 |
|
АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология |
Слайд 2-6
Как можно видеть на сравнительном графике, кривая напряжение-деформация для стали значительно отличается от этой кривой для сосудов, поскольку эта кривая для сосудов является я существенно нелинейной. Поскольку модуль Юнга определяется как наклон кривой упругости физически это означает, что в отличии от типичного инженерного материала упругость сосудистой ткани существенно увеличивается при увеличении деформации вплоть до разрыва сосуда. Как уже мы отмечали, в классической теории упругости предполагается, что материал достаточно однороден или гомогенным (Е и s - одинаковы для разных точек материала) и изотропен (не зависит от направления приложения напряжения). Однако стенки кровеносных сосудов не являются ни однородными, ни изотропными, т.к. состоят из нескольких разных материалов. Биологические мягкие ткани являются гетерогенным материалом, состоящим из сложного состава многих отдельных компонентов (клетки, мышцы, волокна и др.), каждый из которых имеет свои собственные механические характеристики. Кроме того, другим важным отличием живой мягкой ткани от инженерных материалов является тот факт, что эти ткани активны, постоянно изменяют свои свойства. Все делает сосуды совершенно непохожими на инженерные материалы, что дополнительно усложняет изучение их свойств. Поэтому, чтобы понять их механические свойства, необходимо получить сведения о том, из чего они состоят. Поэтому рассмотрим микроструктуру стенок кровеносных сосудов. Слайд 2-7. Микроструктура стенок кровеносных сосудов Система кровеносных сосудов, обеспечивающая транспорт крови через все ткани тела, разделяется сетью микрососудов на две сосудистые подсистемы. Артериальная подсистема или подсистема высокого давления – это сеть относительно толстостенных вязкоэластичных трубок, по которым кровь перемещается от сердца к периферии. И венозная подсистема или подсистема низкого давления образуется сетью трубок с более тонкой стенкой, но большего диаметра, по которым кровь возвращается от периферии к сердцу. Стенки артерий и вен на 70% состоят из воды, остальная часть представляет систему переплетенных волокон, которые обладают упругими свойствами. Упругие свойства сосудов определяются соотношением типов волокон – эластические, коллагеновые и гладкомышечные Хотя микроструктура артерий и вен значительно отличается друг от друга, имеются общие компоненты для всех сосудов. Рассмотрим микроструктуру сосудистой стенки. · Внутренний, самый тонкий слой, называемый интимой или сосудистым эндотелием (tunica intima). Внутренняя оболочка состоит из двух слоев. Самый глубокий, соприкасающийся с кровью слой э ндотелий. Этот слой представляет собой один ряд клеток, который в принципе в виде непрерывной выстилки покрывает всю поверхность сердечно-сосудистой системы, соприкасающийся с кровью, включая полости сердца, клапаны, капилляры. Этот слой достаточно непрочный, однако, обладает способностью к регенерации, росту и может постоянно обновляться. Разрастаясь, он может покрывать имплантируемые протезы сосудов, клапанов и т.д. Он предохраняют от тромбоза и прохождения бактерий в сосудистую стенку. Кроме того, этот слой очень чувствителен к напряжению сдвига (shear stress) и имеет тенденцию выстраиваться в направлении напряжения сдвига. · Средний, самый толстый слой, называемый tunica Media, строение и свойства которого наиболее существенно различаются в разных областях системы кровообращения. Соответственно этим различиям артерии принято подразделять на артерии эластического и мышечного типа. Дуга аорты, например, работает как растяжимый резервуар, который расширяется, чтобы вместить первую порцию крови, выбрасываемую левым желудочком сердца. В течение остальной части систолы и всей диастолы этот сегмент восстанавливает свои размеры. Соответственно, средняя оболочка аорты и ее крупных ветвей состоит из множества концентрических слоев эластичной ткани (около 40%), коллагеновых волокон и небольшого числа гладкомышечных клеток образован расположенными по окружности эластичными волокнами, особенно развитыми в крупных артериях (что позволяет им расширяться в систолу и пассивно расслабляться в диастолу); второй подслой образован гладкомышечными клетками, организованными в спиральные слои вокруг сосудистой стенки (этот второй подслой особенно развит в мелких артериях и артериолах, где происходят изменения просвета сосудов для регуляции артериального давления и перераспределения регионарного кровотока); третий подслой, относительно толстый и эластичный, называемый external elasticlamina, состоит из коллагеновой соединительной ткани, эластичнх волокон и межклеточного мукополисахарида. Как уже говорилось, сокращение гладких мышц приводит к сужению диаметра артерий. В случае с аортой эти изменения невелики (до 5%),что определяется структурой аортальной стенки-преимущественно коллагенновой и эластичной. Сокращение же гладких мышц крупных артерий в большей степени приводит не к изменению диаметра, а несколько повышает их жесткость. · Наружный слой, называемый tunica adventita, образован преимущественно соединительной тканью и коллагеном (Фибробласт 9%, коллаген -78%, эластин -2%,клей- 11 %) Наружная оболочка стенки некоторых артерий может быть столь же толстой, как и средняя, и даже толще. Состоит из рыхлой соединительной ткани с редкими эластическими и коллагеновыми волокнами, расположенными в основном продольно, а ее граница постепенно сливается с окружающими тканями. Кроме того, в самых больших и толстостенных сосудах (аорте, легочных артериях, легочных венах и некоторых других) имеется собственная сеть микрососудов (vase vasorum) для питания сосудистой стенки. (слайд 2-8) Толщина сосудистой стенки. Поведение сосуда как целого определяется не только упругими свойствами, но и его диаметром d и толщиной стенки h. Как правило, внутренний диаметр d и толщина h стенки крупных артерий зависит от массы тела, тогда как их отношение остается примерно одинаковым. Для артерий большого круга отношение h/d изменяется мало и составляет 0,07. По мере продвижения к периферии, к малым артериям, их стенка становится тоньше, но отношение h/d возрастает, так что наружный диаметр мелких артерий может вдвое превосходить диаметр просвета. У самых же мелких сосудов, особенно капилляров, совершенно исчезает зависимость d и h от массы животных-диаметр и толщина стенки оказываются одинаковыми для млекопитающих всех видов. Диаметр аорты взрослого человека равняется примерно 20-25мм, а толщина стенки примерно 2мм. C возрастом именно эластические компоненты начинают изнашиваться и подвергаться обызвествлению. Увеличивается количество коллагеновых волокон, замещающих гладкомышечные клетки. Все это приводит к увеличению диаметра сосудов и утолщению их стенки, так что она становится менее растяжимой. Это затрагивает в основном крупные и средние артерии. Таким образом, с возрастом сосуды становятся шире и толще, хотя эти явления выражены в разной степени для разных сосудов. Для крупных артерий характерна тенденция к увеличению просвета и стенки, тогда как для сосудов меньшего диаметра-только к утолщению стенки. Далее, двигаясь по венозному руслу от мелких сосудов к более крупным, свойства сосудистой стенки изменяются «с точностью до наоборот». Структура стенки различных сосудов тесно связана с их функцией. Так, большие толстостенные артерии и их ветви «сконструированы» для работы при относительно больших пульсирующих давлениях крови (80-130 мм рт.ст). Эластичные артерии меньшего калибра, образующие сосудистую сеть органов и тканей, работают при давлениях 70-90 мм рт. ст., и их стенки должны быть довольно тонкими, а диаметр относительно небольшим, чтобы не сильно нарушать однородность перфузируемой ткани. Артериолы, управляющие артериальным давлением и распределением регионарного кровотока и работающие при давлениях 45-70 мм рт. ст., должны иметь в структуре стенки развитый гладкомышечный компонент. Наконец, капилляры (резистивные сосуды) работают при давлениях 10-45 мм рт. ст., и их стенки «сконструированы» таким образом, чтобы обеспечить максимальную проницаемость для веществ, транспортируемых из крови в ткань и обратно. Функциональный основной параметр венозного русла – это слабопульсирующее венозное давление, уровень которого изменяется от 30 мм. рт. ст. почти до нуля в направлении «периферия-сердце». Т.к. уровни давлений в венозном русле ниже, чем в артериальном, стенки вен, соответственно, тоньше, чем стенки артерий. При этом вены представляют собой эластичный резервуар, в котором сосредоточен основной объем (»2/3) циркулирующей крови (ОЦК). Высокая эластичность этого резервуара (по сравнению с артериальным) является фактором, стабилизирующим венозное давление при изменении объема крови, депонирующего в венах. Оставшаяся 1/3 объема ОЦК распределяется следующим образом: 20%(от ОЦК) в артериях, 7% в системе микроциркуляции (системных и легочных капиллярах), 6%- в сердце. Теперь рассмотрим основные компоненты, составляющие сосудистую стенку. Эластин – резиноподобное вещество с модулем Юнга 3*105 Н/м 2. · Натянутые трубчатые волокна. · Имеют высокую эластичность и низкую жесткость (50 Н/см2). · Выдерживает нагрузку в физиологических пределах. · Может деформироваться до 60% и оставаться эластичным Коллаген. Коллаген гораздо жеcче – 10 · Извилистое (скрученное) тонкое волокно · Высокая жесткость · Отвечает за структурную целостность сосуда · Хвост кошки полностью сделан из коллагена Дата добавления: 2015-09-03 | Просмотры: 640 | Нарушение авторских прав |