Поверхностное натяжение и его значен в кровеносн сис. эмболия и асфикция

Работа затраченная на образование единицы полощади поверхности S называется поверхностным натяжением σ = A/S . Поверхность натяжения биологич жидкостей всегда меньше чему у воды, это обуслав наличием лиологич активных в-в., снижающих поверхностное натяжение недостаток этих элементов может приводить к патологиям: асфикции (удушью), невозможности растянуть легкие для первого вздоха новорожденных из-за повышенного поверхностного натяжения, сжимающего поверхность альвеол.

Эмболия – закупорка кровеносных сосудов газовыми пузырьками, пузырьки могут попасть случайно, но также и из шприца или при быстром выходе из области высокого давления в область более низкого.

 

Первый закон термодинамики в биологии. Тепловой баланс организма:

Стационарность и неравновесность живого организма поддерживаются балнсом увеличения и уменьшения энтропии, притока оттока энернии. Энергию живой орг. получает вместе с пищей. Закон Гесса : тепловой эффект химической реакции, развивающейся через ряд промежуточных стадий, на зависит от пути перехода и определяется только разностью точных стадий , на зависит от пути перехода и опред. только разностью состояний исходных и конечных продуктов.

 

Теплопродукция и перенос тепла в живых организмах:

Удельная теплопродукция животных ∆Q/m увеличивается с уменьшением их массы, что определяется увеличением их удельной поверхности. Значительную часть энергии орг. теряет черз свою поверхность за счет теплопроводности, конвекции, испарения, излучения. Увеличение удельной поверхности увеличивает потри энергии на ед. массы и необходимость их возмещения. Этим и опред удивительная прожорливость мелких животных и птиц. Перенос тепла: живой орг. осущ. передачу энергии во внешнюю среду в соответствии с физическими законанами, явления перенося энергии прод. до установления равновесия в ситс. Закон Фурье: кол-во теплоты, переносимое системой через поверхность пропорционально величине градиента темпиратуры и времени переноса с учетом св-в ве-ва

 

Второй закон термодинамики, энтропия и вероятность в термодинам сист.:

Теплота не может спмопроизвольно переоходить от тел с меньшей темпиратурой к телам с более высоким. Работу может совершать только часть тепла. Энтропия – мера необратимого рассеяния энергии. В изолир. сист. без притока энергии извне темперитура всех тел во времени выравнивается, тепловые потоки между ними прекращаются т.е. наступает равнеовесное состояние. В этом сост. все параметры системы постоянны. Энтропия – мера беспорядочности систмы. Термодинамическая вероятность – упорядоченность системы.

 

Стационарное состояние в орг. Ф-ла пригожина.:

При стационарном сост системы внутренние неравновесные процессы протекают в ней по градиентам так, что прирост энтропии(потеря энергии) минимален. В процессе эволюции живые сист стремились к поддержанию постоянства своих внутренних св-в за счет энерг. наиболее экономного стционарного состояния и теплокровные выроботали у себя такую сист. Уменьшение энтропии по пригожину, приводят в открытых сист. к увеличению устойчивости и как следствие – к увеличению продолжительности жизни сист .

dSсумм. /dt = - dS/dt + dS/dt ‹0

Адиабатические процессы, Ур. Пуаасона.Адиабатический процесс — термодинамический процесс в макроскопической системе, при к-ром система не получает и не отдаёт тепловой энергии. Линия, изображающая адиабатный процесс на какой-либо термодинамической диаграмме, называется адиабатой. Адиабатный процесс является частным случаем политропного процесса. Адиабатные процессы обратимы, если их проводить достаточно медленно (квазистатически). В общем случае адиабатный процесс необратим.

Основные понятия и законы электростатики:

Закон Кулона: сила взаимодействия двух точечных зарядов в вакууме прямопроп. произведению их величин(q1 q2), обратнопроп. квадрату расстояния межджу ними (r) и направ. вдоль прямой, соединяющей эти заряды. F=k(q1q2 / r^2) . Электрическое поле: вид материи с помощью котор. происходит взаимодейств между зарж. телами благодаря распр. волнам. Напряженность поля: Сила действующая на пробный заряд, в соответствии законом Кулона зависит и от величины самого пробного заряда. Чтобы искл. эту зависимость и характ. только само изуч. поле, величину силы можно отнести к величине пробного заряда . Такую величину наз напряженностью – отношение величины силы к величине заряда. Потенциал – энергетич. характеристика поля. Всякий пробный заряд наход. в эл. поле, обладает потенциальной энергией: если на него действует сила то он может начать перемищаться с помощью этой силы. Отношение величины пот.энергии (Wпот) пробного заряда, наход. в конкретной тчке поля к велич. пробного заряда(q пр) есть потенциал поля в данной точке φ = Wпот/q пр. Напряжение (разность потенциалов) между точками A и B — это отношение работы электрического поля при переносе пробного заряда из точки A в B к величине пробного заряда. Электроемкость: Это отношение количества электричества, имеющегося на каком-либо проводящем теле, к величине потенциала этого тела при условии, что все проводящие тела, находящиеся вблизи этого тела, соединены с землей. Обозначая Э. тела через С, заряд на теле через Q и потенциал через V, имеем C = Q/V.

Основные законы постоянного тока:

Закон Ома: сила тока J прямопроп напряжению (U) и обратнопроп сопротивлению (R)

J=U/R . 1ОМ – сопротивление такого проводника в котором при напряжении в 1В на его концах проходит сила тока в 1А. Сопротивление проводника прямопроп ег длинне и обатнопроп полщади его поперечного сечения R= ρ (l/S) ρ- удельное сопротивление метала. ЭДС – Работа сторонних сил по переносу ед. положительного заряда от одного полюса источника тока к другому. Работа эл тока При протекании тока по однородному участку цепи электрическое поле совершает работу. За время Δt по цепи протекает заряд Δq = IΔt. Электрическое поле на выделенном учестке совершает работу. Соединение резисторов 1) последовательное при таком соединении общее сопротивление равно сумме сопротивлений этих резисторов. 2) параллельное при таком соединении складывается проводимость Y=1/R1 + 1/R2…..1/Rn тогда общее сопротивление будет равно: Rобщ=1/Yобщ

Магнитное поле тока, опыты Ампера и Эрстеда, закон Био-Савара-Лапласа:

Магнитное поле- одна из форм прояв. электромагнитного поля которая действ только на частицы и тела, несущие электрич заряд, а также на любые намагниченные тела. Магнитное поле яв. неразрывно связанным с эл. процессами. если корабль попадал под удар молнии то стрелка компаса начинала вращаться . Эрстед обнаружил, при демонстрации опыта о разогревании током провод, что магнитная стрелка при прохождении тока начала вращатся – эл. ток создает магн. поле. Опыты Ампера:

Возьмем два проводка из фольги и источник тока, при прохождении тока провода начинали взаимодействовать: в одном случае они расходились, в другом – сходились

Закон Ампера: сила взаимодействия между двумя пар. проводами длинными и очень малого сечения прямопроп произведению тока в этих проводах их длинне расстоянию между ними. Закон Био-Савара-Лапласа: магнитное поле В на расстоянии r от элемента тока пропорционально IL/r² где I — сила тока, а L — длина элемента тока.

В-во в магнитном поле, относит. магнитная проиницаемость, Парамагнетики, диамагнетики, ферромагнетики, их применение.Поместим тело в магнитное поле внешенее поле будет поворачиваться и все витки будут поворачиваться в сторону поворота магнитного поля т.е. происходит процесс образования в в-ве дополнительного магнитного поля – намагничивание. Относительная магнитная проницаемость показывает во сколько раз магнитное поле в в-ве отлич. от магнитного поля в вакууме Парамагнетики: в-ва со слабым намагничиванием – алюминий, вольфрам. при попадании в магнитное поле поле увелич в μ раз. Диамагнетики: - медь, вода. в-ва со среднем намагничиванием если диамагенетик внести в маг. поле то витки повернуться в противоположном направлении от вектора магнитной индукции. Внутри в-ва идет ослабление внешнего маг. поля. Ферромагнетики : сильно намагничивающиеся в-ва, обл. намагничивания можно видеть в микроскоп. В феромаг. имеются обл. полного намагничивания если поместить его в маг поле то домены(частицы, витки) направятся в сторону вектора маг. индукции. Домены можно разрушить темпиратурой, механ. воздействием. Ферромагнетики применяют для лечения кормового травматизма с помощь магнитного зонда, вводимого через пищевод. также для лечения вымени и увеличения молокоотдачи.

Электромагнитная индукция, Опыт Фарадея, ЭДС индукции, привило Ленца.Инд. магнитного поля – величина опр. магнит. поле. Электромагнитная инд. – явление возникновения эл. тока под действием магнитного поля. Фарадей сделал открытие, что магнитное поле может выз. эл. ток Опыты фарадея: 1) фарадей взял тонкую, покл. к ист тока и толстую подкл. к гальванометру. катушку, сердечник и магнит. катушки должны находится радом друг с другом гальваномитр указ. на наличие тока. если в кат. вставить сердечник. Фарадей наблюдал, что при замыкании ключа в катушке возникал ток. пока в одной кат. идет постоянный ток в другой катушке тока нет при размыкании ключа возник. импульс обратного направления 2) если кат двигать относительно друг – друга, тоже создается инд. ток. 3) при движении постоянного магнита внутри кат. 2 тоже созд инд. ток когда магнит покоится магн. поле постоянно, тока нет. 4) Чем быстрее меняется магнитное поле тем больше инд. ток. 5) если ввести железный сердечник инд. резко возрастает в μ раз т.к. во столько же раз возрастает магнитный поток. ЭДС: сила инд. тока зависет не только от дейст. магн поля но и от материала, поэтому прав инд. ток называть ЭДС. Закон Фарадея – ЭДС инд равна скорости измен магн потока. Закон Ленца: инд. ток возникает такого направления при котором его магнитное поле препятствует тому изменению магнитного потока, которым этот ток вызывается. Из опытов Фарадея видно что магнитное поле пересек витки своей собств катушки и выз появлен инд. тока, такой ток наз током самоиндукции.

Переменный ток, ф-ла ЭДС переменного тока.: Переменный ток – ток сила которого и напряжение меняется периодический по хакону синуса. Ф-ла ЭДС переменного тока: ξ= ε max ∙ sin ωt. частота переменного тока = 50Гц т.е. 50 раз за секунда меняется величина и напряжения переменного тока.

Переменный ток в орг. Полное сопротивление. Дисперсия полного сопротивления в био. тканях и применение в диагностике.:Переменный ток встречается в орг. при работе сердцы, нервной системы. Полное сопротивление: (Z) это величина равная отношению действующего (или амплитудного) значения на этом участке к действующему (или амплитудному) значению силы тока через этот участок Z= U/I. Z=√R^2 +(XL+Xc)^2 Дисперсия полн. сопр. в био. объектах: Генератор пер. тока присоед. к ткани и строится зависемость ее полного сопротивления от частоты создаваемой генератором и по анализу кривых дисперсии проводится диагностика заболеваний. Таким образом опрделяется жизниспособность ткани перед трансплонтацией. (чем выше кривизна , тем ткань жизниспособней). Так же проводится Реография – исследование переферич. кровообращения путем измерения электросопротивления ткани. этим методом исслед. сосуды гол. мозга (реоэнцефалография).

Высокочастотное электромагнитное поле. Его взаимодействие на живой организм.Переменное электрическое поле создает в окруж. пространстве Вихревое магнитное поле. Такое поле может возинкать везде где действуют бытовые электроприборы. Оно обладает большой проникающей способностью. Действие на живые организмы: от особо сильного облучения может произойти удушье. У животных могут меняться ранее выработанные условные рефлексы, нарушения нейро-гуморальной регуляции. На рост животных и человека действует угнетающи, на рост растений наоборот стимулирующее. Электромагнитное поле мобильных телефонов может вызывать повышение темпиратуры, а так же вышеизложенные нарушения. Приминение: микроволновая терапия – воздействие на ткань с лечебной целью эл. магнитн. волнами в сантиметровом диапозоне. Электрохирургия – метод воздействия высокочастотного тока на ткани с целью ее расщипления или коогуляции . площадь контакта с тканью мала плотность тока 40000 А/М^2

Электрич. явления на границе между тверд. телом и жидкостью. Электрофорез.Обычно на границе раздела фаз существует разделение электрического заряда, связанное с ионной природой фаз и с неэквивалентной (специфической) адсорбцией ионов. Это приводит к возникновению двойного электрического слоя и электрокинетических явлений, таких, как электрофорез. Электрофорез (движение заряженных частиц в электрическом поле) впервые наблюдал Ф.Ройс в 1809, который показал, что отрицательно заряженные частицы суспензии глины мигрируют в сторону положительного электрода. А.Тизелиус в 1937 применил электрофорез для анализа биополимеров, в частности методом электрофореза разделял сыворотку крови на пять белковых фракций. Электрофорез - Введение в организм лекарственных веществ с помощью постоянного тока. В этом случае на организм действует два фактора - лекарственный препарат и гальванический ток. Электрофорез находит все большее применение, в том числе при лечении заболеваний сердечно-сосудистой системы, в онкологической практике, при лечении туберкулеза, электрофорез лекарств из растворов, предварительно введенных в полостные органы. (не раздражается слизистая, лекарственное вещество поступает в виде ионов, что повышает его фармакологическую активность).

 

Клеточная мембрана, ее структура и роль в живой клетке. Транспорт в-ва через клет. мембрану. Виды диффузии через мембраны.:Биологическая мембрана представляет собой белково-лепидное соединение. Эти мембраны выполняют барьерную и ферментативные ф-ции. Клет мемебрана обладает: Ионной проницаемостью, поверхностным натяжением, электроемкостью и сопротивлением, вязкостью. Транспорт в-в происходит диффузно .Диффузия — процесс переноса материи или энергии из области с высокой концентрацией в область с низкой концентрацией. В сост покоя ЦПМ становится более проницаема для положительных ионов – пассивная диффузия. Акт. Транспорт: первичный перенос через мембрану протекает за счет хим. энергии или энергии света. В р-ре на мембране образуется эл. хим. энергия которая обеспечивает поступление в клетку в-в и удаления продуктов распада. При действии эл. тока на клетку из клетки удаляются отрицательные ионы и проникают положительные. В невозбужденной клетке Na больше снаружи , а K больше внутри. с переносом этих ионов связано генерация биопотенциалов АТФ активизируется этими ионами – это мембранный ионный насос, котр выкачивает из клетки ионы натрия и накач. ионы калия при возбуждении АТФ захватывает из цитоплазмы йоны натрия и переносит их на наружную поверхность на каждые 3 иона натрия внутрь поступ. 2 иона калия . действие АТФ тормозят цианиды, гликозиды, динитрофенол.

Осмос. Изотонические, гипертонические и гипотонические растворы, осм. шок.:Осмос - процесс диффузии растворителя из менее концентрированного раствора в более концентрированный.Явление осмоса наблюдается в тех средах, где подвижность растворителя больше подвижности растворённых веществ. Важным частным случаем осмоса является осмос через полупроницаемую мембрану. Если такая мембрана разделяет раствор и чистый растворитель, то концентрация растворителя в растворе оказывается менее высокой, поскольку там часть его молекул замещена на молекулы растворенного вещества .Вследствие этого, переходы частиц растворителя из отдела, содержащего чистый растворитель, в раствор, будут происходить чаще, чем в противоположном направлении. Соответственно, объём раствора будет увеличиваться (а концентрация уменьшаться), тогда как объём растворителя будет соответственно уменьшаться. Изотонический раствор – раствор приближающийся по составу и другим показателям к сыворотке крови, т.н. физиологический раствор.Используют в качествекровезаменителей. Гипертонический раствор – раствор осмотическое давление которого выше нормального осмотического давления крови (водный р-р хлорида натрия 3-10%) Гипотонический раствор - раствор, осмотическое давление которого ниже нормального осмотического давления плазмы крови. Осмотический шок вызывается понижением осмотического давления за счет большой кровопотери.

Мембранная разность потенциалов. Ф-ла мамбр. пттенциала. Биопотенциалы покоя и действия.:Биопотенциалаы – разность электрич потенциалов между различными частями живого орг. Потенциал покоя – это разность потенциалов между внешней и внутр. поверх. Цитоплазматич. мембраны. Внешн. поверхность мембраны заряж. положительно пот. покоя возникает за счет пассивного и активного движения ионов через мембрану. Пот. покоя зависет от темпиратуры, градиента концентрации диффундирующих ионов, вида клетки. Мембрана клетки относительно малопроинцаема для ионов натрия, если на каком-либо участке ЦПМ увелич. проницаемость то ионы натрия устремляются внутрь клетки, нейтрализуя ее отрицательный заряд – ЦПМ диполяризуется. Если на клетку подейств. раздражитель то заряд мембраны быстро уменьшается до нуля, затем заряд появляется, но уже с противоположным знаком т.е. происходит реверсия. Потенциал действия – это импульс проходящий вдоль аксона и спецефич. изменяющий мембранный потенциал.

Электромагнитная природа света. чувствительность чел. глаза. ИК и УФ св-ва и применение.Свет – волновой поток особых частиц – фотонов. волновой диапазон света сост от 10^-14 до 10^-10. Фотоны излучаются атомами или молекулами в-ва при переходе электронов с более высоких орбиталей на более низкие . Глазом воспринимается излучение с длинной волны от 750 до 400 нм свет состоит из множисва волн – хроматическое излучение. Человечиский глаз наиболее всего восприимчив к зеленому на этот спектр попадает вершина криво светочувсетвительности. ИК и УФ по обе стороны от видемого спектра расп. невидимые части. ИК захватывает широкую границу электромагнитного спектра от волн длинной 400мкм до границы видемого излучения 750нм. ИК не вызывает зрительного ощущения, оно поглощается обычным стеклом, водой, проходит через эбонит, основоное св-во - тепловое излучение(солнце) его применяют в ветеринарии для прогрева тканей. УФ – охватывает область от 400 нм до 2 нм(граница рентгена) подразделяется на ближнее и дальнее. поглащается в значительной степени обычным стеклом но при длинне короче 200 нм проходит через кварц. если длинна короче 180 нм то УФ поглащается воздухом . не вызывает зрительного ощущеня, но отлич сильным биологическим действием. В ткани Уф проникает не глубоко, однако вызывает при этом патологическую реакцию – ожоги. применяется как дезинфицирующее средство, и общее укреплющее.

Микроскоп и его свойства, ход лучей.Микроскоп – это оптическая система, состоящая из короткофокусной линзы, с фокусным расстоянием в несколько мм. наз объективом, и длиннофокусной с фок. расстояним в несколько см. наз окуляром. Изображение в объективе: действительное, обратное увеличенное. Изображение в окуляре: мнимое, прямое, увеличенное.

Законы теплового излучения: Кхиргофа, Вина, Стефана-Больцмана. Их применение.Закон Кхиргофа устанавливает, что отношение излучательной к поглощательной способности тела не зависит от его природы т.е. Е(λ;Т)/А(λ;Т) есть величина универсальная для вех тел и зависящая только от длинны волны λ и темпиратуры. Наиболее интенсивно излучают те тела, которые по отношению к данному излучению обладают и наибольшей поглащающей способность. Из закона Кхиргофа следут, что при данной температуре нагретое тело излучает волны , которые оно наиболее интенсивно поглащает, и наоборот. Тело, при любой температуре поглащающ. полностью все подающее на него излучение независемо от длин волн наз абсолютно черным телом. закон Стефана-Больцмана: Полная мощность излучения с ед. поверхности абсолютно черного тела Ет прямопропорциональна четветой степени его абсолютной темпиратуре Т^4 Ет = σТ^4 σ–постоянная излучения Стефана-Больцмана.Закон Вина: Длинна волны λm , которой соответс. максимум излучательной способности абсолютно черного тела, обратно проп. абсолютной темпиратуре Т λm=b/T b-постоянная Вина. Закон Вина показывает что с повышением температуры тела максимум энергии излучения смещается в сторону коротких волн.. Для нагретых нечерных тел излуч. способность и поглащ. меньше чем для черного тела.

Фотоэффект и его объяснение квантовой теорией. Законы Столетова, Ур Эйнтштейна. Фотобиологические реакции.Электрон излучает энергию в виде кванта при переходе с одной стационарной орбиты на другую. Кванты подлетают к электрон сообщ. ему энергию . поглатив квант электрон стан. возбужденным и может перейти на более высокий энерг. уровень. если фотон выбивает электрон из атома и при этом атом ионизируется то мы наблюдаем фотоэффкт. Внешний – испускание электронов с поверхности в-ва на которо подает электромагнитн. волна т.е. свет. Внутренний – связан с перераспределением электронов в атоме по их сост в твердом теле при понлащении или электромагнитного излучения. Из освещенного мет пластинки , помещенной в сосуд (вакуум) вылетает отрицательно заряженные частицы. Столетов установил 1) под действием света металл теряет только отрицат. заряды. 2) максималным эффектом обладеют УФИ. Скорость электронов зависет только от частоты колебаний волны. Максимальная скорость электронов покд. пластину освещь. красным светом в два раза меньше чем у пластины освещь уфи. Энергия электрона по выходе из металла будет равна ξe = hc/λ0. Ур энштейна hν = Aвых + mv^2 /2

Строение этома. Постулаты Бора, Излучение и поглащение света атомами. Спектральные закономерности.:Каждому атому характерин свой спектр. Постулаты Бора: 1) электроны могут двигаться только по строго определенным орбитам, радиусы которых определяются условием квантования. mvr=nh/2π n – квантовое число. 2) переход электрона с одной стац. орбиты на другую сопровождается либо излучением, либо поглащением кванта энергии. Атомы устойчивы и их излучение имеет линейчатый спектр. При переходе электрона с одной стационарной орбиты на другую атом излучает квант энергии, равный разности энергии атома до и после излучения. В спектре можно выделить группы линий – серий. Серия Лаймана – расп. в уф спектре она образ. в результате прехода с верхних уровней на основной. Серия Бальмера – находится в видимой и близкой к уф обл. спектра . Серия Пашена – находится в ик обл. спектра она возникает при переходе электронов на третий энергетич уреовень. Различают три основных вида спектров: сплошной – в нем имеется все длинны волн(цвета), линейчатый – сост. из ряда линий каждой из которых соответ. опред. частота излучения., полосатые - образуются молекулами.

Люминисценция, ее механизм. правило Стокса.При определенном расп. энерг. уровней электроны могут задерживаться на них и излучать свет с опозданием. такое излуч. наз. люминисценцией . Если длит свечение сост более 10^-10 то этот вид свечения тонос к люм. Атом не может быть постоянным источником света. чем короче волна тем сильнее энергия излучения.. Электрон излучает энергию в виде кванта при переходе с одной стационарной орбиты на другую. Кванты подлетают к электрон сообщ. ему энергию . поглатив квант электрон стан. возбужденным и может перейти на более высокий энерг. уровень. если фотон выбивает электрон из атома и при этом атом ионизируется то мы наблюдаем фотоэффкт. Правило Стокса Длинна волны света испускаемого при люминисщенции больше длинны волны подающего света. Применение в ветеринарии: 1) в клинич диагностики – уфи освещает животное и при наличии возбудетеля свет стан желто-зеленым 2) в вет. сан. экспертизе. если уфи облучить мясо и если будет свечение то мясо не свежее.

 

Лазеры.Это технические ус-ва, испускающее свет в спектральном диапазоне в виде направленного, сфокусированного, высококогерентного мнохроматического поляризированного пучка электромагнитных волн. Лазер – ист. света в котором путем внешнего освещения достигается возбуждение. Активную среду помещенную в резонатор, сост из двух пораллельных высококач зеркал размещенных по бокам акт среды. Кванты отражаясь от зеркал пересек. активную среду при этом каждый квант вызывает появление одного или нескольких квантов. Рубин излучат – красный кристалл в виде стержня. также применяется магний, топаз, газы(аргон + кислород, гелий + неон) Рубиновый лазер – импульсный, а газовый непрерывный. гелий +неон – красный, аргон- зеленый, гелий+кадмий – синий. лазеры обладают изберательностью. зеленый цвет очень хорошо поглащет красный свет. Фотобиологическое действие лазера зависет от длинны волны, интенсивности, и времени воздействия. Биологическое действие: на молек. уровене: поглащение света, фотоэффекты. Клеточный уровень: увеличение АТФ, активация ядерного аппарата клетки. Органный: увеличение скорости кровообращения, активация клеточного ттранспората. Организменный: противовоспалительный эффект, анастезия, бактерицидное действие.