Наше второе сердце – все о капиллярах
Нас очень часто волнует состояние сосудов – все мы знаем, что проблемы с ними могут привести к самым неприятным болезням, включая инсульт, варикоз, инфаркт. И практически никого не интересует – а в каком состоянии у него находятся капилляры? К капиллярам мы относимся несерьезно. И совершенно напрасно. Оказывается, именно они отвечают за наше здоровье и правильную работу системы кровообращения.Что такое капилляры?
Капилляры – мельчайшие кровеносные сосуды, пронизывающие весь наш организм. Август Крог вычислил, что длина всех капилляров составляет почти 100 000 км. В одних только почках капилляров находится 60 км.
Их невозможно увидеть невооруженным глазом и поэтому они способны доставить кровь, а значит и питательные вещества и кислород везде. Они охватывают наше тело, словно паутина. Если прекращается капиллярное кровообращение в какой-то части тела, там прекращается приток кислорода и питательных веществ. Ткани начинают голодать и затем отмирают. Отсюда следует, что капилляры играют в организме важнейшую роль. По большому счету они даже важнее, чем крупные сосуды, ибо только они могут доставить кровь в самые отдаленные уголки тела. В чем же еще заключается роль капилляров? Об этом поговорим на нашем сайте a2news.ru.
Диаметр капилляров от 5 до 30 мк. Более того, эти сосуды обладают удивительной способностью – они могут менять свой диаметр почти в 2-3 раза, расширяясь или сужаясь. Если капилляры сужаются до минимума, то они не пропустят даже кровяные тельца – только плазму крови. Когда капилляры расширяются до предела, то в их просвет прекрасно попадают красные и белые кровяные тельца.
Еще клетки капиллярных сосудов способны к фагоцитозу, чего не могут клетки иных сосудов. Они могут пожирать постаревшие эритроциты, холестериновые отложения, микроорганизмы. Сквозь стенки капилляров могут проникать питательные вещества, плазма крови – именно благодаря этому качеству и происходит питание тканей организма.
Роль капилляров
Сужение и расширение капилляров крайне важно для нас. Интересно, что они сокращаются в унисон с остальными сосудами. Согласно исследованиям, сужение капилляров сопровождает повышение давления, а их расширение – понижение. Любые процессы, протекающие в организме, сопровождаются сужением или расширением капилляров.
Если в организме все хорошо, то капилляры пропускают молекулы небольших размеров, то есть только то, что они и должны доставлять – газы, соли, воду. Как только появляется воспаление или повреждаются капиллярные клетки, капилляры начинают пропускать гораздо большие молекулы. Проницаемость увеличивается, что мы видим сразу же, обнаруживая отеки. Либо спустя некоторое время сталкиваясь с последствиями зашлакованности тканей, накопления в них продуктов распада, холестериновых отходов, пигментов, жиров.
Великий физиолог и врач А. Залманов называл капилляры вторым сердцем. Он отводил главную роль в кровообращении именно капиллярам, которые, постоянно сокращаясь и расширяясь, доставляют кровь к каждой клетке тела. Это предположение подтвердили в 1936 году Вейсс и Ванг, увидев работу сосудиков методом капилляроскопии. Французские исследователи Расин и Барух исследовали состояние капилляров при помощи капилляроскопии у многих больных. Они обнаружили, что синдром хронической усталости и слабость сопровождаются тоже нарушением капиллярной циркуляции крови в тканях.
Интересно, что утром капилляры имеют меньший диаметр, а вечером расширяются. Именно с этим и связано ускорение обмена веществ к вечеру и повышение температуры. Зимой и осенью капилляры сужаются сильнее, чем летом. Некоторые исследователи считают, что именно в этом и кроется причина того, что многие болезни обостряются именно в этот период. Во время рентгенотерапии число кожных капилляров сокращается. И это тоже лежит в основе того, что после этой процедуры люди чувствуют себя нехорошо.
На основании изучения роли капилляров Залманов сделал вывод, что в развитии многих болезней повинно нарушение работы капилляров. Разбалансированное их сокращение и отмирание или закупорка приводят к болезням и смерти. При этом человек стареет и умирает от всем известных болезней старости. А причиной старения оказывается старение и нарушение работы капилляров. Последователи Залманова утверждают, что без изучения капилляров и их роли медицина так и не разберется в истинных причинах, приводящих к болезням. В подтверждение этого мнения надо сказать, что до сих пор о многих болезнях говорится: причина их возникновения (этиология) доподлинно неизвестна.
Если коротко резюмировать, то капилляры призваны обеспечивать полноценный обмен веществ, газообмен в тканях, участвуют в синтезе белков, переработке стареющих клеток, являются барьером на пути инфекций.
К чему приводит нарушение работы капилляров
Уже доказано, что варикозное расширение вен начинается с нарушения кровообращения в венозных капиллярах. И только потом процесс возникает в других, более крупных венах.
Самые загадочные и трудно поддающиеся лечению болезнь Рейно и синдром Меньера, проявляющийся стойкими головокружениями, характеризуются застоем и спазмом капилляров. Вообще исследователи обнаружили нарушения работы капилляров при самом огромном количестве болезней, начиная от гриппа и дифтерии и заканчивая почечной эклампсией и вегетососудистой дистонией.
Что же происходит с капиллярами? При определенных условиях мембраны клеток, из которых состоят капилляры, утолщаются, и тогда капилляры становятся непроницаемыми. В других случаях клетки сморщиваются и расстояние между ними увеличивается – капилляры, наоборот, становятся слишком проницаемыми. Это часто происходит при воспалительных заболеваниях и травмах. Календарь всегда будет нужным подарком, а если его украсить каллажом из фото с вами и вашими близкими, то это будет вдвойне приятно. Индивидуальный дизайн для вашего календаря сделают на сайте http://copy.spb.ru/poligr_prod/kalendari/ и вы станете обладателем уникального сувенира. Кроме того, в Копицентре есть возможность воспользоваться доставкой по СПб, поэтому вам не обязательно ехать за готовым заказом. Вот тогда и появляются отеки. Клетки также могут набухать либо разрушаться.
Изменения клеток и мембран капилляров, по последним сведениям, лежат в основе таких болезней, как:
слоновость;
флебит;
артериит;
перикардит;
эндокардит;
инфаркт;
легочные болезни;
нефрит;
пиелонефрит;
нефроз;
болезни ЖКТ;
глаукома;
катаракта;
экзема
Ряд исследователей утверждает, что в основе всех болезней в той или иной степени лежит нарушение работы капилляров. Чтобы успешно вылечить болезнь, надо в первую очередь восстановить проницаемость капилляров и их здоровое состояние.
Вывод
Дыхание всех клеток нашего тела, их питание и жизнь зависят от состояния капиллярной системы. Но современная медицина почти забыла об этой важной роли капиллярной системы, увлекшись медикаментозным воздействием, которое больше напоминает залатывание дыр и последствий нарушений, а не комплексное лечение их причин. Теперь приходит время вспомнить старые учебники физиологии и переоценить роль и значение капиллярной системы.
Интересные факты
Когда орган тела находится в состоянии покоя, то множество его капилляров сужены и почти не работают. Как только наступает состояние активности, то капилляры расширяются и начинают усиленно снабжать кровью орган. Иногда кровоснабжение увеличивается в 700 раз!
В капиллярной системе находится 80 % всего объема крови.
В состоянии покоя только четверть всех капилляров работает. При активности начинает работать вся капиллярная система.
Как вернуть здоровье капиллярам
Доктор Залманов искренне считал, что в основе старения лежит старение капиллярной сети, вернее, постепенное ее угасание и выход из строя все больших и больших ее участков. Выключение капилляров и их закрытие постепенно приводят к тому, что нарушается обмен веществ, организм перестает обновляться так, как в юности, и дряхлеет. Болезни, развивающиеся из-за нарушения работы капилляров, довершают дело.
Что же делать, чтобы разомкнуть порочный круг и не допустить развития инфаркта, инсульта и прочих неприятных болезней старости? Вернуть молодость капиллярной сети! Многие исследователи, включая Залманова, разработали метод омоложения капилляров.
1. Специальные упражнения
Для тренировки и раскрытия капилляров разработаны простые, но действенные упражнения. Самое легкое из них – вибрация. Это упражнение заключается в том, что в положении лежа поднимаются вверх руки и ноги и ими совершаются колебательные вибрирующие движения. Ежедневное выполнение этого упражнения утром активизирует работу капиллярной системы и омолаживает организм, ускоряет обменные процессы.
Хорошо укрепляет капилляры и оздоравливает их любая физическая активность.
2. Массаж
Особенно приветствуется массаж с использованием иппликатора Кузнецова.
3. Контрастный душ
Обливание попеременно горячей и холодной водой оказывает волшебный эффект на капиллярную систему. Если при этом использовать специальную насадку на душ Алексеева, то эффект будет еще большим.
Русская баня с веничным массажем и контрастными обливаниями считается одним из самых лучших способов оздоровления сосудов.
4. Скипидарные ванны
Доктор Залманов предложил еще один способ раскрытия замерших капилляров – скипидарные ванны. Они позволяют расширить капилляры, открывают давно закрывшиеся сосуды, восстанавливают капиллярную сеть и способствуют общему оздоровлению организма.
Сегодня разработаны два вида скипидарных эмульсий – желтая и белая. Желтая эмульсия применяется для оздоровления людей, имеющих повышенное давление, белая – пониженное. Для комплексного воздействия советуют смешивать эмульсии в равных пропорциях.
Опять-таки польза от ванн будет только в том случае, если они делаются курсом, регулярно.
В здоровом теле капилляры работают как часы. Но если капиллярная сеть перестала справляться с работой и появились первые признаки хронического голодания тканей, пора позаботиться о самых молчаливых тружениках – капиллярах. Удивительно, от скольких болезней и недомоганий можно избавиться, если начать выполнять несложные и необременительные упражнения по тренировке капилляров каждый день!
Капиллярные эффекты — Что такое Капиллярные эффекты?
Капиллярные эффекты — поверхностные явления в пористых средах, возникающие вследствие наличия преимущественной смачиваемости поверхности поровых каналов
Капиллярные эффекты (капиллярное давление и капиллярная пропитка) — поверхностные явления в пористых средах, возникающие вследствие наличия преимущественной смачиваемости поверхности поровых каналов.Если капилляр привести в контакт со смачивающей его поверхность жидкостью, то стремясь сократить избыточную поверхностную энергию, жидкость начнет самопроизвольно двигаться по капилляру.
Высоту столба жидкости можно охарактеризовать гидростатическим давлением, соответственно уравновешивающие его в капилляре поверхностные силы можно представить как капиллярное давление.
Капиллярное давление рк связано с радиусом капилляра следующим соотношением:
рк = 2 * ό * соsӨ / г (3.14)
Капиллярное давление выражает разность давления в смачивающей и несмачивающей фазах.
Оно направлено в сторону Iнамачивающейся фазы.
В зависимости от характера смачиваемости породы капиллярное давление может способствовать вытеснению нефти из породы или же препятствовать ему.
Под действием капиллярного давления смачивающая фаза может самопроизвольно впитываться в пористую среду, вытесняя из нее несмачивающую фазу.
Так как смачивающая жидкость обладает меньшей свободной поверхностной энергией, а мелкие поры — большей удельной поверхностью, то смачивающая и несмачивающая фазы самопроизвольно перераспределяются в пористой среде таким образом, чтобы смачивающая фаза занимала мелкие поры, а не смачивающая — крупные. При таком распределении фаз достигается минимум свободной поверхностной энергии.
Явление, при котором смачивающая жидкость внедряется в пористую среду исключительно под действием капиллярных сил, называется капиллярной пропиткой.
Характер вытеснения нефти водой в гидрофобном (а) и гидрофильном (б) пластах
На рисунке показан характер вытеснения нефти водой из гидрофобного и гидрофильного пластов.
В гидрофобной породе вода как несмачивающая фаза движется по наиболее широким порам, а нефть — смачивающая фаза, покрывает поверхность зерен и остается в сужениях поровых каналов.
Капиллярное давление, направленное в сторону несмачивающей фазы (воды), препятствует проникновению воды в мелкие поры, занятые нефтью.
В гидрофильной породе вода под действием капиллярного давления вытесняет нефть из сужений в крупные поры.
В них нефть после вытеснения остается в виде отдельных капель, окруженных водной фазой.
Общее количество остаточной нефти в гидрофильных коллекторах значительно меньше по сравнению с гидрофобными.
Особенно важную роль капиллярная пропитка играет в породах с сильно неоднородными коллекторскими свойствами и пористо-трещинноватых коллекторах.
Система капиллярного электрофореза (КЭ) Agilent 7100 /
Описание товара
Технические характеристики системы КЕ 7100
-
Высокая чувствительность УФ-анализа: диодно-матричный детектор типа 1200 Infinity.
-
Простой и быстрый доступ к капиллярам и 50-позиционная карусель автосамплера при отсутствии жидкостей и закупорки благодаря воздушному охлаждению.
-
Возможность анализа мельчайших объемов проб. Всего несколько микролитров при вводе нанолитровых объемов.
-
Элементарность подключения внешних детекторов: аналоговый ввод/вывод, аналогово-цифровой преобразователь, импорт сигналов в ПО.
-
Стандартное ПО Agilent OpenLAB CDS (ChemStation Edition) и MassHunter для управления все системой: единое ПО, единая рабочая станция.
Габариты
Ширина – 35 см, Высота – 59 см, Глубина – 51 см, Вес- 35 кг.
Режимы разделения КЭ
Капиллярный зональный электрофорез (КЗЭ) – простейшая форма капиллярного электрофореза.
Мицеллярная электрокинтическая хроматография (МЭКХ) – используется в биофармацевтическом анализе и анализе небольших молекул. Единственная методика КЭ, которую можно использовать для разделения как нейтральных, так и заряженных компонентов.
Капиллярная электрохроматография (КЭХ) – применяется для увеличения селективности процесса.
Капиллярный гель-электрофорез (КГЭ) – идеально подходит для разделения макромолекул на основании размера, например, белков или нуклеионовых кислот.
Капиллярное изоэлектирческое фокусирование (КИЭФ) – методика для разделения пептидов и белков на основании их изоэлектрической точки (pl).
Капиллярный изотахофорез (КИТФ) – используется для анализа катионов или анионов.
Капиллярная Модель древесных стволов Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»
УДК 581.1
Капиллярная модель древесных стволов Ю. М. Вернигоров
(Донской государственный технический университет), И. А. Кипнис
(Научно-производственная фирма «КАСИОР»)
Исследуется механизм подъёма воды в стволах деревьев силами поверхностного натяжения в капиллярных каналах различного диаметра и конфигурации.
Ключевые слова: капилляр, ствол, ксилема, транспирация, растение.
Введение. Структура водопроводящих путей и механизм передвижения воды различны не только в растениях разных видов, но и в пределах одного растения в различных его органах. Чтобы понять, как образуется восходящий транспирационный поток воды в сосудистых растениях, необходимо построить физические модели этого процесса для каждого органа, учитывающие его анатомическое строение, что позволит понять процесс продвижения воды в тканях органов и в растении в целом.
Предположение в [1] о равенстве радиусов всех капилляров в растении достаточно идеализировано. Однако позволяет сделать выводы о возможном механизме образования специфической формы растений капиллярными системами. Кроме того, можно предположить, что поверхностное натяжение водного мениска в капиллярах проводящего пучка мезофилла порождает движущую силу, создающую восходящий транспирационный поток.
В качестве изучаемого объекта выберем стебель древесного растения. Анатомическое строение его клеточных структур, водопроводящих элементов и тканей подробно описано и иллюстрировано в работах [2—4]. В клеточных тканях растений различают ближний и дальний транспорт воды и водных растворов. Ближний транспорт осуществляется по апопласту и эндопла-сту, по клеточным стенкам, и, вследствие высокого сопротивления клеточных и межклеточных тканей движению воды, эффективен только на малых расстояниях — до 0,2 мм. Дальний транспорт, вертикальное продвижение воды в стволах деревьев, осуществляется специализированными капиллярными водопроводящими тканями: трахеидами и сосудами, вытянутыми вдоль направления подъёма воды. В хвойных растениях вертикальная капиллярная структура представлена исключительно трахеидами, занимающими свыше 90 % объёма древесины. В древесине лиственных пород такую функцию выполняют сосуды и трахеиды, в том числе сосудистые и волокнистые [4]. Такая водопроводящая капиллярная ткань носит название ксилемы.
Различают первичную ксилему, образующуюся из клеток прокамбия, и вторичную, порождаемую клетками камбия. Прокамбий образует протоксилему — растущие в длину трахеиды кольчатого и спирального типа, и метаксилему, образующуюся по окончании роста органа в длину. Трахеиды метаксилемы, как правило, пористые, но бывают сетчатого и спирального вида с тесно сближенными витками спирали вторичной стенки [2, 3]. В стволе дерева трахеиды в годовых кольцах обычно собраны в радиальные ряды, в которых крупные первичные трахеиды протокси-лемы выполняют в основном проводящую функцию. Крупные трахеиды постепенно сменяются более мелкими с толстыми стенками. Они являются упрочняющей механической структурой и не участвуют в проведении воды. У ранних трахеид средний радиальный размер составляет для лиственных и хвойных пород соответственно 52 и 40 мкм, а у поздних трахеид — 22 и 20 мкм. Тангенциальный размер в обоих случаях примерно 30 мкм. Средняя длина трахеид у лиственницы
2,6 мм, у сосны — 2,8 мм, а у ели — от 2,6 до 5 мм. На радиальных стенках, особенно у концов ранних трахеид, имеется от 70 до 90 крупных окаймлённых пор с округлыми отверстиями. В поздних трахеидах поры могут быть и на тангенциальных стенках. Диаметр окаймлённых пор колеблется от 8 до 31 мкм, а диаметр отверстии в порах — от 4 до 8 мкм [4]. В смежных трахеидах поры образуются строго друг против друга. Трахеиды в последовательной цепочке перекрываются концевыми частями примерно на одну треть своей длины. Смежные кольчатые и лестничные трахеиды проводят воду в горизонтальном направлении через проницаемую плёнку, а пористые — через рыхлую замыкающую плёнку поры или через пору с торусом. Большое сопротивление движению воды через одиночную пору компенсируется множеством одновременно проводящих воду пор в стенке трахеиды.
У хвойных растений крупные окаймлённые поры располагаются только на радиальных стенках, и благодаря расположению трахеид соседних рядов в разных уровнях трахеиды соседних радиальных рядов могут передавать воду друг другу, обеспечивая её подъём.
В деревьях лиственных пород в капиллярном подъёме воды кроме трахеид участвуют сосуды, которые занимают у разных пород от 10 до 55% объёма ствола. Сосуды образуются путём соединения концов пористых трахеид с последующей их перфорацией. При этом образуются вертикальные трубки, длина которых может достигать нескольких метров. У сосудов ранней зоны диаметр может быть от 200 до 400 мкм, а сосудов поздней зоны — от 270 до 580 мкм. Перфорации между объединёнными трахеидами иногда сохраняют форму пор, но чаще они разрушаются, и на месте замыкающей пору плёнки образуется перфорированная пластинка с одним большим (реже — с несколькими меньшими) отверстием, что до минимума снижает сопротивление току воды. Сосуды в стволе проходят в большинстве своём волнообразно изогнуто, что позволяет им контактировать между собой. Окаймлённые поры на стенках сосудов чаще всего располагаются диагональными рядами (очередная поровость) и через эти поры сосуды сообщаются друг с другом и с трахеидами.
По мере роста дерева часть ксилемы образует не проводящее и не содержащее воду ядро (спелую древесину), а восходящий ток воды происходит по капиллярам ксилемы более поздних годичных слоёв, носящих название заболони. Обычно заболонь включает ксилему, образовавшуюся за 2—3 последних вегетационных сезона [3], но по данным [4] в раннем возрасте древесина всех пород состоит только из заболони и с течением времени начинается образование ядра. Например, у дуба ядро образуется на 8—12-й год, а заболонь бывает узкой, у сосны ядро образуется в возрасте 30—35 лет, что обусловливает наличие широкой заболони. В пределах самой заболони наиболее активно (до 80—90 % объёма) проводит воду ксилема последнего вегетационного периода. Это, например, показано в экспериментальных исследованиях сокодвижения в дубе черешчатом [5].
Как было показано выше, в капиллярной системе ксилемы в контакте могут находиться трахеиды и сосуды разных высот и диаметров.
Поэтому стоит задаться вопросом о том, как изменится продвижение воды в капиллярах, если капиллярная трубка будет разного диаметра и разной формы, что и является целью данной работы.
Теоретическая модель. Допустим, что мы имеем капиллярную трубку, нижняя часть которой имеет радиус /1, а радиус верхней г2 < / (см. рис. 1). При этом высота нижней части, выступающая над поверхностью воды, равна h. Обозначим общую высоту подъёма воды в капиллярной трубке через Н, а высоту подъёма её в капилляре радиуса /2 через х. Уравнение, описывающее подъём воды в такой трубке, будет выглядеть следующим образом:
пг12рд/7 + пг22рдх = 2п/-2асо5а, (1)
откуда:
х = 2асо$а/г2рд — Ь(г12 / г22) = Ь2 — Ь(г2 / г22),
(2)
где Ь2 — высота подъёма воды в капилляре радиуса г2, если бы не было нижнего капилляра.
Рис. 1. Модель капилляра переменного сечения при г2 < г1
Общая высота подъёма воды в капиллярной трубке равна:
Н = h + х = h + h3 — Ь(г2 / г22) = Ь2 + h{l — г2 / г22)
(3)
Из (3) следует, что если г2 = Г1, то Н = Ь2, как и в случае одиночного капилляра радиуса г2.
Если Г1 > г2, то разность 1 — г2 / г22 отрицательна и высота подъёма воды в капилляре рассматриваемой модели меньше, чем в цилиндрическом капилляре радиуса г2. Это связано с тем, что с увеличением радиуса г в нижней части капиллярной трубки объём поднимаемой в капилляре воды увеличивается, а сила поверхностного натяжения в капилляре радиуса г2 остаётся постоянной. При некотором значении г вес воды в капилляре большего радиуса станет равным силе поверхностного натяжения, и вода при дальнейшем увеличении этого радиуса будет опускаться до величины соответствующей максимальной высоте подъёма воды в капилляре большего радиуса. Высота Ь, на которой это происходит, является критической.
Если Г1 < г2, то разность 1 — г12 / г22 имеет положительный знак и высота подъёма воды Н стремится по мере увеличения г2 к величине Ь2 + Ь, что физически нереально. Этому случаю соответствует модель на рис. 2. Уравнение, описывающее подъём воды в таком капилляре, будет иметь вид:
п г22рдЬ + п г12рдх = 2п г1асоБа, (4)
а высота подъёма воды Н в этом случае составит
(5)
Н = Ь + х = Ь + Ь -/ г2) = Ь + Ь(1 -г22 / г2)
где Ь — высота подъёма воды в вертикальном капилляре радиуса г если бы не было нижнего капилляра. Из выражения (5) следует, что при г = г2 имеем Н = Л1.
26
Рис. а, (8)
откуда высота подъёма воды в них равна
х = /2 — Л/(/ / /),
а общая высота подъёма воды Н равна
Н = / + х = /2 + / Г1 — — (//2 / /)
(9)
(10)
Рис. 3. Модель перехода капилляра в систему из n капилляров
Из (10) следует, что при r = r2 (n = 1) получим H= h3. В общем же случае высота подъёма воды H зависит от количества капилляров и от отношения r2 /г22. С увеличением n высота подъёма воды возрастает, а с увеличением отношения радиусов высота подъёма воды уменьшается. Критическое значение высоты hKp, при котором вода в тонкие капилляры не поступает (x = 0), определяется из (9) и равно
hKp=nh3 Г / г2). (11)
Равенство (11) позволяет утверждать, что при данном соотношении количества капилляров и их радиусов, суммарная сила поверхностного натяжения их менисков достаточна только для поддержания воды в капилляре радиуса r на высоте hKp.
Действительно, при условии, что n принимает значения 1 и 2, а r2 = ri/2 (рис. 4), из (10) можно определить высоты подъёма воды для каждого значения n:
Hn__! =h3 + h(l -(4r22 / r22 )) = h3 — 3h, Hn__ 2 =h3 + hfl — 2 (4r22 / r22 )l = h3 — h.
Разность высот подъёма равна: Критические значения hкp для п = 1 и п = 2 соответственно равны:
Hn=2 — Hn=1 = h3 — h — h3 + 3h = 2h .
h = h (r2 / 4r2 ) =1 h ,
кр n = 1 «2\’2 ‘ ^’2 ) ^ 2 ‘
h =2h (r2 /4r2) =1 h
кр n = 2 ^»2 У 2 ‘ 2 ) 2
Рис. 4. Модель перехода капилляра в систему из n = 2 капилляров
Из последних соотношений, очевидно, что при увеличении количества капилляров уровень воды в них поднимается, а критическое значение Л увеличивается.
Для второй модели (рис. 5) в случае n капилляров уравнение подъёма воды может быть записано в виде:
nn r22pgh + п rl2pgx = 2п rocosa, (12)
а высота подъёма воды H запишется в виде:
H = л + h(\ — n(r2 / r2)). (13)
Из уравнения (13) следует, что при r2 = r (n = 1) имеем H= h2. При увеличении n и отношения ri/r2 и выполнении условия n (r22 / Г) = 1 общая высота подъёма воды не будет превосходить h2.
Используя уравнение (13) можно определить высоты подъёма воды для n = 1, n = 2 и Г2 = r/2 (рис. 6):
H„=i = hi + h(l-(Г22 /4Г22)) = h + 3h , hi + h(l — 2 (r2 / 4Г22)) = hi + 2 h,
H
Разность высот подъёма равна:
1 3 1
Hn 2 -Hn , = h +-h -h —h = —h. n=2 n=1 1 2 1 4 4
Таким образом, уровень воды при увеличении количества капилляров уменьшается, что объясняется увеличением объёма воды, поднимаемой верхней частью капилляра радиуса г при сохранении в нём постоянной силы поверхностного натяжения.
Рис. 5. Модель перехода п капилляров в один
Рис. 6. Модель перехода системы из п = 2 капилляров в один
Аналогом капилляра переменного сечения в живой природе могут служить трахеи (сосуды) ксилемы. При слиянии конечных (торцевых) стенок клеток, образующих трахею происходит перфорация (разрыв) стенки с образованием перфорационной пластинки, имеющей одно или несколько сквозных отверстий ([2], стр. 88, [3], стр. 117, 118). При этом внутренняя часть образовавшегося капилляра частично перекрывается.
В связи с этим представляет интерес рассмотреть подъём воды в капилляре радиуса г, изображённом на рис. 7, в котором в поперечном сечении имеются перегородки с отверстием радиуса г2. Примем для определённости, что высоты первого вертикального участка капилляра над поверхностью воды и всех последующих сегментов одинаковы и равны h, толщина перегородки I □ Ь, а сама величина h много меньше критического значения, определяемого из формул (6) и (7).
Рис. 7. Модель капилляра с внутренними перегородками
Уравнение, описывающее подъём воды в таком капилляре, может быть записано в следующем виде:
nr12cgh + nr2cgx = 2nnrly cos a (14)
Физический смысл записанного уравнения заключается в следующем.cgh) / (nr2cg) = (2ry cos a) / (r,2cg) — h г = hr / r — h r (16)
Г2 Г2
Общая высота подъёма воды в таком капилляре будет равна:
(
Ноб = h + h3ri / r2 — = h3ri / r2 + h
-2\
1 — F y
V ‘2 У
(17)
2
Из (17) следует, что при г = г2 Ноб = Ь2, что соответствует подъёму воды в одиночном капилляре радиуса г2.
Определим, как изменится подъём воды в рассмотренном нами случае по сравнению с приведённым на рис. 1. Для этого, вычитая из (17) соотношение (4) получим:
г2 ( г2 Л
Иоб — Н = Ьг / г + Лг!_ _ Ь _ Ь 1 _г = Л2 (г / г2 -1), (18)
г2 ‘2
г2
V ‘2 У
откуда следует, что с увеличением разницы в радиусах г1 и г2 увеличивается и высота подъема воды в капилляре (рис. 7) по сравнению с капилляром рис. 2. Так, если r = 2г2, то из (18) следует, что
Ho6 — H = h .
То есть в рассмотренном нами случае высота подъема воды увеличилась вдвое по сравнению с капилляром, показанным на рис. 1, и уж тем более — по сравнению с одиночным капилляром радиуса г1. При r < г2 правая часть (18) становится отрицательной, следовательно, Ноб < Н. При г1 = г2 разность высот в (18) равна нулю. Полученный результат показывает, что наличие перфорированной поперечной перегородки в капилляре большого радиуса, при прочих равных условиях может привести к увеличению высоты подъема воды в нем и, следовательно, к увеличению ее объема в капилляре.
Если в перфорационной пластинке имеется несколько сквозных отверстий малого радиуса, то подъем воды в таком капилляре может возрасти по сравнению с капилляром, рассмотренным выше. К такому же результату может привести и несоосное расположение отверстий в перфорационных пластинках.
Трахеи ксилемы не обязательно расположены вертикально и могут при своем прохождении в стволе изгибаться. Рассмотрим, как будет продвигаться вода в капилляре радиуса г изображенном на рис. 8, а, в котором часть капилляра длиной l наклонена к горизонту под углом Р. Обозначим высоту выступающей над водой части капилляра до его наклоненной части через h, высоту продвижения воды в вертикальной части после наклонного участка через x, а общую высоту подъема воды в капилляре через Н. Уравнение, описывающее подъем воды в таком капилляре, может быть записано в следующем виде:
nr2cgh + пг21сд sin в + nr2cgx = 2пгу cos а (19)
откуда
x = (2п г1у coso)/ (nr;2cg) — (nr;2lcg sin в) / (nr;2cg) — (nr;2cgh) /(nr;2cg) = hl -1 sin в — h (20)
Полагая x = 0, можно получить максимально возможную длину 1макс наклонного участка капилляра при заданном h:
Ккс =(h; -h)/sine (21)
или, задавая l, определить максимально возможную высоту hHKKC:
hHaKC = h; -1sine. (22)
Из (21) и (22) следует, что при изменении в от 0° до 90° величина 1макс изменяется соответственно от от до h — h, а hHaKC — от h до h — l. I и при Г1 = г2 совпадают с выражениями (24) и (25). Величина I при этом изме-
Г
( Г2 Л
няется в пределах от h +1 до h + !- г- l, а Н от hi до h +
г2
V г у
(34)
l и при г1 = г2 совпадают
г’
V м У V ; у
с (26). Из (30) следует, что при г1 < г2 величины L и Н уменьшаются, а при г1 > г2 увеличиваются по сравнению со случаем г1 = г2. Физически это означает, что одна и та же сила поверхностного натяжения удерживает меньший или больший объем воды.).
Из (35) следует, что при заданном h lHaKC и hHaKC уменьшаются по мере увеличения количества наклонных участков, расстояния между ними (т. е. с увеличением объема поднимаемой воды) и угла наклона в. По этой же причине уменьшается величина mHaKC. При m = 1 соотношения (35) преобразуются в (21) и (22). Из (34) следует, что общая высота подъема воды в рассматриваемой системе зависит только от количества, длины наклонных частей и их угла наклона в, с увеличением которых высота подъема воды уменьшается и становится равной нулю при h =( ;- m)l sin в.
При в = 90° (рис. 8, в) Н = h +( ;- m) l. При m = 1 вода поднимается до h2 — высоты ее подъема в одиночном капилляре радиуса г1. При m > 1 высота подъема воды уменьшается и при l > (h — h) / m продвижение воды в верхний вертикальный капилляр не происходит. При в = 0°
высота подъема воды в рассматриваемой системе (рис. 8, г) не зависит от количества горизонтальных частей (m) и всегда равна h2.
При этом независимо от количества горизонтальных участков не требуется приложения дополнительных сил, а подъем воды обеспечивает только сила поверхностного натяжения в одиночном вертикальном капилляре верхнего уровня. Легко показать, как это было сделано выше, что радиусы капилляров горизонтальной части такой системы не влияют на высоту подъема воды. Увеличение или уменьшение этих радиусов приводит соответственно к уменьшению или к увеличению сопротивления передвижению воды.
Рис. 8, б. Модель капиллярной системы с т наклонными участками
Полученный результат полностью согласуется с реальным процессом передачи воды от трахеиды к трахеиде, описанным в [2—4]: процесс передачи воды между многочисленными строго соосными порами трахеид различных вертикальных ярусов происходит строго горизонтально, а малые проходные сечения пор компенсируются их количеством. а, п
и решением его будет:
( -2 Л
х = Ь2 — 2 п
г2
V’2 У
Л,
(36)
(37)
величина Ькр, при которой подъёма воды в верхних капиллярах не происходит (х= 0), определится из соотношения
а количество капилляров при этом
Ьрр = ПЬ2
( г2\ _2_
г2
V ‘1 У
(38)
п«Р = 1 /
( Гг2\\ ‘2
V V 1 JJ
Высота подъёма воды в такой капиллярной структуре равна
Н = ¡1 + х = ¡1 + ¡¡2 — — 2 п
2
г2
V’ 2 J
¡1 = 112 +
1 -1 п
( г2\ г2
V’ 2 J
1
(39)
(40)
Из (40) следует, что Н при выполнении условия ¡1 < ¡¡кр не зависит от взаимного расположения капилляров верхнего ряда, а определяется только их количеством и соотношением радиусов капилляров под и над горизонтальной его частью. ¡1, то есть с увеличением
количества капилляров высота подъёма воды в системе стремится к величине ¡1 + 12. Изменение соотношения радиусов капилляров может привести как к увеличению, так и к уменьшению высоты подъёма воды.
Рис. 8, в. Модель капиллярной системы с т участками при р = 90
В рассмотренном нами случае через один капилляр нижнего уровня вода заполняла всю капиллярную систему. И чем больше количество капилляров во втором уровне, тем медленнее происходит заполнение системы водой. Кроме того, такая система ограничивает имеющееся множество степеней свободы капилляров второго уровня наличием одного капилляра в первом уровне. И любые изменения в капилляре нижнего уровня (например, закупорка или деформация) могут привести к невозможности поступления воды в систему.
2
Иначе обстоит дело, когда к горизонтальному участку рассмотренной системы в нижнем уровне подводит воду не один, а q (см. пунктиры на рис. 9) капилляров. В этом случае уравнение (36) может быть записано в виде:
— nr2cgh + nr2cgx = 2nry cos a, n
откуда
x = h — —
f -2\
r2
V’ 2 У
hp = —h3
2
r2
V’l У
; —=h /
( ( -2\ \
V V 1 УУ
Величина Ндля этой системы может быть определена из уравнения
H = h3 +
l — —
2
r2
V’ 2 У
h. h3 + h . Изменение же соотношения радиусов капилляров верхнего и нижнего уровней также приводит к увеличению или уменьшению Н. Но при ri = r2 и g = n высота подъёма воды в капиллярах равна высоте подъёма воды в одиночном вертикальном капилляре того же радиуса. В случае g > n r = r2 высота подъёма воды будет уменьшаться и при g и n = const зависит только от соотношения радиусов верхнего и нижнего уровней: по мере увеличения ri Н будет уменьшаться до полного прекращения подъёма воды в капиллярах верхнего уровня. При одновременном изменении количества капилляров и их радиусов в обоих уровнях условием максимально возможного подъёма воды будет стремление к нулю второго слагаемого в скобках в (44), что возможно либо при увеличении количества капилляров второго уровня и (или) их радиуса, либо при уменьшении количества капилляров нижнего уровня и (или) их радиуса.
Рис. 8, г. Модель капиллярной системы с m участками при р = 0°
h
2
Рис. 9. Модель незамкнутой системы капилляров равного диаметра
В случае п □ q (при прочих равных условиях) капиллярная система имеет значительно больше степеней свободы. Так, любые изменения в одном или в нескольких капиллярах каждого уровня приведут лишь к перераспределению воды в системе. То есть вода получает свободу перемещения в системе в любом направлении, когда выполняется условие:
qrl2 < qr22 (45)
Рассмотрение модели двухуровневой капиллярной системы показало, что с увеличением количества капилляров второго уровня подъём воды в системе увеличивается. Это будет выполняться и для последующих, третьего и более высоких уровней, каждый из которых имеет началом капилляры предыдущего уровня, и приведёт к увеличению подъёма воды в капиллярной системе при условии, что для каждого последующего уровня по отношению к предыдущему выполняется условие (45), которое в общем случае примет вид:
<1 п,г?+1 (46)
Умножая обе части (46) на п получим
пг,2 <£п,пгД . (47)
Физический смысл последнего соотношения состоит в том, что для подъёма воды в многоярусной капиллярной системе необходимо, чтобы суммарная площадь капилляров каждого последующего уровня была не меньше суммарной площади капилляров предыдущего уровня. При этом увеличивается возможность свободного перемещения воды в системе. Согласно [4] по высоте ствола число сосудов и площадь их сечения возрастают по направлению от комля к вершине. Учитывая, что кроме сосудов и трахеид ствола в водопроводящую систему растения входит ещё и разветвлённая сосудистая система ветвей разных уровней и сосудистая система листьев этих уровней, можно полагать постоянство выполнения в растении условия (47) и, следовательно, говорить о высокой степени подвижности воды в растении.
Представим, что на рис. 9 капилляры верхнего и нижнего уровней почти примыкают друг к другу. В этом случае коротенькие отрезки горизонтальных капилляров между вертикальными — упрощённая модель порового сообщения между сосудами. Учитывая это и полученные нами выше формулы (17) и (18), можно утверждать, что наличие в сосудах поперечных перфорированных пластин предполагает возможность подъёма воды в сосудах ксилемы на большую высоту (по сравнению со случаем отсутствия таких пластин), обеспечивая при этом построение проводящих сосудов ксилемы большой протяжённости.
Из физиологии растений и экспериментальных исследований [4] известно, что у древесных лиственных пород сосудистая система ксилемы устроена по-разному. У одних она выглядит как кольцо крупных сосудов (аналогично рис. 9, но расположенных в виде кольца) в ранней зоне годичного слоя и как пучки мелких сосудов в зоне позднего годичного слоя (рис. 10) и носит название кольцесосудистой. У других сосуды ксилемы внутри заболони не образуют пучка и кольца, а более или менее равномерно распределены по всей площади заболони, и такая ксилема называется рассеянно-сосудистой и в проведении воды участвуют сосуды совместно с трахеидами (трахеально-сосудистая система). Через поровое взаимодействие сосуды и трахеиды могут образовывать горизонтальные пути прохождения воды в ксилеме. Кроме ксилемы вода в горизонтальном направлении перпендикулярно оси ствола может передаваться по другим тканям растения. Такими тканями в растущем дереве являются сердцевинные лучи, осуществляющие перенос питательных веществ и воды от периферии ствола к его сердцевине (см. [4], рис. 1.10, а, поз. 3).
Количество сердцевинных лучей в ткани дерева велико и доходит до 15000 на 1 см2 на тангенциальном срезе отдельных пород. Наибольшее количество сердцевинных лучей находится в нижней части ствола и уменьшается к кроне, а их объём у лиственных растений может достигать 15 % общего объёма древесины [4]. Наличие в стволе горизонтально проводящих воду тканей и их контактов с проводящими элементами ксилемы также подтверждает соответствие рассмотренной нами модели действительности.
Выводы. Из практики известно, что полное удаление значительной части заболони с одной стороны ствола не приводит к гибели дерева. Проводящие ткани древесины продолжают функционировать, и со временем, дерево восстанавливает нарушенные функции. Если удалить полностью часть заболони параллельно с обеих сторон ствола, то дерево неизбежно гибнет. Объяснить это можно, исходя из модели строения проводящей ткани заболони (сосудов разных типов ксилем), как условно показано на рис. 10. При одностороннем удалении части заболони восстановление
возможно, если сосудистая система ксилемы кроме восходящей составляющей потока воды имеет и горизонтальную составляющую, объединяющую сосудистую систему в единое целое. Тогда в сосудистой системе растения произойдёт лишь перераспределение движения воды и ткани, лежащие выше удалённой части заболони не пострадают благодаря наличию горизонтальной составляющей водного потока. А наличие воды в горизонтальной части проводящей системы, как было показано выше, не влияет на продвижение воды в капиллярах и не требует дополнительных сил для подъёма воды. Измениться при этом может только скорость подъёма воды в сосудистой системе дерева. При двустороннем удалении части заболони количество (q) подводящих снизу сосудов уменьшается и согласно (43) величина hKp становится столь малой, что достаточного поступления воды в растение не происходит, и это приводит к его гибели. Для полноты картины необходимо помнить о нарушении процесса образования питательных веществ, нисходящего тока веществ по флоэме и связанного с ним обмена веществ в растении. Библиографический список
1. Вернигоров, Ю. М. Математическое моделирование распределения жидкости в ветвящихся капиллярных системах / Ю. М. Вернигоров, И. А. Кипнис // Вестник Донского гос. техн. унта. — 2010. — Т. 10. — № 8 (51). — С. 1195—1206.
2. Лотова, Л. И. Ботаника. Морфология и анатомия высших растений / Л. И. Лотова; изд. 4-е, доп. — Москва: Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2010. — 512 с.
3. Тимонин, А. К. Ботаника. Высшие растения / А. К. Тимонин — Москва: Издательский центр «Академия», 2007. — Т. 3. — 349 с.
4. Уголёв, Б. Н. Древесиноведение и лесное товароведение / Б. Н. Уголёв. — Москва: Издательский центр «Академия», 2010. — 272 с.
5. Жиренко, Н. Г. Изучение сокодвижения в стволе дуба черешчатого термоэлектрическим методом / Н. Г. Жиренко // Лесоведение. — 1994. — № 6. — С. 46—52.
Материал поступил в редакцию 06.09.2011.
References
1. Vernigorov, Yu. M. Matematicheskoe modelirovanie raspredeleniya zhidkosti v vetvyashhixsya kapillyarny’x sistemax / Yu. M. Vernigorov, I. A. Kipnis // Vestnik Donskogo gos. texn. un-ta. — 2010. — T. 10. — № 8 (51). — S. 1195—1206. — In Russian.
2. Lotova, L. I. Botanika. Morfologiya i anatomiya vy’sshix rastenij / L. I. Lotova; izd. 4-e, dop. — Moskva: Knizhny’j dom «LIBROKOM», 2010. — 512 s. — In Russian.
3. Timonin, A. K. Botanika. Vy’sshie rasteniya / A. K. Timonin — Moskva: IzdatePskij centr «Akademiya», 2007. — T. 3. — 349 s. — In Russian.
4. Ugolyov, B. N. Drevesinovedenie i lesnoe tovarovedenie / B. N. Ugolyov. — Moskva: Iz-datePskij centr «Akademiya», 2010. — 272 s. — In Russian.
5. Zhirenko, N. G. Izuchenie sokodvizheniya v stvole duba chereshchatogo termoe’lektricheskim metodom / N. G. Zhirenko // Lesovedenie. — 1994. — № 6. — S. 46—52. — In Russian.
CAPILLARY MODEL OF TREE TRUNKS
Y. M. Vernigorov
(Don State Technical University), I. A. Kipnis
(«KASIOR» Research and Production Company)
The water lifting mechanism in the tree trunks acting by the surface tension forces in the capillary channels of various diameters and configurations is investigated. Keywords: capillary, trunk, xylem, transpiration, plant.
40
Капиллярная система полива. Первое впечатление.
Чем ближе к лету, тем больше одолевают мысли о том, кто и как будет ухаживать за моими фиалками, во время моего отпуска. Вот и решила я освоить капиллярную систему полива. Так как пользуюсь этой системой недолго и делать выводы еще рановато, я хочу рассказать о своем первом впечатлении.
Еще прошлым летом за моими посаженными черенками смотрела знакомая любительница фиалок. А вот около двадцати стандартов я оставляла на попечение соседки. За год коллекция очень разрослась и на полив уходит много времени. Для меня полив фиалок любимое занятие, а вот заставлять соседку подолгу стоять с лейкой просто неприлично. Необходимо было упростить уход за фиалками. Впервые я узнала о капиллярном поливе из статьи Ларисы Шейкиной http://www.fialki.ru/node/7025 и зачитала ее до дыр. Ларисе огромное спасибо за такую нужную статью.
Изучив, все доступные материалы об этом поливе, я решила что он мне подходит и заказала капиллярные маты. И пока ждала посылку подготовила все остальное: купила новый стеллаж, одинаковые подносы и пересадила большинство фиалок. Подносы оказались самыми доступными для использования вместо поддонов. Основная масса стандартов у меня росла в декоративных пластиковых горшках с керамзитным дренажом. Перевалила их в рассадные горшки 8, 9. Большинство из них цвели или были с бутонами, но почти не заметили пересадку. На дно горшка клала кусочки москитной сетки (чтоб не сыпался субстрат), а также несколько веточек мха. Состав субстрата оставила такой же как и для фитильного полива: торф — кокоска — перлит (вермикулит) 1-1-1.
И вот пришла долгожданная посылка. Капиллярные маты оказались похожими на толстую фланель. С одной стороны они мягкие, почти пушистые, а с другой гладкие, как бы с прикатанной тонкой полиэтиленовой пленкой.
А вот с защитной пленкой вышло недоразумение. Она оказалась двойной, а я это сразу не заметила. Даже успела расстроится, думала что она узкая, всего 60 см при ширине мата 1 метр.
За счет множества дырочек защитная пленка шершавая на ощупь. И когда ею прикрываешь мат она даже не пытается куда-нибудь съехать (особенно мокрая). При раскраивании мат лучше размечать ручкой или тонким маркером, а пленку портновским мелком или тонким обмылком (они очень хорошо оставляют след, забиваясь в дырочки).
Вот так у меня выглядит собранная конструкция.
Налитая вода, через дырочки в пленке, проникает в мат довольно медленно и распределяется по поверхности не равномерно. Необходимо, чтоб полки были без уклона, да и дно поддона было ровным ( не вдавливалось при нажатии, не хлопало) Даже при ровных поверхностях, когда наливаешь воду в поддон, ближние горшки успевают впитать больше воды чем дальние, а затем просыхают неравномерно. Но в восьмерках и девятках это не так заметно. А вот к поливу пятерок никак не могу приноровиться, они впитывают воду очень неравномерно. Один горшок прям залился, а рядом стоит сухой. Через пару недель добавлю фото этих же подносов для сравнения.
Для эксперимента поставила некоторое к-во горшков прямо на мат, без пленки, но результат такой же. На этом фото очень хорошо видно разный по цвету (влажности) субстрат.
В блоге Ирины Тучковой мне понравилась статья «Сфагнум: и это все о нем». http://www.fialki.ru/node/7181 По совету Ирины поставила, для сравнения, маленькую коробочку со слоем мха вместо матов. Буду смотреть, сравнивать. Если понравится, то на сайте есть где мох заказать.
А теперь хочу поговорить о запахе. В некоторых статьях и комментариях к ним вскользь говорилось о запахе сырости, но я не придала этому большого значения. У меня запах сырости ассоциируется с запахом сырого подвала, мокрой земли. Но тот запах что получился реально вызвал у меня легкую панику. Его можно сравнить с запахом вечно сырых полотенец или непросыхающей половой тряпки. Появился он где-то на 4-5 сутки и становился все ощутимей. Я с ужасом ждала когда домашние начнут спрашивать: «Чем это у нас воняет» и мысленно считала зря потраченные деньги. Но самое большое огорчение было в том, что рушились все мои планы на лето. Такую фунялку соседям не предложишь. Нужно было срочно что-то придумать.
Такие запахи, это нехорошая микрофлора. В быту все решилось бы просто, легким раствором хлорсодержащих моющих средств. Но под фиалки такой раствор не выльешь, а стирать маты регулярно раз в несколько дней не будешь. Нужны препараты подавляющие микрофлору но не вредные для фиалок. Из нескольких вариантов выбрала Фитоспорин М. Решающей для меня была фраза на одном из форумов: «Однажды поселившись в горшочке бактерии Фитоспорина — защищают фиалки годами. При неблагоприятных условиях (засуха, мороз) они переходят в состояние покоя (споры), а при хороших условиях они снова работают, защищая растения и почву.» http://nevskaya-fialka.spb.ru/forum/viewtopic.php?t=2947 Там же нашла и подходящие для меня пропорции разведения порошкового фитоспорина.
Одну часть порошка смешать с двумя частями не хлорированной воды. Для полива почвы использовать столовую ложку рабочего раствора на 10 л. воды. Я сделала такой раствор и через несколько часов полила им капиллярные маты. Через некоторое время неприятный запах прекратился. Я очень полюбила этих крошечных Bacillus subtilis, которые живут в фитоспорине, а теперь и в моих капиллярных матах. Уже двое суток я счастливо улыбаюсь, как только вспомню об этом.
Поддон после обработки фитоспорином.
А так выглядит мой новый стеллаж на подоконнике. Не особо красивый, но удобный.
Капилляной системой полива я пользуюсь около 2-х недель но уже есть занятные результаты. Есть у меня фиалка сорта Leon’s Pirates Treasur. Листья у нее были постоянно подвернуты по краям. Не помогали ни смена грунта, ни удобрения. Уже ее и кисленьким поливала, а результат «0». Но постояв на капиллярном поливе она расправила некоторые листья, а новые отращивает ровные. Наверно помог сырой воздух над поддоном. Сравните. Фото розетки сделаны с разных сторон, но по характерному листику с отметиной легко можно сравнить.
Фото до:
Фото после:
Последнее время многие интересовались статьей о капиллярном поливе, и собирались покупать маты. Мне было бы очень интересно узнать Ваше мнение о данной системе полива. А также с удовольствием отвечу на все Ваши вопросы.
Соверен — Капиллярная система полива
Уход за растениями требует питания и ежедневного орошения. Полив растительности занимает много времени. Одним из современных и результативных методов орошения является капиллярная система полива. Данный способ сэкономит ваше время и обеспечит растениям постоянный доступ к жидкости.
Где и как применяется капиллярная система?
Такой вид орошения включает в себя специальный мат (коврик) из гигроскопичной материи, которая наделена хорошей впитывающей способностью. Для ухода за цветами применяют поддон и емкость для жидкости. Материал для капиллярного полива размещают на поддоне под растениями. Принцип работы заключается в том, что коврик тянет жидкость из емкости и все время остается влажным. Вода поступает к цветам через дренажные проходы.
Для полива большого количества растительности систему подключают к водопроводу и устанавливают дозаторы, в задачу которых входит регулировка подачи воды. Второй метод – это подключение устройства к индивидуальному источнику влаги. В этом случае устанавливают насос для обеспечения поступления жидкости в накопительную емкость, из которой вода поступает к растениям.
Преимущества капиллярной системы полива
Такой вид орошения имеет ряд достоинств:
- Обеспечивает длительный доступ к влаге, что предоставляет возможность оставить растения без присмотра. Капиллярный мат способен держать влагу до 14 дней, в зависимости от потребностей растительности.
- Снижается риск загнивания растений. Цветы, которые требуют частого орошения, могут быть сильно залиты водой, что приведет к гниению корней. С капиллярным способом полива растение берет столько влаги, сколько ему необходимо.
- Растения получают необходимо питание. В жидкость можно добавить подкормку для растительности, которая будет поступать в горшки вместе с водой.
- Снижается вероятность заболевания растений, так как влага не попадает на листья.
- Экономичность – минимальное потребление электроэнергии.
При установке капиллярной системы полива важно верно рассчитать поступление влаги к растениям. Обращаясь к специалистам студии «Соверен», вы получаете правильно настроенное устройство, которое не допустит избыточное увлажнение или засыхание растительности. Наша компания оказывает данные услуги профессионально и качественно, а так же грамотно проводит установку системы в Москве и Московской области.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Капиллярный электрофорез
А-Я A-Z 0-9 ВСЕ АБВГДЕЁЖЗИЙКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЪЫЬЭЮЯABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
0123456789
| Артикул | Название продукции | Краткое описание | |
|---|---|---|---|
| B52521 | Оборудование для капиллярного электрофореза P/ACE MDQ Plus | P/ACE MDQ идеально подходит для научно-исследовательских задач, разработки методик и проверки качества лекарственных препаратов. Данная система позволяет выполнять как научные так и рутинные исследования на высоком уровне. Система имеет уникальную модульную конструкцию, включает лазерно-флуоресцентный детектор, детектор на основе диодной матрицы, современную систему обработки данных и широкий выбор реактивов. | Заявка под заказ |
| A66528 | Оборудование для капиллярного электрофореза PA 800 Plus | Система фармацевтического анализа PA800 Plus предлагает аналитикам надежное и простое в использовании средство для исследования характеристик биомолекул. Оно соединяет в себе возможности качественного и количественного автоматического анализа чистоты белков, распределения изоформ по заряду и анализа углеводов. | Заявка под заказ |
| A98089 | Система для капиллярного электрофореза CESI 8000 Plus | Модель CESI 8000 plus даёт исследователям высокочувствительную связь капиллярного электрофореза (CE) с масс-спектрометрией (MS). Связь между двумя системами осуществляется посредством электроспрей-ионизации. После этого образец перемещается внутрь масс-спектрометра для идентификации. Весь путь образца проходит внутри капилляра и напрямую соединяется с масс-спектрометром, что позволяет избежать «мертвых объемов» и засорения. Сочетание двух этих систем довольно перспективное решение, воплотившее высокую эффективность капиллярного электрофореза и универсальность масс-спектрометрического детектирования. | Заявка под заказ |
Капиллярный электрофорез объединяет группу связанных между собой методик разделения веществ, где используются узкие кварцевые капилляры для разделения сложных смесей. В зависимости от типа используемого капилляра и буфера, капиллярный электрофорез можно разделить на:
- капиллярный зональный электрофорез
- капиллярный гель-электрофорез
- изоэлектрическая фокусировка в капиллярах и др.
На сегодняшний день данный метод является одним из перспективных и высокоэффективных методов разделения и анализа сложных смесей на составляющие компоненты.
Капиллярный | анатомия | Britannica
Капилляр , в физиологии человека любой из мельчайших кровеносных сосудов, которые образуют сети в тканях тела; именно через капилляры происходит обмен кислородом, питательными веществами и отходами между кровью и тканями. Капиллярные сети — это конечный пункт назначения артериальной крови из сердца и отправная точка для потока венозной крови обратно к сердцу. Между мельчайшими артериями или артериолами и капиллярами находятся промежуточные сосуды, называемые прекапиллярами или метартериолами, которые, в отличие от капилляров, имеют мышечные волокна, позволяющие им сокращаться; таким образом, прекапилляры могут контролировать опорожнение и наполнение капилляров.
капиллярПоперечное сечение капилляра.
Британская энциклопедия, Inc.Подробнее по этой теме
Сердечно-сосудистая система человека: Капилляры
Обширная сеть из примерно 10 000 000 000 микроскопических капилляров функционирует, чтобы обеспечить метод, посредством которого жидкости, питательные вещества и отходы …
Капилляры имеют размер от 8 до 10 микрон (микрон равен 0.001 мм) в диаметре, достаточного для того, чтобы красные кровяные тельца могли проходить через них одним целым. Единственный слой клеток, образующих их стенки, — это эндотелиальные клетки, подобные тем, которые образуют гладкую поверхность каналов более крупных сосудов.
капилляр легкихЦветная электронная сканирующая микрофотография кровеносных сосудов в легком.
Science Photo Library / PunchstockСети капилляров имеют ячейки разного размера. В легких и сосудистой оболочке — средней оболочке глазного яблока — промежутки между капиллярами меньше, чем сами сосуды, в то время как во внешней оболочке артерий — адвентициальной оболочке — межкапиллярные пространства примерно в 10 раз больше, чем диаметр сосудов. капилляры.В целом межкапиллярные промежутки меньше в растущих частях, в железах и на слизистых оболочках; больше в костях и связках; и почти отсутствует в сухожилиях.
Наименьшие сосуды лимфатической системы также называются капиллярами, так же как и мельчайшие каналы для желчи в печени. См. Также артерия; вена.
Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас Система кровообращения: Руководство по гистологии
Капилляры
Капилляры маленькие, обычно около 3-4 мкм, но некоторые капилляры могут иметь диаметр 30-40 мкм.Самые крупные капилляры находятся в печени. ( капиллярный происходит от греческого слова «волосыоподобный»).
Капилляры соединяют артериол с венул . Они обеспечивают обмен питательными веществами и отходами между кровью и клетками тканей вместе с межклеточной жидкостью. Этот обмен происходит путем пассивной диффузии и пиноцитоза, что означает «питье клеток». Пиноцитоз используется для белков и некоторых липидов. Кроме того, что важно, лейкоциты могут перемещаться через межклеточные соединения в окружающие ткани, чтобы восстанавливать повреждения и бороться с инфекциями.Этот путь также используется для метастазирования раковых клеток.
Капилляры состоят из одного слоя сплюснутых эндотелиальных клеток, как показано здесь на схеме. Нет ни мышечного, ни адвентициального слоев. Тонкость капилляров способствует эффективному обмену между просветом капилляра и окружающей тканью. Непрерывные капилляров часто имеют связанные с ними перициты. (периваскулярные клетки — периваскулярные клетки — по-гречески «вокруг») лежат прямо под эндотелием кровеносных капилляров и являются источником новых фибробластов.
Есть три типа капилляров:
- непрерывно
- оконные
- прерывистый
Синусоиды , обнаруженные в печени, могут быть непрерывными, фенестрированными или прерывистыми.
Непрерывный капилляр
Это изображение представляет собой ЭМ непрерывного капилляра типа .Можете ли вы идентифицировать две эндотелиальные клетки, которые связаны между собой плотными контактами? Ядро одной клетки выпячивается в просвет капилляра. Ядро другой клетки не видно.
Это изображение капилляра в жировой ткани, окрашенного с помощью H&E. Тонкая стенка капилляров поддерживается тонкой периваскулярной соединительной тканью. Обратите внимание на единственный эритроцит в просвете капилляра.
Фенестрированные капилляры
На этом изображении, окрашенном H&E, показана извитая масса фенестрированных капилляров, обнаруженная в почечных клубочках.
Они обнаруживаются в некоторых тканях, где происходит обширный молекулярный обмен с кровью, таких как тонкий кишечник, эндокринные железы и почки. Однако «фенестрации» — это поры, которые позволяют пропускать более крупные молекулы.
Эти капилляры более проницаемы, чем сплошные капилляры.
Просвечивающий и растровый электронные микроскопы, представленные ниже, показывают поры (отверстия) в стенке капилляров почечных клубочков, которые не разрешаются с помощью светового микроскопа.
При большом увеличении фенестрации эндотелиальных клеток можно увидеть как «промежутки» рядом с базальной мембраной (F) на рисунке ниже.
Красные стрелки представляют «подоциты» — отростки подоцитов (эпителиальных) клеток почечного клубочка.
Капилляры прерывистые
Они находятся только в печени. Они образуются между эндотелиальными клетками синусоидов и клетками гепатоцитов (клетки 1 и 2 на картинке).Гепатоциты имеют множество выступов, называемых микроворсинками, которые выступают в пространство Диссе. Это создает большие щели или промежутки между двумя слоями клеток, через которые проходят белки или даже клетки крови.
Синусоиды — это особый тип капилляров большого диаметра. Они находятся в печени, селезенке, лимфатических узлах, костном мозге и некоторых эндокринных железах. Они могут быть непрерывными, окончатыми или прерывистыми.
капилляров: непрерывные, окончатые и синусоидальные
Капилляры: хотите узнать об этом больше?
Наши увлекательные видео, интерактивные викторины, подробные статьи и HD-атлас помогут вам быстрее достичь лучших результатов.
С чем вы предпочитаете учиться?
«Я бы честно сказал, что Kenhub сократил мое учебное время вдвое». — Читать далее. Ким Бенгочеа, Университет Реджиса, Денвер
Автор:
Рэйчел Бакстер, бакалавр, магистр наук
• Рецензент:
Франческа Другган, бакалавр, магистр наук
Последний раз отзыв: 29 октября 2020 г.
Время чтения: 4 минуты
Капилляры — это крошечные кровеносные структуры, которые соединяют артериолы с венулами. Это самая маленькая и самая распространенная форма кровеносных сосудов в организме.Капилляры достаточно малы, чтобы проникать в ткани тела, обеспечивая обмен кислородом, питательными веществами и продуктами жизнедеятельности между тканями и кровью.
Это происходит посредством пассивной диффузии и пиноцитоза (попадание жидкости клетками). Лейкоциты также проникают в ткани через капилляры, поражая инфекции и восстанавливая повреждения.
В этой статье мы обсудим гистологию и функцию капилляров.
Капиллярная структура
Большинство капилляров имеют диаметр от 3 до 4 мкм (микрометров), но некоторые могут достигать 40 мкм.Они состоят из тонкого слоя эпителиальных клеток и базальной пластинки, или базальной мембраны, известной как tunica intima . Существует также неполный слой клеток, который частично окружает эпителиальные клетки, известный как перицитов . Перициты микрососудов регулируют кровяное давление в капиллярах за счет сокращения. Это повышает эффективность обмена между кровью в капилляре и окружающей его тканью. Кровоток в капилляры контролируется прекапиллярными сфинктерами , гладкими мышечными связями, которые обвивают метартериолы.
В организме 3 типа капилляров; непрерывный, окончатый и синусоидальный.
Вы уже изучили основную анатомию сердца? Проверьте свои знания с помощью наших бесплатных диагнозов сердца, викторин и рабочих листов.
Непрерывный
Как следует из названия, непрерывные капилляры имеют непрерывную эндотелиальную выстилку . У них есть плотные контакты между своими эндотелиальными клетками и межклеточные щели, через которые могут проходить небольшие молекулы, такие как ионы.
Непрерывные капилляры обычно находятся в нервной системе, а также в жировой и мышечной ткани. Внутри нервной ткани непрерывные эндотелиальные клетки образуют гематоэнцефалический барьер , ограничивая движение клеток и крупных молекул между кровью и интерстициальной жидкостью, окружающей мозг.
Фенестрированный
Эти капилляры можно найти в тканях, где происходит большой объем молекулярного обмена, таких как почки, железы внутренней секреции и тонкий кишечник.Они особенно важны в клубочках почек, так как участвуют в фильтрации крови во время образования мочи.
В эндотелии капилляров есть небольшие отверстия, известные как fenestrae или fenestra, которые имеют диаметр от 80 до 100 нм. Фенестра имеет немембранную проницаемую мембрану, которая похожа на диафрагму и покрыта фибриллами. Такое расположение позволяет макромолекулам быстро входить и выходить из капилляра. Базальная мембрана эпителиальных клеток выстилки остается неповрежденной фенестрой.
Изучите структуру кровеносных сосудов с помощью нашего исследовательского устройства:
синусоидальный
Синусоидальные капилляры, иногда называемые синусоидами или прерывистыми капиллярами, имеют эндотелиальную выстилку с множественными фенестрациями (отверстиями), которые имеют диаметр от 30 до 40 нм. У них нет диафрагмы и либо прерывистой, либо несуществующей базальной пластинки. Это позволяет клеткам крови и белкам сыворотки проходить через стенку капилляров, как если бы это был дуршлаг.
Синусоидальные капилляры в основном находятся в печени, между эпителиальными клетками и гепатоцитами. Их также можно найти в синусоидах селезенки, где они участвуют в фильтрации крови для удаления антигенов, дефектных эритроцитов и микроорганизмов. Синусоидальные капилляры также можно найти в лимфатических узлах, костном мозге и некоторых железах эндокринной системы.
Готовы проверить свои знания? Попробуйте нашу викторину ниже:
Капилляры: хотите узнать об этом больше?
Наши увлекательные видео, интерактивные викторины, подробные статьи и HD-атлас помогут вам быстрее достичь лучших результатов.
С чем вы предпочитаете учиться?
«Я бы честно сказал, что Kenhub сократил мое учебное время вдвое». — Читать далее. Ким Бенгочеа, Университет Реджиса, Денвер
18.2F: Капилляры — Medicine LibreTexts
Капилляры, самые маленькие кровеносные сосуды в организме, являются частью микроциркуляции.
Задачи обучения
- Описать структуру и функцию капилляров
Ключевые моменты
- Капилляры имеют диаметр 5-10 мкм и толщину всего в одну ячейку.
- Капилляры соединяют артериолы и венулы и обеспечивают обмен водой, кислородом, углекислым газом и многими другими питательными веществами и отходами между кровью и окружающими тканями.
- Существует три основных типа капилляров: непрерывные, окончатые и синусоидальные.
Ключевые термины
- капилляр : Любой из мелких кровеносных сосудов, соединяющих артерии с венами.
- микроциркуляция : кровоток через мельчайшие сосуды, такие как артериолы, капилляры и венулы.
Капилляры, которые образуют часть микроциркуляции, представляют собой самые маленькие из кровеносных сосудов организма, их диаметр составляет от 5 до 10
мкм, а толщина стенки эндотелиального сосуда составляет всего одну клетку. Они окружены тонкой базальной пластиной соединительной ткани.
Структура капилляра : Капилляры имеют небольшой диаметр, а толщина стенки сосуда составляет одну клетку. Капилляры окружены тонкой базальной пластиной соединительной ткани.
Капиллярная функция
Капилляры образуют сеть через ткани тела, которая соединяет артериолы и венулы и способствует обмену воды, кислорода, углекислого газа и многих других питательных веществ и отходов между кровью и окружающими тканями.
Тонкая стенка капилляра и тесная связь с находящейся в нем тканью позволяют газу и липофильным молекулам проходить через него без необходимости использования специальных транспортных механизмов. Это обеспечивает двунаправленную диффузию в зависимости от осмотических градиентов.
Формирование новых капилляров
Во время эмбриологического развития новые капилляры образуются в результате васкулогенеза, процесса образования кровеносных сосудов, происходящего путем производства эндотелиальных клеток de novo и их образования в сосудистые трубки. Термин ангиогенез обозначает образование новых капилляров из ранее существовавших кровеносных сосудов.
Капиллярное русло
Капилляры не функционируют независимо. Капиллярное ложе — это переплетенная сеть капилляров, снабжающая орган.Чем более метаболически активны клетки, тем больше капилляров требуется для доставки питательных веществ и уноса продуктов жизнедеятельности.
Капиллярное русло может состоять из двух типов сосудов: настоящих капилляров, которые отходят в основном от артериол и обеспечивают обмен между клетками и кровообращением, и сосудистые шунты, короткие сосуды, которые напрямую соединяют артериолы и венулы на противоположных концах ложа, что позволяет обход.
Типы капилляров
Есть три основных типа капилляров:
- Непрерывный : Эндотелиальные клетки обеспечивают непрерывную выстилку, позволяя только небольшим молекулам, таким как вода и ионы, диффундировать через плотные контакты.Это оставляет промежутки несвязанной мембраны, называемые межклеточными щелями.
- Фенестрированные : Фенестрированные капилляры имеют поры в эндотелиальных клетках (60-80 нанометров в диаметре), которые охватываются диафрагмой из радиально ориентированных фибрилл. Они позволяют малым молекулам и ограниченному количеству белка диффундировать.
- Синусоидальные : Синусоидальные капилляры — это особый тип окончатых капилляров, которые имеют большие отверстия (30–40 мкм в диаметре) в эндотелии.Эти типы кровеносных сосудов позволяют эритроцитам и лейкоцитам (диаметром 7,5–25 мкм) и различным белкам сыворотки проходить через процесс, которому способствует прерывистая базальная пластинка. Синусоидальные кровеносные сосуды в основном расположены в костном мозге, лимфатических узлах и надпочечниках. Некоторые синусоиды отличаются тем, что в них нет плотных стыков между клетками. Они называются прерывистыми синусоидальными капиллярами, присутствующими в печени и селезенке, где необходимо большее движение клеток и материалов.
Управление потоком
Капиллярные русла могут контролировать кровоток посредством саморегуляции.Это позволяет органу поддерживать постоянный кровоток, несмотря на изменение центрального кровяного давления. Это достигается за счет миогенного ответа и тубулогломерулярной обратной связи в почках. Когда артериальное давление повышается, артериолы, ведущие к капиллярному ложе, растягиваются и впоследствии сужаются, чтобы противодействовать повышенной тенденции высокого давления к увеличению кровотока. В легких были адаптированы специальные механизмы для удовлетворения потребностей повышенной потребности в кровотоке во время упражнений. Когда частота сердечных сокращений увеличивается и через легкие должно проходить больше крови, капилляры задействуются и расширяются, чтобы освободить место для увеличения кровотока при снижении сопротивления.
ЛИЦЕНЗИИ И АТРИБУЦИИ
CC ЛИЦЕНЗИОННЫЙ КОНТЕНТ, ПРЕДЫДУЩИЙ РАЗДЕЛ
- Кураторство и пересмотр. Автор : Boundless.com. Источник : Boundless.com. Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
CC ЛИЦЕНЗИОННОЕ СОДЕРЖАНИЕ, СПЕЦИАЛЬНАЯ АТРИБУЦИЯ
- Артерия. Источник : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/Artery . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
- Безграничный. Предоставлено : Безграничное обучение. Адрес: : www.boundless.com//physiology…tolic-pressure . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
- артерия. Источник : Викисловарь. Расположен по адресу : en.wiktionary.org/wiki/artery . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
- Безграничный. Предоставлено : Безграничное обучение. Адрес: : www.boundless.com//physiology…tolic-pressure . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
- Артериальная система en. Источник : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/File:A…_System_en.svg . Лицензия : Общественное достояние: неизвестно Авторские права
- Внутренняя эластичная пластина. Источник : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/Internal_elastic_lamina . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
- Легочные артерии. Источник : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/Pulmonary_arteries . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
- Артерия эластическая. Источник : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/Elastic_artery . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
- Туника медиа. Источник : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/Tunica_media . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
- Туника медиа. Источник : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/Tunica_media . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
- Аорта. Источник : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/Aorta . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
- эластических артерий. Источник : Викисловарь. Адрес: : en.wiktionary.org/wiki/elastic+arteries . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
- tunica media. Источник : Викисловарь. Адрес: : en.wiktionary.org/wiki/tunica+media . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
- внеклеточный матрикс. Источник : Викисловарь. Расположен по адресу : en.wiktionary.org/wiki/extracellular_matrix . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
- Артериальная система en. Источник : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/File:A…_System_en.svg . Лицензия : Общественное достояние: неизвестно Авторские права
- Эндотелиальная клетка. Источник : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/File:En…elial_cell.jpg . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
- Восходящая аорта. Источник : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/Ascending_aorta . Лицензия : Общественное достояние: неизвестно Авторские права
- Лучевая артерия. Источник : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/Radial_artery . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
- Внутренняя эластичная пластина. Источник : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/Internal_elastic_lamina . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
- Мышечная артерия. Источник : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/Muscular_artery . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
- Селезеночная артерия. Источник : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/Splenic_artery . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
- эластичная пластина. Источник : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/elastic%20lamina . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
- артериолы. Источник : Викисловарь. Адрес: : en.wiktionary.org/wiki/arteriole . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
- Безграничный. Предоставлено : Безграничное обучение. Адрес: : www.boundless.com//physiology…cular-arteries . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
- Артериальная система en. Источник : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/File:Arterial_System_en.svg . Лицензия : Общественное достояние: неизвестно Авторские права
- Эндотелиальная клетка. Источник : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/File:En…elial_cell.jpg . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
- Восходящая аорта. Источник : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/Ascending_aorta . Лицензия : Общественное достояние: неизвестно Авторские права
- Селезеночная артерия. Источник : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/Splenic_artery . Лицензия : Общественное достояние: неизвестно Авторские права
- Коронарное кровообращение. Источник : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/Coronar…%23Anastomoses . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
- Кровеносный анастомоз. Источник : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/Circulatory_anastomosis . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
- Кровеносный анастомоз. Источник : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/Circulatory_anastomosis . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
- свищ. Источник : Викисловарь. Адрес: : en.wiktionary.org/wiki/fistula . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
- Безграничный. Предоставлено : Безграничное обучение. Расположен по адресу : www.boundless.com//physiology…ry-anastomosis . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
- артерия. Источник : Викисловарь. Расположен по адресу : en.wiktionary.org/wiki/artery . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
- Артериальная система en. Источник : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/File:Arterial_System_en.svg . Лицензия : Общественное достояние: неизвестно Авторские права
- Эндотелиальная клетка. Источник : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/File:En…elial_cell.jpg . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
- Восходящая аорта. Источник : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/Ascending_aorta . Лицензия : Общественное достояние: неизвестно Авторские права
- Селезеночная артерия. Источник : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/Splenic_artery . Лицензия : Общественное достояние: неизвестно Авторские права
- Круг Уиллиса en. Источник : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/File:Ci…_Willis_en.svg . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
- Анастамоз. Источник : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/Anastamosis . Лицензия : Общественное достояние: неизвестно Авторские права
- Артериолы. Источник : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/Arterioles . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
- артериолы. Источник : Викисловарь. Адрес: : en.wiktionary.org/wiki/arteriole . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
- микроциркуляция. Источник : Викисловарь. Расположен по адресу : en.wiktionary.org/wiki/microcirculation . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
- Артериальная система en. Источник : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/File:Arterial_System_en.svg . Лицензия : Общественное достояние: неизвестно Авторские права
- Эндотелиальная клетка. Источник : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/File:En…elial_cell.jpg . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
- Восходящая аорта. Источник : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/Ascending_aorta . Лицензия : Общественное достояние: неизвестно Авторские права
- Селезеночная артерия. Источник : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/Splenic_artery . Лицензия : Общественное достояние: неизвестно Авторские права
- Круг Уиллиса en. Источник : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/File:Ci…_Willis_en.svg . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
- Анастамоз. Источник : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/Anastamosis . Лицензия : Общественное достояние: неизвестно Авторские права
- Illu капилляр. Источник : Викимедиа. Расположен по адресу : commons.wikimedia.org/wiki/Fi…_capillary.jpg . Лицензия : Общественное достояние: неизвестно Авторские права
- Капилляры. Источник : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/Capillaries . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
- микроциркуляция. Источник : Викисловарь. Расположен по адресу : en.wiktionary.org/wiki/microcirculation . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
- капилляр. Источник : Викисловарь. Адрес: : en.wiktionary.org/wiki/capillary . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
- Артериальная система en. Источник : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/File:Arterial_System_en.svg . Лицензия : Общественное достояние: неизвестно Авторские права
- Эндотелиальная клетка. Источник : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/File:En…elial_cell.jpg . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
- Восходящая аорта. Источник : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/Ascending_aorta . Лицензия : Общественное достояние: неизвестно Авторские права
- Селезеночная артерия. Источник : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/Splenic_artery . Лицензия : Общественное достояние: неизвестно Авторские права
- Круг Уиллиса en. Источник : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/File:Circle_of_Willis_en.svg . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
- Анастамоз. Источник : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/Anastamosis . Лицензия : Общественное достояние: неизвестно Авторские права
- Illu капилляр. Источник : Викимедиа. Расположен по адресу : commons.wikimedia.org/wiki/File:Illu_capillary.jpg . Лицензия : Общественное достояние: неизвестно Авторские права
- 1280px-Капилляр.svg.png. Источник : Википедия. Расположен по адресу : commons.wikimedia.org/wiki/File:Capillary.svg . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
Если молекула не может проходить между эндотелиальными клетками капилляров, то ее необходимо транспортировать через клеточная мембрана.Механизмы, доступные для транспортировки через стенку капилляра, различаются для различные вещества в зависимости от их молекулярных размеров и степени растворимости липидов. Например, определенные белки избирательно транспортируются через эндотелиальные клетки медленным, требующим энергии процесс, известный как «трансцитоз». В этом процессе эндотелиальные клетки первоначально поглощают белки в плазме внутри капилляров за счет эндоцитоза. Затем молекулы переправляются через клетки путем везикулярного транспорта и высвобождаются путем экзоцитоза в интерстициальную жидкость с другой стороны боковая сторона.Эндотелиальные клетки обычно содержат большое количество эндоцитотических и экзоцитотических везикул и иногда они сливаются, образуя непрерывные везикулярные каналы через клетку. Капилляры в сердце обычно предотвращают чрезмерное движение жидкостей и молекул. через их стены, но были отмечены клинические ситуации, когда они могут стать «протекающими». Для Например, «синдром утечки капилляров», который может быть вызван после искусственного кровообращения, может продолжаться. от часов до дней.Более конкретно, в таких случаях воспалительная реакция в сосудистой эндотелий может нарушить «привратную» функцию капилляров; их повышенная проницаемость будет привести к отеку миокарда. Из капилляров кровь по всему телу попадает в венозную систему. Он сначала входит венулы, которые затем сливаются, образуя более крупные сосуды — вены (см. рис. 2). Затем вены из различные системные ткани и органы (за вычетом газообменной части легких) объединяются, чтобы произвести две основные вены — нижняя полая вена (нижняя часть тела) и верхняя полая вена (над сердцем).От По этим двум магистральным сосудам кровь возвращается к правому сердечному насосу, особенно в правое предсердие. Как и капилляры, стенки мельчайших венул очень пористые и являются местами, где много фагоцитарные лейкоциты мигрируют из крови в воспаленные или инфицированные ткани. Венулы и вены также обильно иннервируются симпатическими нервами и гладкими мышцами, внутри сужаются, когда эти нервы активируются.Таким образом, повышенная активность симпатического нерва связана с уменьшение венозного объема, что приводит к увеличению сердечного наполнения и, следовательно, к увеличению сердечный выброс (согласно закону сердца Старлинга).
|
Регулирование кровотока и артериального давления
Кровоток в организме
Сердце перекачивает насыщенную кислородом и дезоксигенированную кровь по всему телу в сложной системе артерий, вен и капилляров.
Цели обучения
Объясните кровоток в теле
Основные выводы
Ключевые моменты
- По мере того, как кровь откачивается от сердца, она проходит через аорту к артериям, атериолам и капиллярным ложам.
- Кровоток через капиллярные русла достигает почти каждой клетки тела и регулируется для отвода крови в соответствии с потребностями организма.
- После того, как кислород удаляется из крови, дезоксигенированная кровь поступает в легкие, где она повторно насыщается кислородом и отправляется по венам обратно в сердце.
Ключевые термины
- артериола : одна из мелких ветвей артерии, особенно та, которая соединяется с капиллярами
- вена : кровеносный сосуд, по которому кровь из капилляров транспортируется обратно к сердцу
- артерия : отводящий от сердца кровеносный сосуд, отводящий кровь от сердца независимо от статуса оксигенации
- полая вена : одна из двух больших вен, которые забирают обедненную кислородом кровь из верхней и нижней части тела и возвращают ее в правое предсердие сердца
Как кровь течет по телу
Когда сердце качает кровь, кровь проталкивается через тело через всю систему кровообращения.Кислородная кровь перекачивается от сердца к остальным частям тела, а обескислороженная кровь перекачивается в легкие, где она повторно насыщается кислородом, прежде чем вернуться в сердце.
Система кровообращения : На этом рисунке кровеносной системы показано, где течет кровь в организме. Красный цвет указывает на насыщенную кислородом кровь, а синий указывает на дезоксигенированную кровь.
Отток крови от сердца
С каждым ритмичным насосом сердца кровь под высоким давлением и скоростью выталкивается от сердца, сначала по главной артерии — аорте.В аорте кровь движется со скоростью 30 см / сек. Из аорты кровь поступает в артерии и артериолы и, в конечном итоге, в капиллярное русло. Когда он достигает капиллярного русла, скорость потока резко (в тысячу раз) ниже, чем скорость потока в аорте. Хотя диаметр каждой отдельной артериолы и капилляра намного уже, чем диаметр аорты, скорость на самом деле ниже из-за того, что общий диаметр всех объединенных капилляров намного больше диаметра отдельной аорты.
Вид сердца : На этом виде сердца спереди показано направление кровотока к сердцу и от него. Кровь покидает сердце через легочную артерию и аорту, а кровь поступает в сердце через две полые вены и легочные вены.
Медленная скорость прохождения через капиллярные русла, которые достигают почти каждой клетки тела, способствует обмену газов (особенно кислорода и углекислого газа) и питательных веществ. Кровоток через капиллярные русла регулируется в зависимости от потребностей организма и направляется нервными и гормональными сигналами.Например, после обильной еды большая часть крови отводится в желудок за счет расширения (расширения) сосудов пищеварительной системы и сужения (сужения) других сосудов. Во время упражнений кровь отводится к скелетным мышцам за счет расширения сосудов, тогда как кровь к пищеварительной системе уменьшается за счет сужения сосудов. Кровь, поступающая в некоторые капиллярные русла, контролируется небольшими мышцами, называемыми прекапиллярными сфинктерами. Сфинктер — это кольцеобразная мышечная полоса, которая окружает отверстие тела, сужается и расслабляется, как требуется для нормального физиологического функционирования.Если прекапиллярные сфинктеры открыты, кровь будет течь в соответствующие ветви капиллярного русла. Если все сфинктеры закрыты, кровь будет течь прямо из артериолы в венулу через проходной канал. Эти мышцы позволяют телу точно контролировать, когда в капиллярные русла поступает кровоток. В любой момент только около 5-10 процентов наших капиллярных лож действительно имеют кровь, протекающую через них.
Прекапиллярные сфинктеры : (a) Прекапиллярные сфинктеры — это кольца из гладких мышц, которые регулируют поток крови через капилляры; они помогают контролировать кровоток туда, где это необходимо.(b) Клапаны в венах предотвращают движение крови назад.
Приток крови к сердцу
После того, как кровь прошла через капиллярные русла, она попадает в венулы, вены и, наконец, в две основные полые вены (единственная, полая вена), которые возвращают кровь к сердцу. Скорость потока снова увеличивается, но все еще намного медленнее, чем исходная скорость в аорте. Кровь в основном движется по венам за счет ритмичного движения гладкой мускулатуры в стенке сосуда и под действием скелетных мышц при движении тела.Поскольку в большинстве вен кровь должна перемещаться против силы тяжести, обратное течение крови по венам предотвращается с помощью односторонних клапанов. Таким образом, поскольку сокращение скелетных мышц способствует венозному кровотоку, важно часто вставать и двигаться после длительного сидения, чтобы кровь не скапливалась в конечностях.
Артериальное давление
Артериальное давление — это давление крови на стенки кровеносных сосудов во время сердечного цикла; на него влияет множество факторов.
Цели обучения
Опишите процесс регулирования артериального давления
Основные выводы
Ключевые моменты
- Нормальное кровяное давление для здорового взрослого человека составляет 120 мм рт. Ст. Во время систолы (пиковое давление в артериях) и 80 мм рт. Ст. Во время диастолы (фаза покоя).
- Артериальное давление регулируется в организме путем изменения диаметра кровеносных сосудов в ответ на изменения сердечного выброса и ударного объема.
- Такие факторы, как стресс, питание, лекарства, упражнения или болезнь, могут вызывать изменения диаметра кровеносных сосудов, изменяя кровяное давление.
Ключевые термины
- сердечный выброс : объем крови, перекачиваемый сердцем, в частности левым или правым желудочком, в интервале времени в одну минуту
- гидростатический : жидкостей или относящихся к ним, особенно к давлению, которое они создают или передают
- Ударный объем : объем крови, перекачиваемой одним желудочком сердца при каждом ударе
Артериальное давление
Артериальное давление — это давление жидкости (крови) на стенки кровеносных сосудов.Жидкость будет перемещаться из областей с высоким гидростатическим давлением в области с низким. В артериях гидростатическое давление около сердца очень высокое. Кровь течет к артериолам (более мелкие артерии), где скорость кровотока замедляется из-за узких отверстий артериол. Систолическое давление определяется как пиковое давление в артериях во время сердечного цикла; диастолическое давление — это самое низкое давление в фазе покоя сердечного цикла. Во время систолы, когда в артерии поступает новая кровь, стенки артерий растягиваются, чтобы приспособиться к увеличению давления дополнительной крови.Во время диастолы стены возвращаются в нормальное состояние благодаря своим эластичным свойствам.
Значения артериального давления обычно указываются в миллиметрах ртутного столба (мм рт. Ст.). Артериальное давление фазы систолы и фазы диастолы дает два показания артериального давления. Например, типичное значение для здорового взрослого человека в состоянии покоя составляет 120/80, что означает 120 мм рт. Ст. Во время систолы и 80 мм рт. Ст. Во время диастолы.
Связь между артериальным давлением и скоростью : Артериальное давление связано со скоростью кровотока в артериях и артериолах.В капиллярах и венах кровяное давление продолжает снижаться, но скорость увеличивается.
Регламент артериального давления
На протяжении сердечного цикла кровь продолжает поступать в артериолы с относительно равномерной скоростью. Однако эти показатели артериального давления не статичны; они подвергаются естественным колебаниям от одного удара сердца к другому и в течение дня. Показатели артериального давления также меняются в ответ на стресс, факторы питания, лекарства или болезнь.Организм регулирует кровяное давление путем изменения сердечного выброса и ударного объема.
Сердечный выброс — это объем крови, перекачиваемый сердцем за одну минуту. Он рассчитывается путем умножения количества сердечных сокращений, происходящих в минуту (частота сердечных сокращений), на ударный объем (объем крови, закачиваемой в аорту за сокращение левого желудочка). Следовательно, сердечный выброс можно увеличить, увеличив частоту сердечных сокращений, как при тренировке. Однако сердечный выброс также можно увеличить за счет увеличения ударного объема, например, если бы сердце сокращалось с большей силой.Ударный объем также можно увеличить за счет ускорения кровообращения в организме, чтобы больше крови поступало в сердце между сокращениями. Во время тяжелой нагрузки кровеносные сосуды расслабляются и увеличиваются в диаметре, компенсируя учащенное сердцебиение и обеспечивая поступление насыщенной кислородом крови к мышцам. Стресс вызывает уменьшение диаметра кровеносных сосудов и, как следствие, повышение артериального давления. Эти изменения также могут быть вызваны нервными сигналами или гормонами; даже стоя или лежа может иметь большое влияние на артериальное давление.
Капилляр — обзор | Темы ScienceDirect
11.4.2.2 Микроваскулярный обмен жидкости
Баланс капиллярной жидкости поддерживается за счет динамического взаимодействия между гидростатическими и осмотическими силами, действующими через стенку капилляра, как впервые описал Старлинг более 100 лет назад (Starling, 1896). Исходная формулировка Старлинга была модифицирована и уточнена Лэндисом (1927), Кедемом и Качальским (1958), в результате получено следующее уравнение для описания микрососудистого обмена жидкости:
JV = KFC [(Pc − PT) −σd (πP − πT)] ,
, где J V — чистый объемный поток через сосудистую стенку, K FC — коэффициент капиллярной фильтрации, P c и P T — давление капиллярной и тканевой жидкости, соответственно, (π P — π T ) — разница коллоидного осмотического давления (COP) между плазмой (P) и тканью (T), а σ d — коэффициент осмотического отражения.
В устойчивом состоянии капиллярное кровяное давление противодействует COP крови для поддержания баланса тканевой жидкости. Артериальное давление превышает COP на артериолярном конце капилляра и обычно ниже COP на венозном конце. Жидкости секретируются артериолой и всасываются венозными концами капилляра. Следовательно, для адекватного обмена жидкости давление COP должно компенсировать капиллярное давление, которое является отражением артериального кровяного давления (Landis and Pappenheimer, 1963). Значение COP определяется концентрациями и видами белков крови, а также катионами, удерживаемыми в плазме за счет эффекта Доннана белков (Guyton et al., 1975). Однако теперь ясно, что микроваскулярный обмен жидкости — это динамический процесс, в котором внесосудистые силы, такие как давление тканевой жидкости, тканевый COP и фактический поток лимфы, могут влиять на транскапиллярное движение жидкости (Taylor and Townsley, 1987). Помимо неоднородности сил Старлинга в различных областях микрососудистого русла, существует также вероятность того, что неоднородность проницаемости капиллярной мембраны также будет вносить вклад в различия между глобальными и локальными значениями давлений Старлинга (Michel, 1997).В свете последних знаний упрощенный взгляд на устойчивое состояние секреции на артериолярном конце капилляра и абсорбции на венозном конце капилляра можно рассматривать только как временное явление в лучшем случае.
Исследования видов птиц мало повлияли на эту дискуссию, хотя микроваскулярный обмен жидкости у птиц имеет некоторые уникальные и интересные особенности. Например, у индейки и утки отношение концентрации белка в интерстициальной жидкости к концентрации в крови намного ниже, чем у млекопитающих (Hargens et al., 1974). Hargens et al. (1974) указали, что более низкий коэффициент у птиц коррелирует с более высоким артериальным давлением. Кроме того, птицы в целом обладают высокой устойчивостью к кровотечениям и переносят кровопотерю намного лучше, чем млекопитающие. Ковач и Балинт (1969) показали, что повышенная толерантность к кровотечению становится очевидной только во время длительного кровотечения, поскольку гемодилюция продолжается у голубя в течение периода кровопотери, тогда как у крыс дальнейшее гемодилюция не происходит примерно через 15–20 минут кровотечения.Гемодилюция достигается за счет притока изотонической жидкости с низким содержанием белка.
Восстановление объема крови происходит в результате поглощения тканевой жидкости стенками капилляров из-за пониженного капиллярного давления. Это падение капиллярного давления может быть вызвано увеличением соотношения между прекапиллярным и посткапиллярным сопротивлением, а также изменениями артериального и венозного давления во время кровотечения. Изменения сопротивления в капиллярах, по-видимому, являются наиболее важным фактором быстрого восстановления объема крови у уток.Блокада α-адренорецепторов устраняет сужение сосудов в скелетных мышцах, которые формируют основной резерв тканевой жидкости и приводят к значительно замедленному восстановлению объема крови (Djojosugito et al., 1968). Djojosugito et al. (1968) объясняют разницу в способности восстанавливать объем крови после кровотечения у уток и кошек очень выраженным рефлекторным сужением сосудов в скелетной мускулатуре уток и площадью поверхности капилляров у уток в три-пять раз больше, чем у кошек, что увеличивает скорость всасывания жидкости в сосудистую систему (Folkow et al., 1966).
У многих птиц, таких как эму и страус, очень длинные шеи, при этом голова находится на расстоянии метра или более над сердцем. Тем не менее, среднее артериальное давление эму в состоянии покоя (Grubb et al., 1983) не отличается от такового у голубя (Butler et al., 1977). Этим птицам не требуется исключительно высокое кровяное давление для преодоления гравитационного воздействия на кровообращение и обеспечения притока к голове. В системе, заполненной жидкостью, гравитационное давление крови в венах уравновешивает гравитационное давление в артериях шеи, подобно петле сифона.Другими словами, в системе замкнутых труб, подобных циркуляционной, для крови не сложнее течь вверх, чем вниз. Общий циркуляционный поток вокруг тела возникает из-за разницы давлений между аортой и правым предсердием, и не имеет большого значения, по какому пути идет кровь.
Если давление измеряется в мозговом кровообращении у длинношейной птицы, оно будет ниже, чем зарегистрированное в аорте сразу за аортальными клапанами, на величину, достаточную для обеспечения необходимого кровотока вдоль шейной артерии (небольшая разница ) и гравитационным эффектом из-за высоты, на которой голова удерживается над сердцем.
