Медицина та фізика: елементи фахової компетентності

Живі системи поглинають і трансформують енергію у різних формах, використовують її в метаболічних процесах, які забезпечують ріст, розвиток, розмноження. Це є причиною використання в біології і медицині методів класичної термодинаміки.

Реакція організмів на зовнішні і внутрішні чинники характеризується особливостями їх як відкритих систем.

Термодинамічні методи дають змогу розв'язати фізіологічні питання, наприклад вплив температури на енергетичний метаболізм полікілотермних тварин, аналізувати причини розбіжності даних прямої і непрямої калориметрії під час розвитку та росту організмів, перебігу фізіологічних процесів.

У відкритих системах у нормі і патології (живихоб'єктах) для встановлення стаціонарного стану беруть до уваги фактор часу, тобто енергетичні перетворення можна не лише характеризувати з точки зору статистичного балансу, а й розраховувати швидкість трансформації енергії. Такий підхід дає змогу оцінити також межі швидкості перебігу спряжених незворотних процесів.

Фрейм додаткової інформації

Перебіг багатьох захворювань екзогенного характеру супроводжується зміною енергетичного метаболізму і температури тіла. Проте зміна енергетичного метаболізму не завжди корелює зі зміною температури.

Велика кількість даних про енергетичний метаболізм отримана при вивченні інфекційних захворювань; зміна енергетичного метаболізму має дуже складний характер. Виявлено, що зміна основного обміну описується кривою з максимумами: початкове посилення змінюється послабленням основного обміну майже до норми, відтак знову зростає тощо (при туберкульозі). Як і у випадку інших інфекційних захворювань при туберкульозі зміна енергетичного метаболізму не завжди корелює зі зміною температури тіла (П. М. Весьолкін, Е. М. Беркович).

Внаслідок захворювання зміна стандартного (основного) обміну має коливний характер, і в кінцевому підсумку система повертається до початкового стаціонарного стану. Отже, під час захворювання спостерігається стаціонарний перехідний процес, який супроводжується зростанням та зниженням дисипативних функцій системи. В процесі захворювання взаємодіють принаймні дві живі системи (організм й інфекційна основа), і характер перехідного процесу визначається результатом цієї взаємодії. Очевидно, за кривими зміни енергетичного метаболізму, як і за температурою тіла, можна судити про характер перебігу того чи іншого інфекційного захворювання.

Ще більш інформативним є одночасне вимірювання швидкості споживання кисню та теплопродукції організму. Зміна температури, швидкості споживання кисню та теплопродукції організму, розбіжність даних прямої та непрямої калориметрії створюють ніби спектр зміни параметрів, які характеризують хворобу та її виліковування.

Енергетичний метаболізм змінюється також внаслідок різної дії фармакологічних речовин на організм, зокрема лікарських препаратів. Наприклад, систематичне введення сірки в організм посилює основний обмін у людей. Навпаки, йод та йодистий калій зумовлюють зменшення швидкості споживання кисню людиною. Послаблення енергетичного метаболізму спостерігається також після внутрішньовенного введення хлориду кальцію. Амінозин та етизин через 1,5 год. після введення спричиняють послаблення енергетичного метаболізму у хворих з посиленим основним обміном на 62%. Основний ,обмін послаблюється також під час наркозу Посилення енергетичного метаболізм спостерігається внаслідок дії кофеїну, гепарину.

Отже, організм людини реагує на введення різних речовин і препаратів та на інфекцію хвороботворних організмів складним перехідним індуцибільно-адаптивним процесом, який супроводжується як підвищенням, так і зниженням інтенсивності споживання кисню.

Відповідно до цих змін змінюються там. і дисипативні функції живої системи.

Відомо, що щитовидна залоза прямо причетні до регуляції енергетичного метаболізму. Посилення основного обміну внаслідок захворювання щитовидної залози спостерігається не в усіх випадках, іноді відбувається помітне послаблення енергетичного метаболізму. Зміна основного обміну супроводжує також серцево-судинні захворювання. У цьому випадку виявляється як підвищення швидкості споживання кисню, так і її зниження. Посилення основного обміну спостерігається під час гіпертонії, а послаблення - під час атеросклерозу. Основний обмін посилюється також внаслідок діабету та психічних захворювань.

Онкологічні захворювання спричиняють посилення енергетичного метаболізму, причому воно залежить від величини пухлини, наявності метастазів, розпаду пухлин.

Таким чином, перебіг більшості ендогенних захворювань супроводжується зміною енергетичного метаболізму. В останні роки з розвитком теплобачення та використанням його для діагностики значення аналізу екзогенних й ендогенних процесів під час патологічних процесів та захворювань набуло нового змісту і стимулу.

Тема: Поглинання та розсіювання світла.

Колориметрія та нефелометрія.

І. Актуальність теми.

Різноманітні зв’язки між природними явищами створюють внутрішню красу науки, пізнання якої є велика насолода для кожної людини, особливо для її творців. Водночас розвиток науки завжди проходив і проходить через «проби та помилки». Нільс бор сказав якось, що спеціаліст – це той, хто знає типові помилки своєї професії і вміє їх уникнути. Оптичні методи знаходять дуже широке використання в теоретичній і практичній медицині. Мікроскопи, рефлактометри, поляриметри, нефелометри, конденсаційні колориметри далеко не повний перелік оптичних приладів, що застосовуються в клініках, санітарно-епідеміологічних станціях, лабораторіях медико-біологічного профілю.

ІІ. Навчальні цілі.

В результаті самостійної роботи студент повинен знати:

• Характеристику діагностичних показників: калориметричних, нефелориметричні;

• Класифікацію оптичної медичної апаратури, що застосовується в діагностиці і фізеотерації.

ІІІ. Матеріали до аудиторної самостійної роботи: