4. Эквивалентные электрические схемы моделирования биологических структур

В моделировании биоструктур используется два сопротивления: емкостное и активное (т.к. в биоструктурах Х_L=0).

1. Параллельное соединение активного и емкостного сопротивлений:

R

X_C

Так как X_L=0, то:

где

Эта схема моделирует глубоко лежащие ткани.

2. Смешанная схема. Кроме параллельного соединения в ней есть еще последовательное соединение для R₂ и Х_С

R₁

R₂ X_C

При ω ∞ Х_{С ,} поэтому сопротивление схемы можно найти по правилу параллельного соединения сопротивлений:

Такие схемы работают для моделирования слоев кожи и подкожной клетчатки, то есть для поверхностно лежащих тканей.

5. Реография

Импеданс тканей и органов зависит от их физиологического состояния: от состояния сердечно сосудистой деятельности, от кровенаполнения и интенсивности кровотока.

Диагностический метод, основанный на регистрации изменения импеданса тканей в процессе сердечной деятельности называется реография. Различают реографию головного мозга (реоэнцефалография), реографию сердца (реокардиография). Кроме того делают реограммы магистральных сосудов лёгких, печени и конечностей. На границах органов накладывают электроды, измеряется импеданс при частотах 20-30 (кГц).

XVI. Физические процессы в биологическихмембранах

1. Структура и свойства биологических мембран

Мембраной в общем случае называют полупроницаемую перегородку. Каждая клетка организма ограничена биологической мембраной. Биологическая мембрана - это высокоорганизованная структура, построенная в основном из фосфолипидов и белков. Молекула фосфолипида состоит из двух частей: полярной головки и не полярного двойного хвостика. В водной среде эти молекулы выстраиваются неполярными хвостами во внутрь и между ними располагаются белки мембраны. А между белками образуются каналы (поры) и всё это много раз повторяется, образуя корпус клетки.

1-фосфолипиды, 2-белки, 3- каналы (поры).

Функции биологических мембран:

• Барьерная, защитная т.к. биологические мембраны образуют корпус клетки.

• Транспортная, но с избирательной проницаемостью т.е. биологическая мембрана пропускает полезные, но не пропускает вредные вещества.

• Участвуют в генерации биопотенциалов.

• Участвуют в процессах превращения энергии в особенности при синтезе АТФ.

Избирательная проницаемость биологических мембран зависит от состава вещества, направления его движения и состояния клетки. Многие заболевания связаны с нарушением этих функций биологических мембран (атеросклероз, инфаркт, рак).

Транспорт веществ через клеточные мембраны

Пространственное перемещение какой-либо физической величины в общем случае называется перенос. Перенос веществ через биологическую мембрану называется транспорт. Различают: перенос массы - диффузия; перенос тепловой энергии - теплопроводность; перенос заряда - электропроводность; перенос импульса - вязкость. Перенос осуществляется за счет хаотического движения молекул, его направление определяется на основе второго начала термодинамики.