Читайте также:
|
Равновесное состояние проявляется, когда все свойства системы остаются постоянными во времени и в системе отсутствуют потоки вещества и энергии. Если свойства системы постоянны, но имеются потоки вещества и энергии, такое состояние называют стационарным.
Сосуд с двумя закрытыми трубками имеет постоянный уровень жидкости - равновесное состояние. Если трубы открыты и уровень постоянен, то через сосуд проходит поток жидкости - стационарное состояние. Живой организм - открытая стационарная система, основные параметры постоянны. Если свойства системы меняются во времени, состояние называется переходным (неравновесным). Переход системы из одного состояния в другое называется процессом. Процессы бывают изобарными - протекающими при постоянном давлении, изохорными - протекающими при постоянном объеме, изотермическими - протекающими при постоянной температуре, адиабатическими - протекающими без передачи теплоты (быстрые химические реакции). По причинности выделяют самопроизвольные и вынужденные процессы.
Для создания таблиц термодинамических свойств веществ особое значение имеет выбор стандартного состояния. Стандартным состоянием вещества считается устойчивая форма вещества при стандартных условиях: температуре 298,15 K (25 °С) и давлении 105 Па (750,06 мм рт. ст.). Также выделяют так называемые нормальные условия для газов: температуру 273,15 K (0 °С) и давление 101325 Па = 1 атм. (760 мм рт. ст.). Стандартным состоянием раствора считается раствор, находящийся в стандартных условиях и имеющий концентрацию растворенного вещества 1 моль/л.
Гомеостаз в широком значении - это явление поддержания постоянного уравновешенного состояния динамической системы.
Гомеостаз в биологическом значении - это поддержание постоянства внутренней среды организма.
Гомеостаз в общем смысле - это сохранение динамического равновесия системы в борьбе с отклонениями её значимых параметров от заданных констант.
7. Температурный гомеостаз — обычно не применяют активного охлаждения ребенка. Спонтанная гипотермия легко достигает уровня 33-34 °С. Данный температурный уровень снижает скорость потребления кислорода мозгом, не вызывая серьезных нарушений функции органов и систем организма. Но уже может отмечаться удлинение времени действия миорелаксантов и снижение клиренса медикаментозных средств. Нельзя допускать (без специальных показаний) средней или глубокой гипотермии. Поэтому обязателен температурный мониторинг (лучше устанавливать датчик в пищеводе или прямой кишке). При развитии глубокой гипотермии необходимо пршгя i ь меры по активному согреванию ребенка. Выход из наркоза должен сопровождаться нормализацией центральной температуры, как минимум до 36 °С.
Гомеостаз - это относительное постоянство обменных процессов в организме. Есть колебания в пределах нормы. У человека, как и у других теплокровных животных существуют области внутри организма, где благодаря гомеостазу поддерживается стабильная температура, примерно соответствующая температурам, получаемым при измерениях ртутным термометром в аксиллярной, оральной или ректальной областях (з6,5°С - 37,о°С). К областям со стабильной внутренней температурой относятся центральная нервная система, органы грудной клетки, абдоминальная область, отчасти плечи и бедра. При комфортной окружающей температуре воздуха 20°С - 25°С кожа охлаждается до температуры 32°С - 33 °С и имеется температурный градиент между внутренними тканями и кожей.
Терморегуляция – это способность организма сохранять температуру тела на определенной высоте, не зависимо от колебаний температуры окружающей среды.
Терморегуляция осуществляет баланс между теплообразованием и тепловыделением. Существует два основных механизма терморегуляции:
1) физический (испарение, излучение, теплопроведение), которые определяют величину теплоотдачи;
2)химический (изменение уровня обмена веществ), которое определяет величину теплопродукции.
Кроме того, определенное значение для теплопродукции и теплоотдачи имеет сужение или расширение кожных сосудов.
Итак, выделим основные виды терморегуляции организма человека:
- физическая терморегуляция;
- химическая терморегуляция или эндокринная (несократительный термогенез);
- дрожательный термогенез.
Теплоотвод осуществляется от внутренних полостей корпуса РЭА движущимися потоками воздуха, объём и скорость которых определяется вентиляторами и выполняется на схеме подачи воздуха снизу вверх и сверху вниз. Забор воздуха снизу, где наибольшее количество пыли приводит к повышенной запылённости РЭА. Охлаждение сверху вниз к наименьшей запылённости РЭА, но требует большего расхода воздуха. Применяется приточная, вытяжная и приточно-вытяжная схема вентиляции. Вентилятор устанавливается либо непосредственно в прибор, либо в специальные блоки с креплением на корпусе прибора или каркасе стойки. В блоках обычно размещают вентиляторы, противопыльный фильтр, элементы сигнализации аварийного отключения. Система охлаждения с жидкими хладагентами применяется для достаточно больших систем РЭА.
Известны средства пассивной и активной стабилизации температуры. Средства пассивной стабилизации обеспечивает кратковременное поддержание температуры равна постоянной несколько часов. Средства активной стабилизации температуры поддерживает тепловой баланс за счёт реверсного или не реверсного регулирования. Используются эффекты Пельтье и Зеебека.
Эффект Зеебека связан с возникновением в контуре, состоящем из двух полупроводников с разными типами проводимости (n и p) термотока J. Если один из паев контура 1 подогревать, температура Т1>Т2, а Т2 охлаждать, термопоток создаёт термоЭДС, возникающую из-за дифференциальных носителей и температурной зависимости контактной разности потенциалов.
Устройство, использующее эффект Пельтье, при заданном направлении тока в объединённом слое спая 1 происходит непрерывная генерация пар электрон-дырка, которое под действием внешнего поля Е движется в разные стороны, при этом на переброс электронов из валентной зоны в зону проводимости затрачивается энергия кристаллической решётки. Спай 1 охлаждается, спай 2 нагревается, т.к. к нему с разных сторон подходят электроны и дырки, которые рекомбинируя, отдают его энергия в виде теплоты. Получаем как бы тепловой насос. При сложении направления потока спай 1 нагревается, спай 2 охлаждается.
8. МЕХАНИЗМЫ ТЕПЛОПРОДУКЦИИ Источником тепла в организме являются экзотермические реакции окисления белков, жиров, углеводов, а также гидролиза АТФ. При гидролизе питательных веществ часть освобожденной энергии аккумулируется в АТФ, а часть рассеивается в виде теплоты (первичная теплота). При использовании энергии, аккумулированной в АГФ, часть энергии идет на выполнение полезной работы, часть рассеивается в виде тепла (вторичная теплота). Таким образом, два потока теплоты — первичной и вторичной — являются теплопродукцией. При высокой температуре среды или соприкосновении человека с горячим телом, часть тепла организм может получать извне (экзогенное тепло).
При необходимости повысить теплопродукцию (например, в условиях низкой температуры среды), помимо возможности получения тепла извне, в организме существуют механизмы, повышающие продукцию тепла.
Классификация механизмов теплопродукции:
1.Сократительный термогенез — продукция тепла в результате сокращения скелетных мышц:
а) произвольная активность локомоторного аппарата;
б) терморегуляционный тонус;
в) холодовая мышечная дрожь, или непроизвольная ритмическая активность скелетных мышц.
2.Несократительный термогенез, или недрожательный термогенез (продукция тепла в результате активации гликолиза, гликогенолиза и липолиза):
а)в скелетных мышцах (за счет разобщения окислительного фосфорилирования);
б) в печени;
в) в буром жире;
г) за счет специфико-динамического действия пищи.
1. Сократительный термогенез. Наибольшее количество тепла образуется в мышцах при их тоническом напряжении и сокращении. Образование тепла, наблюдающееся в мышцах при этих условиях, получило название сократительного термогенеза. Сократительный термогенез является наиболее значимым механизмом дополнительного теплообразования у взрослого человека.
2. Несократительный термогенез. У новорожденных, а также у мелких млекопитающих животных имеется механизм ускоренного теплообразования за счет возрастания общей метаболической активности в других тканях и, прежде всего, в результате высокой скорости окисления жирных кислот бурого жира. Это механизм получил название несократительного термогенеза. Окисление жирных кислот в бурой жировой ткани осуществляется без значимого синтеза макроэргов и, таким образом, с максимально возможным образованием теплоты. Посредством механизмов несократительного термогенеза уровень теплопродукции у человека может быть увеличен примерно в три раза по сравнению с уровнем основного обмена.
Основной обмен. Уравнения для расчета величины основного обмена. Закон поверхности тела. Под основным обменом понимают минимальный уровень энергозатрат, необходимых для поддержания жизнедеятельности организма в условиях относительно полного физического, эмоционального и психического покоя. В состоянии относительного покоя энергия затрачивается на осуществление функций нервной системы, постоянно идущий синтез веществ, работу ионных насосов, поддержание температуры тела, деятельность дыхательной мускулатуры, гладких мышц, работу сердца и почек. Энергозатраты организма возрастают при физической и умственной работе, психоэмоциональном напряжении, после приема пищи, при понижении температуры среды. Для того, чтобы исключить влияние перечисленных факторов на величину энергозатрат, определение основного обмена проводят в стандартных строго контролируемых условиях: утром, в положении лежа, при максимальном расслаблении мышц, в состоянии бодрствования, в условиях температурного комфорта (около 22 °С), натощак (через 12—14 ч после приема пищи). Полученные в таких условиях величины основного обмена характеризуют исходный «базальный» уровень энергозатрат организма. Для взрослого человека среднее значение величины основного обмена равно 1 ккал/кг/ч (4,19 кДж). Следовательно, для взрослого мужчины массой 70 кг величина энергозатрат составляет около 1700 ккал/сут (7117 кДж), для женщин — около 1500 ккал/сут. Интенсивность основного обмена тесно связана с размерами поверхности тела, что обусловлено прямой зависимостью величины отдачи тепла от площади поверхности тела. У теплокровных организмов, имеющих разные размеры тела, с 1 м2 поверхности тела в окружающую среду рассеивается одинаковое количество тепла. На этом основании сформулирован закон поверхности тела, согласно которому энергетические затраты теплокровного организма пропорциональны величине поверхности тела.
Величины основного обмена определяют методами прямой или непрямой калориметрии. Его должные величины можно рассчитать по уравнениям с учетом пола, возраста, роста и массы тела (табл. 12.4). Нормальные величины основного обмена у взрослого человека можно рассчитать также по формуле Дрейера:
Н = W/K • А, где W —масса тела (г), А —возраст, К —константа (0,1015 для мужчин и 0,1129 — для женщин).
Величина основного обмена зависит от соотношения в организме процессов анаболизма и катаболизма. Преобладание в детском возрасте процессов анаболической направленности в обмене веществ над процессами катаболизма обусловливает более высокие значения величин основного обмена у детей (1,8 и 1,3 ккал/кг/ч у детей 7 и 12 лет соответственно) по сравнению со взрослыми людьми (1 ккал/кг/ч), у которых уравновешены в состоянии здоровья процессы анаболизма и катаболизма.
Так как показатели теплопродукции, артериального давления и пульса взаимосвязаны, то можно рассчитать величину основного обмена и его отклонения от нормы по следующей формуле:
ПО = 0,75 • (ЧСС + ПД • 0,74) - 72, где ПО — процент отклонения от нормы, ЧСС — частота сердечных сокращений, ПД — пульсовое давление.
Для каждой возрастной группы людей установлены и приняты в качестве стандартов величины основного обмена. Это дает возможность при необходимости измерить его величину у человека и сравнить полученные у него показатели с нормативными. Отклонение величины основного обмена от стандартной не более чем на +10 % считается в пределах нормы. Более значительные отклонения основного обмена могут служить диагностическими признаками таких состояний организма, как нарушение функции щитовидной железы; выздоровление после тяжелых и длительных заболеваний, сопровождающееся активацией метаболических процессов; интоксикация и шок, сопровождающиеся угнетением метаболизма.
Интенсивность основного обмена в различных органах и тканях неодинакова. По мере уменьшения энерготрат в покое их можно расположить в таком порядке: внутренние органы—мышцы—жировая ткань.
Дата добавления: 2014-11-24; просмотров: 139 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |