4.对肌肉活动影响:
冷刺激肌肉后的三期反应可有肌电位改变而确定,首先远端小的肌群活动性增高而出现跳动.第二期显示活动性相对减弱.长时间冷作用则出现第三期,近端肌群活动电位增高,并出现肌肉震颤.最初冷有刺激效应,因此增加一些运动单位随意活动的可能性.长时间冷的作用可供肌梭传入纤维和α-运动神经元的活动受到抑制,而使肌张力下降,冷还明显的限制肌梭活动的交感神经支配,由此产生的刺激阈升高,可使痉挛病人肌张力下降,抽搐受抑制和牵张反射降低.局部冷冻使神经肌肉的化学物质传递减慢,因而肌肉的收缩期、松驰期及潜伏期均延长,降低肌张力,肌肉收缩与松弛的速度而缓解肌痉挛.
3.对神经系统的影响 持续的冷作用皮肤感受器后,首先引起兴奋,以后抑制,最后麻痹,使神经传导速度减慢,以至暂时丧失功能.病人首先感觉冷,以后有烧灼及刺痛感 ,再后才止痛.由于感觉敏感性降低,而有镇痛麻醉作用.在皮肤外感受器受的刺激下,可影响α-运动神经元的活动,使肌张力降低,而达到解痉并减痉挛性疼痛.动物实验证明,冷冻使轴突反射减弱.当温度降低至6℃时,运动神经即受到抑制;降至1℃时,感觉神经也被抑制.但瞬时冷冻刺激对神经有兴奋作用.
2.对血管的影响 组织致冷的直接结果是冷引起的血管收缩,这是由皮肤冷感受器经局部和交感性反应引起的组织缺血.这些反应可由于轴突反射和中枢神经系统反应.这时中心温度暂时性轻度上升,因此整个机体的热消耗能够被抑制.冷去除后出现血循环增多,即反应性充血状态,其后皮温亦渐回升.冷使周围血管收缩后,明显地减少外周血流量,并改变血管的通透性.有助于减少渗出,防止水肿.冷引起的血管运动反应代谢抑制,使血肿,创伤性和炎症性水肿消减并抑制淋巴的生长.但长时间冷冻可继而引起血管扩张反应.
冷冻达一定深度时,可使血管内膜增生,致管腔狭窄,以及血栓形成,但对大血管的影响很小.
人体对冷刺激的反应包含局部反应和全身反应应,局部组织的降温是其生物学效应的基础.
1.对局部组织的影响 局部冷冻首先引起皮、皮下、肌肉和关节等温度下降.皮肤表面温度在应用冰袋20分钟后达13℃,水浴后达8℃,用冷冻胶后甚至达4℃,且在接触冰6分钟后就已出现.将冰袋放在人体腓肠肌部位,可使局部皮温降低22℃;皮下温度降低13℃;肌肉温度降低10℃左右.腹部冰敷30分钟,可使腹膜间区温度降低4-8℃左右.其作用强度与体质、年龄、皮肤厚度、皮肤散热、作用物质、参与反应部分的热传导,比热及作用时间和面积有关.
组织细胞因寒冷破坏的临界温度一般在-20℃左右,但不同的组织存在很大差异.如骨组织和皮肤角质层对冷冻具有一定抵抗力.冷冻使局部组织细胞破坏的机制是:细胞脱水,电解质浓缩到有害程度,pH降低,细胞内外形成冰晶,类脂蛋白复合体变性,血流淤滞及低温休克等.冷冻后的复温过程对组织细胞同样有破坏作用.
3.温差电制冷法 即利用直流电通过两种不同的导体或半导体交换处所产生的温差,就是利用帕尔贴效应(Peltier effect)产生低温的冷制方法.用几级串联i法可获得更好的制冷效应.
有人用三级温差电制冷,可达-123℃的低温.
2.节流膨胀制冷法 按焦耳一汤姆逊效应(Joule-Thomson effect)使高压气体或液体通过阀门或小孔而绝热膨胀产生低温的方法.在室温下节流膨胀制冷决定于所用气体是否高于“转化温度”.高于室温的二氧化碳、氮等经节流膨胀时产生冷却效应;低于室温的氢,氦等经阀门膨胀时,气体温度反而升高.
产生低温的方法很多,目前医疗上常用的冷冻疗法有:
1.利用冷冻的物质或相变制冷法 是利用低温物质或冷冻剂物理状态(固态、液态、气态)的变化过程所发生的吸热,如溶解热,升华热,气化热,使周围介质冷却而制冷.
(1)一般简便的方法可用冷水或井水(12-14℃)洗涤,洗澡,冲洗,淋浴,浸泡,敷贴,灌注等.直接用冰作用强,可用冰块轻触按摩;也可用冰冻毛巾(盐水湿透后放冰箱冷冻的毛巾).或带碎冰的毛巾(毛巾放入少水多冰的冰糊中然后取出)包裹、包扎或压迫;或用装入碎冰袋敷贴;也可将肢体浸入冰水中(冰和水以1:1混合)浸泡.冰水在导管内循环作用体外或腔内循环冷却等.此外还可用冷的泥类包裹,冷空气吹风等.
(2)利用溶解过程(固态→液态)制冷法有冰及冰的混合物,即冰盐合剂,如三份冰和一份食盐可产生-20℃低温;二份冰和一份浓硝酸(须事先放在冰箱中冷却)可达56℃低温.用时必须将冰和盐捣碎,并充分混合,才能达到前述温度.冰盐冷剂在医疗上已很少采用.
(3)利用升华过程制冷 有二氧化碳(干冰),温度-78.9℃,由于其导热力差,应将它混在一种适当的液体(如丙酮、酒精、三氯乙烯等)中使用.
(4)利用蒸发过程制冷法 如氯热乙烷喷酒制冷.常用的还有液氮,二氧化碳等.一些液化气体在大气压下的蒸发温度见表
各种液化气体的致冷温(℃)
氯乙烷 |
+12.2 |
氧化氮 |
-88.5 |
氟里昂114 |
+3.8 |
氧化亚氮 |
-151.0 |
异丁烷 |
-10.2 |
氧 |
-182.9 |
一氧化甲烷 |
-23.8 |
一氧化碳 |
-191.5 |
氟 里昂12 |
-29.8 |
空气 |
-195.0 |
氨 |
-33.4 |
氮 |
-195.8 |
氟 里 昂22
|
-40.8 |
氢 |
-252.9 |
二氧化碳 |
-78.9 |
氦 |
-268.9 |
1.我国航天技术有什么显著的成果?
4. 高压锅的工作过程中涉及哪些热学知识?等问题.
对于航天技术的物态变化可以提出:
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