- •1.Биофизика как наука. Определение, предмет, основные разделы.
- •2. Структурные основы цитоплазматической мембраны её биологическое значение.
- •3. Физические параметры, влияющие на формирование структуры и функции мембраны. Физические свойства мембраны как фазы (формула – электростатической ёмкости).
- •4. Трансмембранный перенос веществ. Пассивный перенос веществ через биомембраны. Основные механизмы пассивного транспорта.
- •5. Основное уравнение диффузии веществ через мембрану (электродиффузное уравнение Нернста-Планка и уравнение Фика). Транспорт веществ через поры (уравнение).
- •8. Диффузный и равновесный потенциалы, механизм формирования потенциалов и их величины (уравнение Гендерсона и Нернста).
- •9. Стационарный потенциал Гольдмана-Ходжкина, механизм формирования и его величина (уравнение Гольдмана-Ходжкина-Катца).
- •10. Электрогенез потенциала действия (графическое изображение, характер направления ионных потоков).
- •11. Понятие авс и их свойства. Распространение волн возбуждения по нервному волокну.
- •12. Модель распространения возбуждения в сердечной мышце. Трансформация волн возбуждения в сердце.
- •13. Характеристики электрического поля точечного заряда (напряжённость, силовые линии, потенциал, эквипотенциальные поверхности).
- •14. Диполь. Характеристика поля диполя (распределение силовых линий, дипольный момент, потенциал диполя).
- •15. Понятие токового диполя. Его потенциал.
- •16. Электрическая модель сердца: а) эквивалентный электрический генератор сердца; б) потенциал поля, создаваемого сердцем; в) модель треугольника Эйнтховена.
- •17. Электропроводность клеток и тканей для цепи постоянного тока. Электрическая поляризация. Виды электрической поляризации.
- •18. Электропроводность клеток и тканей для цепи переменного тока. Импеданс клеток и тканей.
- •19. Исследование биологических объектов с помощью постоянного и переменного электрического тока.
- •20. Структурные и функциональные особенности скелетной мышцы. Модель скользящих нитей.
- •21. Механические свойства мышц.
- •22.Уравнение Хилла. Работа одиночного сокращения.
- •23. Термодинамическая оценка работы мышцы. К.П.Д.
23. Термодинамическая оценка работы мышцы. К.П.Д.
С термодинамической точки зрения, мышца представляет собой систему, которая преобразует энергию химических связей (энергию АТФ) в механическую работу, т.е. мышца является хемомеханической машиной. При сокращении мышцы происходит теплообразование. Хиллом было установлено, что при каждом раздражении в начале выделяется постоянная по величине и независящая от нагрузки теплота активации Q, а затем теплота сокращения k∆L, пропорциональная сокращению мышцы ∆L и независящая от нагрузки (k – коэффициент пропорциональности). Если сокращение изотоническое, то мышца производит работу А, равную произведению нагрузки F на величину сокращения: А = F * ∆L. Согласно первому закону термодинамики, изменение внутренней энергии ∆U мышцы будет равняться сумме выделенного тепла и совершённой работы:
∆U = Q + k∆L + F∆L = Q + (k + F)∆L
К.П.Д. = A/∆U = F∆L/Q + (k +F)∆L
Учитывая, что величины Q и k не зависят от F, из уравнения следует, что, в определённых пределах, КПД мышечного сокращения будет увеличиваться при увеличении нагрузки. Хилл на основании полученных им в опытах данных, определил, что КПД мышечного сокращения примерно равен 40%. Величина КПД 40% показывает эффективность превращения энергии АТФ в механическую энергию.