Плотность гвоздя: Плотность вещества – как определить и чему равна?

alexxlab | 14.01.1986 | 0 | Разное

Содержание

Плотность вещества – как определить и чему равна?

Статья находится на проверке у методистов Skysmart.
Если вы заметили ошибку, сообщите об этом в онлайн-чат
(в правом нижнем углу экрана).

Масса

Начнем с самого сложного — с массы. Казалось бы, это понятие мы слышим с самого детства, примерно знаем, сколько в нас килограмм, и ничего сложного здесь быть не может. На самом деле, все сложнее.

В Международном бюро мер и весов в Париже есть цилиндр массой один килограмм. Материал этого цилиндра — сплав иридия и платины. Его масса равна одному килограмму, и этот цилиндр — эталон для всего мира.


Высота этого цилиндра приблизительно равна 4 см, но чтобы его поднять, нужно приложить немалую силу. Необходимость эту силу прикладывать обуславливается инерцией тел и математически записывается через второй закон Ньютона.

Второй закон Ньютона

F = ma

F — сила [Н]

m — масса [кг]

a — ускорение [м/с2]

В этом законе массу можно считать неким коэффициентом, который связывает ускорение и силу. Также масса важна при расчете силы тяготения. Она является мерой гравитации: именно благодаря ей тела притягиваются друг к другу.

Закон Всемирного тяготения

F = GMm/R2

F — сила [Н]

M — масса первого тела (часто планеты) [кг]

m — масса второго тела [кг]

R — расстояние между телами [м]

G — гравитационная постоянная

G = 6.67 × 10-11 м3 кг-1 с-2

Когда мы встаем на весы, стрелка отклоняется. Это происходит потому, что масса Земли очень большая, и сила тяготения буквально придавливает нас к поверхности. На более легкой Луне человек весит меньше в шесть раз. Когда думаешь об этом, хочется взвешиваться исключительно на Луне🙃

Откуда берется масса

Физики убеждены, что у элементарных частиц должна быть масса. Доказано, что у электрона, например, масса есть. В противном случае они не могли бы образовать атомы и всю видимую материю.

Вселенная без массы представляла бы собой хаос из различных излучений, двигающихся со скоростью света. Не существовало бы ни галактик, ни звезд, ни планет. Здорово, что это не так, и у элементарных частиц есть масса. Только вот пока непонятно, откуда эта масса у них берется.

Мужчину на этой фотографии зовут Питер Хиггс. Ему мы обязаны за предположение, экспериментально доказанное в 2012 году, что массу всех частиц создает некий бозон.


Источник: Википедия

Бозон Хиггса невозможно представить. Это точно не частица в форме шарика, как обычно рисуют электрон в учебнике. Представьте, что вы бежите по песку. Бежать ощутимо сложно, как будто бы увеличилась масса. Частицы пробираются в поле Хиггса и получают таким образом массу.

Объем тела

Объем — это физическая величина, которая показывает, сколько пространства занимает тело.3]

Плотность зависит от температуры, агрегатного состояния вещества и внешнего давления. Обычно если давление увеличивается, то молекулы вещества утрамбовываются плотнее — следовательно, плотность больше. А рост температуры, как правило, приводит к увеличению расстояний между молекулами вещества — плотность понижается.

Маленькое исключение

Исключение составляет вода. Так, плотность воды меньше плотности льда. Объяснение кроется в молекулярной структуре льда. Когда вода переходит из жидкого состояния в твердое, она изменяет молекулярную структуру так, что расстояние между молекулами увеличивается. Соответственно, плотность льда меньше плотности воды.

Ниже представлены значения плотностей для разных веществ. В дальнейшем это поможет при решении задач.

Твердое вещество

кг/м3

г/см3

Платина

21500

21,5

Золото

19300

19,3

Вольфрам

19000

19,0

Свинец

11400

11,4

Серебро

10500

10,5

Медь

8900

8,9

Никель

8800

8,8

Латунь

8500

8,5

Сталь, железо

7900

7,9

Олово

7300

7,3

Цинк

7100

7,1

Чугун

7000

7,0

Алмаз

3500

3,5

Алюминий

2700

2,7

Мрамор

2700

2,7

Гранит

2600

2,6

Стекло

2600

2,6

Бетон

2200

2,2

Графит

2200

2,2

Лёд

900

0,9

Парафин

900

0,9

Дуб (сухой)

700

0,7

Берёза (сухая)

650

0,65

Пробка

200

0,2

Платиноиридиевый сплав

21500

21,5

Жидкость

кг/м3

г/см3

Ртуть

13600

13,6

Мёд

1300

1,3

Глицерин

1260

1,26

Молоко

1036

1,036

Морская вода

1030

1,03

Вода

1000

1

Подсолнечное масло

920

0,92

Нефть

820

0,82

Спирт

800

0,8

Бензин

700

0,7

Газ

кг/м3

Хлор

3,22

Озон

2,14

Пропан

2,02

Диоксид углерода

1,98

Кислород

1,43

Воздух

1,29

Азот

1,25

Гелий

0,18

Водород

0,09

Где самая большая плотность?

Самая большая плотность во Вселенной — в черной дыре. Плотность черной дыры составляет около 1014 кг/м3

Онлайн-курсы физики в Skysmart не менее увлекательны, чем наши статьи!

Средняя плотность

В школьном курсе чаще всего говорят о средней плотности тела. Дело в том, что если мы рассмотрим какое-нибудь неоднородное тело, то в одной его части будет, например, большая плотность, а в другой — меньшая.

Если вы когда-то делали ремонт, то знакомы с такой вещью, как цемент. Он состоит из двух веществ: клинкера и гипса. Значит нам нужно отдельно найти плотность гипса, плотность клинкера по формуле, указанной выше, а потом найти среднее арифметическое двух плотностей. Можно сделать так.

А можно просто массу цемента разделить на объем цемента и мы получим ровно то же самое. Просто в данном случае мы берем не массу и объем вещества, а массу и объем тела.

Формула плотности тела

р = m/V

р — плотность тела [кг/м^3]

m — масса тела [кг]

V — объем тела [м^3]

Решение задач: плотность вещества

А теперь давайте тренироваться!

Задача 1

Цилиндр 1 поочерёдно взвешивают с цилиндром 2 такого же объёма, а затем с цилиндром 3, объем которого меньше (как показано на рисунке).


Какой цилиндр имеет максимальную среднюю плотность?

Решение:

Плотность тел прямо пропорциональна массе и обратно пропорциональна объему:

р = m/V

Исходя из проведенных опытов можно сделать следующие выводы:

1) масса первого цилиндра больше массы второго цилиндра при одинаковом объеме. Значит плотность первого цилиндра выше плотности второго.

2) масса первого цилиндра равна массе третьего цилиндра, объем которого меньше. Следовательно, плотность третьего цилиндра больше плотности первого цилиндра.

Таким образом, средние плотности цилиндров:

р2 < р1 < р3

Ответ: 3.

Задача 2

Шар 1 последовательно взвешивают на рычажных весах с шаром 2 и шаром 3 (как показано на рисунке). Для объёмов шаров справедливо соотношение V1 = V3 < V2.


Какой шар имеет максимальную среднюю плотность?

Решение:

Из рисунка ясно, что масса шаров 1 и 2 равна — следовательно, плотность второго шара меньше, чем первого.3

Плавание тел

Почему шарик с гелием взлетает? Или мяч при игре в водное поло не тонет?

Жидкости и газы действуют на погруженные тела с выталкивающей силой. Подробно это явление рассматривают в теме «‎Сила Архимеда»‎. Если говорить простым языком: если плотность тела, погруженного в воду, больше плотности воды — тело пойдет ко дну. Если меньше – оно всплывет на поверхность.

Задача 1

Стальной шарик в воде падает медленнее, чем в воздухе. Чем это объясняется?

Решение:

Плотность воды значительно выше, чем воздуха, поэтому стальной шарик в воде падает медленнее

Задача 2

В таблице даны плотности некоторых твердых веществ. Если вырезать из этих веществ кубики, то какие кубики смогут плавать в воде? Плотность воды — 1000 кг/м3.

Название вещества

Плотность вещества, кг/м3

Алюминий

2700

Парафин

900

Плексиглас

1200

Фарфор

2300

Сосна

400

Решение:

Плавать будут кубики, плотность которых меньше плотности воды, то есть сделанные из парафина или сосны.

Физика 7 класс. Плотность :: Класс!ная физика

Физика 7 класс. ПЛОТНОСТЬ

Одинаковые объемы жидкостей или газов , такие же по объему твердые тела / из пластика, резины, дерева, металлов и др./ имеют совершенно различный вес. Говорят, что разные вещества обладают различной плотностью.
Плотность вещества зависит:
от массы атомов, из которых оно состоит, и от плотности упаковки атомов и молекул в веществе.
Чем больше масса атомов, тем больше плотность. Сравнивая алюминий и железо, железо и ртуть мы убеждаемся, что так оно и есть.
Но, если рассматривать одно и то же вещество в разных агрегатных состояниях, то мы увидим , что плотность его будет разной!
Твердое тело. Атомы прочно связаны друг с другом и очень плотно упакованы. Поэтому вещество,находящееся в твердом состоянии имеет наибольшую плотность.
Жидкое состояние. Плотность упаковки атомов и молекул по прежнему высока, поэтому плотность вещества находящегося в жидком состоянии не очень сильно отличается от твердого состояния.
Газ. Молекулы имеют очень слабую связь друг с другом и удаляются друг от друга на большое расстояние. Плотность упаковки очень низкая, соответственно, вещество в газообразном состоянии обладает небольшой плотностью.

Обычно твердые тела тонут в своих расплавах. Например, кусок сливочного масла утонет в топленом масле, железный гвоздь тонет в расплавленном железе.

При переходе вещества в газообразное состояние его плотность уменьшается примерно в 1000 раз (см. таблицу плотностей газов)

НО, НЕТ ПРАВИЛ БЕЗ ИСКЛЮЧЕНИЯ!

Образующийся зимой лед не тонет, а плавает на поверхности воды, т.к. плотность льда меньше плотности воды. Иначе все водоемы зимой наполнялись бы льдом ,и в них не могли бы существовать живые организмы.

Устали? – Отдыхаем!

Рекомендации по подбору дюбель-гвоздя в зависимости от типа работ.

Универсальные гвозди по бетону металлу кирпичу

 

Тип: СN

Длина: 15 – 65 мм

Шляпка: 6,0 – 6,5 мм

Кол-во в кассете: 10 штук

 

 

При пристрелки различных материалов допускается различное заглубление гвоздя относительно поверхности монтируемого изделия:

 

1) Если пристреливать металлический профиль или трубный крепеж – шляпка гвоздя может как заглубляться до поверхности изделия, так и останавливаться заранее, используя пластиковую кассету как поджимной демпфер.

 

2) В случае пристрелки пластиковых изделий, длину гвоздя подбирать надо так, чтобы он останавливался заранее и использовал пластиковую кассету как поджимной демпфер, в противном случае металлическая шляпка может разбить пластик.

 

3) При пристрелке фанеры или деревянного бруска гвоздь можно подобрать так, чтобы он доходил шляпкой до поверхности материала или даже утапливался в него.

