- •Биофизика
- •Глава 1. Введение
- •§1.1. Предмет биофизики
- •Глава 2. Термодинамика биологических систем
- •§2.1. Основные понятия термодинамики
- •§2.2. I закон термодинамики и живые организмы.
- •§2.3. Виды работ, совершаемых организмом, источники их энергии
- •§2.4. Тепловой баланс организма. Химическая и физическая терморегуляция
- •§2.5. Понятие энтропии
- •§2.6. Формулировка II-го закона термодинамики для изолированных и замкнутых систем
- •§2.7. II закон термодинамики и живой организм (для открытой системы)
- •§2.8. Стационарное состояние. Теорема Пригожина
- •Глава 3. Кинетика биохимических процессов
- •§3.1. Основные определения и законы кинетики химических реакций
- •§3.2. Действие ферментов биохимических реакций
- •Глава 4. Биологические мембраны
- •§4.1. Строение и функции биологических мембран
- •§4.2. Искусственные мембраны
- •Глава 5. Пассивный транспорт веществ через биологические мембраны.
- •§5.1. Диффузия
- •§5.2. Миграция
- •§5.3. Перенос под действием градиента электрохимического потенциала
- •§5.4. Простая и облегченная диффузия
- •§5.5. Осмос
- •§5.6. Фильтрация
- •§5.7. Явления фильтрации и осмоса в процессе обмена водой между кровью и тканью
- •Глава 6. Активный транспорт веществ
- •Глава 7. Биоэлектрические потенциалы
- •§7.1. Потенциал покоя
- •§7.2. Потенциал действия
- •§7.3. Кинетика ионных токов через биологическую мембрану
- •§7.4. Распространение потенциала действия
- •§7.5. Передача возбуждения в синапсах
- •Глава 8. Электрокинетические явления
- •§8.1. Возникновение разности потенциалов между фазами гетерогенной системы
- •§8.2. Электрофорез
- •§8.3. Электроосмос
- •§8.4. Потенциал течения и оседания
- •§8.5. Применение электрокинетического потенциала. Агглютинация (слипание) частиц
- •Глава 9. Электропроводность клеток и тканей
- •§ 9.1. Эластичность биологических тканей и жидкостей для постоянного тока
- •§9.2. Электропроводимость биологических тканей для переменного тока
- •Глава 10. Действие электрического тока и э/м полей на биологические объекты
- •§10.1. Действие электрического тока на биологические ткани
- •§10.2. Действие переменного магнитного поля
- •§10.3. Действие переменного электрического поля между обкладками конденсатора
- •§10.4. Воздействие электромагнитными волнами
- •Глава 11. Действие ионизирующих излучений на биологические объекты
- •§11.1. Виды ионизирующего излучения. Основы дозиметрии
- •§11.2. Биологическое действие ионизирующих излучений.
- •Глава 12. Действие ультразвука на биологические ткани. Его применение в медицине
- •§12.1. Характеристики и получение ультразвука
- •§ 12.2. Действие ультразвука. Применение в биологии и медицине
- •Глава 13. Биомеханика опорно-двигательного аппарата человека
- •§ 13.1. Механические свойства биологических тканей
- •Костная ткань.
- •§ 13.2. Моделирование механических свойств биологических объектов
- •§ 13.3. Механические процессы в опорно-двигательном аппарате. Уравнение Хилла
- •§ 13.4. Структура мышцы и биофизика мышечного сокращения
- •§ 13.5. Кинетическая теория мышечного сокращения.
- •Глава 14. Биофизика кровообращения
- •§ 14.1. Работа сердца
- •Кинетический компонент работы
- •§ 14.2. Основные понятия гемодинамики
- •§ 14.3. Уравнение деформации кровеносных сосудов
- •§ 14.4. Уравнения движения и изменения давления во времени крови в сосуде
- •§ 14.5. Эластичная цепь как аналоговая модель кровеносной системы
- •§ 14.6. Пульсовая волна
- •§ 14.7. Резестивная модель периферического кровообращения
- •§ 14.8. Гидродинамическая модель кровообращения с сосредоточенными параметрами
- •Глава 15. Биофизика внешнего дыхания
- •§ 15.1. Основные термины и определения
- •§ 15.2. Механические процессы в легких. Механическая стабильность альвеол
- •§ 15.3. Газообмен в легких
- •§15.4. Транспорт газа в крови.
- •Глава 16. Элементы физики слуха.
- •§16.1. Характеристики звука.
- •§16.2. Строение и физические основы работы уха.
§8.2. Электрофорез
Электрофорез – движение частицы дисперсной фазы дисперсионной системы в электрическом поле.
(формула Смолуховского)
ε0– диэлектрическая проницаемость вакуума
ε – относительная диэлектрическая проницаемость
Е – напряженность электрического поля
μ – динамическая вязкость дисперсионной среды
ζ
– потенциал практически измерить очень
трудно => уравнение служит для расчета
потенциала
Высота поднятия частиц ~ ζ потенциалу
ζ потенциал электроцитов (рh = 7,4) ζ = 16,3 мВ
§8.3. Электроосмос
Э
лектроосмос
– движение дисперсионной среды (жидкости)
дисперсионной системы в электрическом
поле.
(+) частица проходит через пору, (-) отталкивается => уровень растворителя повышается.
Высота зависит от подаваемого напряжения.
При работе почек происходит это явление наряду с обычным осмосом.
§8.4. Потенциал течения и оседания
Явление возникновения потенциала течения является обратным электроосмосу. Оно заключается в том, что есть движение растворителя через мембрану, не пропускающую частицы дисперсной фазы, т.е. есть разность потенциалов (растворитель за счёт разности давлений "продавливается" через поры, увлекая за собой противоионы => возникает "+" знак в левой части сосуда). Здесь происходит генерация потенциала.
П
отенциал
оседания
возникает при гравитационном оседании
заряженных частиц (явление, обратное
электрофорезу).
§8.5. Применение электрокинетического потенциала. Агглютинация (слипание) частиц
Любая дисперсионная система стремится прекратить своё существование.
Молекулы на поверхности твердых и жидких тел обладают избыточной энергией по сравнению с энергией молекул, находящихся внутри (поверхностная энергия).
Все системы стремятся к уменьшению свободной энергии => каждая дисперсионная система стремится уменьшить площадь поверхности контактирующих фаз.
Способность раздробленных частиц сохранить присущую им степень дисперсности называется агрегативной устойчивостью.
Предотвращение агрегации первичных частиц возможно в результате действия 3-х факторов:
1. Кинетический (частицы редко встречаются друг с другом, наблюдается в очень вязких или разбавленных растворах).
2.Молекулярно-адсорбционный (на поверхности дисперсионных частиц адсорбируются вещества, существенно уменьшающие поверхностную энергию молекулы или изолирующие их друг от друга (чаще всего применяются ПАВ).
3. Электрический фактор (обусловлен тем, что заряженные частицы, обладающие электрокинетическим потенциалом, отталкиваются, тем самым подтверждается их агглютинация).
Глава 9. Электропроводность клеток и тканей
§ 9.1. Эластичность биологических тканей и жидкостей для постоянного тока
Уменьшение тока обусловлено явлением поляризации, которое связано с возникновением ЭДС, направленной в противоположную сторону внешнего поля.
Наиболее существенными для биологических объектов являются следующие виды поляризации:
Дипольная поляризация.
2. Макроструктурная поляризация.
В этом случае обусловлена не молекулами, а какими-то макроструктурами (агрегатами) диполей (молекул).
3. Поверхностная поляризация (образование двойных заряженных слоёв на поверхностях разделов фаз).
4. Концентрационная поляризация (обусловлена изменением концентрации).
Е0 – электрическое поле в вакууме
Е – электрическое поле в веществе
- диэлектрическая проницаемость.
Поверхность различных тканей отличается в зависимости от ткани:
-
Биологич. ткани
Уд. сопротивление,
Ом. м
Спинномозговая
0,55
Кровь
1,66
Мышцы
2
Тканемозговая и нервная
14,3
Ткань жировая
33,3
Кожа сухая
105
Кость без надкостницы
107
