Раздел 2. Биофизика сложных систем 238

ЛЕКЦИЯ10. Основы гемодинамики и биореологии 238

10.1. Вопросы биореологии 240

10.2. Гемодинамика крови. Уравнение Пуазейля и Бернулли 243

10.2.1. Уравнение Пуазейля 244

10.2.2. Уравнение Бернулли 247

10.3. Физические закономерности движения крови в сосудистой системе. Пульсовая волна 251

10.4. Клинические методы определения вязкости крови 253

Вопросы для самопроверки 256

Задачи для закрепления изучаемого материала 256

ЛЕКЦИЯ 11. Электропроводность биологических тканей. Импеданс 259

11.1. Электропроводность клеток и тканей для постоянного электрического тока. Лекарственный электрофорез 259

11.2. Электропроводность клеток и тканей для переменного электрического тока 261

11.3. Реография 266

11.4. Измерение электропроводности в медицинских и биологических исследованиях 270

Вопросы для самопроверки 273

Тесты текущего контроля 274

Задачи 275

Глава 12. Электрическая активность органов и тканей. Электрокардиография 276

12.1. Теория Эйнтховена 277

12.2. Понятие токового диполя. кардиография 279

12.3. Аппараты для электрографии 284

12.4. Биопотенциалы головного мозга. Электроэнцефалография 286

12.5. Миография и кожно–гальванический потенциал 287

12.6. Электростимуляция. Закон Лапика и Дюбуа-Реймона 296

Вопросы и задачи для самопроверки 299

Глава 13. Речеобразующая система человека 302

13.1. Механизм речеобразования 302

13.2. Акустическая фонетика 309

13.3. Акустическая теория речеобразования 317

13.3.1. Распространение звуков 317

13.3.2. Возбуждение звуков в голосовом тракте 319

13.3.3. Модели сигнала, основанные на акустической теории 324

Вопросы для самопроверки 325

Глава 14. Моделирование биофизических процессов 326

14.1. Виды моделей. Фармакокинетическая модель 326

14.2. Модель кровотока при локальном сужении сосудов 330

14.3 Движение крови по эластичным сосудам. Модель Франко 339

Вопросы для самоконтроля 340

тесты текущего контроля 341

заключение 342

Библиографический список 342

Предисловие

«Биофизика» как наука состоит из физических положений, законов и теорий, которые дают возможность обучающимся ознакомиться с современными методами исследования жизненных процессов.

Как предмет «биофизика» имеет четкий профилизированный характер. Сущность его заключается в отборе соответствующего учебного материала, который даст возможность понять механизм физико-химических процессов, протекающих в организме.

Учитывая особенности живого организма, «биофизика» играет роль своеобразного мостика или связующего звена между точными естественными и техническими науками с комплексом медико-биологических дисциплин.

«Биофизика с основами взаимодействия физических полей с биообъектами» включает курс «Общей биофизики», состоящий из ряда отдельных самостоятельных разделов, к которым по решению Международной ассоциации общей и прикладной биофизики (1990 г.) относятся следующие:

1. Молекулярная биофизика;

2. Биофизика клетки;

3. Термодинамика открытых систем;

4. Биофизика чувств;

5. Биофизика сложных систем. Гемодинамика, биореология. Биомеханика мышечных сокращений. Рефлексология и др.;

6. Моделирование биофизических процессов;

7. Биофизика полей и излучений.

Представленный нами курс «Биофизика с основами взаимодействия физических полей с биообъектами» состоит из двух разделов и 14-ти глав.

Первый раздел – это курс «Общей биофизики», который включает основные положения молекулярной биофизики, физические свойства клеток, активные и пассивные биоэлектрические явления в клетках и тканях, термодинамику процессов жизнедеятельности. Теплообразование и регуляцию температуры в живых системах. Биофизику мышечного сокращения и органов чувств.

Второй раздел содержит вопросы биофизики сложных систем и основы их взаимодействия с физическими полями: моделирование биофизических процессов, кровообращение, клинические методы исследования и основы речеобразования.

В конце каждой главы для закрепления изучаемого материала даны вопросы для самопроверки и тесты, а также типовые задачи с медико-биологическим содержанием.

Одной из основных задач, стоящих перед авторами данного учебного пособия, является правильный отбор учебного материала, который по своему содержанию должен быть максимально приближен к практической биологии и медицине. Таким образом, в данном пособии решается одна из сложных методических задач – прфилизация учебного материала.

Следует отметить, что одной из особенностей данного учебного пособия, отличающей его от других, является описание выводов уравнений и положений, которые достаточно полно рассматриваются в классических источниках по техническим дисциплинам, физике, биохимии, общей биологии и генетике. Считаем, что этот дополнительный материал необходим для ускорения понимания, изучаемых биофизических процессов. Студент, знающий это материал, может его пропустить. Этот методический прием, а также наличие контрольных вопросов и тестов, в совокупности, дает определенную положительную перспективу в процессе самостоятельной работы над курсом особенно тем студентам, которые обучаются заочно.

Предлагаемое пособие может быть полезно для преподавателей, аспирантов и студентов медико-биологических и технических специальностей высшего профессионального образования.