 

 

                        

Материал основания

Гвозди по бетону

2.7 smooth EG

Гвозди по бетону, металлу

3.05 step EG усиленный

Гвозди по бетону 

3,68 EG усиленный

Бетон:

Рекомендованное заглубления гвоздя в различном по плотности бетоне

М 250

25 – 28 мм

25 – 28 мм

 

М 350

20 – 22 мм

20 – 22 мм

 

М 400

15 – 20 мм

15 – 20 мм

 

М 500

15 – 18 мм

15 – 18 мм

 

М 700

 

13 – 16 мм

 

М 800

 

13 – 16 мм

 

Сталь:

Рекомендованное заглубления гвоздя в массивном металле

350 -500  N/mm2

 5 – 6 мм

 6 – 7 мм

 

 

 

Материал основания

Гвозди по бетону

2.7x smooth EG

Гвозди по бетону

3.05x step EG усиленный

Гвозди по бетону 

3,68 EG усиленный

1. Металлический профиль толщиной до 2,5 мм:

К бетону:

Рекомендованная длина гвоздя в различном по плотности бетоне

М 250

2.7×30 smooth EG

 

 

М 350

2.7×25 smooth EG

3.05×25 step EG усиленный

 

М 400

2.7×22 smooth EG

3.05×22 step EG усиленный

 

М 500

2.7×19 smooth EG

3.05×19 step EG усиленный

 

М 700

2.7×17 smooth EG

3.05×19 step EG усиленный

 

М 800

 

3.05×15 step EG усиленный

 

К металлу:

Рекомендованная длина гвоздя в массивном металле

350 -500  N/mm2

 2.7×17 smooth EG

3.05×15/13 step EG усиленный

 

2. Пластиковая площадка под хомут:

К бетону:

Рекомендованная длина гвоздя в различном по плотности бетоне

М 250

2.7×30 smooth EG

3.05×32 step EG усиленный

 

М 350

2.7×25 smooth EG

3.05×25 step EG усиленный

 

М 400

2.7×25 smooth EG

3.05×25 step EG усиленный

 

М 500

2.7×22 smooth EG

3.05×22 step EG усиленный

 

М 700

2.7×17 smooth EG

3.05×19 step EG усиленный

 

М 800

 

3.05×15 step EG усиленный

 

К металлу:

Рекомендованная длина гвоздя в массивном металле

350 -500  Н/мм2

 2.7×17 smooth EG

3.05×15 step EG усиленный

 

3. Фанера 12 мм:

К бетону:

Рекомендованная длина гвоздя в различном по плотности бетоне

М 250

2.7×40 smooth EG

 

 

М 350

2.7×30 smooth EG

3.05×32 step EG усиленный

 

М 400

2.7×30 smooth EG

3.05×32 step EG усиленный

 

М 500

2.7×30 smooth EG

3.05×32 step EG усиленный

 

М 700

2.7×22 smooth EG

3.05×25 step EG усиленный

 

М 800

2.7×17 smooth EG

3.05×19 step EG усиленный

 

К металлу:

Рекомендованная длина гвоздя в массивном металле

350 -500  Н/мм2

2.7×17 smooth EG

3.05×19 step EG усиленный

 

3.1. Брус  30 мм:

К бетону:

Рекомендованная длина гвоздя в различном по плотности бетоне

М 250

 

 

3.68/60

М 350

 

 

3.68/50

М 400

2.7×40 smooth EG

 

3.68/50

М 500

2.7×40 smooth EG

 

 

М 700

2.7×40 smooth EG

 

 

М 800

2.7×40 smooth EG

 

 

К металлу:

Рекомендованная длина гвоздя в массивном металле

350 -500  Н/мм2

 

 

 

                       

 

 

Рекомендации по подбору гвоздей для газовых монтажных пистолетов по бетону Toua.

Подходят для большинства газовых и пневматических монтажных пистолетов различных производителей.

Длина гвоздей 13 – 65 мм

Диаметр гвоздей 2,7; 3,05; 3,65 мм

Диаметр шляпки 6,3 мм

При подборе гвоздей для газовых монтажных пистолетов следует помнить, что этот инструмент всегда забивает гвоздь в бетон с одинаковой энергией удара 90 – 120 Дж, в зависимости от модели инструмента. В связи с этим гвоздь по бетону одной длины может по разному заглубляться в разные по плотности материалы и держать различные нагрузки на вырыв.

Для того чтобы облегчить Вам  задачу по выбору  гвоздей по бетону мы предлагаем воспользоваться таблицами, расположенными ниже. В таблице №1 показано рекомендованное заглубление различных типов гвоздей в бетон разных марок, при которых каждый забитый в бетон без сколов гвоздь будет выдерживать нагрузку на вырыв от 50 кг и выше. В Таблице №2 мы предлагаем вам информацию по подбору типа и длины гвоздя в зависимости от нескольких типовых задач по прямому монтажу к бетону или металлу.

Так же стоит помнить, что при некоторых работах – например пристрелка пластиковых площадок для стяжек, не требуется полное заглубление гвоздя в материал. Если гвоздь будет заглубляться слишком сильно, то он разобьет пластиковое изделие своей шляпкой. Для таких работ необходимо подобрать длину гвоздя так, чтобы он не добивался до поверхности изделия, а кассета гвоздя, сделанная из эластичного пластика сминалась между изделием и шляпкой гвоздя и выполняла функцию поджимного демпфера, плотно прижимая прибиваемую площадку из пластика к поверхности бетона.

 

Таблица 1. Рекомендации по подбору крепежа.

Материал основания

Гвозди по бетону

2.7x smooth EG

Гвозди по бетону

3.05x step EG усиленный

Гвозди по бетону и стали  ASH-3.0х

Бетон:

Рекомендованное заглубления гвоздя в различном по плотности бетоне

М 250

25 – 28 мм

25 – 28 мм

25 – 28 мм

М 350

20 – 22 мм

20 – 22 мм

20 – 22 мм

М 400

15 – 20 мм

15 – 20 мм

15 – 20 мм

М 500

15 – 18 мм

15 – 18 мм

15 – 18 мм

М 700

 

13 – 16 мм

13 – 16 мм

М 800

 

 

12 – 15 мм

Сталь:

Рекомендованное заглубления гвоздя в массивном металле

350 -500  N/mm2

 

 

6 – 7 мм

 

Таблица 2. Рекомендации по подбору крепежа в зависимости от толщины прибиваемого изделия:

Материал основания

Гвозди по бетону

2.7x smooth EG

Гвозди по бетону

3.05x step EG усиленный

Гвозди по бетону и стали  ASH-3.0х

Металлический профиль толщиной до 2,5 мм:

Бетон:

Рекомендованная длина гвоздя в различном по плотности бетоне

М 250

2.7×30 smooth EG

 

 

М 350

2.7×25 smooth EG

3.05×25 step EG усиленный

 

М 400

2.7×22 smooth EG

3.05×22 step EG усиленный

 

М 500

2.7×19 smooth EG

3.05×19 step EG усиленный

ASH-3.0/20

М 700

 

 

ASH-3.0/15

М 800

 

 

ASH-3.0/15

Сталь:

Рекомендованная длина гвоздя в массивном металле

350 -500  N/mm2

 

 

ASH-3.0/15

Пластиковая площадка под хомут:

Бетон:

Рекомендованная длина гвоздя в различном по плотности бетоне

М 250

2.7×30 smooth EG

3.05×32 step EG усиленный

 

М 350

2.7×25 smooth EG

3.05×25 step EG усиленный

 

М 400

2.7×25 smooth EG

3.05×25 step EG усиленный

 

М 500

2.7×22 smooth EG

3.05×22 step EG усиленный

ASH-3.0/20

М 700

 

3.05×19 step EG усиленный

ASH-3.0/20

М 800

 

 

ASH-3.0/15

Сталь:

Рекомендованная длина гвоздя в массивном металле

350 -500  Н/мм2

 

 

ASH-3.0/15

Фанера 12 мм:

Бетон:

Рекомендованная длина гвоздя в различном по плотности бетоне

М 250

2.7×40 smooth EG

 

 

М 350

2.7×30 smooth EG

3.05×32 step EG усиленный

 

М 400

2.7×30 smooth EG

3.05×32 step EG усиленный

 

М 500

2.7×30 smooth EG

3.05×32 step EG усиленный

 

М 700

 

3.05×25 step EG усиленный

 

М 800

 

 

ASH-3.0/20

Сталь:

Рекомендованная длина гвоздя в массивном металле

350 -500  Н/мм2

 

 

ASH-3.0/15

Брус  30 мм:

Бетон:

Рекомендованная длина гвоздя в различном по плотности бетоне

М 250

 

 

ASH-3.0/60

М 350

 

 

ASH-3.0/50

М 400

2.7×40 smooth EG

 

ASH-3.0/50

М 500

2.7×40 smooth EG

 

 

М 700

 

 

 

М 800

 

 

 

Сталь:

Рекомендованная длина гвоздя в массивном металле

350 -500  Н/мм2

 

 

 

 

При пристрелки различных материалов допускается различное заглубление гвоздя относительно поверхности монтируемого изделия.:

1) Если пристреливать металлический профиль или трубный крепеж – шляпка гвоздя может как заглубляться до поверхности изделия, так и останавливаться заранее, используя пластиковую кассету как поджимной демпфер.

2) В случае пристрелки пластиковых изделий, длину гвоздя подбирать надо так, чтобы он останавливался заранее и использовал пластиковую кассету как поджимной демпфер, в противном случае металлическая шляпка может разбить пластик.

3) При пристрелке фанеры или деревянного бруска гвоздь можно подобрать так, чтобы он доходил шляпкой до поверхности или даже утапливался в нее.

Архимедова сила — урок. Физика, 7 класс.

Почему в воде человека легко удержать на руках, а при выходе из воды он становится тяжёлым? 

Почему огромный железный корабль плывёт, а железный гвоздь тонет?

Почему пенопласт трудно удержать под водой?

 

Если тело находится в жидкости или газе, то на него действует сила, направленная противоположно силе земного притяжения, которая называется архимедовой силой.

Архимед (287-212 гг. до н.э.)

 

 

1. Если архимедова сила больше силы тяжести, то тело будет подниматься из жидкости — всплывать. В случае с газом это проявляется как поднятие вверх, например, наполненного гелием воздушного шарика.

 

2. Если архимедова сила равна силе тяжести, то их общая сила равна \(0\), и тело может находиться в равновесии в любом месте жидкости.

 

3. Если архимедова сила меньше силы тяжести, то тело будет опускаться на дно — тонуть.

 

 

 

Если тело полностью погружено в жидкость или находится в газе, то архимедова сила равна весу жидкости или газа в объёме, вытесненном телом.

 


Архимедова сила вычисляется по формуле: 

FA=ρжидкости⋅g⋅Vтела.

 

Почему?

  

P=mg, где \(m\) — масса жидкости, m=ρж⋅V, поэтому вес вытесненной жидкости равен P=ρж⋅V⋅g, архимедова сила равна этому весу.

 

Из формулы можно сделать выводы:  

1. Если плотность тела меньше плотности жидкости, то архимедова сила больше веса тела, и тело всплывает (и после этого плавает на поверхности жидкости).
 

2. Если плотность тела равна плотности жидкости, то архимедова сила равна весу тела, и тело плавает внутри жидкости.
 

3. Если плотность тела больше плотности жидкости, то архимедова сила меньше веса тела — и тело тонет.

Корабли изготавливают из стали, но внутри них много воздуха, и поэтому общая плотность корабля меньше плотности воды. 

 

Подводная часть корабля занимает большой объём, она вытесняет так много воды, что подъёмная сила становится достаточно большой, чтобы корабль не тонул.

 

Длина корабля «Silver Shadow» — \(186\) метров, осадка — \(6,12\) метров. Общая масса корабля — \(28\) \(258\) тонн.

 

Современная подводная лодка, которая может опускаться на глубину до \(40\) метров

 

Средняя плотность подводной лодки регулируется количеством воды в камерах: если они наполняются водой, то подводная лодка ныряет, а когда вода заменяется сжатым воздухом — лодка всплывает.

 

16 Средний уровень

1. а) В какой воде и почему легче плавать — в морской или речной? Почему?

Архимедова сила в обоих случаях одинакова — она равна весу пловца, но в морской воде плавать легче, так как плотность ее выше. Поэтому относительно бóльшая часть тела пловца находится над ее поверхностью по сравнению с речной водой.

б) Вычислите выталкивающую силу, действующую на гранитную глыбу, если она при полном погружении в воду вытесняет 0,8 м3 воды.


2. а) Первоклассник и десятиклассник нырнули в воду. Кого вода выталкивает сильнее? Почему?

Десятиклассника, т.к. объем тела больше. Fарх = pgV

б) Тело массой 500 г при полном погружении вытесняет 600 см3 жидкости. Будет ли оно плавать в воде? в керосине?


3. а) Яйцо тонет в пресной воде, но плавает в соленой (см. рисунок). Почему?

Поскольку плотность соленой воды выше, тела тонущие в пресной воде, могут плавать в соленой, если их плотность р больше плотности пресной воды, но меньше плотности соленой.

б) Определите объем куска алюминия, на который в керосине действует выталкивающая сила, равная 12 Н.

4. а) Приведите примеры, которые подтверждают существование выталкивающей силы, действующей на тела, погруженные в жидкость или газ.

Корабли, суда, подводные лодки, пенопласт.

б) Какова плотность тела, если выталкивающая сила при полном погружении этого тела в воду превышает силу тяжести в два раза?


5. а) В сосуд с ртутью опустили железную гайку. Утонет ли гайка? Почему?

Гайка будет плавать, так как p ртути > p железа.

б) При полном погружении в жидкость на тело объемом 5 дм3 действует выталкивающая сила 40 Н. Какой может быть эта жидкость?


6. а) Почему гвоздь в воде тонет, а тяжелая металлическая яхта нет (см. рисунки)?

Потому, что вес воды, вытесненной судном, равен весу судна, а вес воды, вытесненной гвоздем, меньше веса гвоздя, т. к. плотность материала, из которого он сделан, больше плотности воды.

б) Плот площадью 6 м2 плывет по реке. После того как на него поместили груз, его погружение в воду увеличилось на 15 см. Каков вес помещенного на плот груза?


7. а) Почему камень в воде легче поднимать, чем в воздухе?

В воде на камень действует Архимедова сила

б) На сплошное тело массой 500 г, полностью погруженное в воду, действует выталкивающая сила 2 Н. Какова плотность этого тела?


8. а) Одинаковая ли выталкивающая сила действует на водолаза при погружении его на разную глубину?

Выталкивающие силы, действующие на тела, не зависят от глубины погружения тела. Fарх = pgV

б) Судно, погруженное в пресную воду до ватерлинии, вытесняет 15000 м3 воды. Вес судна 50 МН. Чему равен вес груза?

транспорт, логистика, таможня от компании China Logist

« Назад

Что дешевле в доставке 1 кг ваты или 1 кг гвоздей?

Помните хитрую задачку из детства «Что тяжелее 1 кг ваты или 1 кг гвоздей?». Самый быстрый и логичный скажет: «Одинаково!» и будет прав.

Но для грузоперевозчиков все не так просто и очевидно. Если слегка перефразировать, задачка станет вполне логистической: «ЧТО ДЕШЕВЛЕ в ДОСТАВКЕ КГ ВАТЫ или КГ ГВОЗДЕЙ?», вес то один. Давайте разберемся.

Стобы картина стала наглядней представим не 1 кг, а тонну. Дело в том, что тонна гвоздей, относительно ваты займёт очень маленький объём. И для её перевозки потребуется маленькое транспортное средство (либо в большом будет свободное место и можно планировать сборные грузы из Китая). Но даже прессованная тонна ваты потребует большой транспорт, что однозначно увеличит расходы. Т.е. доставить тонну гвоздей будет гораздо дешевле, чем тонну ваты.

Вот и выходит, что кг не равен кг, а тонна тонне, когда транспортируются грузы из Китая или другой страны.

Рассчет доставки грузоперевозчиками

Какими РАСЧЁТАМИ пользуются перевозчики?

Помимо веса на стоимость перевозки влияет еще такая характеристика, как плотность груза. Вспоминаем школьные уроки физики. Тема – плотность тела. Вопросы перевозчика о размерах груза и объеме, не просто праздное любопытство.

Плотность тела (груза) равна отношению массы тела к его объёму.
Например:
— Готовится к отправке груз массой 20 кг,
— Габариты груза 0,5 м * 0,5 м * 0,5 м.
— Т.е. объем груза составляет 0,125 м3
— Рассчитываем плотность груза: 20 кг / 0,125 м3 = 160 кг/м3.

Правило плотности груза

В грузоперевозках существует правило: если плотность груза меньше 100 кг/м3, то плата взимается за объем. А если больше 100 кг/м3 – тогда плата взимается за вес.

В примере плата за перевозку будет взиматься за вес, т.е. за каждый кг груза.

Как экономно доставить объемный товар

Но если все-таки товар объемный, например, подушки или одеяла, есть ли возможность сэкономить и платить не за объем, а по весу? Для оптимизации транспортных расходов подобных грузов используют вакуумную упаковку. Сделаем два наглядных расчета.

Предположим, что везём пуховые одеяла общим весом с упаковкой 90 кг и объёмом 1,5 м3.
Рассчитаем плотность, кг/м3: 90/1,5 = 60
Ставка на доставку объёмных грузов с коэффиц. плотности 20-100 кг/м3 = 260 $/м3.
Итого доставка: 1,5 м3 * 260 $/м3 = 390 $

Пакуем одеяла в вакуумную упаковку, чем сжимаем до объёма в 0,5 м3 и повторяем расчёт:
Рассчитаем плотность, кг/м3: 90/0,5 = 180
Ставка на доставку грузов с коэффиц.плотности 161-180 кг/м3 = 1,9 $/кг.
Итого доставка: 90 кг * 1,9 $/кг = 171 $

Рассчеты наглядно показывают, что перевозка объемных товаров значительно дороже транспортировки грузов по весу. Возвращаясь к первому вопросу статьи – Что дешевле в доставке кг ваты или кг гвоздей? – после всех примеров и расчетов ответ должен быть очевиден.

Плотность ногтей: Физика: TI Science Nspired

Категория Описание Разрешить
Аналитические и рабочие файлы cookie Эти файлы cookie, включая файлы cookie из Google Analytics, позволяют нам распознавать и подсчитывать количество посетителей на сайтах TI, а также видеть, как посетители перемещаются по нашим сайтам. Это помогает нам улучшить работу сайтов TI (например, облегчая вам поиск информации на сайте).
Рекламные и маркетинговые файлы cookie Эти файлы cookie позволяют размещать рекламу на основе интересов на сайтах TI и сторонних веб-сайтах с использованием информации, которую вы предоставляете нам при взаимодействии с нашими сайтами. Объявления на основе интересов отображаются для вас на основе файлов cookie, связанных с вашими действиями в Интернете, такими как просмотр продуктов на наших сайтах.Мы также можем передавать эту информацию третьим лицам для этих целей. Эти файлы cookie помогают нам адаптировать рекламные объявления в соответствии с вашими интересами, управлять частотой, с которой вы видите рекламу, и понимать эффективность нашей рекламы.
Функциональные файлы cookie

Эти файлы cookie помогают идентифицировать вас и хранить ваши действия и информацию об учетной записи, чтобы предоставлять расширенные функциональные возможности, включая более персонализированный и актуальный опыт на наших сайтах.Если вы не разрешите использование этих файлов cookie, некоторые или все функции и услуги сайта могут работать некорректно.

Если вы не разрешите использование этих файлов cookie, некоторые или все функции и услуги сайта могут работать некорректно.

Файлы cookie социальных сетей Эти файлы cookie позволяют идентифицировать пользователей и контент, подключенный к онлайн-социальным сетям, таким как Facebook, Twitter и другим платформам социальных сетей, и помогают TI улучшить охват социальных сетей.
Строго необходимо Эти файлы cookie необходимы для работы сайтов TI или для выполнения ваших запросов (например, для отслеживания того, какие товары вы поместили в корзину на TI.com, для доступа к защищенным областям сайта TI или для управления настроенными вами настройки файлов cookie). Всегда на связи

Какова плотность железного гвоздя? – Restaurantnorman.com

Какова плотность железного гвоздя?

7,8 г / см

Как измерить объем ногтя?

Сначала вы измерите объем емкости с водой, в которой ничего нет. Затем вы измерите массу первого гвоздя, а затем вычислите его объем по смещению. Затем вы измеряете массу следующего гвоздя и измеряете смещение для объединенных масс.

Какова плотность ногтя?

Да, плотность гвоздя (железа) намного больше плотности моря (морской воды).На самом деле плотность морской воды составляет около 1025 кг / куб.м, а плотность железа около 7500 кг / куб.м, поэтому гвоздь в 7 раз плотнее морской воды.

Железный гвоздь – это твёрдая жидкость или газ?

Железный гвоздь твердый, а вода жидкая. Чем отличаются по сжимаемости основа.

В каком состоянии железный гвоздь?

твердый

Железные гвозди интенсивны или обширны?

Химические и физические свойства и изменение вещества

А Б
Пример химического изменения железный гвоздь ржавый
Обширная собственность физическое свойство, зависящее от количества вещества
Интенсивная недвижимость физическое свойство, не зависящее от количества вещества
Примеры интенсивного использования Плотность, точка кипения, точка замерзания

Имущество с тяжелым весом или экстенсивное?

Расширяющие свойства зависят от количества вещества и включают массу, вес и объем.Интенсивные свойства, напротив, не зависят от количества вещества; они включают цвет, точку плавления, точку кипения, электропроводность и физическое состояние при данной температуре.

Какой из них является примером собственности?

Примеры собственности, которая может быть материальной или нематериальной, включают автомобили, промышленное оборудование, мебель и недвижимость, последнее из которых часто называют «недвижимым имуществом». Большинство объектов недвижимости имеют текущую или потенциальную денежную стоимость и поэтому считаются активами.

Как плотность – это интенсивное свойство?

Плотность – это интенсивное свойство, потому что существует узкий диапазон плотностей по образцам. Независимо от начальной массы, плотности по существу были одинаковыми. Поскольку интенсивные свойства не зависят от количества материала, данные показывают, что плотность является интенсивным свойством материи.

Является ли запах интенсивным свойством?

Физические свойства вещества включают цвет, запах, плотность, температуру плавления, температуру кипения и твердость.Интенсивные свойства используются для идентификации вещества и не зависят от количества вещества (плотности).

Плотность 4

ПРЕКРАСНАЯ БЕТА-ВЕРСИЯ – Текущие версии материалов SciGen можно найти на сайте serpmedia.org/scigen

Плотность – это определяющая характеристика вещества, но не константа. Вещества всегда будут иметь одинаковую плотность при одинаковой температуре. При определенной температуре плотность является постоянной величиной, которую можно измерить и сравнить.Ученые часто проверяют плотность вещества при комнатной температуре.

Тепло и давление могут изменить фазу вещества: обычно от твердого до жидкого и газообразного. Иногда твердые вещества превращаются непосредственно в газы (процесс, называемый «сублимацией»).

Испарение (переход от жидкости к газу) и конденсация являются физическими изменениями. В частности, это фазовые переходы. Фазовые изменения – это переходы между твердой, жидкой и газообразной формами вещества.Самый известный пример фазовых переходов – вода:

Твердые тела и жидкости представляют собой конденсированные фазы вещества, частицы которых находятся в постоянном контакте друг с другом. Жидкости и газы являются жидкими фазами вещества, частицы которых могут менять положение относительно друг друга.

конденсированное вещество жидкое вещество

Обратите внимание на то, что жидкости бывают как конденсированными, так и текучими!

Когда железный гвоздь ржавеет, он подвергается химической реакции.Но когда он изгибается, это просто физическое изменение, а не химическая реакция. Химический состав не изменился: это всего лишь набор атомов железа.

Посмотрите еще раз на три иллюстрации атомов железа при разных температурах. Все атомы железа имеют одинаковый размер, и их 31 на каждой иллюстрации. Эти атомы занимают больше места, поскольку нагреваются, двигаются быстрее и сильнее отскакивают друг от друга. Там столько же атомов, только разбросано больше.Температура на последнем изображении горячая, горячая, горячая! Температура плавления железа составляет 2800 ° F (1538 ° C), такую ​​температуру не наблюдают на Земле, но обычно внутри ее ядра.

На каждой из трех иллюстраций нарисован квадрат. Три квадрата одинакового размера. Что происходит с количеством атомов внутри квадратов по мере того, как вы переходите от более прохладного к более горячему?

По мере того, как железный гвоздь нагревается и расширяет свой общий объем, в одном кубическом сантиметре его вещества становится меньше атомов.С меньшим количеством атомов один кубический сантиметр его вещества имеет меньшую массу, хотя общая масса расширенного объекта такая же, как и раньше.

Отношение массы к объему называется плотностью. Другими словами, плотность – это масса, разделенная на объем. Таким образом, железный гвоздь становится менее плотным при повышении температуры.

Плотность часто измеряется в граммах на кубический сантиметр (г / см3).

Плотность железа при комнатной температуре составляет около 7,87 г / см3. Отвечая на следующие вопросы, предположите, что утюг остается при комнатной температуре.

  • Какова масса трех кубических сантиметров железа при комнатной температуре?
  • Какой объем железа составляет 15,74 грамма при комнатной температуре?

Свойства ногтей и здоровье костей: обзор

J Funct Biomater. 2018 июн; 9 (2): 31.

Pouya Saeedi

1 Департамент питания человека, Университет Отаго, Данидин 9054, Новая Зеландия; [email protected]

Амин Шаванди

2 Департамент пищевых наук, Университет Отаго, Данидин 9054, Новая Зеландия

3 Центр биоинженерии и наномедицины, Университет Отаго, Данидин 9054, Новая Зеландия

2 Департамент пищевых наук, Университет Отаго, Данидин 9054, Новая Зеландия

3 Центр биоинженерии и наномедицины, Университет Отаго, Данидин 9054, Новая Зеландия

Получено 3 марта 2018 г .; Принята в печать 17 апреля 2018 г.

Лицензиат MDPI, Базель, Швейцария. Эта статья представляет собой статью в открытом доступе, распространяемую в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution (CC BY) (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Эта статья цитировалась другими статьями в PMC. .

Abstract

Физико-химические свойства ногтя могут дать ценную информацию о здоровье костей. В настоящее время двухэнергетическая рентгеновская абсорбциометрия (DXA) является золотым стандартом для оценки здоровья костей на основе минеральной плотности костей (BMD).Однако только 70% переломов объясняются низкой МПК по данным DXA. Поэтому Всемирная организация здравоохранения рекомендовала разработать альтернативные методы оценки здоровья костей. Кератин и коллаген I типа являются основными белками ногтя и кости соответственно. Оба эти белка претерпевают посттрансляционные модификации с возможной корреляцией между степенью посттрансляционных модификаций кератина и коллагена. Рамановская спектроскопия – это метод, используемый для обнаружения изменений в составе и структуре белка.Поскольку изменения функции и структуры белка могут быть связаны с развитием остеопороза, спектроскопия комбинационного рассеяния может быть ценным дополнением для оценки здоровья костей и риска переломов. В этом обзоре критически оцениваются различные методы и техники для определения связи между свойствами ногтей и здоровьем костей. Также были представлены сильные и слабые стороны различных исследований и потенциальное использование протеина и минералов ногтей для оценки здоровья костей.

Ключевые слова: белок ногтевой пластины, коллаген, минеральный состав ногтя, минеральная плотность кости, рамановская спектроскопия

1.Введение

Кость – метаболически активная ткань. Ремоделирование костей, то есть образование и резорбция костей, продолжается на протяжении всей жизни. Дисбаланс между этим процессом сцепления приводит к чрезмерной потере костной массы, небольшому образованию костной ткани или сочетанию того и другого. Это явление может вызвать остеопороз или пористость кости, что увеличивает риск перелома кости. Кальций (Ca) и магний (Mg) являются важными компонентами костей человека, и их дефицит связан с развитием остеопороза [1,2].Хотя медицинские вмешательства показаны и доказали свою эффективность в отношении предотвращения переломов [3], ранняя диагностика остеопороза имеет важное значение.

Костная денситометрия – золотой стандарт диагностики остеопороза, а двойная рентгеновская абсорбциометрия (ДРА) – наиболее часто используемый метод денситометрии [4]. Технология DXA также включает другие измерения, которые имеют дополнительную ценность при оценке риска переломов, такие как структурный анализ бедра и оценка губчатой ​​кости [5]. Кроме того, DXA может обнаруживать участки скелета с низкой минеральной плотностью кости, но не может идентифицировать микроструктуру кости, форму и размер кристаллов, а также взаимосвязь пористой структуры кости.DXA также не может обнаруживать микротрещины или идентифицировать отдельные кости с риском перелома [6,7]. Кроме того, было показано, что дефицит белка коллагена в структуре кости связан с переломом кости [8], и DXA не может оценить роль белков в здоровье костей. Следовательно, необходимы альтернативные методы определения архитектуры кости.

Ногти пальцев рук и ног могут быть хорошими индикаторами метаболических изменений, происходящих в организме, поскольку они находятся в контакте с надкостницей фаланговой кости.Следовательно, физиологические и патологические процессы крови и костей могут влиять на содержание минералов в ногтях [9,10]. Таким образом, минеральный состав ногтевых пластин может быть подходящим дополнением к костной денситометрии для мониторинга здоровья костей, то есть паттерна метаболизма костных минералов. Пластины ногтей растут со скоростью 3,5 мм в месяц, и различные компоненты, включая лекарства, токсины и биомаркеры, попадают в ткань ногтя [9]. Образцы ногтей также легко собирать, транспортировать и хранить [11].Следовательно, кусочки ногтей использовались для обнаружения определенных токсичных компонентов, воздействия тяжелых металлов [12], дисбаланса питания, такого как дефицит железа [13], а также для изучения взаимосвязи между концентрацией микроэлементов в ногтях и ишемической болезнью сердца и гипертонией. [14]. Исследования также оценили уровень минералов, таких как цинк (Zn) [15] и селен (Se) [16,17], в ногтях на ногах и их возможную связь с риском инфаркта миокарда.

В дополнение к минеральному содержанию ногтя, ногтевые пластины человека также имеют трехслойную белковую структуру, которая включает альфа-кератин, микрофибриллы кератина в глобулярном матриксе и связанные с кератином белки (A) [18].Кератин является основным белком ногтя, а коллаген – основным белком кости. И кератин, и коллаген подвергаются неферментативным и посттрансляционным модификациям, которые можно обнаружить с помощью таких методов, как рамановская спектроскопия. Посттрансляционные изменения, возникающие при заболеваниях ногтей, также могут быть связаны с нарушениями костного коллагена (19, 20). Таким образом, содержание минералов и белка в ногтях может быть полезным альтернативным или дополнительным методом скрининга и выявления нарушений метаболизма костей.В этом обзоре суммируются и критически оцениваются исследования, в которых изучалась взаимосвязь между физико-химическими свойствами ногтевых пластин человека и здоровьем костей.

( A ) Схема и поперечный разрез ногтевой пластины. Стрижка ногтя обычно происходит от края ногтевой пластины [33]; ( B ) Гистограмма показывает содержание дисульфидов в ногтях, полученных от 169 женщин; ( C ) Содержание дисульфидов в ногтях, полученное от 169 женщин-испытуемых в зависимости от возраста.Цифры взяты из [31] с разрешения Springer.

Таблица 1

Краткое изложение исследований возможной взаимосвязи свойств человеческих ногтей и состояния здоровья костей.

Выборочная популяция Страна Измерения Результат Ссылка
n = 135, 61 несовершенный остеогенез (OI) мужчины и 61 74 женщины в возрасте от 1 до 74 лет. 61 мужчина и 74 женщины здоровой контрольной группы Япония AAS Значительно более высокие уровни Zn в OI ногтях.
Соотношения Ca / Zn и Mg / Zn в OI ногтях значительно отличались от таковых в контроле.
Уровни Zn в ногтях могут отражать аномальный метаболизм Zn при ОИ.
[26]
n = 123, женщины в постменопаузе 53–56 лет Иран DXA, рентгеновская радиография
Концентрации остеокальцина в сыворотке и перекрестных колпачков
Содержание белка в ногтях значительно коррелировало с сывороткой. Концентрация перекрестных кругов, МПК поясничного отдела позвоночника и общее содержание белка в ногтях бедра позволяли прогнозировать перелом позвоночника. [42]
n = 159, ≥65 лет Турция DXA, AAS Отсутствует статистически значимая разница в уровнях Са в ногтях у пациентов с остеопорозом и без остеопороза, а также у пациентов с дефицитом витамина D. и нормальные пациенты.
Отсутствие изменений в концентрации Са в ногтях при остеопорозе и дефиците витамина D.
[11]
n = 2, Один здоровый мужчина 38 лет; Одна женщина с остеопорозом, 65 лет США Нано-вдавливание
Рамановская спектроскопия
Образцы ногтей с остеопорозом показали большую ползучесть, чем образцы ногтей без остеопороза. [29]
n = 169, Женщины в возрасте 18–67 лет Ирландия Рамановская спектроскопия
DXA
Более низкое содержание дисульфидов у женщин в постменопаузе.
Содержание дисульфидов в ногтях у женщин с переломами в анамнезе было на
значительно ниже, чем у женщин без переломов.
[31]
n = 22, 9 остеопоротический
13 неостеопоротический
Ирландия Наноиндентирование
Рамановская спектроскопия
Значительно более низкое содержание S – S-связей в ногтях в группе остеопорозов.
Различия в наноиндентировании не были статистически значимыми.
[33]
n = 22, 9 остеопороз
13 не остеопороз
Ирландия Нано-вдавливание
Рамановская спектроскопия
Различия в нано-вдавливании не были статистически значимыми. Более резкий пик дисульфидной связи для ногтя из контрольной группы, чем для ногтя из группы остеопороза [34]
n = 184, 69 женщин 115 мужчин и 20–80 лет Япония AAS для Ca и Mg DXA Минеральное содержание может использоваться как один из индикаторов минерального метаболизма костей.
Концентрация Са в ногтях пальцев рук и ног снижается с возрастом как у мужчин, так и у женщин. У женщин в постменопаузе концентрация Са в ногтях была ниже, чем у женщин в пременопаузе. LBMD показала значительную положительную корреляцию с содержанием кальция в ногтях.
[10]
n = 8, женщины в постменопаузе
36–60 лет
Иран ICP-AES для Zn, меди и Mg и DXA Нет корреляции между случаями и контрольными группами в трассировке минералы в образцах ногтей. [24]
n = 99, 27 здоровых, 47 остеопенических и 25 остеопоротических Иран LIBS Натрий, калий, Ca и железо, Mg и кремний Классификация образцов ногтей здоровых пациенты с остеопенией и остеопорозом. Некоторые доказательства связи между остеопорозом и элементным составом ногтей, измеренные с помощью LIBS. [23]
n = 633, женщины в постменопаузе Великобритания / Ирландия Рамановская спектроскопия и DXA Рамановская спектроскопия могут дать представление о риске перелома у пациента.
Усиление беспорядка в ориентации S – S-связей, переход от альфа-спиральной вторичной структуры к случайным различиям в аминокислотном составе двух групп.
[36,39]
n = 220, женщины 54,6 ± 9,1 лет Нидерланды INAA для Ca и Mg DXA Измерения Ca и Mg в кусочках ногтей с помощью INAA нельзя использовать для скрининга цели в профилактике остеопороза. [22]
n = 159, женщины 18–67 лет Ирландия Рамановская спектроскопия
DXA
Рамановская спектроскопия кератина может иметь потенциал в качестве диагностического инструмента для проверки качества костей в больших популяциях . [37]
n = 213 женщин Бразилия Рамановская спектроскопия
DXA
Нет различий в средних спектрах комбинационного рассеяния ногтей в группах с остеопорозом и без него. МПК и риск перелома нельзя было оценить по кератину ногтей. [35]

2. Связь между минеральным составом ногтей и МПК

Кальций (Ca) является основным элементным составом кости, и его дефицит обычно связан с остеопорозом [21].Магний (Mg) также играет важную роль в регулировании и контроле метаболизма костей. Ногтевая пластина находится в контакте с остеогенным слоем фаланговой кости в течение четырех-пяти месяцев и на нее влияют патологические и физиологические изменения в кости, такие как изменения содержания Са и Mg [10]. У Ногтя также есть отложения Ca и Mg, которые можно измерить с помощью таких методов, как инструментальный нейтронно-активационный анализ (INAA) [22]; относительно быстрый и безопасный метод.

С помощью INAA была измерена возможная взаимосвязь между содержанием Ca и Mg в ногтях на пальцах ног и МПК на указательном пальце у 220 женщин в возрасте от 40 до 70 лет, и было показано, что она очень слабая (коэффициенты корреляции от 0.С 03 по 0,18). Анализ проводился дважды с интервалом в пять лет, и авторы сообщили о значительном снижении плотности Ca, но не Mg. Учитывая слабую корреляцию между исследуемыми минералами ногтей и МПК, авторы предположили, что метод INAA может быть недостаточно чувствительным или достаточно надежным инструментом для скрининга остеопороза [22]. Однако в этом исследовании содержание минералов в ногтях (Ca и Mg) сравнивалось с МПК, измеренной радиометрически, а не с содержанием минералов в костях. Таким образом, слабую корреляцию можно объяснить тем, что сравнения проводились между двумя неидентичными параметрами ногтя и кости.Разница также может быть связана с местом, с которого был взят ноготь (ноготь на пальце ноги), и местом измерения МПК, то есть указательным пальцем. Кроме того, радиометрический метод, используемый для измерения МПК в указательном пальце, считается нечувствительным, что частично может объяснить незначительную взаимосвязь [10].

В исследовании Bahreini et al. [23], спектроскопия лазерного пробоя (LBS) использовалась для измерения элементного состава ногтей на руках у 99 пациентов (22–89 лет), включая 27 здоровых, 47 взрослых с остеопенией и 25 взрослых с остеопорозом.Была исследована связь между минералами ногтей и МПК. Хотя результаты продемонстрировали взаимосвязь между минеральным составом ногтей (Са) и МПК, результаты валидации не были обнадеживающими. В проверочной выборке только 38,4% перекрестно проверенных случаев были классифицированы правильно. Кроме того, не было корреляции между элементным составом ногтей и риском перелома или остеопороза [23]. Исследование с участием пожилых женщин (60–69 лет) продемонстрировало взаимосвязь между Ca, Mg и МПК [10], тогда как другие не сообщили о подобных результатах [11,24].

В исследовании с участием пожилых женщин (≥80 лет) была обнаружена значимая положительная корреляция между соотношением Са к Zn (Са / Zn) в ногтях, измеренным с помощью атомно-абсорбционной спектроскопии (ААС), и МПК, измеренной с помощью DXA [25]. Кроме того, концентрации Zn в ногтях значительно, но отрицательно коррелировали с BMD (r = -0,39). Отрицательная связь между концентрацией Zn и МПК также была обнаружена у иранских женщин с остеопорозом в возрасте 36–60 лет [24]. Противоречивые результаты исследований могут отражать различия в состоянии здоровья и возрасте исследуемых популяций, а также методы анализа в этих исследованиях.

Кроме того, в ногтевых пластинах пациентов с несовершенным остеогенезом (НО) наблюдались более высокие уровни Zn и значительно более низкое соотношение Ca / Zn и Mg / Zn по сравнению с нормальным контролем. ОИ – это генетическое нарушение обмена веществ, которое влияет на синтез коллагена типа Ι, при котором незначительная травма может привести к переломам [26]. Высокое содержание цинка в ногтях рук у пациентов с ОИ может быть связано с болезненным процессом, который может увеличивать высвобождение цинка из кости [26]. Следовательно, образцы ногтей потенциально могут быть использованы для идентификации пациентов с ОИ.Однако патомеханизм высвобождения цинка из кости и его накопления в ногтях необходимо выявить в ходе дальнейших исследований, а для правильной диагностики ОИ клиническую оценку необходимо сочетать с анализом генетических мутаций [27].

Отсутствие консенсуса между исследованиями может быть связано с методологией, используемой для измерения содержания минералов, а также возрастом населения или состоянием здоровья испытуемых. В дополнение к методам, используемым для анализа образцов ногтей, различные методы, используемые при сборе образцов ногтей, могут объяснить противоречивые результаты.Еще одно методологическое соображение – это место, откуда берется образец гвоздя. Ногти на большом пальце и мизинце растут медленнее, чем на других ногтях. Медленно растущие ногти находятся в контакте с телом в течение более длительного времени и, следовательно, могут иметь другое минеральное содержание по сравнению с другими ногтями. В будущих исследованиях следует указать палец, который использовался для сбора образцов ногтевой пластины. Идентификация пальца, используемого для получения образца ногтя, обычно не упоминается в литературе, что может частично объяснить различия в результатах.

3. Связь между белком ногтей и BMD

Кератин является основным белковым компонентом ногтей человека. Содержание цистеина в кератине определяет дисульфидные (S – S) связи и физико-химические свойства ногтей. Образование связей S – S необходимо для структурной целостности белка. Нарушение метаболизма серы может негативно повлиять на связи S – S и привести к нарушениям в кератинсодержащих тканях, таких как ноготь. Наличие связей S – S у серосодержащих аминокислот (например,g., цистеин и метионин) можно определить с помощью метода, называемого рамановской спектроскопией. В рамановской спектроскопии молекулы колеблются после воздействия лазерного источника. Записанные спектры содержат информацию о колебаниях молекул, которую можно использовать для различения различных комбинационных активных молекул [28,29]. Рамановская спектроскопия является неразрушающей и не требует специальной очистки или экстракции образца. Также возможно получить информацию о вторичной структуре белков, например о колебаниях амидов I и III [30].

Учитывая сходство в структуре и составе кератина ногтей и белков костного коллагена, изменения свойств кератина ногтей могут быть маркером остеопороза [29]. Поскольку рамановская спектроскопия может измерять степень сульфатирования белка в ногтях, этот метод можно использовать для оценки здоровья костей. В запатентованной заявке в США была использована спектроскопия комбинационного рассеяния, чтобы продемонстрировать изменение конформации связей S – S при 510 см –1 и мостиков C – S при 625 см –1 и 641 см –1 , которые тогда ассоциировались со здоровьем ногтей и костей.Было также продемонстрировано, что высота пика S – S варьируется между субъектами с приблизительно нормальным распределением (B) и не связана с возрастом субъектов (C) [31]. Патентообладатель предположил, что рамановская спектроскопия ногтей была полезным диагностическим инструментом для оценки здоровья костей [32].

Та же группа патентов [34] также оценила хрупкость и содержание связей S – S в гвоздях с помощью наноиндентирования и рамановской спектроскопии. Образцы ногтевых пластинок были взяты у женщин с остеопорозом и без него.У ногтей пациентов с остеопорозом средний модуль упругости был ниже, чем у женщин, не страдающих остеопорозом. Кроме того, более низкие связи S – S были обнаружены в группе с низкой BMD. Связь между более низким содержанием S – S связей и более высокой хрупкостью в исследуемых гвоздях не обсуждалась. Эта группа также исследовала влияние пониженного содержания кератиновых связей S – S на механическую прочность ногтей. Авторы сообщили, что механическая жесткость ногтя связана с содержанием дисульфида белка в ногтях, а ногти женщин с переломами в анамнезе показали более низкое содержание дисульфидов, чем женщины без переломов (A).

( A ) Рамановские спектры от здоровых (вверху) и остеопорозных субъектов. Образцы ногтей от пациентов с остеопорозом имели более низкое содержание связей S – S, чем в группе здоровых; ( B ) Взаимосвязь между интенсивностями дисульфидных пиков (∼510 см, -1 ) и показателями МПК для групп бедра ( a ) и ( b ) поясничного отдела позвоночника. Рамановские спектры ногтей составлены на основе наличия остеопороза как в бедренной, так и в поясничной областях и по сравнению с нормальным образцом.Как показано, между этими группами не было значимых различий. Цифры взяты из [33,35] с разрешения Springer. ( C ) Содержание белка в ногтях у пациентов с переломами было значительно ниже, чем в других тестируемых группах. Сравнение содержания белка в ногтях пальцев в трех исследуемых группах [42].

Пик связей S – S также может быть связан со здоровьем костей. Более 7% от общего содержания аминокислот в ногтях составляет цистеин с высоким содержанием серы.Анализ спектров комбинационного рассеяния серы на гвоздях находится в диапазоне 300–700 см –1 . В частности, пик при 510 см -1 указывает на связь S – S. Сообщалось о более высокой интенсивности пиков при 510 см -1 для здоровых ногтей по сравнению с пациентами с остеопорозом, что указывает на большее количество цистеина и связей S – S. В дополнение к большему количеству связей S – S, спектральный сдвиг C – S был зарегистрирован в ногтях взрослых с остеопорозом, что может быть связано с плотностью поперечных связей связи S – S [29,31].В других исследованиях [33] также сообщалось о 25% снижении кератина ногтей у женщин с остеопорозом, а пики S – S связей были более острыми в ногтях здоровых взрослых по сравнению с ногтями взрослых с остеопорозом, что указывает на более высокое содержание S –S в здоровых ногтях. Все эти исследования были запатентованными исследованиями, и в основном это были поперечные сечения с небольшими размерами выборки, что могло помешать обнаружению изменений в белковом составе ногтя. Однако Mussatto et al. [35] не продемонстрировали взаимосвязи между кератиновыми свойствами ногтя и здоровьем костей (B).Расхождения в результатах могут быть связаны с отсутствием надлежащей модели коррекции базовой линии спектра. Положительные отношения были продемонстрированы Beattie et al. [36], которые разработали базовую модель коррекции, используя метод разложения по сингулярным значениям (SVD).

Используя модель коррекции базового спектра, Битти и сотрудники оценили аминокислотный профиль образцов кератина ногтей как из образцов с переломом, так и из образцов без перелома [36]. Кератин из группы перелома не имел признаков S – S-связей и имел низкое содержание основных и гидроксиламинокислот по сравнению с контрольными образцами.В сломанных образцах также было повышенное содержание ароматических аминокислот. В дополнение к наблюдаемой разнице между отдельными аминокислотами, альфа-спирали и бета-листы были более упорядоченными и структурированными в образцах без трещин по сравнению с группой с трещинами. Такое изменение структуры белка может быть связано с уменьшением содержания связей S – S. Меньшее количество связей S – S указывает на меньшее сшивание цепей кератина, что приводит к цепи кератина с более низкой целостностью и структурой.

Большинство исследований белковых свойств ногтей и их связи со здоровьем костей не рассматривали взаимосвязь между такими параметрами, как ширина, площадь или интенсивность S – S-связей, с данными денситометрии кости. На сегодняшний день одно перекрестное исследование Cummins et al. [37] проанализировали ширину связей S – S и не обнаружили никакой связи между данными спектров комбинационного рассеяния и BMD.

У людей с остеопорозом активность и количество остеобластов уменьшаются, а функция и активность остеокластов увеличиваются.Когда кость теряет минеральное содержание, коллагеназа начинает реабсорбировать коллаген. При болезненных состояниях, таких как остеопороз, снижение плотности костей может указывать на недостаточность образования белковой матрицы. Следовательно, уменьшение количества Са может уменьшить количество коллагена и связей S – S в кости [38]. Чтобы оценить это, была проведена рамановская спектроскопия ногтей на выборке из 213 женщин (61,5 ± 9,7 лет) [35]. Спектры ногтей и химический состав участников с остеопорозом и без него были схожими, и никаких различий между пиками дисульфидов не наблюдалось.Также не было обнаружено связи между значениями BMD и интенсивностью спектров комбинационного рассеяния ногтей при 510 см -1 или связях S – S.

Рамановская спектроскопия также может быть ценным методом выявления лиц, подверженных риску перелома. В двух недавних исследованиях [36,39] были собраны образцы ногтей 633 британских и ирландских женщин в постменопаузе и проанализированы с помощью рамановской спектроскопии. Сорок два процента протестированного населения испытали перелом из-за хрупкости. Сравнивая МПК, измеренную с помощью DXA, спектроскопию комбинационного рассеяния и данные биомаркеров здоровья костей, авторы сообщили о спектроскопии комбинационного рассеяния как наиболее точном методе различения людей с переломом и без него ( p = 0.003). Поскольку для синтеза, складывания и стабильности коллагена необходимы меж- и внутри-S-S-связи, наблюдаемые изменения в спектроскопии комбинационного рассеяния S-S-связей ногтя могут указывать на изменения и нарушения в кости. Однако, поскольку это было поперечное исследование у пациентов с существующим переломом, исследования рамановской спектроскопии такого типа не могут предсказать риск будущего перелома. Кроме того, отсутствие перелома может просто указывать на отсутствие травмы при слабом ударе. Кроме того, группа без перелома могла быть неоднородной с точки зрения здоровья костей, и поэтому результаты этих исследований не предоставляют убедительных доказательств того, что рамановскую спектроскопию можно использовать в качестве диагностического инструмента или для прогнозирования риска перелома.

4. Ассоциация между белками ногтей и костей

Белки костей, такие как остеонектин и сигнальные белки фактора роста-B (TGF-B), содержат цистеин и связи S – S. Остеонектин жизненно важен для структуры, ремоделирования и поддержания костной ткани [40]. Остеонектин и сигнальные белки TGF-B также состоят из димеров связи S – S, состоящих из двух цепей полипептида, которые очень богаты остатками цистеина [40]. Остатки цистеина и связи S – S важны для трехмерной структуры костного морфогенного белка 2 (BMP-2), подмножества надсемейства сигнальных белков TGF-B [41].Человеческие кости состоят либо из кортикальной кости, либо из губчатой ​​кости, а минеральные вещества губчатой ​​кости, как известно, с возрастом уменьшаются. Учитывая, что содержание остеонектина в губчатой ​​кости человека в 20-40 раз выше, чем в кортикальной кости, измерение S – S-связи ногтя может быть эффективным методом оценки состояния губчатой ​​кости.

Другие маркеры костеобразования, включая остеокальцин, С-концевые телопептиды сыворотки коллагена I типа (перекрестные накладки сыворотки), сывороточный остеопротегерин и сывороточный sRANKL были измерены и сравнены с белком ногтей в большой выборке женщин в постменопаузе [42].Содержание белка в ногтях достоверно коррелировало с концентрацией пересечений в сыворотке [42] после контроля МПКТ, возраста и индекса массы тела (ИМТ). Содержание белка в ногтях у пациентов с переломами также было значительно ниже, чем у здоровых людей и взрослых с остеопорозом (C). Тем не менее, было неясно, у скольких пациентов были переломы, а у некоторых людей с историей переломов были нулевые или отрицательные значения содержания белка в ногтях.

Вязкоупругие свойства ногтей и здоровье костей

Было высказано предположение, что вязкоупругие свойства ногтя могут быть связаны со здоровьем костей, поскольку тесты нагрузки и временного смещения показали разную глубину вдавливания и более высокую ползучесть ногтей у взрослых с остеопорозом [29] .Для измерения глубины вдавливания и ползучести к образцам гвоздей прикладывали максимальную нагрузку 2 мН и выдерживали в течение 2000-х годов с последующей разгрузкой. Эта фаза нагружения привела к вязкоупругопластической реакции. Образцы гвоздей отреагировали на эту нагрузку деформацией (то есть ползучестью). В то время как сегмент упруго-пластической нагрузки на ногтях был идентичен как у здоровых людей, так и у людей с остеопорозом, ногти у взрослых с остеопорозом показали более высокое смещение за исследуемый период времени. Был сделан вывод о том, что ногти взрослых с остеопорозом показали различия в зависимости от времени реакции на механическую нагрузку, но не в твердости или модуле упругости.Moran et al. [33] и Pillay et al. [34] оценили модуль упругости ногтевых пластин и не сообщили о значительной связи между содержанием S – S связи ногтя и модулем упругости ногтя. Отсутствие результатов могло быть связано с тем, что авторы протестировали полимерную эластичную область ногтевых пластин, которая имеет как вязкоупругие, так и вязкопластические свойства, но именно вязко-эластопластические свойства в основном зависят от плотности связи S – S. а не свойства твердости или модуля упругости.

5. Выводы

Образцы гвоздей можно использовать для измерения таких свойств гвоздей, как твердость, модуль упругости и содержание связей S – S. Забор образцов ногтевой пластины относительно простой, быстрый и недорогой. Методы определения здоровья костей с помощью ногтей выглядят многообещающими, но исследованиям, изучающим минерал ногтя и плотность костей, препятствует методология, используемая для измерения этих параметров. Такие методы, как спектроскопия комбинационного рассеяния, позволили выявить различия между группами с трещинами и группами без трещин.Однако вариации физико-химических свойств ногтя и различия в скорости роста ногтей у разных людей ограничивают измерение содержания минералов в костях через ноготь и, следовательно, оценку здоровья костей через ноготь. Кроме того, исследования не были последовательными, и измерение белка и минералов ногтевой пластины еще не может рассматриваться как рутинная практика для скрининга заболеваний костей. Учитывая, что рамановская спектроскопия может дать представление об архитектуре кости, а не только о минеральной плотности кости, она может быть многообещающим исследовательским инструментом для измерения общего состояния костей и риска переломов.Однако в клинической практике маловероятно, что рамановская спектроскопия станет альтернативой DXA при клинической оценке здоровья костей. В будущих исследованиях следует изучить возможность использования рамановской спектроскопии для прямого измерения свойств протеина костей через кожу на различных участках тела.

Вклад авторов

A.S. и P.S. разработал исследование, провел литературный поиск и написал первый черновик. К.М.-Дж. критически отредактировал рукопись и помог с интерпретацией данных.Все авторы критически отредактировали статью на предмет интеллектуального содержания и одобрили окончательную версию. Все авторы соглашаются нести ответственность за работу и гарантировать, что любые вопросы, касающиеся точности и целостности исследования, исследованы и должным образом решены.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Ссылки

1. Price C.T., Langford J.R., Liporace F.A. Основные питательные вещества для здоровья костей и обзор их доступности в среднестатистическом североамериканском рационе.Откройте Orthop. J. 2012; 6: 143–149. DOI: 10,2174 / 1874325001206010143. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 2. О’Флаэрти Э.Дж. Моделирование потери костной массы при старении с учетом потери костной массы при остеопорозе. Toxicol. Sci. 2000; 55: 171–188. DOI: 10.1093 / toxsci / 55.1.171. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 3. Wang G., Sui L., Gai P., Li G., Qi X., Jiang X. Эффективность и безопасность методов профилактики переломов позвонков при лечении постменопаузального остеопороза: какие методы лечения работают лучше всего? Сетевой метаанализ.Bone Jt. J. 2017; 6: 452–463. DOI: 10.1302 / 2046-3758.67.BJR-2016-0292.R1. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 4. Невитт М.К., Каммингс С.Р. Тип падения и риск переломов бедра и запястья: исследование остеопоротических переломов. Изучение группы исследования остеопоротических переломов. Варенье. Гериатр. Soc. 1993; 41: 1226–1234. DOI: 10.1111 / j.1532-5415.1993.tb07307.x. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 6. Аарон Дж. Э., Шор П. А., Шор Р. С., Бенетон М., Канис Дж. А. Трабекулярная архитектура у женщин и мужчин с одинаковой костной массой с переломом позвонка и без него: II.Трехмерная гистология. Кость. 2000. 27: 277–282. DOI: 10.1016 / S8756-3282 (00) 00328-8. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 7. Banse X., Devogelaer J.P., Delloye C., Lafosse A., Holmyard D., Grynpas M. Необратимые перфорации в трабекулах позвонков? J. Bone Miner. Res. 2003. 18: 1247–1253. DOI: 10.1359 / jbmr.2003.18.7.1247. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 8. Циммерманн Э.А., Буссе Б., Ричи Р.О. Механика перелома костей человека: влияние болезни и лечения. BoneKEy Rep.2015; 4: 743.DOI: 10.1038 / bonekey.2015.112. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 9. Brzozka P., Kolodziejski W. Связанные с полом химические различия в кератине с ногтевых пластинок: исследование твердотельного углерода-13 ЯМР. RSC Adv. 2017; 7: 28213–28223. DOI: 10.1039 / C7RA03487C. [CrossRef] [Google Scholar] 10. Оггитани С., Фудзита Т., Фуджи Ю., Хаяши К., Нишио Х. Содержание кальция и магния в ногтях в зависимости от возраста и минеральной плотности костей. J. Bone Miner. Метаб. 2005. 23: 318–322. [PubMed] [Google Scholar] 11.Есиль Ю., Куюмджу М.Э., Озтюрк З.А., Ульгер З., Сахин У., Джанкуртаран М., Халил М., Явуз Б.Б., Вурал Х., Кара Ю. и др. Связь между метаболическими заболеваниями костей и уровнем кальция в ногтях у пожилых людей. Евро. Гериатр. Med. 2012; 3: 341–344. DOI: 10.1016 / j.eurger.2012.07.458. [CrossRef] [Google Scholar] 12. Мехра Р., Джунеха М. Изменение концентрации тяжелых металлов, кальция и магния в зависимости от пола, как определено с помощью атомно-абсорбционной спектрофотометрии. Индийский J. Environ. Здоровье. 2003. 45: 317–324.[PubMed] [Google Scholar] 13. Джалдетти М., Фишман П., Харт Дж. Содержание железа в ногтях у пациентов с дефицитом железа. Clin. Sci. (Лондон) 1987; 72: 669–672. DOI: 10.1042 / cs0720669. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 14. Тан Ю.Р., Чжан С.К., Сюн Ю., Чжао Ю., Фу Х., Чжан Х.П., Сюн К.М. Исследования содержания пяти микроэлементов в сыворотке крови, волосах и ногтях человека коррелировали с возрастной гипертонией и ишемической болезнью сердца. Биол. Trace Elem. Res. 2003. 92: 97–104. DOI: 10.1385 / BTER: 92: 2: 97. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 15.Мартин-Морено Дж. М., Горгойо Л., Римерсма Р. А., Гомес-Арасена Дж., Карк Дж. Д., Гильен Дж., Хименес Дж., Рингстад ​​Дж. Дж., Фернандес-Креуэ Дж., Боде П. и др. Риск инфаркта миокарда в зависимости от концентрации цинка в ногтях на ногах. Br. J. Nutr. 2003. 89: 673–678. DOI: 10,1079 / BJN2003825. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 16. Кардинаал А.Ф., Кок Ф.Дж., Кольмайер Л., Мартин-Морено Дж. М., Рингстад ​​Дж., Гомес-Арасена Дж., Мазаев В.П., Тамм М., Мартин Б.С., Аро А. и др. Связь между селеном в ногтях и риском острого инфаркта миокарда у мужчин в Европе.Еврамейский этюд. Европейский антиоксидантный инфаркт миокарда и рак груди. Являюсь. J. Epidemiol. 1997. 145: 373–379. DOI: 10.1093 / oxfordjournals.aje.a009115. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 17. Гомес-Арасена Дж., Риемерсма Р. А., Гутьеррес-Бедмар М., Боде П., Карк Дж. Д., Гарсия-Родригес А., Горгохо Л., Вант Веер П., Фернандес-Креуэ Дж., Кок Ф. Дж. И др. . Уровни церия в ногтях и риск первого острого инфаркта миокарда: исследование Euramic и тяжелых металлов. Chemosphere. 2006; 64: 112–120. DOI: 10.1016 / j.chemosphere.2005.10.062. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 18. Де Беркер Д. Анатомия ногтей. Clin. Дерматол. 2013; 31: 509–515. DOI: 10.1016 / j.clindermatol.2013.06.006. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 19. Битти Дж. Р., Павлак А. М., Бултон М. Э., Чжан Дж., Монье В. М., МакГарви Дж. Дж., Ститт А. В. Мультиплексный анализ возрастных модификаций белков и липидов в мембране Бруха человека. FASEB J. 2010; 24: 4816–4824. DOI: 10.1096 / fj.10-166090. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 20.Бакли К., Матусек П., Паркер А.В., Гудшип А.Е. Рамановская спектроскопия выявляет различия во вторичной структуре коллагена, которые связаны с уровнями минерализации в костях, которые развивались для различных функций. J. Raman Spectrosc. 2012; 43: 1237–1243. DOI: 10.1002 / jrs.4038. [CrossRef] [Google Scholar] 21. Рей К., Комб С., Друэ К., Глимчер М.Дж. Костный минерал: обновленная информация о химическом составе и структуре. Остеопорос. Int. 2009. 20: 1013–1021. DOI: 10.1007 / s00198-009-0860-у. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 22.Vecht-Hart C.M., Bode P., Trouerbach W.T., Collette H.J. Кальций и магний в ногтях на ногах человека не отражают минеральную плотность костной ткани. Clin. Чим. Acta. 1995; 236: 1–6. DOI: 10.1016 / 0009-8981 (95) 06029-3. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 23. Бахрейни М., Хоссейнимакарем З., Хассан Тавассоли С. Исследование связи между элементами ногтей и остеопорозом с помощью спектроскопии лазерного разрушения. J. Appl. Phys. 2012; 112: 054701. DOI: 10.1063 / 1.4747934. [CrossRef] [Google Scholar] 24. Разманде Р., Насли-Исфахани Э., Хейдарпур Р., Фаридбод Ф., Ганджали М.Р., Норузи П., Лариджани Б., Хода-Аморзидех Д. Связь цинка, меди и магния с минеральной плотностью костной ткани у иранских женщин в постменопаузе – случай контроль учиться. J. Diabetes Metab. Разногласия. 2014; 13:43. DOI: 10.1186 / 2251-6581-13-43. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 25. Карита К., Такано Т. [Связь концентрации минералов в ногтях с минеральной плотностью костей у пожилых японских женщин] Нихон Кошу Эйсей Засши.1994; 41: 759–763. [PubMed] [Google Scholar] 26. Карита К., Такано Т., Накамура С., Хага Н., Ивая Т. Поиск уровней кальция, магния и цинка в ногтях 135 пациентов с несовершенным остеогенезом. J. Trace Elem. Med. Биол. 2001; 15: 36–39. DOI: 10.1016 / S0946-672X (01) 80024-9. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 27. Ван Дейк Ф.С., Коббен Дж.М., Кариминеджад А., Маугери А., Никкельс П.Г.Дж., ван Рейн Р.Р., Палс Г. Несовершенный остеогенез: обзор с клиническими примерами. Мол. Syndromol. 2011; 2: 1–20.DOI: 10,1159 / 000332228. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 28. Райхенбехер М., Попп Дж. Колебательная спектроскопия. В: Райхенбехер М., Попп Дж., Редакторы. Проблемы определения молекулярной структуры. Springer; Берлин / Гейдельберг, Германия: 2012. С. 63–143. [Google Scholar] 29. Панди Г., Накамура Т., Сингх Р.П. Исследование корреляции между вязкоупругими свойствами ногтей и остеопорозом; Материалы XI Международного конгресса и выставки; Орландо, Флорида, США.2–5 июня 2008 г .; Орландо, Флорида, США: Общество экспериментальной механики, Inc.; 2008. [Google Scholar] 30. Кузухара А. Анализ изменений внутренней структуры кератиновых волокон черных волос человека в результате обесцвечивания с использованием рамановской спектроскопии. J. Mol. Struct. 2013; 1047: 186–193. DOI: 10.1016 / j.molstruc.2013.04.079. [CrossRef] [Google Scholar] 31. Towler M.R., Wren A., Rushe N., Saunders J., Cummins N.M., Jakeman P.M. Рамановская спектроскопия человеческого ногтя: потенциальный инструмент для оценки здоровья костей? Дж.Матер. Sci. Матер. Med. 2007. 18: 759–763. DOI: 10.1007 / s10856-006-0018-9. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

32. Каррон К., Таулер М. Метод определения риска перелома костей с помощью рамановской спектроскопии. US200403A1. Патенты Google. 2009 8 января;

33. Моран П., Таулер М.Р., Чоудхури С., Сондерс Дж., Герман М.Дж., Лоусон Н.С., Поллок Х.М., Пиллэй И., Лайонс Д. Предварительная работа по разработке нового метода обнаружения остеопороза. J. Mater. Sci. Матер. Med. 2007; 18: 969–974.DOI: 10.1007 / s10856-006-0037-6. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 34. Пиллэй И., Лайонс Д., Герман М.Дж., Лоусон Н.С., Поллок Х.М., Сондерс Дж., Чоудхури С., Моран П., Таулер М.Р.Использование ногтей как средство оценки здоровья костей: пилотное исследование. J. Женское здоровье. 2005. 14: 339–344. DOI: 10.1089 / jwh.2005.14.339. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 35. Mussatto J.C., Perez M.C., de Souza R.A., Pacheco M.T.T., Zângaro R.A., Silveira L. Может ли минеральная плотность костной ткани (t-оценка) коррелировать со спектральными характеристиками кератина из женских ногтей и использоваться для прогнозирования остеопороза? Lasers Med.Sci. 2015; 30: 287–294. DOI: 10.1007 / s10103-014-1647-8. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 36. Битти Дж. Р., Карахер М. С., Камминс Н. М., О’Дрисколл О. М., Истелл Р., Ралстон С. Х., Таулер М. Р. Рамановские спектральные вариации ногтей на руках у женщин в постменопаузе зависят от риска перелома и статуса остеопороза. J. Raman Spectrosc. 2017; 48: 813–821. DOI: 10.1002 / jrs.5123. [CrossRef] [Google Scholar] 37. Камминс Н.М., Дэй Дж.К.С., Рен А., Кэрролл П., Мерфи Н., Джейкман П.М., Таулер М.Р. Рамановская спектроскопия ногтей на руках: новый инструмент для оценки качества кости? Спектроскопия.2010; 24: 517–524. DOI: 10.1155 / 2010/820580. [CrossRef] [Google Scholar] 38. Вайнштейн С.Л., Баквальтер Дж. А. Ортопедия Турека: принципы и их применение. Липпинкотт Уильямс и Уилкинс; Филадельфия, Пенсильвания, США: 2005. [Google Scholar] 39. Beattie JR, Cummins NM, Caraher C., O’Driscoll OM, Bansal AT, Eastell R., Ralston SH, Stone MD, Pearson G., Towler MR. Рамановский спектроскопический анализ срезанных ногтей пальцев рук может помочь различить женщин в постменопаузе, у которых есть и есть перелом не получил.Clin. Med. Insights Артрит. 2016; 9: 109–116. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 40. Delany A.M., Amling M., Priemel M., Howe C., Baron R., Canalis E. Остеопения и снижение костеобразования у мышей с дефицитом остеонектина. J. Clin. Расследование. 2000; 105: 915–923. DOI: 10,1172 / JCI7039. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 41. Гриффит Д.Л., Кек П.С., Сампат Т.К., Рюгер Д.С., Карлсон В.Д. Трехмерная структура рекомбинантного остеогенного белка человека 1: структурная парадигма для суперсемейства трансформирующих факторов роста бета.Proc. Natl. Акад. Sci. США. 1996; 93: 878–883. DOI: 10.1073 / pnas.93.2.878. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 42. Хоссейн-Нежад А., Садеги Афдже М., Сагхафи Х., Рахмани М., Парвиз М., Магбули З., Лариджани Б. Содержание белка в ногтях может предсказывать метаболизм костной ткани у женщин в постменопаузе. Иран J. Общественное здравоохранение. 2008; 37: 55–62. [Google Scholar]

Тестирование ногтей и волос | Плотность, прочность и тесты продуктов

AMA Laboratories теперь предлагает полностью оборудованный современный парикмахерский, маникюрный и косметический салон, которым управляет и управляет сертифицированный / лицензированный косметолог.Волосы и ногти обладают многими общими с кожей свойствами. Следовательно, существует ряд лабораторных тестов, которые обычно используются для оценки кожи, которые могут быть применены как к волосам, так и к ногтям.

Исследования по уходу за волосами / Тесты на половину головы:

  • Исследования истончения волос
  • Диаметр стержня волоса
  • Соотношение анаген / телоген
  • Анализ подсчета волос
  • Эффективность шампуня и кондиционера с помощью гравиметрического анализа волос
  • Исследования против перхоти

Трихологический подсчет волос

Анализ количества волос – позволяет определить структуру роста волос до и после программ лечения.Количество волос, однозначно идентифицированных в определенной области кожи головы, используется для определения эффективности продукта с помощью видео-микроскопических процедур.

Гравиметрический анализ «натяжения»

Высокоразвитая ручная техника для удаления и измерения избыточных скоплений выпадающих волос с целью определения закономерностей уменьшения выпадения волос.

Техника «выдергивания волос»

Использует специальные щипцы для «выдергивания» стержней волос из кожи головы с целью определения соотношения фаз анагена (активный / рост), катагена (покой) и телогена (пассивный / падающий) в цикле роста волос.

Измерения диаметра волос

Прямые измерения диаметра волос выполняются с использованием оптических микрометрических методов.

Расчесывание стандартное

В этом тесте используется стандартизированная техника расчесывания, разработанная для коллективного улавливания выпадения волос, которые затем разделяются и подсчитываются для определения количества отдельных сломанных, неповрежденных и выпуклых волос.

Предел прочности

Реометр Diastron используется для измерения силы по отношению ко времени, необходимой для удлинения и разрыва пряди волос в зависимости от прочности волос.

Гвозди

Свойства гвоздей можно измерить различными методами. Твердость можно определить с помощью пенетрометрических исследований. Измерения относительной плотности выполняются фотооптическим способом. Даже гибкость может быть определена с помощью эксклюзивной модификации реометра Diastron, разработанного в AMA Labs. Измерения толщины можно установить микроскопически с помощью оптического микрометра. Кроме того, существуют и другие свойства ногтей и средств по уходу за ногтями, такие как пористость, хрупкость, адгезия, стойкость цвета, долговечность, общий рост и скорость повторного нанесения, которые могут быть определены в соответствии со специализированными протоколами испытаний AMA Laboratories.

Новый метод оценки плотности костной ткани ногтевого тракта при межвертельных переломах | Интернет-исследования в области здравоохранения и окружающей среды (HERO)

Резюме: Новый метод, основанный на морфометрии на основе вокселей, был предложен для исследования средней объемной минеральной плотности костной ткани (vBMD) ногтевого тракта головки бедренной кости у пациентов, получавших лечение интрамедуллярными гвоздями – проксимальным стержнем бедренной кости, антиротацией (PFNA) и гамма-стержнем (GN ). Результаты показали, что не было значительной разницы в средней vBMD между двумя группами.

Предпосылки: При нестабильных межвертельных переломах низкое качество кости может быть одной из наиболее важных причин осложнений после вырезания головки бедренной кости во время хирургического лечения. Качество костей обычно считается эквивалентом МПК. Таким образом, мы разрабатываем новый метод на основе морфометрии на основе вокселей для количественной оценки vBMD ногтевого тракта головки бедренной кости.

Методы: Автоматический расчет средней vBMD ногтевых трактов требует трех основных шагов. Сначала мы построили стандартный ногтевой путь в шаблоне проксимального отдела бедренной кости.Затем мы сопоставили структуру проксимального отдела бедренной кости каждого пациента с шаблоном с помощью B-сплайна и регистрации Демона, чтобы анатомические положения проксимального отдела бедренной кости всех пациентов пространственно соответствовали стандартному шаблону. Наконец, мы рассчитали и визуализировали среднее распределение vBMD в ногтевом тракте всех пациентов. Чтобы проверить осуществимость метода, мы включили в наше исследование 75 пациентов (52 женщины и 23 мужчины) с переломами бедра для сравнения измерений. Вычисляли среднеквадратическое значение стандартного отклонения (RMSSD), а коэффициент вариации (CV) RMSSD (CV-RMSSD) использовали для оценки воспроизводимости внутриоперационных и межоператорских измерений.U-критерий Манна-Уитни использовался для сравнения средней vBMD ногтевых трактов для PFNA и GN.

Результаты: CV-RMSSD внутриоператорских измерений варьировала от 1,0% до 2,0%, а CV-RMSSD межскановых измерений варьировала от 3,6% до 4,5%. Не было значимой разницы в средней vBMD между пациентами с PFNA и пациентами с GN (p> 0,05).

Выводы: Предлагаемый метод воспроизводим для определения средней vBMD, которая может служить справочным индексом для выбора подходящих интрамедуллярных стержней для отдельных пациентов.Текущий выбор интрамедуллярного гвоздя, основанный на опыте хирурга, может быть необъективным.

Трансляционный потенциал этой статьи: Был предложен новый метод измерения средней пространственной vBMD ногтевых трактов, который имеет хороший потенциал в качестве справочного индекса для хирургов при выборе подходящих имплантатов.

11 фактов о ногтях | Ментальная нить

Ваши ногти служат не только для украшения, но и для грязи, или для полировки поверх них: они помогают защитить кончики пальцев и выполняют множество специальных функций, о которых даже врач может не знать.«Ногти занимают уникальное место в дерматологии и медицине в целом, особенно потому, что они представляют собой такую ​​нишевую область, в которой мало кто имеет опыт», – говорит Эван Ридер, доцент кафедры дерматологии Рональда О. Перельмана в NYU Langone Health. Умственная нить.

1. У НОГТЕЙ ЧЕТЫРЕ ОСНОВНЫХ ЧАСТИ.

Наряду с кожей и волосами ногти являются частью покровной системы организма, основной функцией которой является защита вашего тела от повреждений и инфекций.Ногти имеют четыре основных структуры: матрицу, ногтевую пластину, ногтевое ложе и кожу вокруг ногтя (включая кутикулу).

Клетки ногтя постоянно растут из небольшого кармана у основания ногтевого ложа, называемого матрицей. Бледная лунула в форме полумесяца – от латинского «маленькая луна» – на самом ногте является видимой частью матрицы. Если лунка повреждена, ноготь не будет нормально расти (рубец лунулы может привести к расколу ногтя), а изменения внешнего вида лунки также могут быть признаком системного заболевания.

Клетки ногтей состоят из белка, называемого кератином (как и ваши волосы). По мере того, как кератиновые клетки выталкиваются из матрицы, они становятся твердыми, плоскими и компактными, в конечном итоге образуя твердую поверхность ногтя, известную как ногтевая пластина. Под ним находится ногтевое ложе, которое почти никогда не выходит на свет, кроме случаев травмы или болезни.

Матрикс окружает кутикула, полукруг кожи, которая имеет тенденцию отслаиваться от ногтя. Кожа под дистальным концом ногтя называется гипонихием, и если вы когда-либо стригали ногти слишком коротко, вы знаете, что эта кожа может быть немного более чувствительной, чем остальная часть кончика пальца.

2. ОНИ РОСТ НА 0,1 МИЛЛИМЕТРА В ДЕНЬ …

Это примерно 3-4 миллиметра в месяц. Но они не всегда растут с одинаковой скоростью: ногти растут быстрее днем ​​и летом (это может быть связано с воздействием солнечного света, который производит больше витамина D, питающего ногти). Ногти на больших пальцах тоже растут быстрее, причем мужские растут быстрее, чем женские. Самый медленный из всех ногтей растет мизинец. По данным Американской академии дерматологии, если вы потеряете ноготь из-за травмы, может потребоваться до шести месяцев, чтобы вырасти снова (в то время как ноготь на пальце ноги может занять до полутора лет).

3. … НО НЕ ПОСЛЕ ТЫ СМЕРТИ.

Вы, наверное, слышали, что ваши ногти продолжают расти после смерти. На самом деле, согласно медицинскому журналу BMJ , это не так. На самом деле происходит то, что кожа вокруг основания ногтей втягивается, потому что организм больше не перекачивает жидкости в ткани, и это создает своего рода оптическую иллюзию, которая заставляет ногти казаться длиннее.

4. По оценкам, от 20 до 30 процентов людей кусают ногти.

Ученые говорят, что до сих пор неясно, почему, но они подозревают, что любители гвоздей делают это, потому что им скучно, они разочарованы, сосредоточены или потому, что это просто успокаивает (а тревога, похоже, не играет большой роли). Перфекционисты, которые не любят бездельничать, скорее всего, имеют эту привычку. Кусаки подвергаются воздействию опасной грязи, которая скапливается под ногтем: гипонихий привлекает бактерии, в том числе E. coli , и проглатывание их через грызть ноготь может привести к желудочно-кишечным проблемам.Укусы также могут повредить зубы и челюсти.

5. ПАЛЬЦЕВЫЕ НОГТЯ ЧЕЛОВЕКА – ПЛОСКИЕ Когти.

У наших предков-приматов были когти, которые, как и ногти, сделаны из кератина. Поскольку предки человека начали использовать инструменты около 2,5 миллионов лет назад (или даже раньше), исследователи-эволюционисты полагают, что изогнутые когти стали неприятностью. Чтобы сжимать каменные орудия и ударять по ним, наши пальцы могли расшириться, в результате чего когти превратились в ногти.

6. НОГТЕЙ ДЕЙСТВИТЕЛЬНО ДЕЛАЕТ ВАШИ ПАЛЬЦЫ БОЛЕЕ ЧУВСТВИТЕЛЬНЫМИ.

Хотя ноготь может быть достаточно жестким, чтобы защитить нежную плоть, он также имеет парадоксальный эффект увеличения чувствительности пальца. Он действует как противодействие, когда кончик пальца касается объекта. «Палец – особенно чувствительная область из-за очень высокой плотности нервных волокон», – говорит Ридер.

7. НОГТИ МОГУТ ВЫЯВИТЬ ЗАБОЛЕВАНИЯ ЛЕГКИХ, СЕРДЦА И ПЕЧЕНИ.

«Один из самых интересных фактов о ногтях заключается в том, что они часто являются маркером болезней в организме», – говорит Ридер.Ногтевые булавы – чрезмерное искривление ногтевой пластины и утолщение кожи вокруг ногтей – являются особенно серьезным признаком основного заболевания, такого как заболевание легких или сердца, заболевание печени или воспалительное заболевание кишечника. Двухцветные ногти – беловатые от кутикулы до середины ногтя и розовые, коричневые или красноватые в дистальной половине – могут быть признаком заболевания почек и печени. Беловатые ногти на две трети или нормальные на одну треть также могут быть признаком заболевания печени. Однако маленькие белые отметины на ногтях, известные как молочные пятна (или точечная лейконихия, ), – это всего лишь остатки любых травм ногтя, от удара им о дверь до чрезмерного жевания.

8. ВЫ МОЖЕТЕ ЗАРАЗИТЬСЯ ОБЫЧНЫМ ЗАБОЛЕВАНИЕМ КОЖИ НА НОГТИ.

Псориаз «обычно рассматривается как кожное заболевание, но на самом деле это заболевание кожи, суставов и ногтей, которое в тяжелых случаях является маркером сердечно-сосудистого риска», – говорит Ридер. Псориатические ногти могут иметь оранжевые пятна, называемые масляными пятнами, красные линии, известные как осколочные кровоизлияния, приподнятые края ногтей и ямки, «которые выглядят так, как будто в ногти неоднократно и бессистемно вставляли гвоздь», – говорит он.

Врачи часто назначают местные или инъекционные кортикостероиды для лечения псориатических ногтей, но использование лазеров является новым и потенциально более экономичным методом.Ридер полагается на импульсный лазер на красителе, в котором в качестве среды для лечения псориаза ногтей используется органический краситель, смешанный с растворителем, «который может быть как с медицинской, так и с эстетической точки зрения», – говорит он. Этот лазер способен проникать через твердую ногтевую пластину с минимальным дискомфортом и «лечить интересующие цели в случае псориаза, кровеносных сосудов и гиперактивной кожи», – говорит Ридер.

9. ДРЕВНИЕ КУЛЬТУРЫ ОТОБРАЖАЛИ СОЦИАЛЬНЫЙ СТАТУС С НОГТЯМИ.

Ридер говорит, что покраска и другие формы украшения ногтей всегда предлагали социальные и эстетические сигналы за счет вариаций цвета, формы и длины ногтей.Фактически, добавляет он, в некоторых культурах богато украшенные ногти «служат показателем социального статуса».

Пять тысяч лет назад в Китае мужчины и женщины из аристократии династии Мин отращивали длинные ногти и покрывали их золотыми накладками для ногтей или яркими самодельными лаками. Длинные ногти якобы заявили миру об их социальном статусе и об их свободе от выполнения черных работ.

10. БЫВШИЙ КРАСОТНИК БЫЛ МИРОВОЙ РЕКОРД ПО САМЫМ ДЛИННЫМ НОГТИ.

Ли Редмонд из Юты начала наращивать ногти в 1979 году и продолжала это делать до тех пор, пока в 2008 году не установила мировой рекорд по «самым длинным ногтям на руках у женщин».Ее правая ноготь большого пальца была 2 фута 11 дюймов, а общая длина всех ее ногтей составляла 28 футов 4 дюйма. Она также ежедневно наносила отвердитель для ногтей и красила их светоотражающим золотом. К сожалению, она сломала ногти в автомобильной катастрофе в 2009 году и не планирует отращивать их заново.

Совсем недавно человек, которому принадлежит рекорд Гиннеса по «самым длинным ногтям на одной руке – когда-либо», решил отрезать их в ресторане Ripley’s Believe It Or Not! в Нью-Йорке в июле 2018 года. Шридхар Чиллал из Пуны, Индия, начал выращивать ногти на левой руке в 1952 году, когда ему было 14 лет.По последним подсчетам, общая длина составила 29 футов 10,1 дюйма.

11. ПЕРВЫЕ КЛИПЕРЫ ДЛЯ НОГТЕЙ БЫЛИ ЗАПАТЕНТОВАНЫ В 1875 ГОДУ.

Сегодня кусакам не нужно обрезать ногти зубами. В то время как самыми ранними инструментами для стрижки гвоздей, скорее всего, были острые камни, песок и ножи, специальные кусачки для ногтей – хотя его можно было бы точнее назвать круглой пилкой для ногтей – был разработан изобретателем из Бостона, штат Массачусетс по имени Валентин Фогерти, и запатентован в 1875 году. Кусачки для ногтей, которые мы знаем сегодня, были изобретены изобретателями Юджином Хаймом и Оелестином Мацем, которым в 1881 году был выдан патент на ножницы для ногтей с зажимом.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *