Mavzu: Yumshoq muskul to'qimasining mexanik xossalari

Mavzu: Yumshoq muskul to'qimasining mexanik xossalari
Biofizika va radiobiologiya biologik hodisalar asosida yotuvchi eng oddiy
va fundamental o’zaro ta’sirlar haqidagi fandir. Biofizika va radiobiologiya jadal
rivojlanib, hozirgi kunda tirik dunyo tuzilishining molekulyar asoslarini tashkil
etuvchi elementar qatlamiga kirib bormoqda. Hozirgi davrda biofizikaviy
tadqiqotlarning biologiya, ekologiya, nazariy va amaliy tibbiyot qishloq xo’jaligida
keng tadbiq etilayotgani ushbu soha mutaxassislari uchun bu fanni o’rganish
zarurligini ko’rsatmoqda.
Biofizika va radiobiologiya fanining hozirgi kundagi asosiy bo’limlari –
biologik jarayonlar kinetikasi, termodinamikasi, biopolimerlar tuzilishi va
xossalari, hujayra jarayonlari biofizikasi, fotobiologik jarayonlar biofizikasi,
radiasion biofizika, radiasiyaning tirik organizmga tasiri va hokazolardir.
Biofizika va radiobiologiya turli biologik hodisalarning molekulyar
asoslarini tashkil etuvchi hodisalar: ionlar transporti, biologik membranalar
fizikaviy - kimyoviy holatining o’zgarishlari, bioelektrogenez, mexanik -
kimyoviy jarayonlar, energiy o’zgarishlari va elektronlar ko’chishi, fotobiologik
jarayonlar, tirik organizmlarning elektromagnit maydonlar va ionlashtiruvchi
hamda optik nurlanishlarga birlamchi reaksiyalarini o’rganadi. Biofizika
fundamental masalalarni hal etish bilan birgalikda biologiya, tibbiyot, qishloq
xo’jaligi uchun katta ahamiyatga ega bo’lgan amaliy masalalarni ham yechmoqda.
Fanni o’qitish maqsadi – talabalarga asosiy biofizikaviy hodisalar va
g’oyalarni o’rganish, fizikaviy qonunlarni tirik organizmlarga tadbiq qilish,
biofizika fani yutuqlarini qishloq xo’jaligiga, xususan chorvachilik va veterinariya
sohalariga tadbiq etish bilan tanishtirishdan iborat.
Biofizika fani fizik va fizik-kimyoviy jarayonlarni, biologik tizimlar
ultrastrukturasini tashkil qilishning hamma sohalarida submolekulyar va
molekulalardan to to’qima va to’liq organizmgacha o’rganadi. Tirik organizmda sodir bo’ladigan turli jarayonlarning murakkabligiga va o’zaro bog’liqligiga qaramasdan, ular ichidan fizik jarayonga yaqinlarini ajratib olish mumkin.
Masalan: qon aylanishi, bu jarayon suyuqlikning oqimi (gidrodinamika), tomirlar
bo’ylab elastik to’lqinlarning tarqalishi (akustika), yurakning ishi va quvvati
(mexanika), biopotensiallar generasiyasi (elektr), nafas olishda gaz harakati
(aerodinamika), issiqlik uzatish (termodinamika), bug’lanish (fazoviy o’tishlar) va
hokozo bo’limlarda o’rganiladi.
Biofizika qo’yidagi maqsad va yo’nalishlarga ega:
- kasallik diagnostikasi va biologik tizimlarni tadqiq qilish;
- davolash maqsadida organizmga turli fizik omillar bilan ta’sir qilish;
- tibbiyot va veterinariyada foydalaniladigan materiallarning fizik xossalari;
- atrof muxitning fizik xossalari va xarakteristikasi; tibbiyot, texnika,
hisoblash mashinalari va matematika.
Davolash sohasida ishlovchilarga fizik-matematik bilimlar yana shuning
uchun zarurki, ular tirik organizmga va unda sodir bo’layotgan jarayonlargamaterialistik nuqtai nazardan yondoshishga o’rgatadi.
Moddalar molekulalarining joylashishiga qarab uch xil agregat holatida
bo’lishi mumkin; qattiq, suyuq va gaz holatlarida. Qattiq jismlarning o’zi ham ikki
turga bo’linadi: kristall va amorf jismlar. Kristall holati anizatropiya, ya’ni fizik
(mexanik, issiqlik, elektr, optik) xossalarining yo’nalishga bog’liq bo’lishidir.
Kristallar anizatropiyasining sababi ularni tashkil etgan atom va molekulalarning
tartibli joylashishidir. Odatda kristall jismlarning polikristallari bir-biri bilan
tutashib, tartibsiz joylashgan, ayrim kichkina kristallchalar shaklida uchraydi. Bu holda anizatropiya xossasi shu kristallchalar chegarasida kuzatiladi. Kristallar atom va ionlari bir-biridan bir xil masofada joylashib, panjara hosil
qiladi va panjara tugunlarida tebranma harakatda bo’ladi. Har bir kristall modda uchun aniq erish va qotish harorati mavjuddir.
Jism harorati oshishi bilan atom va ionlar tebranma harakati osha boradi va
har bir qattiq jism uchun aniq bir haroratda kristall panjara buzila boshlaydi.
Tashqi berilayotgan issiqlik energiyasi shu panjarani buzishga sarflanadi. Toki
hamma panjaralar buzilguncha kristall harorati o’zgarmaydi. Bu haroratga erish
harorati deyiladi. Shunday jismlar borki, ularning na aniq shakli, na aniq erish
nuqtasi bor. Bunday jismlarga amorf jismlar deyiladi. Ular izotrop xossaga ega,
ya’ni fizik xossalari yo’nalishga bog’liq emas. Amorf jismlarning har qanday
haroratda suyuq qismi ham, qattiq qismi ham bo’lishi mumkin. Bunday jismlarga
parafin, mum, shisha kiradi. Kristallarda uzoq tartibli joylashuvi o’rinli bo’lsa,
suyuq va amorf jismlarda atom va molekulalarning yaqin tartibli joylashuvi
o’rinlidir.
Har qanday qattiq jism tashqi ta’sir tufayli o’z shakli va o’lchamlarini
o’zgartirish xususiyatiga ega. Bu hodisaga deformasiya deyiladi.
Agar tashqi ta’sir to’xtatilgandan so’ng jism o’zining boshlang’ich shakliga
qaytsa, bunday deformasiyaga elastik, qaytmasa plastik deformasiya deyiladi.
Umuman olganda, hamma deformasiyalar plastikdir. Lekin kuch kichik
bo’lganda elastik deformasiya kuzatilishi mumkin. Deformasiyaning turli shakllari
mavjud: cho’zilish (siqilish), siljish, buralish, egilish. Bularni cho’zilish yoki
siqilish deformasiyasiga olib kelish mumkin. Jismga tashqi deformasiyalovchi
kuch ta’sir etganda atomlar (ionlar) orasidagi masofa o’zgaradi. Bu esa atomlarni
oldingi vaziyatga qaytarishga intiluvchi ichki kuchlarni yuzaga keltiradi. Bu
kuchlarning o’lchovi mexanik kuchlanishdir. yuza
Kuch yuzaga normal bo’lsa, ya’ni yuzaga nisbatan perpendikulyar holatda ta’sir qilsa normal kuchlanish, kuch yuzaga urinma holda bo’lsa, tangensial kuchlanish deyiladi.
Deformasiya darajasi nisbiy deformasiya orqali aniqlanadi. - elastiklik koeffisiyenti. Rasmda kuchlanish bilan nisbiy deformasiya
orasidagi bog’lanish ko’rsatilgan. OA - elastik deformasiya, B - elastiklik
chegarasi bo’lib, shunday maksimal kuchlanishni harakterlaydiki, bunda tashqi
kuch ta’siri olingandan so’ng jismda qoldiq deformasiya qolmasdan, u yana o’z
shaklini tiklay oladi. CD - gorizontal oraliq kuchlanishning oquvchanlik
Biofizika qo’yidagi maqsad va yo’nalishlarga ega:
- kasallik diagnostikasi va biologik tizimlarni tadqiq qilish;
- davolash maqsadida organizmga turli fizik omillar bilan ta’sir qilish;
- tibbiyot va veterinariyada foydalaniladigan materiallarning fizik xossalari;
- atrof muxitning fizik xossalari va xarakteristikasi; tibbiyot, texnika,
hisoblash mashinalari va matematika.
Davolash sohasida ishlovchilarga fizik-matematik bilimlar yana shuning
uchun zarurki, ular tirik organizmga va unda sodir bo’layotgan jarayonlargamaterialistik nuqtai nazardan yondoshishga o’rgatadi.
Moddalar molekulalarining joylashishiga qarab uch xil agregat holatida
bo’lishi mumkin; qattiq, suyuq va gaz holatlarida. Qattiq jismlarning o’zi ham ikki
turga bo’linadi: kristall va amorf jismlar. Kristall holati anizatropiya, ya’ni fizik (mexanik, issiqlik, elektr, optik) xossalarining yo’nalishga bog’liq bo’lishidir. Kristallar anizatropiyasining sababi ularni tashkil etgan atom va molekulalarning tartibli joylashishidir. Odatda kristall jismlarning polikristallari bir-biri bilan tutashib, tartibsiz joylashgan, ayrim kichkina kristallchalar shaklida uchraydi. Bu holda anizatropiya xossasi shu kristallchalar chegarasida kuzatiladi. Kristallar atom va ionlari bir-biridan bir xil masofada joylashib, panjara hosil
qiladi va panjara tugunlarida tebranma harakatda bo’ladi. Har bir kristall modda uchun aniq erish va qotish harorati mavjuddir.
Jism harorati oshishi bilan atom va ionlar tebranma harakati osha boradi va
har bir qattiq jism uchun aniq bir haroratda kristall panjara buzila boshlaydi.
Tashqi berilayotgan issiqlik energiyasi shu panjarani buzishga sarflanadi. Toki
hamma panjaralar buzilguncha kristall harorati o’zgarmaydi. Bu haroratga erish
harorati deyiladi. Shunday jismlar borki, ularning na aniq shakli, na aniq erish
nuqtasi bor. Bunday jismlarga amorf jismlar deyiladi. Ular izotrop xossaga ega,
ya’ni fizik xossalari yo’nalishga bog’liq emas. Amorf jismlarning har qanday
haroratda suyuq qismi ham, qattiq qismi ham bo’lishi mumkin. Bunday jismlarga
parafin, mum, shisha kiradi. Kristallarda uzoq tartibli joylashuvi o’rinli bo’lsa,
suyuq va amorf jismlarda atom va molekulalarning yaqin tartibli joylashuvi
o’rinlidir.
Har qanday qattiq jism tashqi ta’sir tufayli o’z shakli va o’lchamlarini
o’zgartirish xususiyatiga ega. Bu hodisaga deformasiya deyiladi.
Agar tashqi ta’sir to’xtatilgandan so’ng jism o’zining boshlang’ich shakliga
qaytsa, bunday deformasiyaga elastik, qaytmasa plastik deformasiya deyiladi.
Umuman olganda, hamma deformasiyalar plastikdir. Lekin kuch kichik
bo’lganda elastik deformasiya kuzatilishi mumkin. Deformasiyaning turli shakllari
mavjud: cho’zilish (siqilish), siljish, buralish, egilish. Bularni cho’zilish yoki
siqilish deformasiyasiga olib kelish mumkin. Jismga tashqi deformasiyalovchi
kuch ta’sir etganda atomlar (ionlar) orasidagi masofa o’zgaradi. Bu esa atomlarni
oldingi vaziyatga qaytarishga intiluvchi ichki kuchlarni yuzaga keltiradi. Bu
kuchlarning o’lchovi mexanik kuchlanishdir. yuza
Kuch yuzaga normal bo’lsa, ya’ni yuzaga nisbatan perpendikulyar holatda ta’sir qilsa normal kuchlanish, kuch yuzaga urinma holda bo’lsa, tangensial kuchlanish deyiladi.
Deformasiya darajasi nisbiy deformasiya orqali aniqlanadi. - elastiklik koeffisiyenti. Rasmda kuchlanish bilan nisbiy deformasiya
orasidagi bog’lanish ko’rsatilgan. OA - elastik deformasiya, B - elastiklik
chegarasi bo’lib, shunday maksimal kuchlanishni harakterlaydiki, bunda tashqi
kuch ta’siri olingandan so’ng jismda qoldiq deformasiya qolmasdan, u yana o’z shaklini tiklay oladi. CD - gorizontal oraliq kuchlanishning oquvchanlik
chegarasidir, ya’ni bu oraliqda kuchlanish oshmasdan deformasiya oshib boradi. nuqta esa jismning buzilishi (uzilishi) oldidan jismga qo’yilgan eng katta
kuchlanish jismning mustahkamlik chegarasi deyiladi. Moddalar elastiklik xossalari orasida juda katta farq bor. Masalan, po’lat mustahkamlik chegarasidan
0,3% cho’zilgandayoq uziladi, yumshoq rezinalarni esa 300% cho’zish mumkin.
Bunday farq sifat tomondan yuqori molekulyar bog’lanishlar elastikligi mexanizmi
bilan bog’liq.
Mexanik kuchlanish va nisbiy deformasiya orasidagi bog’lanish: σ-mexanik
kuchlanish, ε-nisbiy deformasiya
T. Molekulalari ko’p miqdordagi atomlardan yoki atom gruppalaridan
tuzilgan va kimyoviy bog’lanishlar bilan birlashtirilgan uzun zanjir ko’rinishdagi
moddalar polimerlar deyiladi. Polimerlar izotrop moddalardir. Tirik organizmning
ko’p qismini polimer deb qarash mumkin. Ba’zi moddalar mustahkamlik chegarasi
va Yung moduli qiymati quyidagi jadvalda keltirilgan.

modda ! Yung moduli, GPa ! must. chegarasi, MPa

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
- Po’lat ! 200 ! 500
- Organik shisha ! 3,5 ! 50
- Shishali kapron ! 8 ! 150
- Elastin ! 0,1 - 0,6 MPa ! 5
- Kollogen ! 10 - 100 MPa ! 100
- Suyak ! 10 ! 100
Elastik siqilgan sterjen potensial energiyasi tashqi kuchlar bajargan ishga tengdir
dx
Bunda x -

absalyut uzayish. Guk qonunidan elastik siqilgan sterjen potensial

energiyasi ya’ni deformasiya kvadratiga to’g’ri proporsional bo’ladi. Endi biologik
to’qimalarning mexanik xossalari bilan tanishamiz.
Suyak to’qimasining 2/3 qismi (0,5 hajm) noorganik moddadan (gidro-
silappatit) lardan tashkil topgan. Qolgan qismi organik moddadan kollogendan
(yuqori molekulyar birikmadan) yuksak elastik xossaga ega bo’lgan tolali oqsildan
tashkil topgan. Gidrosilappatit kristalchalari kollogen to’qimalari (fibrilar) orasida
joylashgan. Suyak to’qimalari zichligi 2400 kg/m3
, uning mexanik xossasi yoshga
va organning qismiga qarab turlicha bo’ladi.
Teri - u kollogen tolalaridan, elastin va asosiy to’qima materialidan iborat.
Kollogen quruq massasining 75%, elastin esa 4 % tashkil qiladi.
Elastin - rezina kabi cho`ziladi (300% gacha), kollogen esa kapron tolasiga
o’xshash cho’ziladi (10%). Teri yuqori elastik xossaga ega.
Muskullar - tarkibiga kollogen va elastin tolalaridan tarkib topgan
tutashtiruvchi to’qima kiradi. Shuning uchun ularning mexanik xossalari
polimerlar mexanik xossalariga mos keladi.
Qon tomirlari - to’qimasining mexanik xossalari kollogen, elastin va muskul
tolasining xossalari orqali aniqlanadi.
Odam va hayvonlarning mexanik ishi ko’pgina sabablarga bog’liq bo’lgani
uchun oldindan ishning biror chegaraviy qiymatini ko’rsatish qiyin. Massasi 70 kg
bo’lgan sportchi 1 m. yuqoriga ko’tarilsa, u 0,2 s vaqtda 3,5 kVt quvvatga ega
bo’ladi. Odam gavdasi bajargan ishni quyidagi formula bilan aniqlash mumkin. Massasi 70 kg bo’lgan odam 5 km/soat tezlik bilan yurganda quvvatini 60
Vt ga oshiradi. Tezlik ortishi bilan bu quvvat yana ortadi, ya’ni 7 km /soat
bo’lganda 200 Vt bo’ladi. Velosipedchi 9 km/soat tezlikda 30 Vt, 18 km/soat
tezlikda 120 Vt quvvatga ega bo’ladi. Ko`chish bo’lmaganda ish 0 ga teng, lekin
muskullar toliqishi ish bajarishdan dalolat beradi. Bunday ish muskullar statik
ishi deyiladi. Odam bajargan ish ergometrlarda (veloergometrlar) bilan o’lchanadi.
Jism gorizontal tekislikda o’zgarmas tezlik bilan harakat qilayotganda ish havo
qarshiligi va ishqalanish kuchini yengishga sarflanadi. Chopish paytida
ishqalanishning ta’siri kichik, lekin chopishda ko’p energiya sarflanadi. Energiya
yuguruvchining yuqoriga va pastga harakatiga, yerdan oyoqlar bilan itarilishga,
issiqlik chiqarishga sarf bo’ladi. Bundan tashqari oyoqlarning massasi yuguruvchi
massasining 50% tashkil qilib, u doimiy tezlashib, tormozlanib turadi. Shu sababli
oyoqlar muskullari bajargan ish katta bo’lib, u
formula bilan aniqlanadi. Bunda F - muskul kuchi, d - muskulning ish bajarishga
mos masofasi, m - oyoq massasi.
Chopuvchi tezligi uning o’lchamidan bog’liq emas. Bu hamma hayvonlar
uchun ham o’rinlidir. Odamlar yomon chopuvchilardir, chunki ularning harakatini
oyoqlarida to’plangan muskullar bajaradi. Odamning yarim massasi esa oyoqda.
Shu sababli eng chopqir jonivorlar oyoqlari ingichka bo’lib, asosiy muskullari
gavdada joylashgan. M: straus 23 m/s, bo’ri va quyon 18 m/s ,odam 11 m/s. Katta
mushuklar oyoqlari baquvvat, shu sababli ular tez chopishga emas, balki sakrashga
mo’ljallangan. Ular o’ljani sakrab ushlaydi. Arslon o’zining o’ljasini bir
tashlanishda ushlay olmasa, u yugurmasdan yana kutadi.
Yumshoq biologik materiallar xuddi muskul to’qimalari singari elastik
xossaga ega. Yumshoq materiallar elastomerlarga kiradi, ular suyak materialidan
quyidagilar bilan farq qiladi;
-suyak materiali cho’zilish va siqilish chizig’i to’g’ri chiziqdan iborat bo’lsa,
elastometrniki egri chiziq.
-Yung moduli suyak materiali uchun taxminan 1010
Pa va o’zgarmas bo’lsa,
elastomerniki kuchlanishga qarab 10
5 Pa oralig’ida o’zgaradi,
-
Suyak cho’zilishi 1% atrofida bo’lsa, elastilin 3 karragacha ham cho’zilishi
mumkin.
Deformasiya tirik jonivorlar uchun muhim talablardan biridir.
Barcha tirik jonzod uchun tovushning ahamiyati katta. Ba’zilar uchun bu
aloqa vositasi bo’lsa, boshqalar uchun rivojlanishga ham ta’siri bor. Tovush
deganda chastotasi 16 Gs.dan 20 kGs.gacha bo’lgan elastik to’lqinlar tushuniladi.
Tovush xossalari fizikaning akustika bo’limida o’rganiladi.
Akustika - eng past chastotali tebranishlardan boshlab, o’ta yuqori (10
Gs) chastotali elastik to’lqinlarni o’rganuvchi fizikaning bir bo’limiga aytiladi.
Umuman olganda akustika tovush haqidagi ta’limot bo’lib, odam qulog’i qabul
qila oladigan gazlar, suyuqliklar va qattiq jismlardagi elastik tebranishlar va
garmonik tebranishlar to’plami emas, balki ma’lum chastotalar to’plamiga ega
bo’lgan garmonik tebranishlarning yig’indisidan iboratdir.
T. Berilgan tovushda ishtirok etuvchi tebranishlar chastotalari to’plami tovushning
akustik spektori deyiladi.
Tovushning rang- barangligini tovush tembri deyiladi. Shuning uchun
muzika asboblarini ajratish mumkin. intensivligi juda keng diapozonga ega. Shu sababli logarifmik shkaladan
foydalaniladi. Io ning qiymatini shkalaning boshlangich darajasi qilib olib,
boshka istalgan intensivlikning Io ga nisbatan o`nli logarifmi orqali ifodalash
mumkin. Bu ishni Veber-Fexner amalga oshirgan va shu sababli unga Veber-
Fexnerning psixofizik qonuni deyiladi
Bunda L - tovush qattiqligi deyiladi, K - proporsionallik koeffisenti. Bu
qonunga binoan tovush intensivligi 1000 ga o’zgarsa, uning qattiqligi (lg1000 = 3)
3 marta o’zgaradi. Ikki intensivliklar nisbati Bellarda o’lchanadi. M: 4 B. Qattiqlik
va quloqda og’riq seziladi. Desebellarga asoslanib eshitish sohasini 0 dan 120 dB
oralig’igacha bo’lish mumkin. 120 dB dan yuqorisi shovqin hisoblanadi.Ovoz
chiqarish apparati ovoz bo’ylamlari, yumshoq tanglay, lablar tebranishlari tufayli
hosil bo’ladi. Tovush hosil qilishda havo yo’llari (yutqim, og’iz va burun
bo’shliqlari, o’pka, bronx, traxeya ) ishtirok qiladi. Ovozni qabul qiluvchi organ
quloqdir. Quloqda menbrana mavjud bo’lib, uning asosiy qismi har xil uzunlik va
qalinlikda bo’lgan elastik tolalardan iborat, ularning soni 20 mingdan ortiq bo’ladi.
Tovushni sezish qattiqlikdan tashqari yuksaklik bilan ham
xarakterlanadi.T.Tovush yuksakligi - tovush sifatini aniqlovchi xarakteristika
bo’lib, odamning eshitish organi orqali subyektiv ravishda aniqlanadi va u
chastotadan bog’liqdir. Chastota oshishi bilan yuksaklik oshadi, ya’ni tovush
"yuqori" bo’ladi. Tembr esa tovush energiyasining chastotaga qarab
taqsimlanishini xarakterlaydi.
Tovush ham yorug’lik kabi ko’plab informasiya manbaidir. Shuning uchun
ichki organlarning funksiyasi buzulsa, tovush ham o’zgaradi. Kasallik
diagnostikasida tarqalgan tovushiy usuli - auskultasiya (bemorni eshitib ko’rish)
eramizgacha bo’lgan 2 asrdan beri ma’lum. Auskultasiya uchun stetaskop yoki
fanendaskopdan foydalaniladi.
O’pkalar auskultasiyasida nafas shovqinlari, kasallik uchun xarakterli
bo’lgan xirillashlarni tinglaydilar. Xuddi shunday yurak faoliyatini eshitish
mumkin. Yana bir tovush usuli - perkussiya - tiqqillatib ko’rish. Organizmning
turli qismlarini bolg’acha yoki qo’l bilan tiqqillatib ko’rishda majburiy tebranishlar
yuzaga keladi. Bu tovushga perkuter tovush deyiladi. Yumshoq joyga (muskul,
yog’, teri) urganda qisqa to’lqin hosil bo’ladi va tez yutiladi. Agar elastik qismiga
urilsa rezonans bo’lib, perkuter tovush kuchayishi mumkin va u ancha baland
tovush hosil qiladi. Agar organizmda potologik o’zgarishlar bo’lsa tovush
o’zgaradi.
Hayvonlar tovush chiqarish organlari turlichadir. Ular tovushdan ov qilish,
aloqa vaositalarida ishlatadi. Hamma hayvonlarda ham ovoz chiqarish organlari
mavjud emas. Shu sababli ovoz chiqarish uchun ular boshqa organlardan
foydalanadi (qanotlar, oyoqlar va hakazo).

Foydalanilgan adabiyotlar:

1. Biofizika darslik (M.I.Bazarbayev) 2018
2. Internet saytlari:1)https://www.hospital-partners.ru/ergometriya.html
2)https://assuta-hospital.com/kardiologija-v-3)izraile/ergometrija.aspx
4)https://assuta-hospital.com/kardiologija-v- izraile/ergometrija.aspx.