Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!
МегаЛекции

Воздействие ионизирующего излучения




Контрольная работа №1

I.Написать ответы на вопросы:

1.Транспорт электролитов. Электрохимический потенциал, уравнение, смысл.

2.Дать определение лекарственного электрофореза. Дать определение  электролитической диссоциации. Физические основы лекарственного электрофореза.

3.Дать определение ионизирующего излучения. Виды ионизирующего излучения. Дать определение альфа, бета и гамма излучений.

 

II.Дать ответы на тесты и занести в таблицу (тесты содержатся в пособии: Рабочая тетрадь по биофизике).

 

Модуль № 1

Регистрация кривой порога слышимости

Изучение аппарата для измерения артериального давления

Снятие электрокардиограммы и построение вектора ЭДС сердца

№ вопроса Ответ № вопроса Ответ № вопроса Ответ
1. 1 1. 2 1. 2
2. 3 2. 2 2. 1
3. 2 3. 2 3. 5,2,3,1,4
4. 2 4. 3 4. 1
5. 1 5. 3 5. 3,4,2,5,1
6. 4 6. 1 6. 3
7. 1 7. 1 7. 1
8. 1 8. 1 8. 2,4,1,5,3
9. 3 9. 2 9. 3
10. 1 10. 3 10. 2

 

 

Литература:

1. Ремизов А.Н. Медицинская и биологическая физика, М., «Высшая школа»,1999, гл. 9.

2. ЛивенцевН.М. «Курс физики» (1 -часть) Москва. «Высшая школа», 1978г, гл. 2.

3. Антонов.В.Ф. «Биофизика».Гуманит.издат.центрВладос, 2000г, гл. 9.

4. Владимиров Ю.А., Рощупкин Д.И., Потапенко А.Я., Деев А.М. «Биофизика», М., «Медицина», 1983г, гл. 9, 12.

5. Рощупкин.Д.И., Фесенко.Е.Е. Новоселов.В.И. «Биофизика органов», Москва,  

    «Наука», 2000г., гл. 5.

6. В.Ф. Антонов и др. практикум «Физика и биофизика», «ГЭОТАР-Медиа», 2008.

7. Н.И. Губанов «Медицинская биофизика», Москва, «Медицина», 1978г., гл.12.

8. В.Ф. Антонов, А.М. Черныш, Е.К.Козлова, А.В. Коржуев «Физика и

       биофизика», «ГЭОТАР-Медиа», 2008., гл.21.

 

    

 

                                                        17стр

 

 

Задание №1

1.Транспорт электролитов - диффузия электрически заряженных частиц (ионов). Липидный бислой мембраны непроницаем для ионов. Они могут проникнуть через плазматическую мембрану только посредством специальных структур - ионных каналов, которые образованы интегральными белками. Движущей силой диффузии электролитов является разность концентрации ионов внутри и вне клетки и разность электрических потенциалов, создаваемых этими ионами по обе стороны мембраны. Следовательно, диффузия электролитов определяется градиентом электрохимического потенциала (электрохимический градиент). Зависимость потока ионов J от электрохимического градиента определяется уравнением Теорелла:

 

где U - подвижность ионов, C - концентрация ионов, dμ/dx - электрохимический градиент.

Уравнение Нернста-Планка с учётом двух

 

градиентов, которые обуславливают диффузию ионов

Ионные каналы мембраны представляют собой интегральные белки мембраны.Многие ионные каналы характеризуются высокой специфичностью. Существуют натриевые, калиевые, кальциевые и хлорные каналы. Каждый из них имеет селективный фильтр, который способен пропускать только определённые ионы. Проницаемость ионных каналов может изменяться благодаря наличию ворот, определенных групп атомов в составе белков, формирующих канал. Конформационные изменения ворот переводят канал из открытого состояния в закрытое и наоборот. Механизмы регуляции положения ворот могут отличаться в различных каналах. Некоторые из них открываются при изменениях электрического потенциала мембраны. Другие открываются под действием специфических химических веществ, выполняющих сигнальные функции.

  Электрохимический потенциал — химический потенциал электрически заряженных частиц и квазичастиц (ионы, электроны, дырки) в электрическом поле[1][2][3][4] (термин предложен в 1929 г. Э. А. Гуггенгеймом[5]). Специальный термин понадобился по причине принятого в литературе условного разбиения электрохимического потенциала на неэлектрическую и электрическую части. С теоретической точки зрения такое разделение носит чисто формальный характер, поскольку носителями заряда служат те же самые формульные единицы, с которыми соотносят обычный химический потенциал, и поэтому нет способа раздельного определения его химической и электрической составляющих. Практически же разделение электрохимического потенциала на две части иногда оказывается хорошим приближением, ибо в природе существуют частицы (электроны и позитроны), для которых вследствие малости их массы вклад неэлектрической части в электрохимический потенциал пренебрежимо мал по сравнению со вкладом электрической составляющей[6][7].

Физический смысл электрохимического потенциала заключается в том, что его изменение равно работе для перехода системы из состояния 1{\displaystyle 1} в состояние 2{\displaystyle 2} с изменением химической, осмотической и электрической энергий: Δμ=μ2−μ1+RTln⁡C2C1+zF(φ2−φ1){\displaystyle \Delta \mu =\mu _{2}-\mu _{1}+RT\ln {\frac {C_{2}}{C_{1}}}+zF(\varphi _{2}-\varphi _{1})}

В химической термодинамике для характеристики свойств систем, не содержащих заряженные частицы, и в которых изменение состава происходит в результате протекания химических реакций или фазовых превращений используют фундаментальное уравнение Гиббса, выраженное через характеристическую функцию :

, (3.1)

где - химический потенциал -го реагента, а - бесконечно малое изменение количества этого реагента.

При протекании химической реакции количества отдельных реагентов изменяются пропорционально их стехиометрическим коэффициентам в уравнении реакции. Взаимную пропорциональность величин d ni можно выразить совокупностью уравнений:

Таким образом, перераспределение количеств всех веществ в системе можно выразить с помощью единственной переменной, которая обозначается x и называется химической переменной.

2.Электрофорез лекарственных веществ — особый электрофармакологический метод, основанный на сочетанном использовании постоянного тока и вводимых с его помощью лекарственных веществ. Из электрических токов для лекарственного электрофореза применяются гальванический (в 80-85 %), диадинамические, синусоидальные модулированные (в выпрямленном режиме), прямоугольный импульсный и флюктуирующий (форма № 3) токи.
Теоретическую основу лекарственного электрофореза составляет теория электролитической диссоциации, предложенная в 1887 г. Сванте Аррениусом. Согласно ей электролиты при растворении распадаются (диссоциируют) на положительные (катионы) и отрицательные (анионы) ионы. В электрическом поле ионы перемещаются в соответствии со своей полярностью: катионы двигаются к отрицательному полюсу (катоду), а анионы — к положительному (аноду). Направленное движение ионов под действием сил электрического поля и положено в основу лекарственного электрофореза.
При электрофорезе лекарственные вещества в организм проникают через выводные протоки потовых и сальных желез, межклеточные промежутки, волосяные фолликулы и в меньшей степени — чресклеточно. Патологические процессы и терапевтические воздействия, способствующие разрыхлению межуточного вещества и повышению пористости кожи, ведут к увеличению количества вводимого электрофорезом лекарства.
Во время процедуры лекарственные вещества проникают неглубоко: сразу после элекрофореза основная часть лекарства обнаруживается в эпидермисе и дерме. Более глубокому проникновению лекарств препятствуют барьерные свойства кожи, в особенности ее электрохимическая активность.

Давно известно, что некоторые растворы проводят электрический ток (такие растворы получили название электролитов), а некоторые - не проводят (неэлектролиты).

Кроме электропроводности электролиты и неэлектролиты имеют много других отличий. При одинаковой молярной концентрации электролиты (по сравнению с неэлектролитами) обладают:

· более высокой температурой кипения;

· более низкой температурой замерзания;

· более высоким осмотическим давлением;

· более низким давлением пара растворителя.

Такое большое различие в свойствах растворов ученые объясняют тем фактом, что в электролитах при растворении образуется гораздо большее кол-во частиц, которые еще и обладают зарядом, хотя, в общем, раствор электролита нейтрален.

Впервые теорию электролитической диссоциации (разделения) сформулировал в 1887 г. шведский ученый С. Аррениус, ее основные положения заключались в следующем:

· электролиты, растворяясь в воде, диссоциируют (распадаются) на положительно (катионы) и отрицательно (анионы) заряженные ионы;

· под воздействием внешнего электрического поля катионы в растворе электролита начнут двигаться к катоду (отрицательному электроду), анионы - к аноду (положительному электроду);

· электролитическая диссоциация является обратимым процессом - параллельно с распадом молекул на ионы идет обратный процесс ассоциации (ионы соединяются в молекулы), в результате чего в растворе устанавливается динамическое равновесие.

Через несколько лет, в 1891 г., русский ученый И. Каблуков внес существенные уточнения в теорию Аррениуса, введя понятие сольватации катионов и анионов (формирование химических связей между растворителем и растворяемым веществом).

 

Электрофорез лекарственных веществ — особый электрофармакологический метод, основанный на сочетанном использовании постоянного тока и вводимых с его помощью лекарственных веществ. Из электрических токов для лекарственного электрофореза применяются гальванический (в 80-85 %), диадинамические, синусоидальные модулированные (в выпрямленном режиме), прямоугольный импульсный и флюктуирующий (форма № 3) токи.
Теоретическую основу лекарственного электрофореза составляет теория электролитической диссоциации, предложенная в 1887 г. Сванте Аррениусом. Согласно ей электролиты при растворении распадаются (диссоциируют) на положительные (катионы) и отрицательные (анионы) ионы. В электрическом поле ионы перемещаются в соответствии со своей полярностью: катионы двигаются к отрицательному полюсу (катоду), а анионы — к положительному (аноду). Направленное движение ионов под действием сил электрического поля и положено в основу лекарственного электрофореза.
При электрофорезе лекарственные вещества в организм проникают через выводные протоки потовых и сальных желез, межклеточные промежутки, волосяные фолликулы и в меньшей степени — чресклеточно. Патологические процессы и терапевтические воздействия, способствующие разрыхлению межуточного вещества и повышению пористости кожи, ведут к увеличению количества вводимого электрофорезом лекарства.
Во время процедуры лекарственные вещества проникают неглубоко: сразу после элекрофореза основная часть лекарства обнаруживается в эпидермисе и дерме. Более глубокому проникновению лекарств препятствуют барьерные свойства кожи, в особенности ее электрохимическая активность. Разумеется, от процедуры к процедуре глубина электрогенного перемещения вводимого препарата возрастает. К тому же следует иметь в виду, что за счет диффузии часть лекарственных веществ быстро достигает кровеносных и лимфатических сосудов, разносясь ко всем органам и тканям. Весьма важно, что из кровотока лекарственные вещества вторично поступают преимущественно в органы и ткани, расположенные в зоне проведения процедуры. Это обосновывает целесообразность использования лекарственного электрофореза для лечения как поверхностно, так и глубоко расположенных патологических процессов, а также заболеваний внутренних органов.
Барьерные свойства кожи препятствуют свободному передвижению лекарственных ионов, как это имеет место в растворах, а поэтому при чрескожном электрофорезе в организм вводится лишь небольшая часть нанесенного на прокладку лекарственного вещества. Для различных веществ эта величина существенно колеблется (от 1 до 10 %), но чаще составляет 4-6 %. Поэтому при проведении процедур важно строго соблюдать технику и методику лекарственного электрофореза, а также прибегать к дополнительным мероприятиям, способствующим повышению его эффективности. На количество вводимого электрофорезом лекарства влияют многие факторы: возраст пациента, место проведения процедуры, состояние кожи, концентрация вещества в растворе, используемый растворитель, знак заряда и размеры вводимых ионов, сила тока и продолжительность процедуры. При прочих равных условиях при электрофорезе через слизистые оболочки в организм вводится на 25-50 % лекарства больше, чем через кожу. Введению большего количества вещества в организм способствует использование специальных методик (электродрегинг, внутритканевой и пролонгированный электрофорез), особых растворителей (ДМСО) или сочетанных методов (вакуум-, фоно-, магнито-, фотоэлектрофорез и др.).

Ионизирующее излучение — это вид энергии, высвобождаемой атомами в форме электромагнитных волн (гамма- или рентгеновское излучение) или частиц (нейтроны, бета или альфа). Спонтанный распад атомов называется радиоактивностью, а избыток возникающей при этом энергии является формой ионизирующего излучения. Нестабильные элементы, образующиеся при распаде и испускающие ионизирующее излучение, называются радионуклидами.

Все радионуклиды уникальным образом идентифицируются по виду испускаемого ими излучения, энергии излучения и периоду полураспада.

Активность, используемая в качестве показателя количества присутствующего радионуклида, выражается в единицах, называемых беккерелями (Бк): один беккерель — это один акт распада в секунду. Период полураспада — это время, необходимое для того, чтобы активность радионуклида в результате распада уменьшилась наполовину от его первоначальной величины. Период полураспада радиоактивного элемента — это время, в течение которого происходит распад половины его атомов. Оно может находиться в диапазоне от долей секунды до миллионов лет (например, период полураспада йода-131 составляет 8 дней, а период полураспада углерода-14 — 5730 лет).

Источники излучения

Люди каждый день подвергаются воздействию естественного и искусственного излучения. Естественное излучение происходит из многочисленных источников, включая более 60 естественным образом возникающих радиоактивных веществ в почве, воде и воздухе. Радон, естественным образом возникающий газ, образуется из горных пород, почвы и является главным источником естественного излучения. Ежедневно люди вдыхают и поглощают радионуклиды из воздуха, пищи и воды.

Воздействие ионизирующего излучения

Воздействие излучения может быть внутренним или внешним и может происходить различными путями.

Внутренне воздействие ионизирующего излучения происходит, когда радионуклиды вдыхаются, поглощаются или иным образом попадают в кровообращение (например, в результате инъекции, ранения). Внутреннее воздействие прекращается, когда радионуклид выводится из организма либо самопроизвольно (с экскрементами), либо в результате лечения.

Внешнее радиоактивное заражение может возникнуть, когда радиоактивный материал в воздухе (пыль, жидкость, аэрозоли) оседает на кожу или одежду. Такой радиоактивный материал часто можно удалить с тела простым мытьем.

Поделиться:





Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...