Mi a különbség az aktív erők és a reaktív erők között? Helyi és terjedő gerjesztés

Egyezzünk meg abban, hogy szabadnak nevezünk egy testet, ha mozgását semmi nem korlátozza. Azt a testet, amelynek mozgását más testek korlátozzák, nem szabadnak, azokat a testeket pedig kötéseknek nevezzük, amelyek korlátozzák ennek a testnek a mozgását. Mint már említettük, az érintkezési pontokon kölcsönhatási erők lépnek fel az adott test és a kötések között. Azokat az erőket, amelyekkel a kötések egy adott testre hatnak, a kötések reakcióinak nevezzük.

A kötésektől nem függő erőket aktív erőknek (adva), a kötések reakcióit pedig passzív erőknek nevezzük.

A mechanikában a következő álláspontot alkalmazzák, amelyet néha a felszabadulás elvének is neveznek: bármely nem szabad test szabadnak tekinthető, ha a kötések hatását az adott testre alkalmazott reakciói váltják fel.

A statikában a kötések reakciói a test egyensúlyi feltételei vagy egyenletei segítségével teljes mértékben meghatározhatók, melyeket később állítunk fel, de irányuk sok esetben a kötések tulajdonságainak figyelembevételével határozható meg:

A csatlakozások fő típusai:

1. Ha egy merev test tökéletesen sima (tövis nélküli) felületre támaszkodik, akkor a test felülettel való érintkezési pontja szabadon csúszhat a felület mentén, de nem tud elmozdulni a felület normálja mentén. Az ideálisan sima felület reakciója az érintkező felületek közös normálja mentén történik.

Ha a testnek sima felülete van és egy ponton nyugszik, akkor a reakció a normál mentén magára a test felületére irányul.

2. Gömbcsukló.

3. A hengeres csuklópántot rögzített tartónak nevezik. Egy ilyen hordozó reakciója áthalad a tengelyén, és a reakció iránya tetszőleges lehet (a tartó tengelyével párhuzamos síkban).

4. Hengeres csuklós - mozgatható támaszték.

A STATIKA FŐ FELADATAI.

1. Az erőrendszer csökkentésének feladata: hogyan lehet ezt a rendszert helyettesíteni egy másik, különösen a legegyszerűbb vele egyenértékű rendszerrel?

2. Az egyensúly problémája: milyen feltételeknek kell megfelelnie egy adott testre ható erőrendszernek, hogy kiegyensúlyozott rendszer legyen?

Az első fő feladat nemcsak a statikában, hanem a dinamikában is fontos. A második probléma gyakran felmerül azokban az esetekben, amikor az egyensúly biztosan létrejön. Ebben az esetben az egyensúlyi feltételek kapcsolatot teremtenek a testre ható összes erő között. Sok esetben ezekkel a feltételekkel meg lehet határozni a támasztó reakciókat. Bár a szilárd test statikai érdeklődési köre nem korlátozódik erre, szem előtt kell tartani, hogy a kötések (külső és belső) reakcióinak meghatározása szükséges a szerkezetek szilárdságának utólagos kiszámításához.

E munka tanítása szerint minden dolog mögött két elsődleges törvény áll, amelyeket rendre a Hármas Törvényének, illetve a Hét Törvényének neveznek. Ez a két törvény alapvető.

E tanítás szempontjából az Univerzum létrejön: egyrészt egy teremtett, másrészt rendezett Univerzumban élünk. Ha a világegyetem káosz lenne, nem lennének sem rendek, sem törvények. A kozmosz szó szerint azt jelenti, hogy rend különbözik a káosztól. Ha a világ káosz lenne, az anyag törvényeinek tanulmányozása stb. lehetetlen lenne. A tudomány nem létezhetett.

A három törvénye a kreativitás három erejének törvénye

Ez a törvény kimondja, hogy minden megnyilvánulásba három erőnek kell belépnie. Az univerzumban minden megnyilvánulás három erő kombinációjának eredménye. A három erőt aktív erőnek, passzív erőnek és semlegesítő erőnek nevezik.

Az aktív erőt 1. erőnek nevezik.

A passzív erőt 2. hatalomnak nevezik.

A Semlegesítő Erőt 3. Erőnek nevezik.

1st Force - kezdeményező erőként határozható meg,

2. Erő - mint ellenállás vagy reakció erő,

3. Erő – mint kiegyenlítő vagy korrelatív elv, vagy kötelező erő, vagy alkalmazási pont.

Ez a három erő a természetben és az emberben egyaránt megtalálható. Az egész univerzumban, minden síkon ez a három erő működik. Ők kreatív erők. Semmi sem jön létre e három erő egyesülése nélkül.

E három erő kombinációja egy triádot alkot. Az egyik triász egy másik hármast hoz létre, mind a függőleges, mind a vízszintes időskálán. Az Időben, amit az események láncolatának nevezünk, az triádok láncolata.

Minden megnyilvánulás, minden kreativitás ezeknek az aktív, passzív és semlegesítő erőknek a közös találkozásából fakad. Az Aktív Erő vagy az 1. Erő önmagában nem tud semmit létrehozni. A Passzív Erő vagy a 2. Erő önmagában nem tud semmit létrehozni. A Semlegesítő Erő vagy a 3. Erő önmagában nem tud semmit létrehozni. A három erő közül egyik kettő sem tud semmit előállítani. Minden megnyilvánuláshoz vagy kreativitáshoz mindhárom erőnek együtt kell találkoznia. Ez a következőképpen ábrázolható.

A három erő csak a kapcsolódási pontján kreatív, és itt megnyilvánulás, kreativitás, esemény történik, de máshogy nem. A végtelen számú dolog közül, ami megtörténhet, csak néhány történik ténylegesen, nevezetesen azok, amelyekben ez a három erő együtt találkozik. Ha nem találkoznak mindannyian, akkor semmi sem történhet.

Például, ha az Aktív Erő és a Passzív Erő találkozik, semmi sem történhet, semmilyen esemény nem történhet meg. De ha megjelenik a Semlegesítő Erő, akkor a három erő működni fog, és valami történni fog. A triász jelen lesz. És bárhol, ahol a három erő hármasként találkozik, az eredménynek megnyilvánulásnak kell lennie. Minden triád, a három erő minden egyesülése egy újabb hármast hozhat létre, és megfelelő körülmények között az eredmény triádok láncolata lesz. Az új triász mindig a Semlegesítő Erőből jön, azaz. 3. erő.

A következő hármasban az előző hármas semlegesítő ereje aktív vagy passzív erővé válik. Bizonyos mértékig ugyanúgy összeköti őket, mint ahogy egy támaszpont az egyensúly két oldalát hozza összhangba. A semlegesítő Erő nélkül az Aktív és Passzív Erők kioltják egymást, hiszen egymással szemben állnak. Ellentétei. Az összekötő vagy kötőerő köztes az aktív és passzív erők között. A megfelelő közömbösítő erő jelenléte esetén az aktív és passzív erő már nem haszontalanul szembehelyezkedik egymással, hanem olyan munkakapcsolatba kerül, amelyet a megnyilvánulás hoz létre.

Nyers példa erre a szélmalom. Az aktív és generatív Erő a szél. Passzív és ellenálló Erő - szerkezet. A forgó szárnyak kapcsolatot adnak a szélnyomás és az épület ellenállása között, és megnyilvánulnak. Ha nincsenek szárnyak, vagy ha a szerkezet összeomlik, vagy ha nincs szél, akkor nincs megnyilvánulás. Ez csak egy nagyon durva illusztráció.

2. rész Aktív, passzív és semlegesítő erők

A semlegesítő erő minőségének változása nemcsak az erők kapcsolatát változtatja meg a hármasban, hanem megfordíthatja az aktív és passzív erőket is. Amikor az élet a Semlegesítő Erő, a személyiség aktív a személyben, a lényeg pedig passzív.

Amikor a munka a Semlegesítő Erő, a helyzet megfordul - a lényeg vagy az igazi rész válik aktívvá, és a személyiség vagy a szerzett rész passzívvá válik.

Ebben az esetben ismét meg kell vizsgálnunk a kereszt függőleges és vízszintes vonalának jelentését. El tudjuk képzelni, hogy a munka Semlegesítő Erője minden pillanatban a függőleges irányból belép, és csak akkor érezhető, amikor az ember megszűnik azonosulni az Idő dolgaival, és önmagára emlékszik.

A három hatalom tanulmányozása azzal kezdődik, hogy tanulmányozzuk őket önmagában. Ahogy mondtuk, a Három Erő létezik a természetben és az emberben. Nagyon nehéz látni a Három Erőt. Először pszichológiailag kell tanulmányozni őket, vagyis úgy, ahogy önmagukban léteznek, önmegfigyelés útján. Az aktív erőt vagy az 1. erőt úgy vehetjük fel, ahogy akarjuk. Ez elsősorban attól függ, meddig kell előrelépni. Lehetetlen látni a 3. Erőt, amíg nem látja az 1. Erőt és a 2. Erőt.

A 2. Erő vagy az Ellenállás Erője mindenben létezik. Minden, amit akarunk, elkerülhetetlenül ellenálló erővel bír. Ha az emberek ezt megértik, nem fognak hibáztatni, és úgy érzik, hogy helyzetük egyedülálló. A cél kialakításánál a 2. Erőt kell számolni, különben a cél megvalósulatlan marad.

Ha kitűz egy célt, ki kell számolnia annak fenntartási költségét. Ha így tesz, valószínűleg reálisabbá és gyakorlatiasabbá teszi a célját. A cél nem lehet túl nehéz. Bármi, ami a célod megtartásának útjába áll, az a 2. Erő, az Ellenállási Erő. Tegyük fel, hogy mesterséges átmeneti célt tűzött ki maga elé, hogy nem ül le egész nap. Ekkor egy 2. erőt fogsz észrevenni magadon ezzel a céllal kapcsolatban - nevezetesen azt, hogy mi akadályoz, mi akadályoz e cél elérésében, a különböző 'én'ek, különböző érvek stb. A 2. Erő természetét természetesen az 1. Erő jellege határozza meg, jelen esetben az a cél, amit meg akarsz tartani.

Ne próbálja meglátni a 3. Erőt. Elsőre teljesen haszontalan. De próbálja meg látni az 1. Erőt, majd a 2. Erőt. Nem láthatod a 2. Erőt, hacsak nem látod az 1. Erőt. Ez az 1. Erő okozza a 2. Erő megjelenését. Ha nem akarsz semmit, akkor nincs 2. Hatalom, ami a vágyunkat illeti. Az emberek gyakran azt sem tudják, hogy az 1. Hatalom önmagukban van, vagyis nem tudják, mit is akarnak valójában. Időnként kérdezd meg magadtól: "Mit akarok?" Őszintén kell válaszolnia arra, amit igazán szeretne.

Az Abszolútból a teremtés első aktusában kiinduló Három Erőt az Abszolút Egyetlen Akarata és az egymással való kölcsönös kapcsolatuk határozza meg, mint aktív, passzív és semlegesítő. Ezek az erők elsődleges szintjükön mind tudatosak, bár már korlátozottak.

3. rész Mi az Erő

Több lehetőségünk van önmagunk megfigyelésére, mint a külvilág megfigyelésére. Nagyon keveset élünk a külvilágban, ami idegen számunkra. Időnként tudatában vagyunk, de nagyon keveset veszünk észre, ezerszer elhaladhatunk ugyanazon ház mellett, és nem tudjuk leírni. Valójában sokkal állandóbbak vagyunk önmagunkért, mint a világért. Ez az egyik oka annak, hogy a Három Hatalom tanulmányozása az önmegfigyeléssel kezdődik. Emlékezned kell arra is, hogy az erő láthatatlan, és közvetlenebb kapcsolatunk a láthatatlannal önmegfigyelés útján jön létre.

Meg kell értened, hogy amikor megpróbálod tanulmányozni az erők kérdését, akkor nem a dolgokat tanulmányozod. Például a vágy egy erő, nem egy dolog. A gondolatok láncolata erő, nem dolog. Az ötlet erő – nem dolog.

Az egyik ok, amiért oly sok nehézséget okoz számunkra a három erő megértése, az az, hogy megpróbálunk mindent egy erőnek tekinteni. Az erőt egynek tekintjük, és mindenben, ami bármilyen megnyilvánulásban történik, minden esetben arra törekszünk, hogy csak egy erőt lássunk. Egy erőnek tulajdonítjuk. Egy eseményben egy akciót látunk. Ez részben annak tudható be, hogy általában nem tudunk egyszerre több dologra gondolni. Néha két dologban gondolkodunk, de a három dologban való gondolkodás rajtunk kívül, vagyis a formatív gondolkodáson kívül esik. Egy eseménynek például mindig jónak vagy rossznak, helyesnek vagy rossznak kell lennie számunkra. Egyetlen cselekvést látunk benne, ráadásul nem is gondolunk az eseményekre úgy, mint az erők hatására. Látunk egy almát leesni a fáról, és csak azt látjuk, hogy az alma most a földön fekszik. Azt látjuk, hogy egy mágnes vonzza vagy taszítja az iránytű egyik pólusát.

Mindezt látjuk, de alig gondolunk erőkre – jelen esetben nyilván különféle erőkre. Észre sem vesszük, hogyan változnak az erők számunkra. Egyik pillanatban vonz minket a dolog, a következő pillanatban pedig taszít ugyanaz. Vagy taszítunk, és akkor jön egy ötlet, és vonzódunk.

Nem vesszük észre, hogy egy dolog egyszerre egy, a másikban az ellenkező erőt vezeti. Ugyanígy változik az emberhez való hozzáállásunk is. Vagyis az ember jelváltozást él át számunkra, ami azt jelenti, hogy az erőhármasban, amit egy kapcsolat hoz létre, az erők változása következett be - például a mechanikus szerelemből gyűlölet, a mechanikus bizalom gyanakvásba, stb. Ezenkívül az emberi élet minden hétköznapi megnyilvánulása erőknek és ezeknek az erőknek a változásainak köszönhető. Nem azt kérem, hogy ilyen esetekben határozzák meg az erőket, hanem jegyezzék meg.

A három hatalmat elméletileg nem lehet tanulmányozni. Az egyetlen gyakorlati módszer a bennünk lévő három erő tanulmányozására, ha teszünk valamit. Ez alatt a három erő utánzását vagy önmagunkban való megtestesülését értjük, valamilyen más erőhöz viszonyítva, vagy 1) bennünk ható, 2) külső eseményekben. PÉLDÁK.

Küldje el a jó munkát a tudásbázis egyszerű. Használja az alábbi űrlapot

Azok a hallgatók, végzős hallgatók, fiatal tudósok, akik tanulmányaikban és munkájuk során használják fel a tudásbázist, nagyon hálásak lesznek Önnek.

közzétett http://www.allbest.ru/

közzétett http://www.allbest.ru/

1. Sejtmembrán: definíció, membránok funkciói, fizikai tulajdonságai

A sejtmembrán egy ultravékony film a sejt vagy sejtszervecskék felszínén, amely lipidek bimolekuláris rétegéből áll, beágyazott fehérjékkel és poliszacharidokkal.

A membrán funkciói:

· Barrier – szabályozott, szelektív, passzív és aktív anyagcserét biztosít a környezettel. Például a peroxiszóma membrán megvédi a citoplazmát a sejtre veszélyes peroxidoktól. A szelektív permeabilitás azt jelenti, hogy a membrán különböző atomok vagy molekulák permeabilitása függ azok méretétől, elektromos töltésétől és kémiai tulajdonságaitól. A szelektív permeabilitás biztosítja a sejt és a sejtkompartmentek elválasztását a környezettől és a szükséges anyagokkal való ellátását.

· Szállítás – a membránon keresztül az anyagok a sejtbe és a sejtből kijutnak. A membránokon keresztül történő szállítás biztosítja: a tápanyagok szállítását, az anyagcsere végtermékeinek eltávolítását, a különböző anyagok kiválasztását, az ionos gradiensek létrehozását, a sejt optimális pH-értékének és az ionok működéséhez szükséges ionkoncentráció fenntartását. sejtenzimek. Olyan részecskék, amelyek valamilyen okból nem képesek átjutni a foszfolipid kettősrétegen (például hidrofil tulajdonságai miatt, mivel a belsejében lévő membrán hidrofób és nem engedi át a hidrofil anyagokat, vagy nagy méretük miatt), de szükségesek a sejt számára , speciális hordozófehérjéken (transzportereken) és csatornafehérjéken vagy endocitózissal áthatolhatnak a membránon. A passzív transzportban az anyagok diffúzió útján a koncentrációgradiens mentén energiafelhasználás nélkül átjutnak a lipid kettősrétegen. Ennek a mechanizmusnak egy változata a megkönnyített diffúzió, amelyben egy adott molekula segíti az anyag átjutását a membránon. Ennek a molekulának lehet egy csatornája, amelyen csak egyfajta anyag jut át. Az aktív transzport energiát igényel, mivel koncentrációgradiens ellenében történik. A membránon speciális pumpás fehérjék találhatók, köztük az ATPáz, amely aktívan pumpálja a káliumionokat (K +) a sejtbe, és nátriumionokat (Na +) pumpál ki belőle.

· mátrix - biztosítja a membránfehérjék bizonyos relatív helyzetét és orientációját, optimális kölcsönhatásukat.

Mechanikus - biztosítja a sejt autonómiáját, intracelluláris struktúráit, valamint a kapcsolatot más sejtekkel (a szövetekben). A sejtfalak fontos szerepet játszanak a mechanikai funkció biztosításában, az állatokban pedig az intercelluláris anyag.

energia - a kloroplasztiszokban a fotoszintézis és a mitokondriumokban a sejtlégzés során membránjaikban energiatranszfer rendszerek működnek, amelyekben fehérjék is részt vesznek;

Receptor - a membránban található egyes fehérjék receptorok (molekulák, amelyekkel a sejt bizonyos jeleket érzékel). Például a vérben keringő hormonok csak azokra a célsejtekre hatnak, amelyeknek a hormonoknak megfelelő receptorai vannak. A neurotranszmitterek (az idegimpulzusokat vezető vegyszerek) a célsejtek specifikus receptorfehérjéihez is kötődnek.

Enzimatikus – A membránfehérjék gyakran enzimek. Például a bélhámsejtek plazmamembránjai emésztőenzimeket tartalmaznak.

· Biopotenciálok generálásának és vezetésének megvalósítása. A membrán segítségével állandó ionkoncentrációt tartanak fenn a sejtben: a sejten belül a K + ion koncentrációja sokkal magasabb, mint a külső, a Na + koncentrációja pedig sokkal alacsonyabb, ami nagyon fontos, hiszen ez fenntartja a potenciálkülönbséget a membránon keresztül, és idegimpulzust generál.

A sejt jelölése - a membránon antigének vannak, amelyek markerként működnek - "címkék", amelyek lehetővé teszik a sejt azonosítását. Ezek glikoproteinek (vagyis olyan fehérjék, amelyekhez elágazó oligoszacharid oldalláncok kapcsolódnak), amelyek az "antennák" szerepét töltik be. A számtalan oldallánc-konfigurációnak köszönhetően minden sejttípushoz külön markert lehet készíteni. A markerek segítségével a sejtek felismerhetnek más sejteket, és együtt tudnak működni velük, például szervek és szövetek kialakításakor. Lehetővé teszi az immunrendszer számára az idegen antigének felismerését is.

Egyes fehérjemolekulák szabadon diffundálnak a lipidréteg síkjában; normál állapotban a fehérjemolekulák azon részei, amelyek a sejtmembrán ellentétes oldalán jelennek meg, nem változtatják a helyzetüket.

A sejtmembránok speciális morfológiája meghatározza azok elektromos jellemzőit, amelyek közül a legfontosabb a kapacitás és a vezetőképesség.

A kapacitás tulajdonságait elsősorban a hidratált ionok számára át nem eresztő, ugyanakkor elég vékony (kb. 5 nm) foszfolipid kettős réteg határozza meg, amely biztosítja a töltések hatékony szétválását és felhalmozódását, valamint a kationok és anionok elektrosztatikus kölcsönhatását. Emellett a sejtmembránok kapacitív tulajdonságai az egyik oka annak, ami meghatározza a sejtmembránokon végbemenő elektromos folyamatok időbeli jellemzőit.

A vezetőképesség (g) az elektromos ellenállás reciprok értéke, és egyenlő az adott ion teljes transzmembránáramának és a transzmembrán potenciálkülönbséget okozó érték arányával.

Különféle anyagok diffundálhatnak át a foszfolipid kettősrétegen, és a permeabilitás mértéke (P), azaz a sejtmembrán azon képessége, hogy képes-e átjutni ezeken az anyagokon, attól függ, hogy a diffundáló anyag membrán két oldalán mekkora koncentrációban van különbség, oldhatósága. a lipidekben és a sejtmembrán tulajdonságaiban. A töltött ionok diffúziós sebességét a membrán állandó mezőjében az ionok mobilitása, a membrán vastagsága és az ionok membránban való eloszlása ​​határozza meg. A nem elektrolitok esetében a membrán áteresztőképessége nem befolyásolja vezetőképességét, mivel a nem elektrolitok nem hordoznak töltéseket, azaz nem hordozhatnak elektromos áramot.

A membrán vezetőképessége az ionpermeabilitásának mértéke. A vezetőképesség növekedése a membránon áthaladó ionok számának növekedését jelzi.

A biológiai membránok fontos tulajdonsága a folyékonyság. Minden sejtmembrán mozgékony folyékony szerkezet: az őket alkotó lipid- és fehérjemolekulák többsége elég gyorsan képes mozogni a membrán síkjában.

2. A membrán folyadékkristályos modellje. Membránfehérjék, lipidek, szénhidrátok funkciói. Lipidek oldalirányú diffúziója és flip-flop átmenete. mesterséges membránok. Liposzómák

Napjainkban a folyadékkristályos modellt szervezeti modellként ismerik el. Singer és Nicholson javasolta először 1972-ben. E modell szerint bármely membrán alapja egy kettős foszfolipid réteg. A foszfolipid molekulák úgy vannak orientálva, hogy hidrofil fejük kialszik és a membrán külső és belső felületét képezi, hidrofób farkuk pedig a bimolekuláris réteg közepe felé irányul. Úgy tűnik, hogy a fehérjék a lipidrétegben lebegnek. A felszíni fehérjék a membrán külső és belső felületén helyezkednek el, és főként elektrosztatikus erők tartják őket. Az integrált fehérjék át tudnak hatolni a kettős rétegen. Az ilyen fehérjék a sejtek szelektív permeabilitásának fő összetevői. membránok.

A biológiai membránok a foszfolipideken és fehérjéken kívül más vegyi anyagokat is tartalmaznak. vegyületek (koleszterin, glikolipidek, glikoproteinek).

A membránfehérjék funkciói. Egyes membránfehérjék kis molekuláknak a sejtmembránon keresztül történő szállításában vesznek részt, megváltoztatva annak permeabilitását. A membrán transzport fehérjék csatornafehérjékre és hordozófehérjékre oszthatók. A csatornafehérjék belső vízzel töltött pórusokat tartalmaznak, amelyek lehetővé teszik az ionok (ioncsatornákon keresztül) vagy vízmolekulák áthaladását a membránon. Sok ioncsatorna csak egy ion szállítására specializálódott; így a kálium- és nátriumcsatornák gyakran megkülönböztetik ezeket a hasonló ionokat, és csak az egyiket engedik át. A hordozó fehérjék megkötik az egyes hordozott molekulákat vagy ionokat, és az ATP energiájával aktív transzportot tudnak végrehajtani. A fehérjék fontos szerepet játszanak a sejtjelátviteli rendszerekben, az immunválaszban és a sejtekben is. ciklus.

A membrán szénhidrátok funkciói. A plazmamembrán glikolipidei és glikoproteinek szénhidrát része mindig a membrán külső felületén helyezkedik el, érintkezve az intercelluláris anyaggal. A poliszacharidok a fehérjékkel együtt az antigének szerepét töltik be a sejtek fejlődésében. immunitás. Vegyen részt a glikoproteinek szállításában, irányítsa azokat rendeltetési helyükre a sejtben vagy annak felszínén.

A membránlipidek fő funkciója, hogy kétrétegű mátrixot képeznek, amellyel a fehérjék kölcsönhatásba lépnek.

Az oldalirányú diffúzió a lipid- és fehérjemolekulák kaotikus hőmozgása a membrán síkjában. Az oldalirányú diffúzió során a szomszédos lipidmolekulák körbe-körbe ugrálnak, és az ilyen egymást követő ugrások egyik helyről a másikra hatására a molekula a membrán felületén mozog. A molekulák t idő alatti diffúzió közbeni négyzetgyök-mozgása az Einstein-képlettel becsülhető meg: Skv = 2cor(Dt), ahol D az együttható. lat. a molekula diffúziója.

Az integrált fehérjék membránban történő oldalirányú diffúziója korlátozott, ennek oka nagy méretük és más membránokkal való kölcsönhatásuk. fehérjék. A membránfehérjék nem mozognak a membrán egyik oldaláról a másikra ("flip-flop" ugrások), mint a foszfolipidek.

A molekulák mozgását a sejtmembrán felületén a t idő alatt kísérletileg a fluoreszcens jelölések - fluoreszcens molekulacsoportok - módszerével határozzuk meg. Kiderült, hogy egy foszfolipid molekula másodpercenkénti négyzetgyökér mozgása az eritrocita membrán felülete mentén 5 μm távolságnak felel meg, ami összemérhető a sejtek méretével. A fehérjemolekulák hasonló értéke 0,2 µm/s volt.

Az Einstein-képlet szerint számított együtthatók lat. diffúzió lipideknél 6 * 10 (-12 st) kV.m / s, fehérjéknél - körülbelül 10 (- 14 st) kV.m / s.

A molekulák frekvenciája egyik helyről a másikra ugrik a lat miatt. A diffúzió a következő képlettel kereshető: v = 2cor(3D/f), ahol f a membránon egy molekula által elfoglalt terület.

A mesterséges membrán általában egy merev, szelektíven áteresztő válaszfal, amely a tömegátadó berendezést két munkazónára választja szét, amelyekben az elválasztott keverék különböző nyomásait és összetételét tartják fenn. A membránok készülhetnek lapos lemezek, csövek, kapillárisok és üreges szálak formájában. A membránok membránrendszerekben sorakoznak fel. A leggyakoribb mesterséges membránok a polimer membránok. Bizonyos körülmények között előnyösen alkalmazhatók kerámia membránok. Egyes membránok a membránműveletek széles skálájában működnek, például mikroszűrés, ultraszűrés, fordított ozmózis, pervaporáció, gázelválasztás, dialízis vagy kromatográfia. Az alkalmazás módja a membránba beépített funkcionalitás típusától függ, amely alapulhat dimenziói izoláción, kémiai affinitáson vagy elektrosztatikán.

Liposzómák. vagy foszfolipid vezikulák (vezikulák), amelyeket általában száraz foszfolipidek vízben való duzzasztásával vagy lipidek oldatának vízbe való injektálásával nyernek. Ebben az esetben a bimolekuláris lipidmembrán önszerveződése következik be. Ebben az esetben az összes nem poláris hidrofób farok a membránon belül van, és egyikük sem érintkezik poláris vízmolekulákkal, azonban gyakrabban gömb alakú, többrétegű liposzómákat kapnak, amelyek több bimolekuláris rétegből állnak - többrétegű liposzómák.

A többrétegű liposzóma egyes bimolekuláris rétegeit vizes közeg választja el egymástól. A lipidrétegek vastagsága a lipidek jellegétől függően 6,5-7,5 nm, a köztük lévő távolság pedig 1,5-2 nm. A többrétegű liposzómák átmérője 60 nm és 400 nm vagy több között van. Az egyrétegű liposzómák különféle módszerekkel állíthatók elő, például többrétegű liposzómák szuszpenziójából, ha azokat ultrahanggal kezelik. Az egyrétegű liposzómák átmérője 25-30 nm. A liposzómák valamilyen módon a sejt prototípusai. Modellként szolgálnak a cl különféle tulajdonságainak tanulmányozásához. membránok. A liposzómák az orvostudományban is közvetlen alkalmazásra találtak (foszfolipid mikrokapszula bizonyos szervekbe és szövetekbe történő gyógyszerszállításhoz). A liposzómák nem mérgezőek, teljesen felszívódnak a szervezetben.

3. Nem elektrolitok szállítása a sejtmembránokon keresztül. egyszerű diffúzió. Fick egyenlete. Könnyített diffúzió: az egyszerű diffúziótól eltérő transzportmechanizmusok (mobil, rögzített hordozók).

A nem elektrolitok (cukrok, aminosavak és nukleotidok, víz) sejtmembránokon keresztüli szállítása a membránba merített transzportfehérjék vagy lipidek által kialakított pórusok segítségével történik.

Az egyszerű diffúzió egy anyag spontán mozgása a nagyobb koncentrációjú helyekről a kisebb koncentrációjú helyekre a molekulák kaotikus hőmozgása következtében. Az anyag diffúzióját a lipid kettősrétegen a membránon keresztüli koncentrációgradiens hajtja

Fick egyenlete:

J m = - D dC/ dx

J m az anyag fluxussűrűsége.

dC/dx - koncentráció gradiens

D-diffúziós együttható

"-" - a diffúzió nagyobb koncentrációjú helyről alacsonyabb koncentrációjú helyre irányul

214. oldal - Antonov.

Fick fluxussűrűség

J m \u003d -DdC / dx \u003d -D (C m 2 - C m 1) / 1 \u003d D (C m 1 - C m 2) / L

C m - az anyag koncentrációja az egyes felületek közelében

L a membrán vastagsága.

A biológiai membránokban a diffúzió egy másik típusát találták – a megkönnyített diffúziót. A megkönnyített diffúzió a hordozómolekulák részvételével történik. A megkönnyített diffúzió olyan helyekről történik, ahol nagyobb az átvitt anyag koncentrációja a kisebb koncentrációjú helyekre. Nyilvánvalóan a megkönnyített diffúzió magyarázza az aminosavak, cukrok és más biológiailag fontos anyagok biológiai membránokon keresztül történő átvitelét is.

A könnyített és az egyszerű diffúzió közötti különbségek:

1) az anyag átvitele hordozó részvételével sokkal gyorsabban megy végbe;

2) a megkönnyített diffúziónak telítési tulajdonsága van: a membrán egyik oldalán a koncentráció növekedésével az anyag fluxussűrűsége csak egy bizonyos határig nő, amikor az összes hordozómolekula már foglalt;

3) elősegített diffúzióval az átvitt anyagok versenye figyelhető meg olyan esetekben, amikor a hordozó különböző anyagokat visz át; míg egyes anyagok jobban tolerálhatók, mint mások, és egyes anyagok hozzáadása megnehezíti mások szállítását;

4) vannak olyan anyagok, amelyek blokkolják a megkönnyített diffúziót - erős komplexet képeznek a hordozó molekulákkal.

Egyfajta elősegített diffúzió a membránon keresztül meghatározott módon rögzített, immobil hordozó molekulák segítségével történő transzport. Ebben az esetben az átvitt anyag molekulája az egyik hordozómolekuláról a másikra kerül át, mint egy váltóversenyben.

4. Ionok szállítása a sejtmembránokon keresztül. Elektrokémiai potenciál. Tiorell egyenlet. Nerst-Planck egyenlet. Az egyenlet jelentése

Az élő rendszerek a szervezet minden szintjén nyitott rendszerek, így az anyagok biológiai membránokon keresztül történő szállítása az élet elengedhetetlen feltétele. Az elektrokémiai potenciál fogalmának nagy jelentősége van az anyagok transzportjának leírásában.

Egy adott anyag kémiai potenciálja számszerűen megegyezik az anyag 1 móljára jutó Gibbs-energiával.

Matematikailag a kémiai potenciált a Gibbs-energia G részleges származékaként határozzuk meg a k-adik anyag mennyiségére vonatkoztatva, állandó T hőmérsékleten, P nyomáson és az összes többi anyag m1 mennyiségére:

m (mu) \u003d (dG/dmk) P, T, m1

Híg oldathoz:

m = m0 + RTlnC,

ahol m0 a standard kémiai potenciál, számszerűen egyenlő egy adott anyag kémiai potenciáljával 1 mol/l oldatban.

Elektrokémiai potenciál (mu kötőjellel) - egy érték, amely számszerűen megegyezik a Gibbs-energiával G 1 mól adott anyag elektromos térbe helyezett anyagára vonatkoztatva.

Híg oldatokhoz

m (mu kötőjellel) = m0 + RTlnC + zFf(phi),

ahol F = 96500 C/mol a Faraday-szám, z az elektrolit ion töltése.

Az anyagok biológiai membránokon keresztül történő szállítása 2 fő típusra osztható: passzív és aktív.

A passzív transzport egy anyag átvitele nagy elektrokémiai potenciállal rendelkező helyekről alacsonyabb értékű helyekre. A passzív transzport a Gibbs-energia csökkenésével megy végbe, ezért ez a folyamat spontán, energiafelhasználás nélkül is lezajlik. Típusai: ozmózis, szűrés, diffúzió (egyszerű és könnyű).

Az aktív transzport egy anyag mozgása alacsonyabb elektrokémiai potenciállal rendelkező helyekről magasabb értékű helyekre. A Gibbs-energia növekedése kíséretében nem megy spontán módon, hanem csak az ATP költségével.

A jm anyagáram-sűrűség passzív transzportban megfelel a Theorell-egyenletnek:

Jm \u003d -UCdm (mu a pokollal.) / dx,

ahol U a részecskék mobilitása, C a koncentráció. A mínusz jel azt jelzi, hogy az átvitel az elektrokémiai csökkenés irányába megy végbe. lehetséges.

Egy anyag fluxussűrűsége egy olyan érték, amely számszerűen megegyezik az egységnyi idő alatt átvitt anyag mennyiségével az átvitel irányára merőleges egységnyi felületen:

jm = m/S*t (mol/kV.m*s)

Az elektrokémiai potenciál kifejezését behelyettesítve a Nernst-Planck egyenletet kapjuk híg oldatokra m0 = const:

jm \u003d -URTdC / dx - UczFdf (phi) / dx.

A Nernst-Planck egyenlet az ionok passzív transzportjának folyamatát írja le az elektrokémiai potenciálmezőben. A töltött ionok áramlása arányos az elektrokémiai potenciál gradiensével az x tengely irányában, és függ a ionok mobilitásától és koncentrációjától:

Ahol F a Faraday-szám, Z az ion vegyértéke, T az abszolút hőmérséklet, R a gázállandó, a membrán elektromos potenciálja.

Tehát két oka lehet a passzív transzport során az anyagátvitelnek: a dC/dx koncentrációgradiens és az elektromos potenciál dph/dx gradiense.

A gradiensek előtti mínusz jelek azt mutatják, hogy a koncentráció gradiens hatására egy anyag a nagyobb koncentrációjú helyekről a kisebb koncentrációjú helyekre, az elektromos potenciál gradiens pedig pozitív töltések átvitelét okozza a nagy koncentrációjú helyekről. alacsonyabb potenciállal rendelkező helyekre.

5. Ioncsatornák. Meghatározás. Molekuláris tervezés. Szelektív szűrő. Az iontranszport mechanizmusa az ioncsatornán keresztül

Az ioncsatornák pórusképző fehérjék (egyetlen vagy egész komplexek), amelyek fenntartják az összes élő sejt sejtmembránjának külső és belső oldala között fennálló potenciálkülönbséget. Ezek transzportfehérjék. Segítségükkel az ionok elektrokémiai gradienseik szerint mozognak a membránon keresztül.

Az IC-k összetett szerkezetű fehérjékből állnak. Az IC fehérjéknek van egy bizonyos megerősítése, transzmembrán pórust képeznek, és a membrán lipidrétegébe "varródnak". A csatornafehérje komplex állhat akár egyetlen fehérjemolekulából, akár több fehérje alegységből, amelyek szerkezetükben azonosak vagy eltérőek. Ezeket az alegységeket különböző gének kódolhatják, külön-külön riboszómákon szintetizálhatják, majd teljes csatornaként állíthatják össze. A domének egy csatornafehérje vagy alegységek egyedi, kompakt alakú részei. A szegmensek a fehérjecsatorna-képző részei, amelyek spirálisan össze vannak hajtva és átszúrják a membránt. Szinte minden CI-nek az alegységeiben van szabályozó domén, amely képes kötődni különféle szabályozó anyagokhoz (szabályozó molekulákhoz), és ezáltal megváltoztatni a csatorna állapotát vagy tulajdonságait. A potenciálaktivált IR-ben az egyik transzmembrán szegmens pozitív töltésű aminosavakat tartalmaz, és a membrán elektromos potenciáljának érzékelőjeként működik. Az IC-k kiegészítő alegységeket is tartalmazhatnak, amelyek modulációs, szerkezeti vagy stabilizáló funkciókat látnak el. Az ilyen alegységek egyik osztálya intracelluláris, amely teljes egészében a citoplazmában található, a második pedig a membrán, mert. transzmembrán doménjeik vannak, amelyek átszúrják a membránt.

Az ioncsatornák tulajdonságai:

1) A szelektivitás az IR szelektív megnövekedett permeabilitása bizonyos ionok esetében. Más ionok esetében az áteresztőképesség csökken. Az ilyen szelektivitást a szelektív szűrő határozza meg - a csatorna pórusának legszűkebb pontja. A szűrő a szűk méretek mellett helyi elektromos töltéssel is rendelkezhet. Például a kation-szelektív csatornák szelektív szűrőjük tartományában általában negatív töltésű aminosavak találhatók a fehérjemolekulában, amelyek magukhoz vonzzák a pozitív kationokat és taszítják a negatív anionokat, megakadályozva, hogy átjussanak a pórusokon.

2) A szabályozott permeabilitás az a képesség, hogy a csatornán bizonyos vezérlési műveletek hatására kinyíljon vagy zárjon.

3) Az inaktiválás egy ioncsatorna azon képessége, hogy automatikusan csökkenti a permeabilitását egy idő után a nyitás után, még akkor is, ha az aktiváló tényező, amely megnyitotta, továbbra is működik.

4) A blokkolás egy ioncsatorna azon képessége, hogy anyagok – blokkolók – hatása alatt az egyik állapotát rögzíti, és nem reagál a hagyományos vezérlési műveletekre. A blokkolást anyagok – blokkolók – okozzák, amelyeket antagonistáknak, blokkolóknak vagy lítikusoknak nevezhetünk.

5) A plaszticitás egy ioncsatorna azon képessége, hogy megváltoztatja tulajdonságait, jellemzőit. A plaszticitás leggyakoribb mechanizmusa a csatornafehérjék aminosavainak foszforilációja a membrán belső oldaláról protein kináz enzimek által.

Az ioncsatornák működése:

Ligandum-függő ioncsatornák

Ezek a csatornák akkor nyílnak meg, amikor a neurotranszmitter a külső receptorhelyeikhez kötődik, és megváltoztatja a megerősítést. Kinyitva ionokat engednek be, ezáltal megváltoztatják a membránpotenciált. A ligandumfüggő csatornák szinte érzéketlenek a membránpotenciál változásaira. Elektromos potenciált generálnak, melynek erőssége a szinaptikus hasadékba belépő mediátor mennyiségétől és ott tartózkodási idejétől függ.

Potenciálfüggő ioncsatornák

Ezek a csatornák felelősek az akciós potenciál terjedéséért, a membránpotenciál változására válaszul nyílnak és záródnak. Például a nátriumcsatornák. Ha a membránpotenciál a nyugalmi potenciálon marad, a nátriumcsatornák bezáródnak, és nincs nátriumáram. Ha a membránpotenciál pozitív irányba tolódik el, akkor a nátriumcsatornák megnyílnak, és a koncentráció gradiens mentén nátriumionok kezdenek bejutni a sejtbe. 0,5 ms-mal a membránpotenciál új értékének megállapítása után ez a nátriumáram eléri a maximumot. És néhány ezredmásodperc után szinte nullára csökken. Ez azt jelenti, hogy a csatornák egy idő után bezáródnak az inaktiváció miatt, még akkor is, ha a sejtmembrán depolarizált marad. De zárva eltérnek a nyitás előtti állapottól, ma már nem tudnak kinyílni a membrándepolarizáció hatására, vagyis inaktiváltak. Ebben az állapotban mindaddig megmaradnak, amíg a membránpotenciál vissza nem tér az eredeti értékére, és megtörténik a helyreállítási periódus, amely több milliszekundumot vesz igénybe.

6. Ionok aktív transzportja. Membránszivattyú. Meghatározás. A nátrium-kálium pumpa molekuláris felépítése

Az aktív transzport egy anyag átvitele alacsonyabb elektrokémiai potenciállal rendelkező helyekről magasabb értékű helyekre. Az aktív transzport a membránban a Gibbs-energia növekedésével jár, nem megy spontán módon, hanem csak az ATP hidrolízis folyamata kíséri, vagyis az ATP makroerg kötésekben tárolt energia elhasználódása miatt. Az anyagoknak a biológiai membránokon keresztül történő aktív transzportja nagy jelentőséggel bír. A szervezetben zajló aktív transzportnak köszönhetően az életfolyamatokat támogató koncentráció-gradiensek, elektromos potenciálgradiensek, nyomásgradiensek stb.

Membránszivattyú - térfogati szivattyú, amelynek munkateste egy rugalmas lemez (membrán, membrán), amely a széleken van rögzítve; a lemez meghajlik egy kapcsolószerkezet hatására (mechanikus hajtás) vagy a légnyomás változása (pneumatikus hajtás) vagy a folyadéknyomás (hidraulikus hajtás) hatására, és a térfogat-kiszorításos szivattyú dugattyújával egyenértékű funkciót lát el .

A koncentrációgradiens elleni aktív transzport példái közül a nátrium-kálium pumpát tanulmányozták a legjobban. Működése során a sejtből minden két pozitív K ion után három pozitív Na + ion kerül a sejtbe. Ezt a munkát az elektromos potenciálok közötti különbség felhalmozódása kíséri a membránon. Ugyanakkor az ATP lebomlik, energiát adva. Sok éven át a nátrium-kálium pumpa molekuláris alapja tisztázatlan maradt. Mostanra megállapították, hogy a Na/K transzport fehérje egy ATP-áz. A membrán belső felületén az ATP-t ADP-re és foszfátra bontja. Egy ATP-molekula energiája három nátriumiont és egyidejűleg két káliumiont szállít a sejtből a sejtbe, azaz összesen egy pozitív töltés távozik a sejtből egy ciklus alatt. Így a Na/K szivattyú elektrogén (elektromos áramot hoz létre a membránon keresztül), aminek következtében a membránpotenciál elektronegativitása megközelítőleg 10 mV-tal nő. A transzportfehérje ezt a műveletet nagy sebességgel hajtja végre: 150-600 nátriumion másodpercenként. A transzportfehérje aminosavsorrendje ismert, de ennek a komplex cseretranszportnak a mechanizmusa még nem tisztázott. Ezt a folyamatot a nátrium- vagy káliumionok fehérjék általi átvitelének energiaprofilja segítségével írjuk le (1.5,-6. ábra). Ezen profilok változásának természetéből adódóan a transzportfehérje konformációjának állandó változásával (energiát igénylő folyamat) lehet megítélni a kicserélődés sztöchiometriáját: két káliumion kicserélődik három nátriumionra.

A Na/K pumpán kívül a plazmamembrán még legalább egy pumpát tartalmaz, a kalciumot; ez a pumpa kalciumionokat (Ca2+) pumpál ki a sejtből, és részt vesz azok intracelluláris koncentrációjának rendkívül alacsony szinten tartásában. A kalciumpumpa nagyon nagy sűrűséggel van jelen az izomsejtek szarkoplazmatikus retikulumában, amelyek az ATP-molekulák lebomlása következtében kalciumionokat halmoznak fel.

7. Membránpotenciál, definíció, érték. MP mérési módszerek. A képviselő megjelenésének feltételei. A passzív és aktív erők szerepe

A membránpotenciál a biológiai membrán külső és belső felülete közötti elektromos potenciálkülönbség, amely az ionok, elsősorban a Na, K ionok egyenlőtlen koncentrációja miatt következik be.

Az MP (nyugalmi potenciál) az élő sejt külső és belső oldala között van regisztrálva. Jelenléte az ionok egyenetlen eloszlásának köszönhető. A membrán belső oldala negatív töltésű a külsőhöz képest. Az MP nagysága a különböző sejtekben eltérő: idegsejt - 60-80 mV, harántcsíkolt izomrostok - 80-90 mV, szívizom - 90-95 mV. A sejt állandó funkcionális állapota mellett a nyugalmi potenciál értéke nem változik; állandó értékének megtartását a sejtanyagcsere normális lefolyása biztosítja. Különféle tényezők hatására az MP értéke változhat.

Az MF kutatások széleskörű alkalmazást találtak az orvosbiológiai laboratóriumokban, a klinikai gyakorlatban a központi idegrendszer, a szív- és érrendszer és az izomrendszer különböző betegségeinek diagnosztizálásában. Amikor a teljes bioel. az izmok, az agy, a szív és más szervek idegtörzseiből származó potenciálokat, felületi makroelektródákat használnak. Egyes esetekben intracavitáris elektródákat vagy közvetlenül a szövetbe behelyezett elektródákat használnak. Az egyes sejtek mágneses tere mérésének regisztrálására leggyakrabban intracelluláris és pont-extracelluláris mikroelektródákat alkalmaznak. Az elektródák DC vagy AC erősítőhöz csatlakoznak. Az erősítő csatlakoztatható a bioelektromos jelek automatizált feldolgozására szolgáló eszközhöz. Az előfordulás mechanizmusa bizonyos fizikai és kémiai anyagok jelenlétéhez kapcsolódik. gradiensek a test egyes szövetei között, a sejtet körülvevő folyadék és annak citoplazmája között, az egyes sejtelemek között. Az élő sejtekben való előfordulás oka az ionok egyenetlen koncentrációja a membrán belső és külső felületén, és eltérő permeabilitása azokkal szemben.

8. Nerst-egyenlet. Nerst potenciál, annak természete. Stacionárius membránpotenciál. Goldman-Hodgkin egyenlet

Akciós potenciál - elektromos impulzus, amely a membrán belső és külső oldala között lép fel, és a membrán ionpermeabilitásának változása miatt jön létre.

Phase Pd.

1) Depolarizációs fázis

depolarizáció fázisa. Egy sejtre ható depolarizáló inger, például elektromos áram hatására a sejtmembrán kezdeti részleges depolarizációja megtörténik anélkül, hogy megváltoztatná az ionok permeabilitását. Amikor a depolarizáció eléri a küszöbérték körülbelül 50%-át (a küszöbpotenciál 50%-át), a sejtmembrán Na + permeabilitása növekszik, és az első pillanatban viszonylag lassan. Természetesen ebben az esetben a Na+ sejtbe jutásának sebessége alacsony. Ebben az időszakban, valamint a teljes első fázisban (depolarizáció) a Na + sejtbe jutását biztosító hajtóerő a koncentráció és az elektromos gradiens.

Emlékezzünk vissza, hogy a belső sejt negatív töltésű (ellentétes töltések vonzzák egymást), és a Na + koncentrációja a sejten kívül 10-12-szer nagyobb, mint a sejt belsejében. A Na+ sejtbe való bejutását biztosító feltétel a sejtmembrán permeabilitásának növekedése, amit a Na-csatornák kapumechanizmusának állapota határoz meg (egyes sejtekben, különösen szívizomsejtekben, simaizomrostokban , a Ca2+ kapuzott csatornái fontos szerepet játszanak a PD előfordulásában). Az elektromosan vezérelt csatorna időtartama nyitott állapotban a membránpotenciál nagyságától függ. Az ionok teljes áramát bármely pillanatban a sejtmembrán nyitott csatornáinak száma határozza meg. Az ioncsatorna extracelluláris tér felé eső része eltér a sejtkörnyezet belsejébe néző részétől (PG Kostyuk).

A Na-csatornák kapumechanizmusa a sejtmembrán külső és belső oldalán található, a K-csatornák kapumechanizmusa a belső oldalon (a K+ kimozdul a sejtből). A Na + csatornák aktiváló m-kapukkal rendelkeznek, amelyek a sejtmembrán külső oldalán találhatók (a Na + a sejt belsejében mozog annak gerjesztése során), és inaktivációs /r-kapukkal, amelyek a sejtmembrán belsejében találhatók. Nyugalmi állapotban az aktiváló w-kapuk zárva, az inaktiváló /r-kapuk túlnyomórészt (kb. 80%-ban) nyitva vannak; a kálium aktiváló kapu is zárva van, a K+-ra nincs inaktiváló kapu. Egyes szerzők a w-kapukat gyorsnak, az /r-kapukat lassúnak nevezik, mivel később reagálnak a sejt gerjesztési folyamatában, mint az m-kapuk. Az /r-kapu későbbi reakciója azonban a sejt töltésének megváltozásával jár együtt, valamint az m-kapué, amely a sejtmembrán depolarizációja során nyílik meg. Az I-kapuk az inverziós fázisban záródnak, amikor a cellán belüli töltés pozitívvá válik, ami a záródásuk oka. Ebben az esetben az AP csúcs növekedése leáll. Ezért az m-kapukat jobb korainak, az A-kapukat pedig későinek nevezni.

Amikor a sejtdepolarizáció elér egy kritikus értéket (Ecr, a depolarizáció kritikus szintje - CUD), amely általában -50 mV (más értékek is lehetségesek), a membrán Na + permeabilitása meredeken növekszik: nagyszámú Na-csatornák feszültségfüggő /p-kapuja és Na + lavina rohan be a ketrecbe. Akár 6000 ion halad át egy nyitott Na-csatornán 1 ms alatt. A Na + sejtbe történő intenzív áramlása következtében a depolarizációs folyamat nagyon gyors. A sejtmembrán kialakuló depolarizációja további növekedést okoz permeabilitásának és természetesen Na+ vezetőképességének növekedésével: egyre több Na-csatorna aktivációs kapu nyílik meg, ami a sejtbe jutó Na+-áramot regenerációs folyamat jellegét kölcsönzi. Ennek eredményeként a PP eltűnik, és egyenlő lesz nullával. A depolarizációs fázis itt véget ér.

2) Repolarizációs fázis.

Ebben a fázisban a sejtmembrán K + ionok permeabilitása még mindig magas, a K + ionok továbbra is gyorsan távoznak a sejtből a koncentráció gradiensnek megfelelően. A cellán belül ismét negatív, kívül pedig pozitív töltés van, így az elektromos gradiens megakadályozza, hogy K* elhagyja a cellát, ami csökkenti a vezetőképességét, bár tovább távozik. Ez azzal magyarázható, hogy a koncentráció gradiens hatása sokkal kifejezettebb, mint az elektromos gradiens hatása. Így az AP csúcs teljes leszálló része a K+ ion sejtből való felszabadulásának köszönhető. Gyakran az AP végén lelassul a repolarizáció, ami a sejtmembrán K + ionok permeabilitásának csökkenésével és a sejtből való felszabadulásuk lelassulásával magyarázható a K-csatorna bezáródása miatt. kapuk. A K + ionok áramának lassulásának másik oka a sejt külső felületének pozitív potenciáljának növekedése és ellentétes irányú elektromos gradiens kialakulása. Az AP előfordulásában a főszerep a Na+ ioné, amely a sejtmembrán permeabilitásának növekedésével jut be a sejtbe és biztosítja az AP csúcs teljes felszálló részét. Ha a közegben lévő Na + iont egy másik ion, például kolin helyettesíti, vagy ha a Na-csatornákat tetrodotoxin blokkolja, az AP nem fordul elő az idegsejtben. Ugyanakkor a membrán K + ion áteresztő képessége is fontos szerepet játszik. Ha a K + ion permeabilitásának növekedését a tetraetilammónium megakadályozza, akkor a membrán depolarizációja után sokkal lassabban repolarizálódik, csak a lassú, szabályozatlan csatornák (ionszivárgási csatornák) miatt, amelyeken keresztül a K + elhagyja a sejtet. Az idegsejtekben az AP előfordulásában a Ca 2+ ionok szerepe elenyésző, egyes neuronokban jelentős, például a cerebelláris Purkinje sejtek dendriteiben.

9. Ionos hatásmechanizmusú potenciál generálás

Az akciós potenciál a sejtmembrán ionpermeabilitásának szekvenciálisan fejlődő változásán alapul. Irritáló hatás hatására a membrán Na + ionok permeabilitása (1. ábra) meredeken megnövekszik a nátriumcsatornák aktiválódása (megnyílása) miatt. Ebben az esetben Na + ionok a koncentráció szerint.

Rizs. egy

Ugyanakkor a Na-ionok+ a koncentráció gradiens mentén intenzíven mozognak kívülről - az intracelluláris térbe. A Na + ionok sejtbe jutását az elektrosztatikus kölcsönhatás is elősegíti. Ennek eredményeként a membrán Na + permeabilitása 20-szor nagyobb lesz, mint a K + ionok permeabilitása.

Mivel a Na + áramlása a sejtbe kezd meghaladni a sejtből kiinduló káliumáramot, a nyugalmi potenciál fokozatos csökkenése következik be, ami reverzióhoz vezet - a membránpotenciál előjelének megváltozásához. Ebben az esetben a membrán belső felülete pozitívvá válik a külső felületéhez képest. A membránpotenciál ezen változásai megfelelnek az akciós potenciál emelkedő fázisának (depolarizációs fázis).

A membránra csak nagyon rövid ideig, 0,2-0,5 ms-ig jellemző a megnövekedett Na + ionok áteresztőképessége. Ezt követően a membrán Na + ionok permeabilitása ismét csökken, K + esetében pedig nő. Ennek eredményeként a Na + sejtbe történő beáramlása erősen gyengül, a K + sejtből történő áramlása pedig megnő (2. ábra).

Az akciós potenciál során jelentős mennyiségű Na + kerül a sejtbe, a K + -ionok pedig elhagyják a sejtet. A sejtek ionegyensúlyának helyreállítása a fázisszivattyú Na +, K + -AT munkája miatt történik, amelynek aktivitása a Na + -ionok belső koncentrációjának növekedésével és a K külső koncentrációjának növekedésével nő. + ionok. Az ionpumpa munkája, valamint a membrán Na + és K + permeabilitásának változása következtében ezek kezdeti koncentrációja az intra- és extracelluláris térben fokozatosan helyreáll.

E folyamatok eredménye a membrán repolarizációja: a sejt belső tartalma ismét negatív töltést kap a membrán külső felületéhez képest.

10. Mechanikus szívciklus. A szív olyan, mint egy 6 kamrás pumpa. Shock percnyi vérmennyiség. Munka, a szív ereje

A szív mechanikai munkája. Szívműködés.

A szív mechanikai munkája a szívizom összehúzódásával jár. A jobb kamra munkája háromszor kisebb, mint a bal kamráé. Mechanikai szempontból a szív a ritmikus működés pumpája, amelyet a szívbillentyű-készülék segít elő. A szív ritmikus összehúzódásai és ellazulásai folyamatos véráramlást biztosítanak. A szívizom összehúzódását szisztolénak, relaxációját diasztolénak nevezzük. Minden kamrai szisztolénál a szívből vér távozik az aortába és a tüdőtörzsbe. Normál körülmények között a szisztolés és a diasztolés időben egyértelműen összehangolt. Ez az időszak, amely magában foglalja a szív egy összehúzódását és az azt követő ellazulást, egy szívciklust alkot. Időtartama felnőttnél 0,8 másodperc, percenként 70-75-szeres összehúzódások gyakorisága mellett. Minden ciklus kezdete a pitvari szisztolés. 0,1 másodpercig tart. A pitvari szisztolé végén diasztoléjuk következik be, valamint kamrai szisztolé. A kamrai szisztolé 0,3 másodpercig tart. A szisztolés idején a vérnyomás a kamrákban megemelkedik, a jobb kamrában eléri a 25 Hgmm-t. Art., és a bal oldalon - 130 mm Hg. Művészet. A kamrai szisztolé végén kezdődik az általános relaxáció fázisa, amely 0,4 másodpercig tart. Általában a pitvarok relaxációs periódusa 0,7 másodperc, a kamráké 0,5 másodperc. A relaxációs periódus élettani jelentősége abban rejlik, hogy ezalatt a szívizomban metabolikus folyamatok mennek végbe a sejtek és a vér között, azaz helyreáll a szívizom munkaképessége.

A szív munkájának fő mutatói

A szisztolés (stroke) térfogat az egy szisztolé alatt a szívből kilökődő vér mennyisége. Nyugalomban átlagosan 150 ml felnőttnél (75 ml kamránként). A szisztolés hangerőt megszorozva a percenkénti ütések számával, megkaphatja a perc hangerőt. Átlagosan 4,5-5,0 liter. A szisztolés és a perctérfogat instabil, a fizikai és érzelmi stressztől függően drámaian változnak.

A szív munkája

Ac=Alj+Apj

Alj=0,2Alj

Alzh \u003d R * Vsp + (mv 2/2)

m = sűrűség lökéstérfogatonként

AC \u003d 1,2 Vsp (P + sűrűség * v 2/2)

A szív munkája 1 összehúzódás alatt megközelítőleg 1 j

Szív teljesítmény N=AC

11. A szívből kilépő pulzáló vér folyamatos véráramlássá való átalakulásának mechanizmusa az artériás erekben. A pulzáló kamra elmélete. Pulzus, pulzushullám. perifériás szív

Tekintettel arra, hogy a szív külön-külön adagokban löki ki a vért, az artériákban a véráramlás pulzáló jellegű, így a lineáris és térfogati sebességek folyamatosan változnak: az aortában és a pulmonalis artériában a kamrai fordulat idején maximálisak. szisztolés és diasztolés alatti csökkenés. A kapillárisokban és vénákban a véráramlás állandó, azaz lineáris sebessége állandó. A pulzáló véráramlás állandóvá alakításában az artériás fal tulajdonságainak van jelentősége. A folyamatos véráramlás az egész érrendszerben meghatározza az aorta és a nagy artériák kifejezett rugalmas tulajdonságait. A szív- és érrendszerben a szisztolés során a szív által kifejlesztett mozgási energia egy része az aorta és az abból kinyúló nagy artériák nyújtására fordítódik.

Ez utóbbiak rugalmas, vagy kompressziós kamrát alkotnak, amelybe jelentős mennyiségű vér lép be, megfeszítve azt; ugyanakkor a szív által kifejlesztett mozgási energia az artériás falak rugalmas feszültségének energiájává alakul. Amikor a szisztolés véget ér, az artériák megfeszített falai hajlamosak kiszökni, és a vért a kapillárisokba tolni, fenntartva a véráramlást a diasztolé alatt.

Az artériás pulzust az artéria falának ritmikus oszcillációinak nevezik, amelyeket a szisztolés alatti nyomásnövekedés okoz.

A pulzushullámot vagy az artériás erek átmérőjének vagy térfogatának oszcilláló változásait az aortában fellépő nyomásnövekedési hullám okozza, amikor a vér kiürül a kamrákból. Ekkor az aortában élesen megemelkedik a nyomás, és a fala megfeszül. A megnövekedett nyomáshullám és az érfal rezgései, amelyeket ez a nyújtás okoz, meghatározott sebességgel terjed az aortából az arteriolákba és kapillárisokba, ahol a pulzushullám kialszik.

perifériás szív

Az izomrostok különféle összehúzódásokkal a velük párhuzamosan elhelyezkedő erekre hatnak, és számos sajátos intramuszkuláris mikropumpa formájában szívják be az artériás vért az izom bejáratánál, ezzel megkönnyítve a szív pumpáló munkáját, átnyomják ezt a vért. az intramuszkuláris ereket, és a vázizomzat vénás vérének kijáratánál a maximális artériás nyomást 2-3-szoros energiával a szív felé pumpálja. Ha a szív, mint jól tudjuk, 120 Hgmm nyomású artériás vért pumpál. Art., akkor a vázizomzat 200, 250, sőt 300 Hgmm erővel képes vénás vért pumpálni. Art., visszaadva a szívnek, hogy betöltse.

A testtől teljesen elszigetelt izom, amely egy mesterséges keringési körbe van zárva, önállóan képes a vért e körben mozgatni a szív képében és hasonlatában, amikor összehúzódik. Ezért nevezhetjük „perifériás szívnek” (PS). Rendkívül fontos, hogy ez a számtalan "periférikus szív" - és ebből több mint 1000 van az emberben a vázizmok számában - önállóan szívó-injekciós mikropumpaként működjön nemcsak a különböző típusú összehúzódások során: ritmikus, aritmikus, tónusos. , tetaniás, auxotóniás stb., de feszültség alatt is. Egyébként azt mondhatjuk, hogy nincs "üresjáratuk".

12. Hemodinamika egyetlen érben. Pausel egyenlete. hidraulikus ellenállás. A rendszerszintű hemodinamika törvényei

Hemodinamika - a vér mozgása az ereken keresztül, ami a keringési rendszer különböző részein a hidrosztatikus nyomás különbségéből adódik (a vér a magas nyomású területről az alacsony nyomású területre mozog).

Egyetlen edényt kör keresztmetszetű csőnek tekintünk, amely a keresztirányú méreteihez képest meghosszabbodik. A falak rugalmassága az edények keresztmetszete nyomás hatására történő megváltoztatásának lehetőségét jelenti.

Poeisel empirikusan megállapította, hogy a lamináris folyadék áramlásának átlagos sebessége egy keskeny, vízszintes, kerek, állandó keresztmetszetű csövön keresztül egyenesen arányos a P1 és P2 nyomáskülönbséggel a cső bemeneténél és kimeneténél, a cső sugarának négyzetével, és fordítva. arányos az l csőhosszal és az n viszkozitással.

Vav = (R (kV-ban) / 8n)*(P1 - P2)/l

Hidraulikus ellenállás, ellenállás a folyadékok (és gázok) csöveken, csatornákon stb. keresztül történő mozgásával szemben, viszkozitásuk miatt.

w \u003d 8nl / pi r (4 evőkanálban)

A w értéket hidraulikus ellenállásnak nevezzük. Ez fordítottan arányos a sugár negyedik hatványával, ezért jelentősen növekszik a csősugár csökkenésével.

Az erő, amely nyomást hoz létre az érrendszerben, a szív. Egy középkorú embernél minden szívösszehúzódáskor 60-70 ml vér (szisztolés térfogat) vagy 4-5 l/perc (perctérfogat) kerül az érrendszerbe. A vér hajtóereje a cső elején és végén fellépő nyomáskülönbség.

Az érrendszer szinte minden részében a véráramlás lamináris jellegű - a vér különálló rétegekben mozog az ér tengelyével párhuzamosan. Ugyanakkor az érfallal szomszédos réteg gyakorlatilag mozdulatlan marad, a második ezen a rétegen, a harmadik pedig végigcsúszik rajta stb. A vérsejtek alkotják a központi, axiális áramlást, a a plazma közelebb kerül az érfalhoz. Következésképpen minél kisebb az edény átmérője, annál közelebb vannak a központi rétegek a falhoz, és annál lassabban fordulnak elő sebességük a faljal való viszkózus kölcsönhatás miatt. Általában ez azt jelenti, hogy a véráramlás sebessége a kis erekben alacsonyabb, mint a nagy erekben. Könnyű ellenőrizni ennek a pozíciónak a helyességét az érrendszer különböző részein a véráramlási sebességek összehasonlításával. Az aortában 50-70 cm/s, az artériákban - 40-10, az arteriolákban - 10-0,1, a kapillárisokban - kevesebb, mint 0,1, a venulákban - kevesebb, mint 0,3, a vénákban - 0, 3 - 5,0, üreges véna - 5-20 cm/s.

Az érrendszerben a lamináris mellett turbulens mozgás is történik, jellegzetes vérörvényléssel. A vérrészecskék nemcsak párhuzamosan mozognak az ér tengelyével, mint a lamináris véráramlásban, hanem arra merőlegesen is. Ennek az összetett mozgásnak az eredménye a folyadék belső súrlódásának jelentős növekedése. Ebben az esetben a térfogati véráramlás sebessége már nem lesz arányos a nyomásgradienssel, hanem megközelítőleg megegyezik annak négyzetgyökével. A turbulens mozgás általában az artériák elágazási és szűkületi helyein, az erek meredek kanyarulataiban fordul elő.

A vér képződött elemek szuszpenziója kolloid-sóoldatban, bizonyos viszkozitása van, ami nem állandó érték. Ha a vér átáramlik egy 1 mm-nél kisebb átmérőjű kapillárison, a viszkozitás csökken. A kapilláris átmérőjének ezt követő csökkenése tovább csökkenti az áramló vér viszkozitását. Ez a hemodinamikai paradoxon azzal magyarázható, hogy a vér mozgása során a vörösvértestek az áramlás középpontjában koncentrálódnak. A falközeli réteg tiszta, jóval alacsonyabb viszkozitású plazmából áll, amelyen a formázott elemek könnyen csúsznak. Ennek eredményeként javulnak a véráramlás feltételei, csökkennek a nyomásesések, ami általában kompenzálja a vér viszkozitásának növekedését és áramlási sebességének csökkenését a kis artériákban. A lamináris véráramlásról a turbulensre való átmenetet a véráramlással szembeni ellenállás jelentős növekedése kíséri.

A merev csövekben a folyadékáramlás természete és a nyomás közötti összefüggést általában a Poiseuille-képlet határozza meg. Ezzel a képlettel kiszámíthatja az R ellenállást a véráramlással szemben annak Yu viszkozitásától, l hosszától és az ér sugarától függően:

Az érrendszer egésze különböző hosszúságú és átmérőjű, sorosan és párhuzamosan kapcsolt csövekként ábrázolható. Soros kapcsolás esetén a teljes ellenállás az egyes edények ellenállásainak összege:

R \u003d R 1 + R 2 + ... + R n.

Párhuzamos csatlakozás esetén az ellenállás értékét egy másik képlet alapján számítják ki:

1/R = 1/R1 + 1/R2 + ... + + 1/Rn.

Figyelembe véve az egész szervezet ereinek geometriájának összetettségét, változékonyságát, a söntök nyitásától és záródásától, a kollaterálisoktól, a simaizmok összehúzódásának mértékétől, a falak rugalmasságától, a vér viszkozitásának változásától és egyéb okoktól függően, valós körülmények között nehéz kiszámítani az érellenállás értékét. Ezért szokás úgy definiálni, mint a P vérnyomás és a Q percnyi vértérfogat hányadosa:

A test egészére kiterjedően ez a képlet csak akkor alkalmazható, ha a rendszer végén, azaz a vena cava-ban, közel ahhoz a helyhez, ahol a szívbe áramlik, a nyomás közel nulla lesz. Ennek megfelelően, ha ki kell számítani az érrendszer egy külön szakaszának ellenállását, a képlet a formát veszi fel

R=P1-P2/Q

A P 1 és P 2 értékei tükrözik a nyomást a meghatározott szakasz elején és végén.

A vér mozgásához szükséges fő kinetikus energiát a szív jelzi neki a szisztolés során. Ennek az energiának az egyik részét a vér tolására fordítják, a másikat az aorta rugalmas falának, a nagy és közepes méretű artériáknak a szisztolés során megnyúló potenciális energiájává alakítják. Tulajdonságaik a rugalmas és kollagén rostok jelenlététől függenek, amelyek nyújthatósága körülbelül hatszor nagyobb, mint például az azonos vastagságú gumiszálaké. A diasztolé során az aortafal és az erek energiája a vérmozgás kinetikai energiájává alakul.

A rugalmasságon és nyújthatóságon, azaz passzív tulajdonságokon kívül az erek képesek aktívan reagálni a bennük lévő vérnyomás változásaira is. A nyomás növekedésével a falak simaizomzata összehúzódik, és az ér átmérője csökken. Így a szív működése által létrehozott pulzáló véráramlás az aorta és a nagyerek sajátosságai miatt kiegyenlítődik és viszonylag folyamatossá válik.

A hemodinamika fő mutatói a térfogati sebesség, a vérkeringés sebessége, a nyomás az érrendszer különböző területein.

A vér mozgásának térfogati sebessége jellemzi a véredény keresztmetszetén egységnyi idő alatt (1 perc) átfolyó mennyiségét (milliliterben). A térfogati véráramlás sebessége egyenesen arányos a nyomáseséssel az ér elején és végén, és fordítottan arányos a véráramlással szembeni ellenállásával. A testben a szívből kiáramló vér megfelel a szívbe való beáramlásnak. Ez azt jelenti, hogy a szisztémás és pulmonális keringés teljes artériás és teljes vénás rendszerén időegységenként átáramló vér térfogata azonos.

A vér mozgásának lineáris sebessége (v) jellemzi részecskéinek mozgási sebességét az ér mentén lamináris áramlásban. Centiméter per másodpercben fejezzük ki, és a Q térfogati véráramlási sebesség és az ér keresztmetszeti területének aránya pr 2:

Az így kapott érték pusztán átlagos mutató, mivel a lamináris mozgás törvényei szerint az ér közepén a vérmozgás sebessége maximális, az érfal melletti rétegekben pedig csökken.

A véráramlás lineáris sebessége is eltérő az érrendszer egyes részein az érfa mentén. Ez az ilyen kaliberű edények lumenének teljes területétől függ a vizsgált területen. Az aortát a legkisebb keresztmetszet jellemzi, ezért a vérmozgás sebessége benne a legnagyobb - 50-70 cm / s. A kapillárisok teljes keresztmetszete a legnagyobb, emlősöknél körülbelül 600-800-szor nagyobb, mint az aorta keresztmetszete. Ennek megfelelően a vérsebesség itt körülbelül 0,05 cm/s. Az artériákban 20-40 cm / s, az arteriolákban - 0,5 cm / s. Tekintettel arra, hogy a vénák összeolvadásakor össz lumenük csökken, a véráramlás lineáris sebessége ismét megnő, a vénában eléri a 20 cm/s-ot (9.30. ábra).

A vért külön-külön adagokban nyomják ki, így a véráramlás az aortában és az artériákban pulzál. Ugyanakkor lineáris sebessége nő a szisztolés fázisban, és csökken a diasztolés során. A kapilláris hálózatban az azt megelőző artériák szerkezetének sajátosságai miatt megszűnnek a pulzusok, és állandósul a véráramlás lineáris sebessége.

Hasonló dokumentumok

A lézertechnológia orvosi alkalmazásának fizikai alapjai. A lézerek típusai, működési elvei. A lézersugárzás és a biológiai szövetek kölcsönhatásának mechanizmusa. Ígéretes lézeres módszerek az orvostudományban és a biológiában. Szériagyártású orvosi lézeres berendezések.

absztrakt, hozzáadva: 2009.08.30


Az elektrokardiográfia bipoláris elvezetései (Einthoven szerint). A mellkasi elektródák elhelyezkedése az EKG-hoz. Prekordiális térképészet. A szív elektromos tengelyének kialakulása, extrasystole. A P és T hullám előfordulási mechanizmusa, P-Q és ST szegmensek, QRS komplex.

bemutató, hozzáadva: 2014.08.01


A metrológia és szabványosítás fogalma, a fejlődés története és főbb szakaszai, szabályozások és jogi keretek. Az elektrokardiográfia értéke a modern orvostudományban, megvalósításának mechanizmusa. Az elektrokardiográfos verifikáció megalapozása, optimalizálása.

szakdolgozat, hozzáadva: 2014.02.15


A vérnek az ereken keresztül történő mozgásához szükséges energiaforrás. A szív fő funkciója. A szív elhelyezkedése a mellkasüregben. Egy felnőtt szív átlagos mérete. A bal és jobb kamra, mitrális és aortabillentyűk munkája.

bemutató, hozzáadva 2011.12.25


Az elektrokardiográfia élettani alapjai. A szív csúcsdobbanása. A szívhangok tanulmányozásának fő módszerei, hallgatásuk főbb pontjainak sémája. A normál és kóros elektrokardiogram fő összetevői (hullámok, intervallumok, szegmensek).

bemutató, hozzáadva: 2014.08.01


Wilhelm Roentgen röntgensugarak felfedezése, ennek a folyamatnak a története és jelentősége a történelemben. A röntgencső készüléke és főbb elemeinek kapcsolata, működési elvei. A röntgensugárzás tulajdonságai, biológiai hatása, szerepe az orvostudományban.

bemutató, hozzáadva: 2013.11.21


A röntgen felfedezésének története. Előállításának mechanizmusa katódcső segítségével. A röntgensugarak biológiai hatásai. Alkalmazása az orvostudományban és a tudományban. Elektronsugaras tomográf. Műtermékek hatása a képminőségre szkennelés közben.

bemutató, hozzáadva 2016.03.29


Képletek a perctérfogat vagy a lökettérfogat kiszámításához. A vér perctérfogatát növelő tényezők. A szív mechanikai aktivitása és a polikardiográfia elve. A szív mechanikai aktivitásának általános mutatói. A szívre gyakorolt ​​szabályozó hatások típusai.

bemutató, hozzáadva 2013.12.13


A hang fizikai jellemzői. Az ultrahang fogalma és az elektromechanikus emitterek működési elve. Az ultrahang orvosi-biológiai alkalmazásai. Diagnosztikai és kutatási módszerek: kétdimenziós és Doppler echoszkópia, vizualizáció harmonikusokon.

bemutató, hozzáadva 2013.02.23


membránok szervezése. Anyagok szállítása a membránokon keresztül. A légzőszervek szabályozásának központi mechanizmusa. A nefron a vese szerkezeti és funkcionális egysége. A hipotalamusz és az agyalapi mirigy funkcionális kapcsolatai. A funkciók lokalizációjának problémája az agykéregben.

testnév ingyenes, ha mozgását semmi nem korlátozza. Olyan testet, amelynek mozgását más testek korlátozzák, ún nem ingyenesés azok a testek, amelyek korlátozzák ennek a testnek a mozgását, - kapcsolatokat.Az érintkezési pontokon kölcsönhatási erők lépnek fel az adott test és a kötések között. Azokat az erőket, amelyekkel a kötések egy adott testre hatnak, nevezzük kötési reakciók.

Az elengedés elve: bármely nem szabad test szabadnak tekinthető, ha a kötések hatását az adott testre alkalmazott reakcióik helyettesítik. A statikában a kötések reakciói a test egyensúlyi feltételei vagy egyenletei segítségével teljes mértékben meghatározhatók, melyeket később állítunk fel, de irányuk sok esetben a kötések tulajdonságainak vizsgálatából határozható meg. Egyszerű példaként az ábrán látható. 1,14, hanem egy testet ábrázolunk, melynek M pontja egy rúd segítségével csatlakozik a rögzített O ponthoz, melynek súlya elhanyagolható; a rúd végein zsanérok vannak, amelyek lehetővé teszik a forgás szabadságát. Ebben az esetben az OM rúd a test összekötőjeként szolgál; Az M pont mozgási szabadságának korlátozása abban nyilvánul meg, hogy állandó távolságra kényszerül az O ponttól. Az ilyen rúdra ható hatóerőt az OM egyenes mentén kell irányítani, és ennek megfelelően A 4. axióma szerint az R rúd (reakció) ellenereje ugyanazon egyenes mentén irányuljon. Így a rúd reakciójának iránya egybeesik a közvetlen OM-val (1.14. ábra, b). Hasonlóképpen a rugalmas, nyújthatatlan menet reakcióerejét a menet mentén kell irányítani. ábrán Az 1.15 két szálon függő testet és az R 1 és R 2 szálak reakcióit ábrázolja. A nem szabad testre ható erőket két kategóriába soroljuk. Az egyik kategóriát a kötésektől nem függő erők alkotják, a másikat pedig a kötések reakciói. Ugyanakkor a kötések reakciói passzív jellegűek - azért jönnek létre, mert az első kategória erői hatnak a testre. A kötésektől nem függő erőket aktívnak, a kötések reakcióit pedig passzív erőknek nevezzük. ábrán 1.16, felül pedig két, a modulban egyenlő F 1 és F 2 aktív erő látható, amelyek az AB rudat feszítik, alatta a nyújtott rúd R 1 és R 2 reakciói láthatók. ábrán 1.16, b, felül láthatók a rudat összenyomó F 1 és F 2 aktív erők, lent az összenyomott rúd R 1 és R 2 reakciói.

Megállapodunk, hogy figyelembe vesszük a testet ingyenes , ha mozgását semmi nem korlátozza. Olyan testet, amelynek mozgását más testek korlátozzák, ún nem ingyenes és azok a testek, amelyek korlátozzák ennek a testnek a mozgását, kapcsolatokat . Az érintkezési pontokon kölcsönhatási erők lépnek fel az adott test és a kötések között. Azokat az erőket, amelyekkel a kötések egy adott testre hatnak, nevezzük kötési reakciók . Az adott testre ható összes erő felsorolásakor ezeket az érintkezési erőket (a kötések reakcióit) is figyelembe kell venni.

A mechanikában a következő pozíciót foglalják el, néha ún a felszabadulás elve: bármely nem szabad test csak akkor tekinthető szabadnak, ha a kötések hatását az adott testre ható reakcióik váltják fel.

A statikában a kötések reakciói a test egyensúlyi feltételei vagy egyenletei segítségével teljesen meghatározhatók, irányuk azonban sok esetben a kötések tulajdonságainak vizsgálatából határozható meg. Egyszerű példaként vegyünk egy testet, egy pontot M amely egy fix ponthoz kapcsolódik O rúd használata, amelynek súlya elhanyagolható; a rúd végein zsanérok vannak, amelyek lehetővé teszik a forgás szabadságát. Ebben az esetben egy rúd a test összekötőjeként szolgál. OM. Egy pont mozgási szabadságának korlátozása M abban fejeződik ki, hogy állandó távolságra kényszerül a ponttól O. De amint fentebb láttuk, az ilyen rúdra ható erőt egyenes vonalban kell irányítani OM. A 4. axióma szerint a rúd reakcióereje (reakció) R ugyanabban az egyenesben kell lennie. Így a rúd reakciójának iránya egybeesik az egyenessel OM. (Íves súlytalan rúd esetén - a rúd végeit összekötő egyenes vonal mentén).

Hasonlóképpen a rugalmas, nyújthatatlan menet reakcióerejét a menet mentén kell irányítani. ábrán Egy két szálon függő test és a szálak reakciói láthatók. R1és R2.

Általános esetben a nem szabad testre (vagy egy nem szabad anyagi pontra) ható erők két kategóriába sorolhatók. Az egyik kategóriát a kötésektől nem függő erők alkotják, a másik kategóriát pedig a kötések reakciói. Ugyanakkor a kötések reakciói lényegében passzív jellegűek. Csak annyiban keletkeznek, amennyiben az első kategóriába tartozó bizonyos erők hatnak a testre. Ezért a kényszerektől nem függő erőket nevezzük aktív erők (néha úgy hívják adott ), és a kötési reakciók passzív erők.

ábrán Az 1.16 felül két aktív erőt mutat, amelyek modulusa egyenlő F1és F2, feszítve a rudat AB, a reakciókat az alábbiakban mutatjuk be R1és R2 feszített rúd. ábrán aktív erőket mutatva F1és F2, a rudat összenyomva a reakciókat az alábbiakban mutatjuk be R1és R2összenyomott rúd.

Tekintsünk néhány jellemzőbb kötéstípust, és jelezzük reakcióik lehetséges irányait. A reakciómodulokat az aktív erők határozzák meg, és nem találhatók meg addig, amíg ez utóbbiakat egy bizonyos módon meg nem határozzuk. Ebben az esetben néhány egyszerűsített ábrázolást fogunk használni, amelyek sematizálják a valós kapcsolatok tényleges tulajdonságait.

1. Ha egy merev test egy tökéletesen sima (súrlódás nélküli) felületen nyugszik, akkor a test érintkezési pontja a felülettel szabadon csúszhat a felület mentén, de nem tud elmozdulni a felület normálja mentén. Az ideálisan sima felület reakciója az érintkező felületek közös normálja mentén történik.

Ha egy szilárd testnek sima felülete van és egy ponton nyugszik, akkor a reakció a normál mentén magára a test felszínére irányul.

Ha egy szilárd test hegyével egy sarokhoz támaszkodik, akkor a csatlakozás megakadályozza, hogy a hegy vízszintesen és függőlegesen is elmozduljon. Ennek megfelelően a reakció R szög két komponenssel – vízszintesen – ábrázolható R xés függőleges R, amelynek nagyságait és irányait végső soron az adott erők határozzák meg.

2. gömbcsukló fix pontot létrehozó eszköznek nevezzük O a vizsgált testé (a csukló középpontja). Ha a gömb alakú érintkezési felület ideálisan sima, akkor a gömbcsukló reakciója ennek a felületnek a normál iránya. Ezért a reakcióról csak annyit tudni, hogy áthalad a csuklópánt közepén O. A reakció iránya tetszőleges lehet, és minden esetben az adott erőktől és a teströgzítés általános sémájától függően határozzuk meg. Hasonlóképpen lehetetlen előre meghatározni reakció iránya nyomócsapágy .

3. Hengeres forgócsapágy . Egy ilyen támasz reakciója áthalad a tengelyén, és a támasz reakciójának iránya tetszőleges lehet (a támasz tengelyére merőleges síkban).

4. Hengeres forgócsapágy megakadályozza a test rögzített pontjának elmozdulását a támaszsíkra merőlegesen. Egy ilyen támasz reakciójának is van ennek a merőlegesnek az iránya.

5. Nyomócsapágy. A nyomócsapágy egy hengeres csuklópánt kapcsolata egy referenciasíkkal. Egy ilyen csatlakozás lehetővé teszi, hogy a tengely forogjon a tengelye körül és mozogjon rajta, de csak egy irányba.

A nyomócsapágy reakció a tengelyére merőleges síkban fekvő hengeres csapágy reakciójának összege (általános esetben komponensekre bontható) R 1 és R 2), és a referenciasík normál reakciója R 3 .

Egyszerre több, esetleg különböző típusú kötvény is kivethető ugyanarra a testre. Az ábrán három ilyen példa látható. ábrán a megfelelő erőrendszerek láthatók. A felszabadíthatóság elvének megfelelően a kötéseket eldobják, és reakciókkal helyettesítik.

6. Rúdreakciók a rudak mentén irányítva (felső diagram); feltételezzük, hogy a rudak súlytalanok, és zsanérok segítségével csatlakoznak a testhez és a támasztékokhoz.

Tökéletesen sima csapágyfelületek reakciói a normál mentén ezekre a felületekre irányítva (két alsó diagram). Ezenkívül egy hengeres csapágy reakciója a ponton DE(középső diagram) a három nem párhuzamos erőre vonatkozó tétel alapján át kell haladnia az erők hatásvonalainak metszéspontján Fés R2- pont Val vel.

7. Reakció R1 tökéletesen rugalmas, nyújthatatlan és súlytalan cérna a menet mentén irányítva (alsó diagram).

Több szilárd test csuklósításával kialakított mechanikai rendszerekben, valamint külső csatlakozásokkal (támasztékokkal) vannak belső kommunikáció . Ilyenkor az ember néha gondolatban feldarabolja a rendszert, és az elvetett nemcsak külső, hanem belső kapcsolatokat is a megfelelő reakciókkal pótolja. Példa erre, amelyben két testet csuklópánt köt össze Val velábrán látható. Vegye figyelembe, hogy az erők R2és R3 abszolút értékben megegyeznek egymással, de ellentétes irányúak (a 4. axióma szerint).

Figyeljük meg, hogy egy adott test egyes pontjai közötti kölcsönhatási erőket ún belső , és az adott testre ható és más testek által keltett erőket ún külső . Ebből az következik, hogy a kötések reakciói külső erők egy adott test számára.