:
1. Твердость
2. Упругость
3. Прочность
4. Осевая анизотропия
Механические свойства тканей кровеносных сосудов
Поведение стенки сосуда определяется :
1. Упругими свойствами материалов
2. Геометрией сосудов
Стенки сосуда состоят из коллагена, эластина и гладких мышц.
Биологические мембраны и их Физические свойства
В каждой клетке есть плазматическая мембрана, которая ограничивает содержимое клетки от наружной среды, и внутренние мембраны которые формируют различные органоиды клетки: митохондрии, ЛИЗОСОМЫ и Т.П.
Биологическая мембрана (БМ) - это клеточная граница, которой свойственна полупроницаемость.
Она состоит из органических молекул, которая имеет толщину 6-10 нм и видима только посредством электронного микроскопа.
Через бм происходит обмен:
Энергия, вещество, информация из окружающей среды в клетку.
Клеточные сообщества существуют только благодаря передаче информации от клетки к клетке. Если информационные процессы угнетены (онкозаболевания )организм нажимает кнопку «самоуничтожения».
Функции биологических мембран :
-Общие ( механическая, барьерная, матричная)
-Специфические (транспортная, рецепторная, Генерация БП, принимает участие в информационных процессах в живой клетке.)
Структура:
БМ = липиды(40%) + белки
Из липидной части наиболее важны для - структуры фосфолипиды.
Основа ФосФолипида - трехатомный глицерин. К нему присоединяются жирные кислоты.
Полярная масть, где фосфатная группа. «Любит воду». Гидрофильная часть.
Гидрофобная часть. «Хвосты» не любят взаимодействовать с водой.
Физико-химическое свойство фосфолипидов - амфофильность.
Различные Формы молекулярного движения в БМ:
1. Латеральная диффузия ( перемещение молекул в пределах одной стороны бислоя )
2. Трансмембранная диффузия ( перемещение молекул поперек БМ )
Физические свойства БМ:
1. Жидкокристаллическая структура ( жидкий и твердый кристалл, Мембрана сохраняется в ЖК состоянии благодаря температуре клетки и химическому составу жирных кислот.)
2. Вязкость (На вязкость клеточных мембран влияет содержание в них холестерина. rj = 100 мПа * с)
3. Текучесть
4. Поверхностный заряд отрицательный (препятствует слипанию клеток крови, Поверхностный заряд на мембране. Активность клетки, т.е. её энергия,является измеряемой величиной. Здоровая клетка обладает напряжением 70-90 мВ.)
5. Плотность липидного бислоя 800 кг\м кв
6. Модуль упругости
Уравнение Нернста-Планка
Виды пассивного транспорта
1. Простая Физическая Диффузия (Р2, С02, N2, яды, лекарства).
2. Через белок- канал (ионы),
3. Облегченная диффузия
Уравнение Нернста-Планкаописывает процесс пассивного транспорта ионов в поле электрохимического потенциала. Поток заряженных ионов пропорционален градиенту электрохимического потенциала в направлении оси x и зависит от подвижности u и концентрации C ионов:
, где
F - число Фарадея,
Z - валентность иона,
T - абсолютная температура,
R - газовая постоянная,
- электрический потенциал на мембране.
Уравнение Фика описывает пассивный транспорт не электролитов.
Плотность потока вещества через биологическую мембрану прямо пропорциональна градиенту концентрации.
Коэффициент диффузии D зависит от природы вещества и температуры и характеризует способность вещества к диффузии.
D = UmRT
уравнение диффузии для мембраны:
I = p (Cin – Cout)
Плотность потока вещества через биологическую мембрану прямо пропорциональна разности концентраций внутри и снаружи клетки.