Литература

• Губанов Н.И. Медицинская биофизика. – М., 1978, стр. 197-230

Занятие № 16

ТЕМА: Биофизика процессов гормональной рецепции. Взаимодействие лигандов с рецепторами

Цель: Цель занятия

Вопросы для рассмотрения на занятии:

1. Типы рецепторов. Общие закономерности рецепции (доставка – связывание – узнавание – преображение).

2. Одностадийный и двухстадийный механизмы диффузии лигандов.

3. Связывание лиганд с рецептором. Общее выражение для отношения свободных и связанных лигандов.

4. Связывание одного лиганда с одним центром связывания.

5. Связывание одного лиганда с двумя центрами связывания.

6. Связывание конкурирующих лигандов с одним центром связывания.

7. Общий подход при решении задач с порядком выше второго.

Самостоятельная работа

Смоделируйте эксперименты позволяющие решить следующие задачи: узнать число рецепторов в одной клетке, число центров связывания в одном рецепторе, эффективную концентрацию при которой второй лиганд вытеснить на 50% первый.

Литература

• Рубин А.Б. Биофизика. Т.2. с.258.

Занятие № 17

ТЕМА: Биофизика процессов гормональной рецепции. Механизмы преобразования сигналов

Цель: Цель занятия

Вопросы для рассмотрения на занятии:

1. Латеральная диффузия. Метод ВФФ.

2. Перколяционная диффузия.

3. Скорости диффузионно-контролируемых реакций. Скорости второго порядка в объеме и на плоскости.

4. Кинетические особенности системы регуляции внутриклеточными посредниками.

Литература

• Рубин А.Б. Биофизика. Т.2. с.258.

Занятие № 18

ИТОГОВОЕ ЗАНЯТИЕ: Электрокинетические процессы. Гормональная рецепция

Контрольные вопросы:

35. Электрограммы. Задачи электрографии. Электрокардиография. Распространение волн возбуждения.

36. Принцип эквивалентного генератора, схема, требования. Диполь, параметры.

37. Потенциалы электрического поля униполя.

38. Потенциалы электрического поля диполя.

39. Модель Эйнтховена, постулаты. Карта электрических потенциалов на поверхности тела.

40. Дипольный эквивалентный электрический генератор сердца.

41. Электрокардиограмма.

42. Векторэлектрокардиография.

43. Многодипольные эквивалентные электрические генераторы сердца. Модель Миллера и Гезелувитца.

11. Колебательные процессы в природе. Свободные, вынужденные, автоколебания.

12. Механизмы возникновения колебаний на клеточном и внутриклеточном уровнях: автоколебания в биохимических системах.

13. Механизмы возникновения колебаний на клеточном и внутриклеточном уровнях: механизм возникновения колебаний на мембранах.

14. Активная среда, автоволны, их отличие от колебаний механических и электромагнитных волн. Механизм распространения нервного импульса.

15. Распространение автоволн в однородной среде. τ – модель Винера и Роземблюта.

16. Основные свойства автоволн. Однородные, неоднородные среды.

17. Условия возникновения циркуляции автоволн.

18. Трансформация ритма в неоднородной среде.

19. Ревербератор в среде с отверстием.

20. Возникновение ревербераций в неоднородных средах

21. Свойства ревербератора. Условия возникновения мерцательной аритмии.

22. Электрическая активность коры больших полушарий головного мозга. Активность пирамидных нейронов.

23. Электрическая активность коры больших полушарий головного мозга. Импульсный разряд, тормозные и возбуждающие постсинаптические потенциалы.

24. Генерация соматического и дендритного диполя.

25. Зависимость падения потенциала от частоты электрического поля.

26. Характеристики электрического поля коры головного мозга. Альфа, бета гамма сигма и тетта ритмы. Стандартное отклонение.

27. Общие закономерности возникновения внешнего электрического поля. Положительная корелляция активности пирамидных нейронов. Связь между стандартным отклонением дипольного момента нейронов и коры головного мозга.

28. Карты распределения электрического поля мозга.

29. Возникновение электрокинетического потенциала. Структура двойного электрического слоя. Факторы влияющие на строение двойного электрического слоя.

30. Электрофорез. ζ – потенциал эритроцитов, лейкоцитов, бактериальных клеток.

31. Электроосмос.

32. Ионофорез.

33. Потенциалы течения и оседания.

34. Электрический потенциал и агглютинация.

35. Электропроводность клеток и тканей для постоянного тока.

36. Виды поляризации. Электронная поляризация. Макроструктурная поляризация.

37. Виды поляризации. Ионная поляризация. Поверхностная поляризация.

38. Виды поляризации. Дипольная (ориентационная) поляризация. Электролитическая поляризация.

39. Электропроводность клеток и тканей для переменного тока.

40. Применение метода измерения электропроводности в биологических и медицинских исследованиях.

41. Типы рецепторов. Общие закономерности рецепции (доставка – связывание – узнавание – преображение).

42. Одностадийный и двухстадийный механизмы диффузии лигандов.

43. Связывание лиганд с рецептором. Общее выражение для отношения свободных и связанных лигандов.

44. Связывание одного лиганда с одним центром связывания.

45. Связывание одного лиганда с двумя центрами связывания.

46. Связывание конкурирующих лигандов с одним центром связывания.

47. Общий подход при решении задач с порядком выше второго.

48. Латеральная диффузия. Метод ВФФ.

49. Перколяционная диффузия.

50. Скорости диффузионно-контролируемых реакций. Скорости второго порядка в объеме и на плоскости.

51. Кинетические особенности системы регуляции внутриклеточными посредниками.

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЕ ВОПРОСЫ

1. Токсические и аллергические эффекты ультрафиолетового излучения. Дозовые зависимости фототоксических и фотоаллергических процессов.

2. Способы оценки спектров действия ультрафиолетового излучения. Особенности развития эритемы А, В и С.

3. Механизм прямой пигментации кожи. Механизм непрямой пигментации кожи.

4. Фотоканцерогенез. Дозовая зависимость. Синергизм действия ультрафиолета и химических канцерогенов.

5. Фототоксические эффекты ультрафиолета на примере протопорфиринов. Фотореактивирующие ферменты.

6. Реактивация ферментов под действием света. ПУФА-терапия.

7. Общие закономерности работы органов чувств.

8. Теории восприятия вкуса.

9. Теория обоняния.

10. Теории восприятия звука.

11. Строение и функции палочек. Зависимость поглощения света от ориентации молекул. Дихроизм поглощения.

12. Спектры действия скотопического и фотопического зрения, кривая видности.

13. Метод импульсного фотолиза и кинетической спектрофотометрии в исследованиях быстрых фотопревращений зрительных пигментов. Цис-транс–фотоизимеризация ретиналя.

14. Цепь фотопревращений родопсина. Механизм фотопревращения родопсина в батородопсин.

15. Рецепторные потенциалы. Цветовое зрение.

16. Биомеханические модели тканей. Чисто упругий элемент, его свойства. Вязкостный элемент, его свойства.

17. Биомеханические модели тканей. Тело Фойгта. Тело Максвелла.

18. Биомеханические модели тканей. Cочетания упругих и вязкостных элементов.

19. Механические свойства костей.

20. Вязкостные и упругие свойства гладких мышц.

21. Вязкостные и упругие свойства скелетных мышц.

22. Механические процессы в легких. Силы, определяющие упругие свойства легких. Уравнение Лапласа. P-V – диаграммы.

23. Механические процессы в легких. Гистерезис сжатия растяжения. Работа выдоха.

24. Взаимосвязи между механическими и энергетическими параметрами мышечного сокращения в стационарном режиме сокращения. Уравнения Хилла.

25. Дифракционная картина малоуглового рассеяния рентгеновских лучей при замыкании мостиков.

26. Модель Дещеревского. Смысл параметров. Связь параметров модели Дещеревского с параметрами уравнений Хилла.

27. Нестационарные режимы сокращения. Фазы изменения напряжения при одноступеньчатом укорочении. Изменения напряжения при многоступеньчатом укорочении. Фазы сокращения, соответствующие модели Войта.

28. Модели мостика, генерирующего силу. Модель Хаксли и Симмонса. Модель Айзенберга и Хилла.

29. Молекулярный мотор мышцы. Трехмерная структура субфрагмента 1 миозина. Молекулярная модель рабочего цикла мостика.

30. Продольная и тангенциальная деформация стенок сосудов. Уравнение Ламе.

31. Зависимость просвета сосуда от давления. Уравнения деформации при высоком модуле упругости.

32. Динамический модуль упругости. Соотношение между динамическим и статическим модулем упругости (на основании вязко-упругих свойств коллагеново-эластиновых тканей).

33. Молекулярное строение жидкости. Вязкость жидкости, формула Ньютона. Ньютоновские и неньютоновские жидкости.

34. Ламинарное и турбулентное течения. Число Рейнольдса. Закон Пуазейля. Неразрывность струи. Закон Бернулли.

35. Реологические свойства крови. Профиль скорости для ньютоновских жидкостей и для крови. Зависимость вязкости от концентрации частиц. Вязкость при высоких и низких скоростях сдвига. Формула Кессона.

36. Пульсовая волна, её характеристики: амплитуда в различных участках сосудистого русла, скорость распространения, длина волны.

37. Кинетика кровотока. Модель Франка. Аналогия гидравлических и электрических параметров.

38. Резистивная модель периферического кровотока.

39. Фильтрационно-реадсорбционная модель периферического кровотока.

40. Токовая природа внешних электрических полей тканей и органов. Клетки как токовые электрические генераторы.

41. Потенциалы электрического поля униполя. Потенциалы электрического поля диполя.

42. Модель Эйнтховена, постулаты. Карта электрических потенциалов на поверхности тела.

43. Многодипольные эквивалентные электрические генераторы сердца. Модель Миллера и Гезелувитца.

44. Активная среда, автоволны, их отличие от колебаний механических и электромагнитных волн. Механизм распространения нервного импульса.

45. Распространение автоволн в однородной среде. τ – модель Винера и Роземблюта. Основные свойства автоволн. Однородные, неоднородные среды.

46. Условия возникновения циркуляции автоволн. Ревербератор в среде с отверстием.

47. Трансформация ритма в неоднородной среде. Возникновение ревербераций в неоднородных средах.

48. Электропроводность клеток и тканей для постоянного тока. Виды поляризации.

49. Электропроводность клеток и тканей для переменного тока. Импенданс.

50. Электроосмос. Ионофорез.

51. Потенциалы течения и оседания. Электрический потенциал и агглютинация.

52. Применение метода измерения электропроводности в биологических и медицинских исследованиях.

53. Клеточный механизм генеза ЭКГ; определение дипольных моментов различных участков миокарда по данным проведения возбуждения и потенциалов действия его клеток. Компьютерный расчет ЭКГ в норме и при патологических состояниях в различных отведениях.

54. Электрическая активность пирамидных нейронов новой коры как источник генеза электроэнцефалограмм. Импульсная и градуальная электрическая активность пирамидных нейронов новой коры.

55. Формирование токовых двухполюсных и четырехполюсных (квадрупольных) генераторов в пирамидных нейронах. Структура экстраклеточного электрического поля пирамидных нейронов при различных видах электрической активности.

56. Элементы теории случайных процессов (случайных функций) и ее использование для описания генеза ЭЭГ. Общая формула для дисперсии ЭЭГ; коэффициент взаимной попарной корреляции электрической активности нейронов. Значение ориентации пирамидных нейронов в новой коре и синхронизации их электрической активности для генеза ЭЭГ.

57. Механизм формирования физиологического эффекта при воздействии внешних электромагнитных полей различной частоты.

58. Электрокинетические явления. Механизм формирования потенциала макромолекул и клеток. Зависимость потенциала от условий среды.

59. Типы рецепторов. Общие закономерности рецепции (доставка – связывание – узнавание – преобразование сигнала).

60. Одностадийный и двухстадийный механизмы диффузии лигандов.

61. Связывание одного лиганда с одним центром связывания. Уравнение Скетчарда. Связывание одного лиганда с двумя центрами связывания.

62. Конкурентное связывание лигандов с рецептором.

63. Латеральная диффузия в мембранах. Методы изучения.

ОСНОВНОЙ СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

93. Антонов В.Ф. Биофизика. – М., 1999

94. Владимиров Ю.А. Потапенко А.Я. Физико-химические основы фотобиологических процессов. – М., 1989

95. Рощупкин Д.И., Артюхов В.Г. Основы фотобиофизики. – Воронеж, 1997

96. Владимиров Ю.А. Биофизика. – М., 1983

97. Губанов Н.И. Медицинская биофизика. – М., 1978

98. Рубин А.Б. Биофизика. – М., 2000

99. Рубин А.Б. Лекции по биофизике. – М., 1998

100. Рубин А.Б. Современные методы биофизических исследований. Практикум по биофизике. – М., 1988

101. Скоупс Р. Методы очистки белков. – М., 1985

102. Фрайфелдер Д. Физическая биохимия. – М., 1980

103. Финкельштейн А.В. Введение в физику белка. Курс лекций 1999-2000

104. Волькенштеин М.В. Биофизика. – М., 1988

105. Чанг Р. Физическая химия с приложениями к биологическим системам. – М., 1980

106. Досон Р Элиот Д. Справочник биохимика. – М., 1991

1. Биофизика: Учеб. для студ. биол. спец,. В 2т. : Т.1:Теоретическая биофизика.-1999.-448с.:ил,-   Т.2:Биофизика клеточных процеесов.-2000.-467с.:ил.- / А. В. Рубин. - М.: Кн. дом "Университет", 1999-2000.

2. Биофизика: Учеб.для студ. высш. учеб. заведений / Антонов В. Ф., Черныш А. М., Пасечник В. И., Вознесенский С. А., Козлова Е. К. - М: Гуманит.изд.центр ВЛАДОС, 1999. - 200 с.

3. Биофизика: Учебник / Под ред.Ю.А.Владимирова. - М: Медицина, 1983. - 272 с.:ил

4. Медицинская биофизика: Учебник / В. О. Самойлов. - СПб: СпецЛит, 2004. - 496с.:ил.

Дополнительная литература

1. Рубин А.Б. Лекции по биофизике.

2. Фершт Э. Структура и механизм действия ферментов.- М., 1980

3. Волькенштейн М.В. Биофизика.- М., 1988

4. Владимиров Ю.А., Потапенко А.Я. Физико-химические основы фотобиологических процессов. М., Высшая школа, 1989.

5. Рощупкин Д.И., Артюхов В.Г. Основы фотобиофизики.- М., 1997

6. Скоупс Р. Методы очистки белков.– «Мир»: М., 1985.

7. Фрайфелдер Д. Физическая биохимия. – «Мир»: М., 1980.

8. Остерман Л.А. Хроматография белков и нуклеиновых кислот. Наука: М., 1985

9. Каро К., Педли Т., Шротер Р., Сид У. Механика кровообращения. М., Мир, 1981, (раздел V.3, V.5).