Тамырлар бойымен қан қозғалысының физико – математикалық заңдылықтары
1. Кіріспе
2. Бұлшық ет жүйесінің электрлік моделі.
3. Мембранадағы липидтердің физикалық күйі.
4. Биоэлектрлік потенциалдар
5. Сұйықтардағы молекулалық құбылыстар.
6. Бұлшық ет жиырылу биофизикасы.
7. Жүрек.қан тамыр жүйесінің (ЖҚTЖ) математикалық моделі.
8. Қорытынды
9. Қосымша
10. Пайдаланған әдебиеттер тізімі
2. Бұлшық ет жүйесінің электрлік моделі.
3. Мембранадағы липидтердің физикалық күйі.
4. Биоэлектрлік потенциалдар
5. Сұйықтардағы молекулалық құбылыстар.
6. Бұлшық ет жиырылу биофизикасы.
7. Жүрек.қан тамыр жүйесінің (ЖҚTЖ) математикалық моделі.
8. Қорытынды
9. Қосымша
10. Пайдаланған әдебиеттер тізімі
Қазіргі кезде физика мен биология, физиология және анотомия ғылымдары бір –бірімен тығыз байланыста екендігіне күнделікті өмірден көз жеткізуге болады. Оған дәлел осы жұмысымыздағы жүктеме кезіндегі жүрек –қан жүйелерінің параметрлерін есептегенде көз жеткіздік. Сонымен бірге адам ағзасындағы процестерде физикалық заңдылықтардың қолданауына төменде айтылғандар дәлел бола алады.
Физика және медицина, бір-бірінен өте алшақ жатқан екі ғылыми бағыт арасындағы тығыз байланыс тарихы өте ертеден, біздің дәуірімізге дейінгі жыл санаудан басталады. Ертедегі оқымыстылар Плиний, Скрибоний
және Доскоридалардың жазба деректерінде бас ауруын, параличті, подогра,
буын т.б. ауруларды емдеуге балықтардың (скат, угри, лақа) электр
разрядтарын пайдаланылғаны туралы мәліметтер келтірілген. 1600жылы ағылшын оқымыстысы W.Gilbert айналасындаѓы жеңіл заттарды өзіне қарай тарту тек янтарьға ғана тән қасиет емес екендігін, ондай қасиет шыны, шайыр, күкірт т.б. заттарда кездесетіндігін байқап, бұл құбылысты электрлену (янтарь грек тілінде электрон деп аталады) деп атаған.
Атомдық физиканың құбылыстары мен заңдылықтары көптеген медициналық құралдардың жұмыс істеу принциптерінің негізі болып саналады. Адам ағзасының белгілі бір мүшелерінде (өкпе, бауыр, қалқанша безі, т.б.) жұтылған рентген немесе онда жиналған радиоактивті изотоптардың сәулелерін тіркеу арқылы оның физиологиялық күйін толық сипаттауға болады. Томография, ангиография, гамма-камера, сканерлеу т.б. диагностикалық әдістерде рентген және радиоактивті сәулелердің адам ағзасында жұтылуы әсерінен болатын құбылыстарды тіркеуге, суретке түсіругенегізделген.
18 ғасырда электр құбылыстарын емдеу ісінде қолдану ісі қайта
жандана бастады. Францияда Du Fay мен Америкада F.Franklin электр
зарядтарын екі түрлі болатынын, ал 1730 жылы ағылшын экспериментаторы
S.Gray жас бала денесінің электрленетінін байқап, адам денесі электр
өткізгішке жататынын анықтады. Осы ғасырдың 40 жылдары Эрфурт
қаласында зерттеу жүргізген A.Gordon жануарларға және өзіне жүргізген
эксперименттер нәтижесіне сүйеніп, электр әсерінен пульстің артатынын, ал
басқа оқымыстылар тыныс алудың жылдамдайтынын, қан ұюының
төмендейтінін, сонымен қатар тері қабатының өзгеріске ұшырайтыны
хабарлады.
Сол кездегі зерттеулердің ойдағыдай жүруіне статикалық электр
зарядын сақтайтын және оны қалаған биологиялық объектіге жеткізе алатын
қондырғының жоқтығы кері әсерін тигізді. Бұл проблема 1745-46 жылдары
Лейден банкісінің жасалуымен өзінің оң шешімін тапты. Келесі 1747 жылы
Парижде зерттеу жұмыстарын жүргізіп жатқан физик J.A.Nollet лейден
банкісі көмегімен электр разряды арқылы паралич кеселімен ауырған адамды
электрлеу арқылы айықтырғаны туралы 1748 жылы J.L.Jallabert Женевада
баспасөз беттерінде жариялады. Алғаш рет осы оқымыстың еңбектерінде
электр арқылы бұлшық еттерді жиырылтуға болатындығы жазылды .
Физика және медицина, бір-бірінен өте алшақ жатқан екі ғылыми бағыт арасындағы тығыз байланыс тарихы өте ертеден, біздің дәуірімізге дейінгі жыл санаудан басталады. Ертедегі оқымыстылар Плиний, Скрибоний
және Доскоридалардың жазба деректерінде бас ауруын, параличті, подогра,
буын т.б. ауруларды емдеуге балықтардың (скат, угри, лақа) электр
разрядтарын пайдаланылғаны туралы мәліметтер келтірілген. 1600жылы ағылшын оқымыстысы W.Gilbert айналасындаѓы жеңіл заттарды өзіне қарай тарту тек янтарьға ғана тән қасиет емес екендігін, ондай қасиет шыны, шайыр, күкірт т.б. заттарда кездесетіндігін байқап, бұл құбылысты электрлену (янтарь грек тілінде электрон деп аталады) деп атаған.
Атомдық физиканың құбылыстары мен заңдылықтары көптеген медициналық құралдардың жұмыс істеу принциптерінің негізі болып саналады. Адам ағзасының белгілі бір мүшелерінде (өкпе, бауыр, қалқанша безі, т.б.) жұтылған рентген немесе онда жиналған радиоактивті изотоптардың сәулелерін тіркеу арқылы оның физиологиялық күйін толық сипаттауға болады. Томография, ангиография, гамма-камера, сканерлеу т.б. диагностикалық әдістерде рентген және радиоактивті сәулелердің адам ағзасында жұтылуы әсерінен болатын құбылыстарды тіркеуге, суретке түсіругенегізделген.
18 ғасырда электр құбылыстарын емдеу ісінде қолдану ісі қайта
жандана бастады. Францияда Du Fay мен Америкада F.Franklin электр
зарядтарын екі түрлі болатынын, ал 1730 жылы ағылшын экспериментаторы
S.Gray жас бала денесінің электрленетінін байқап, адам денесі электр
өткізгішке жататынын анықтады. Осы ғасырдың 40 жылдары Эрфурт
қаласында зерттеу жүргізген A.Gordon жануарларға және өзіне жүргізген
эксперименттер нәтижесіне сүйеніп, электр әсерінен пульстің артатынын, ал
басқа оқымыстылар тыныс алудың жылдамдайтынын, қан ұюының
төмендейтінін, сонымен қатар тері қабатының өзгеріске ұшырайтыны
хабарлады.
Сол кездегі зерттеулердің ойдағыдай жүруіне статикалық электр
зарядын сақтайтын және оны қалаған биологиялық объектіге жеткізе алатын
қондырғының жоқтығы кері әсерін тигізді. Бұл проблема 1745-46 жылдары
Лейден банкісінің жасалуымен өзінің оң шешімін тапты. Келесі 1747 жылы
Парижде зерттеу жұмыстарын жүргізіп жатқан физик J.A.Nollet лейден
банкісі көмегімен электр разряды арқылы паралич кеселімен ауырған адамды
электрлеу арқылы айықтырғаны туралы 1748 жылы J.L.Jallabert Женевада
баспасөз беттерінде жариялады. Алғаш рет осы оқымыстың еңбектерінде
электр арқылы бұлшық еттерді жиырылтуға болатындығы жазылды .
1. Сатпаева Х.К, Өтепбергенов Ә.А., Нілбаева Ж.Б. Адам физиологиясы. Алматы, 2005 ж.
2. Антонов В.Ф. және т.б. Биофизика. Москва,2000 ж.
3. Ремизов А.Н. және т.б. Медициналық және биологиялық физика. М.: Дрофа, 2004ж.
4. Көшенов Б. Медициналық физика, оқулық
5. Байзақ Ү. «Физикалық факторларды медицинада қолдану»
2. Антонов В.Ф. және т.б. Биофизика. Москва,2000 ж.
3. Ремизов А.Н. және т.б. Медициналық және биологиялық физика. М.: Дрофа, 2004ж.
4. Көшенов Б. Медициналық физика, оқулық
5. Байзақ Ү. «Физикалық факторларды медицинада қолдану»
ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ БІЛІМ БЕРУ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ МАРАТ ОСПАНОВ АТЫНДАҒЫ БАТЫС ҚАЗАҚСТАН МЕМЛЕКЕТТІК МЕДЕЦИНА УНИВЕРСИТЕТІ
СТУДЕНТТІК ӨЗІНДІК ЖҰМЫСЫ Мамандық: Медициналық-профилактикалық іс
Дисциплина: Медециналық биофизика
Кафедра: жаратылыстану ғылымдарының
Курс: 1
Тақырыбы: Тамырлар бойымен қан қозғалысының физико - математикалық заңдылықтары
Орындалу формуласы: мәнжазба
Орындаған: Байкуанова М.С.
Тексерген: Мәдихан Ж.Ш.
Жоспар
Кіріспе
Бұлшық ет жүйесінің электрлік моделі.
Мембранадағы липидтердің физикалық күйі.
Биоэлектрлік потенциалдар
Сұйықтардағы молекулалық құбылыстар.
Бұлшық ет жиырылу биофизикасы.
Жүрек-қан тамыр жүйесінің (ЖҚTЖ) математикалық моделі.
Қорытынды
Қосымша
Пайдаланған әдебиеттер тізімі
Кіріспе.
Қазіргі кезде физика мен биология, физиология және анотомия ғылымдары бір - бірімен тығыз байланыста екендігіне күнделікті өмірден көз жеткізуге болады. Оған дәлел осы жұмысымыздағы жүктеме кезіндегі жүрек - қан жүйелерінің параметрлерін есептегенде көз жеткіздік. Сонымен бірге адам ағзасындағы процестерде физикалық заңдылықтардың қолданауына төменде айтылғандар дәлел бола алады.
Физика және медицина, бір-бірінен өте алшақ жатқан екі ғылыми бағыт арасындағы тығыз байланыс тарихы өте ертеден, біздің дәуірімізге дейінгі жыл санаудан басталады. Ертедегі оқымыстылар Плиний, Скрибоний
және Доскоридалардың жазба деректерінде бас ауруын, параличті, подогра,
буын т.б. ауруларды емдеуге балықтардың (скат, угри, лақа) электр
разрядтарын пайдаланылғаны туралы мәліметтер келтірілген. 1600жылы ағылшын оқымыстысы W.Gilbert айналасындаѓы жеңіл заттарды өзіне қарай тарту тек янтарьға ғана тән қасиет емес екендігін, ондай қасиет шыны, шайыр, күкірт т.б. заттарда кездесетіндігін байқап, бұл құбылысты электрлену (янтарь грек тілінде электрон деп аталады) деп атаған.
Атомдық физиканың құбылыстары мен заңдылықтары көптеген медициналық құралдардың жұмыс істеу принциптерінің негізі болып саналады. Адам ағзасының белгілі бір мүшелерінде (өкпе, бауыр, қалқанша безі, т.б.) жұтылған рентген немесе онда жиналған радиоактивті изотоптардың сәулелерін тіркеу арқылы оның физиологиялық күйін толық сипаттауға болады. Томография, ангиография, гамма-камера, сканерлеу т.б. диагностикалық әдістерде рентген және радиоактивті сәулелердің адам ағзасында жұтылуы әсерінен болатын құбылыстарды тіркеуге, суретке түсіругенегізделген.
18 ғасырда электр құбылыстарын емдеу ісінде қолдану ісі қайта
жандана бастады. Францияда Du Fay мен Америкада F.Franklin электр
зарядтарын екі түрлі болатынын, ал 1730 жылы ағылшын экспериментаторы
S.Gray жас бала денесінің электрленетінін байқап, адам денесі электр
өткізгішке жататынын анықтады. Осы ғасырдың 40 жылдары Эрфурт
қаласында зерттеу жүргізген A.Gordon жануарларға және өзіне жүргізген
эксперименттер нәтижесіне сүйеніп, электр әсерінен пульстің артатынын, ал
басқа оқымыстылар тыныс алудың жылдамдайтынын, қан ұюының
төмендейтінін, сонымен қатар тері қабатының өзгеріске ұшырайтыны
хабарлады.
Сол кездегі зерттеулердің ойдағыдай жүруіне статикалық электр
зарядын сақтайтын және оны қалаған биологиялық объектіге жеткізе алатын
қондырғының жоқтығы кері әсерін тигізді. Бұл проблема 1745-46 жылдары
Лейден банкісінің жасалуымен өзінің оң шешімін тапты. Келесі 1747 жылы
Парижде зерттеу жұмыстарын жүргізіп жатқан физик J.A.Nollet лейден
банкісі көмегімен электр разряды арқылы паралич кеселімен ауырған адамды
электрлеу арқылы айықтырғаны туралы 1748 жылы J.L.Jallabert Женевада
баспасөз беттерінде жариялады. Алғаш рет осы оқымыстың еңбектерінде
электр арқылы бұлшық еттерді жиырылтуға болатындығы жазылды .
Сондықтан жүректің жүктеме түсірілгенда жұмысын және қуатын анықтау, жүрек соғысының пульсін , адамның қан айналымы жүйесіндегі қысымды өлшеу, адам ағзасындағы процестердің физика заңына бағынатындары бізді қызықтырды.
Жұмысымыз екі тараудан, қорытынды және қолданылған әдебиеттерден тұрады.
Бұлшық ет жүйесінің электрлік моделі.
Адам ағзасы электр өтімділігі тұрғысынан қарағанда өткізгіштерден және диэлектриктен тұрады. Мысалы, тіндердердің тығыз бөліктерін құрайтын органикалық заттар( белоктар, майлар,көмірсулар) электр тогын өткізбейді, яғни диэлектриктер қатарына жатады. Ал адам ағзасындағы барлық тіндер мен жасушылар сұйық ортада орналасқан, яғни олар электролиттер. Сондықтан олар электр тогын жақсы өткізеді, яғни өткізгіштерге жатады.
Адам ағзасының әр бөлігі электр тогын әртүрлі өткізеді. Жұлын сұйығы мен қанның сарысуы (сыворотка крови) электр тогын өте жақсы өткізсе, қан мен бұлшық еттер нашарлау өзкізеді. Бұлар өткізгіштер қатарына жатады да басты сипаты ( Rа ) - белсенді кедергі болады. Терінің мүйіз қабығы, сіңірлер және сүйектер электр тогын өткізбейді - олар диэлектриктер тобына жатады.
Адам ағзасының тіндері сұйықтармен қоршалған құрымдылық элементтерден - жасушылардан тұрады. Осындай элемент электр тогын жақсы өткізетін тін сұйығы мен цитоплазма жасушыларынан және оларды бөліп тұратын, токты нашар өткізетін мембранадан тұрады. Олай болса адам ағзасында белсенді кедергімен (Rа) қатар электр сыйымдылығы (С) болады екен.Тіннен тұрақты электр тогы өткенде мембрананың қарама - қарсы беттерінде таңбалары әртүрлі иондар жинақталып конднсатор типтес жүйе құрайды. Сондықтан биологиялық мембрананы электрлік конднсатор деп қарастыруға болады.(1 сурет) Конденсаторлардың астарлары ретінде липид молекулуларының полярлық басы батырылған ішкі және сыртқы электролиттердің ертіндісін қарастырады. Конденсатордың астарлары липидтің молекулаларының полярлық емес бөлігі құрайтын диэлектриктік қабатпен бөлінген. Липидтер - диэлектриктік тұрақтысы ε=2 тең диэлектриктер.
Жазық конднсатордың сыйымдылығы:
C=εε0Sd
Электр өтімділігі ε0 =8,85 *1012Фм; d- конденсаторлар арақашықтығ; S- конденсатор астарының ауданы.
Егер конденсатордың астарларының ауданы S=1м2 болса, онда меншікті сыйымдылық мыныған тең болады:
Cm=εε0d
Осыдан мембрананың липидтерінің қалыңдығына сәйкес келетін конденсатор астарларының ара қашықтығын табуға болады.
d=εε0Cm=8,85∙10-120,5∙10-2M=3,5 нм
1 - сурет
Адам ағзасының эквиваленттік электрлік схемасында белсенді кедергі мен конденсатор болуы керек (2, а-сурет). Бірақ ол тек қана терінің сыртқы қабатындағы электрлік процесті сипаттайды. Тереңде жатқан тіндер электр өтімділігі тұрғысынан қарағанда 2, б- суретте кескінделген. 2,в- суреттегі схема тірі тіндердің электрлік қасиетіне өте жақын келеді.
а :: ::
б :: ::
в :: ::
2 - сурет
Көпшілік аурулар мембрана қызметінің қалыпты күйден патологиялық күйге ауысуынан болады.
Қалыпты жағдайда (температура, қысым,қоршаған ортаның химиялық күйі) биологиялық мембрананың липидтік фазасы сұйық күйде болады. Ол флюоресценттік анализ,элетрондық - парамагниттік резонанс және ядролық - магниттік резонанс әдістерімен зерттеу арқылы дәлелденген.
Мембранадағы липидтердің физикалық күйі.
Температураға, қысымға, химиялық компоненттердің таралуына байланысты заттың физикалық күйі - сұйық, қатты дене және плазма болады.
Қатты дененің меншікті көлемі, пішіні, механикалық беріктігі болса, сұйықтар аққыш, олардың меншікті көлемі болғанмен пішіні өзгергенде серпімділігі және механикалық беріктігі болмайды.
Сұйықтар мен қатты денелердің басты айырмашылығы - оларды құрайтын бөлшектердің қозғалысында. Қатты дененің де, сұйықтың да молекулалары өздерінің тепе- теңдік күйінің маңында тербелмелі(кейде айнымалы) қозғалыста болады. Орнықтылық уақытыдеп аталатын уақыт өткенде молекулалар өздерінің орындарын ауыстырады. Қатты денелер молекулаларының орнықтылық уақыты өте аз, ол мөлшермен 10-7 -10-8с болады.
Физиологиялық қалыпты жағдайда липидтер сұйық агрегаттық күйде болады. Мұны фосфолипидтер теңізімен, ал ақуыз молекуларын сол теңізде қалқып жүрген мұз таулармен айсбергпен салыстыруға болады. Молекулалар арасындағы байланыс, қашықтан реттелетін, бірақ агрегаттық күйі сұйық болса, онда оны сұйық - кристалды күй дейді.
Сұйық - кристалды күй температураның, қысымның, химиялық құрамның және электр өрісінің өзгерістеріне аса сезімтал болады. Жоғарыда аталған параметрлердің өзгерісі мембрананың липидтік қос қабатын өзгертеді. Осы шарттар өзгеренде басқа фазалық күйге (сұйық күйден қатты денеге немесе сұйық күйден газға) өтуі мүмкін.
Биоэлектрлік потенциалдар
Жасушылардың қозуы, жасушы ішіндегі процестерді реттеу жүйке жүйесінің жұмысы, бұлшық еттердің жиырылуы- тірі жасушылар мен тіндердегі аса маңызды физикалық құбылыстар. Осы құбылыстар электр потенциалдарының пайда болуына және таралуына тікелей байланысты.
Жасушыларда биопотенциалдардың пайда болуын анықтауда алдымен жасуша электрофизиолгиясының тәсілдері зор ықпал жасады, сонымен қатар биопотенциалдарды күшейту үшін арнайы жасалған электрондық күшейткіштердің ролі де аса маңызды болды. Электрофизиологиялық зерттеулердің нәтижесі және жасушалар мен тіндердегі зат тасымалдау процесінің физикалық және математикалық модельдері жасушалардағы электрогенез теориясының негізін құрайды. Биоэлектрлік потенциалдардың пайда болуы жасушалардың ішіндегі және оларды қоршаған ортадағы иондардың таралымының әртүрлі болуына байланысты. Сонымен қатар жасушалардың түрліше иондарды өткізгіштік қасиеттерінің түрліше болуына да байланысты. Осындай потенциалдарға диффузиялық, мембраналық және фазалық потенциалдар жатады.
Тірі ағза толық электрленген жүйе.
Әрекет потенциалы деп мембрананың иондары өткізгіштік қасиетіне байланысты пайда болып, жүйке мен бұлшық еттерде толқын тәрізде таралған электр сигналдарын айтады.
(4- сурет)
Әрекет потенциалдарды зерттеуде кальмардың аксонына кіргізілген екі микроэлектрод қолданылған (4- сурет). Бірінші микроэлетродқа (Э1) генератордан (Г) алынған мембрананың потенциалын өзгертетін тікбұрышты электр импуьсы беріледі. Мембраналық потенциал екінші (Э2) микроэлектродпен өлшенеді. Қоздырғыш импульс өте тез өтетін әрекет потенциалдарын тудырады да,одан кейін тыныштық потенциалы қалпына келеді. Егер қоздырғыш сигнал теріс бағытта өзгере берсе, онда мембранада өте күшті поляризация пайда болады. Егер қоздырғыш сигнал оң болса, онда әсерлік потенциалы пайда болмайды да, оның амплитудасы сезгіштік шегінен(Vш) төмен болады. (4,б- сурет) Әрекет потенциалы белгілі бір оң (φә) мәніне жеткеннен кейін мембрана потенциалы тыныштық потенциалына (φт) қайта оралады. Осы құбылыс өшетін тербеліске ұқсас болады. Жүйке талшықтарында қаңқа бұлшық еттерінде әрекет потенциал мөлшері 1 мс ал жүрек бұлшық еттерінде 300мс уақыт болады, осы уакыт ішінде мембрана қозбайды [4].
Сұйықтардағы молекулалық құбылыстар.
Сұйықтарда молекулалардың жылулық қозғалысының орташа кинетикалық энергиясы ілінісу күштерін жеңе алмайды. Осының нәтижесінде сұйық белгілі бір көлемге ие болатын дене болып табылады. Сұйықтаң жылдамдығы ең үлкен молекулалар ғана ұшып шыға алады да осының салдарынан сұйық буға айналады.
Мембранадағы липидтердің ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
СТУДЕНТТІК ӨЗІНДІК ЖҰМЫСЫ Мамандық: Медициналық-профилактикалық іс
Дисциплина: Медециналық биофизика
Кафедра: жаратылыстану ғылымдарының
Курс: 1
Тақырыбы: Тамырлар бойымен қан қозғалысының физико - математикалық заңдылықтары
Орындалу формуласы: мәнжазба
Орындаған: Байкуанова М.С.
Тексерген: Мәдихан Ж.Ш.
Жоспар
Кіріспе
Бұлшық ет жүйесінің электрлік моделі.
Мембранадағы липидтердің физикалық күйі.
Биоэлектрлік потенциалдар
Сұйықтардағы молекулалық құбылыстар.
Бұлшық ет жиырылу биофизикасы.
Жүрек-қан тамыр жүйесінің (ЖҚTЖ) математикалық моделі.
Қорытынды
Қосымша
Пайдаланған әдебиеттер тізімі
Кіріспе.
Қазіргі кезде физика мен биология, физиология және анотомия ғылымдары бір - бірімен тығыз байланыста екендігіне күнделікті өмірден көз жеткізуге болады. Оған дәлел осы жұмысымыздағы жүктеме кезіндегі жүрек - қан жүйелерінің параметрлерін есептегенде көз жеткіздік. Сонымен бірге адам ағзасындағы процестерде физикалық заңдылықтардың қолданауына төменде айтылғандар дәлел бола алады.
Физика және медицина, бір-бірінен өте алшақ жатқан екі ғылыми бағыт арасындағы тығыз байланыс тарихы өте ертеден, біздің дәуірімізге дейінгі жыл санаудан басталады. Ертедегі оқымыстылар Плиний, Скрибоний
және Доскоридалардың жазба деректерінде бас ауруын, параличті, подогра,
буын т.б. ауруларды емдеуге балықтардың (скат, угри, лақа) электр
разрядтарын пайдаланылғаны туралы мәліметтер келтірілген. 1600жылы ағылшын оқымыстысы W.Gilbert айналасындаѓы жеңіл заттарды өзіне қарай тарту тек янтарьға ғана тән қасиет емес екендігін, ондай қасиет шыны, шайыр, күкірт т.б. заттарда кездесетіндігін байқап, бұл құбылысты электрлену (янтарь грек тілінде электрон деп аталады) деп атаған.
Атомдық физиканың құбылыстары мен заңдылықтары көптеген медициналық құралдардың жұмыс істеу принциптерінің негізі болып саналады. Адам ағзасының белгілі бір мүшелерінде (өкпе, бауыр, қалқанша безі, т.б.) жұтылған рентген немесе онда жиналған радиоактивті изотоптардың сәулелерін тіркеу арқылы оның физиологиялық күйін толық сипаттауға болады. Томография, ангиография, гамма-камера, сканерлеу т.б. диагностикалық әдістерде рентген және радиоактивті сәулелердің адам ағзасында жұтылуы әсерінен болатын құбылыстарды тіркеуге, суретке түсіругенегізделген.
18 ғасырда электр құбылыстарын емдеу ісінде қолдану ісі қайта
жандана бастады. Францияда Du Fay мен Америкада F.Franklin электр
зарядтарын екі түрлі болатынын, ал 1730 жылы ағылшын экспериментаторы
S.Gray жас бала денесінің электрленетінін байқап, адам денесі электр
өткізгішке жататынын анықтады. Осы ғасырдың 40 жылдары Эрфурт
қаласында зерттеу жүргізген A.Gordon жануарларға және өзіне жүргізген
эксперименттер нәтижесіне сүйеніп, электр әсерінен пульстің артатынын, ал
басқа оқымыстылар тыныс алудың жылдамдайтынын, қан ұюының
төмендейтінін, сонымен қатар тері қабатының өзгеріске ұшырайтыны
хабарлады.
Сол кездегі зерттеулердің ойдағыдай жүруіне статикалық электр
зарядын сақтайтын және оны қалаған биологиялық объектіге жеткізе алатын
қондырғының жоқтығы кері әсерін тигізді. Бұл проблема 1745-46 жылдары
Лейден банкісінің жасалуымен өзінің оң шешімін тапты. Келесі 1747 жылы
Парижде зерттеу жұмыстарын жүргізіп жатқан физик J.A.Nollet лейден
банкісі көмегімен электр разряды арқылы паралич кеселімен ауырған адамды
электрлеу арқылы айықтырғаны туралы 1748 жылы J.L.Jallabert Женевада
баспасөз беттерінде жариялады. Алғаш рет осы оқымыстың еңбектерінде
электр арқылы бұлшық еттерді жиырылтуға болатындығы жазылды .
Сондықтан жүректің жүктеме түсірілгенда жұмысын және қуатын анықтау, жүрек соғысының пульсін , адамның қан айналымы жүйесіндегі қысымды өлшеу, адам ағзасындағы процестердің физика заңына бағынатындары бізді қызықтырды.
Жұмысымыз екі тараудан, қорытынды және қолданылған әдебиеттерден тұрады.
Бұлшық ет жүйесінің электрлік моделі.
Адам ағзасы электр өтімділігі тұрғысынан қарағанда өткізгіштерден және диэлектриктен тұрады. Мысалы, тіндердердің тығыз бөліктерін құрайтын органикалық заттар( белоктар, майлар,көмірсулар) электр тогын өткізбейді, яғни диэлектриктер қатарына жатады. Ал адам ағзасындағы барлық тіндер мен жасушылар сұйық ортада орналасқан, яғни олар электролиттер. Сондықтан олар электр тогын жақсы өткізеді, яғни өткізгіштерге жатады.
Адам ағзасының әр бөлігі электр тогын әртүрлі өткізеді. Жұлын сұйығы мен қанның сарысуы (сыворотка крови) электр тогын өте жақсы өткізсе, қан мен бұлшық еттер нашарлау өзкізеді. Бұлар өткізгіштер қатарына жатады да басты сипаты ( Rа ) - белсенді кедергі болады. Терінің мүйіз қабығы, сіңірлер және сүйектер электр тогын өткізбейді - олар диэлектриктер тобына жатады.
Адам ағзасының тіндері сұйықтармен қоршалған құрымдылық элементтерден - жасушылардан тұрады. Осындай элемент электр тогын жақсы өткізетін тін сұйығы мен цитоплазма жасушыларынан және оларды бөліп тұратын, токты нашар өткізетін мембранадан тұрады. Олай болса адам ағзасында белсенді кедергімен (Rа) қатар электр сыйымдылығы (С) болады екен.Тіннен тұрақты электр тогы өткенде мембрананың қарама - қарсы беттерінде таңбалары әртүрлі иондар жинақталып конднсатор типтес жүйе құрайды. Сондықтан биологиялық мембрананы электрлік конднсатор деп қарастыруға болады.(1 сурет) Конденсаторлардың астарлары ретінде липид молекулуларының полярлық басы батырылған ішкі және сыртқы электролиттердің ертіндісін қарастырады. Конденсатордың астарлары липидтің молекулаларының полярлық емес бөлігі құрайтын диэлектриктік қабатпен бөлінген. Липидтер - диэлектриктік тұрақтысы ε=2 тең диэлектриктер.
Жазық конднсатордың сыйымдылығы:
C=εε0Sd
Электр өтімділігі ε0 =8,85 *1012Фм; d- конденсаторлар арақашықтығ; S- конденсатор астарының ауданы.
Егер конденсатордың астарларының ауданы S=1м2 болса, онда меншікті сыйымдылық мыныған тең болады:
Cm=εε0d
Осыдан мембрананың липидтерінің қалыңдығына сәйкес келетін конденсатор астарларының ара қашықтығын табуға болады.
d=εε0Cm=8,85∙10-120,5∙10-2M=3,5 нм
1 - сурет
Адам ағзасының эквиваленттік электрлік схемасында белсенді кедергі мен конденсатор болуы керек (2, а-сурет). Бірақ ол тек қана терінің сыртқы қабатындағы электрлік процесті сипаттайды. Тереңде жатқан тіндер электр өтімділігі тұрғысынан қарағанда 2, б- суретте кескінделген. 2,в- суреттегі схема тірі тіндердің электрлік қасиетіне өте жақын келеді.
а :: ::
б :: ::
в :: ::
2 - сурет
Көпшілік аурулар мембрана қызметінің қалыпты күйден патологиялық күйге ауысуынан болады.
Қалыпты жағдайда (температура, қысым,қоршаған ортаның химиялық күйі) биологиялық мембрананың липидтік фазасы сұйық күйде болады. Ол флюоресценттік анализ,элетрондық - парамагниттік резонанс және ядролық - магниттік резонанс әдістерімен зерттеу арқылы дәлелденген.
Мембранадағы липидтердің физикалық күйі.
Температураға, қысымға, химиялық компоненттердің таралуына байланысты заттың физикалық күйі - сұйық, қатты дене және плазма болады.
Қатты дененің меншікті көлемі, пішіні, механикалық беріктігі болса, сұйықтар аққыш, олардың меншікті көлемі болғанмен пішіні өзгергенде серпімділігі және механикалық беріктігі болмайды.
Сұйықтар мен қатты денелердің басты айырмашылығы - оларды құрайтын бөлшектердің қозғалысында. Қатты дененің де, сұйықтың да молекулалары өздерінің тепе- теңдік күйінің маңында тербелмелі(кейде айнымалы) қозғалыста болады. Орнықтылық уақытыдеп аталатын уақыт өткенде молекулалар өздерінің орындарын ауыстырады. Қатты денелер молекулаларының орнықтылық уақыты өте аз, ол мөлшермен 10-7 -10-8с болады.
Физиологиялық қалыпты жағдайда липидтер сұйық агрегаттық күйде болады. Мұны фосфолипидтер теңізімен, ал ақуыз молекуларын сол теңізде қалқып жүрген мұз таулармен айсбергпен салыстыруға болады. Молекулалар арасындағы байланыс, қашықтан реттелетін, бірақ агрегаттық күйі сұйық болса, онда оны сұйық - кристалды күй дейді.
Сұйық - кристалды күй температураның, қысымның, химиялық құрамның және электр өрісінің өзгерістеріне аса сезімтал болады. Жоғарыда аталған параметрлердің өзгерісі мембрананың липидтік қос қабатын өзгертеді. Осы шарттар өзгеренде басқа фазалық күйге (сұйық күйден қатты денеге немесе сұйық күйден газға) өтуі мүмкін.
Биоэлектрлік потенциалдар
Жасушылардың қозуы, жасушы ішіндегі процестерді реттеу жүйке жүйесінің жұмысы, бұлшық еттердің жиырылуы- тірі жасушылар мен тіндердегі аса маңызды физикалық құбылыстар. Осы құбылыстар электр потенциалдарының пайда болуына және таралуына тікелей байланысты.
Жасушыларда биопотенциалдардың пайда болуын анықтауда алдымен жасуша электрофизиолгиясының тәсілдері зор ықпал жасады, сонымен қатар биопотенциалдарды күшейту үшін арнайы жасалған электрондық күшейткіштердің ролі де аса маңызды болды. Электрофизиологиялық зерттеулердің нәтижесі және жасушалар мен тіндердегі зат тасымалдау процесінің физикалық және математикалық модельдері жасушалардағы электрогенез теориясының негізін құрайды. Биоэлектрлік потенциалдардың пайда болуы жасушалардың ішіндегі және оларды қоршаған ортадағы иондардың таралымының әртүрлі болуына байланысты. Сонымен қатар жасушалардың түрліше иондарды өткізгіштік қасиеттерінің түрліше болуына да байланысты. Осындай потенциалдарға диффузиялық, мембраналық және фазалық потенциалдар жатады.
Тірі ағза толық электрленген жүйе.
Әрекет потенциалы деп мембрананың иондары өткізгіштік қасиетіне байланысты пайда болып, жүйке мен бұлшық еттерде толқын тәрізде таралған электр сигналдарын айтады.
(4- сурет)
Әрекет потенциалдарды зерттеуде кальмардың аксонына кіргізілген екі микроэлектрод қолданылған (4- сурет). Бірінші микроэлетродқа (Э1) генератордан (Г) алынған мембрананың потенциалын өзгертетін тікбұрышты электр импуьсы беріледі. Мембраналық потенциал екінші (Э2) микроэлектродпен өлшенеді. Қоздырғыш импульс өте тез өтетін әрекет потенциалдарын тудырады да,одан кейін тыныштық потенциалы қалпына келеді. Егер қоздырғыш сигнал теріс бағытта өзгере берсе, онда мембранада өте күшті поляризация пайда болады. Егер қоздырғыш сигнал оң болса, онда әсерлік потенциалы пайда болмайды да, оның амплитудасы сезгіштік шегінен(Vш) төмен болады. (4,б- сурет) Әрекет потенциалы белгілі бір оң (φә) мәніне жеткеннен кейін мембрана потенциалы тыныштық потенциалына (φт) қайта оралады. Осы құбылыс өшетін тербеліске ұқсас болады. Жүйке талшықтарында қаңқа бұлшық еттерінде әрекет потенциал мөлшері 1 мс ал жүрек бұлшық еттерінде 300мс уақыт болады, осы уакыт ішінде мембрана қозбайды [4].
Сұйықтардағы молекулалық құбылыстар.
Сұйықтарда молекулалардың жылулық қозғалысының орташа кинетикалық энергиясы ілінісу күштерін жеңе алмайды. Осының нәтижесінде сұйық белгілі бір көлемге ие болатын дене болып табылады. Сұйықтаң жылдамдығы ең үлкен молекулалар ғана ұшып шыға алады да осының салдарынан сұйық буға айналады.
Мембранадағы липидтердің ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz