WYKŁAD 1Siła oddziaływańEnergia wiązania wewnątrzcząsteczkowego jest około 100 krotnie większa od energii wiązań międzycząsteczkowych.Oddziaływania międzycząsteczkowe są dużo słabsze niż wewnątrzcząsteczkowe.Oddziaływania międzycząsteczkoweCząsteczki, nawet pozbawione ładunku elektrycznego, oddziałują między sobą. Prawie wszystkie własności materii określone są przez charakter tych oddziaływań. Możliwe jest istnienie cieczy i wiek(...) stałych.Oddziaływania międzycząsteczkowe-Przyciąganie-Odpychanie(na bardzo małych odległościachOddziaływania międzycząsteczkoweSiły elektrostatyczneWiązania wodoroweSiły van der WaalsaOddziaływania hydrofoboweElektroujemnośćZdolność uzupełniania do trwałej powłoki przez przyłączenie elektronu nazywamy elektroujemnością.Atom o takiej właściwości to atom elektroujemnyCząsteczki wodyJeżeli wiązanie tworzą atomy pierwiastków o różnej elektroujemności, to jedno z jąder atomowych przyciąga elektrony z większą siłą niż drugie. Prowadzi to do deformacji chmury elektronowej i nierównomiernego rozłożenia ładunku na cząsteczce. Taką cząsteczkę nazywamy wówczas dipolem i mówimy, że jest ona polarna.Duża różnica elektroujemności między tlenem a wodorem powoduje przesunięcie chmury elektronowej. Ponieważ oba atomy worodu znajdują się po jednej stronie cząsteczki jej moment dipolowy jest wysoki, a cząsteczka jest silnie polarna.Wiązanie wodoroweZbliżony charakter do kowalencyjnego ale energia wiązania jest mniejsza.Warunek powstania wiązania wodorowegoAtom wodoru jest związany w cząsteczce z atomem pierwiastka silnie elektroujemnego, np O,N.Pomięzy jądrem wodoru i jakimś innym atomem elektroujemnym może pojawić się przyciąganie elektrostatyczne(Atom elektroujemny+wodór)+atom elektroujemnyWiązania wodoroweWystępują pomiędzy cząsteczkami, wewnątrz cząsteczekPosiada ono bardzo dużo znaczenie w układach biologicznych i jest odpowiedzialne za utrzymywanie struktury białek, DNA, unikalne właściwości wody.WW jest głównym czynnikiem odpowiedzialnym za stabilność konformacji białka i aminokwasów.Siły Van der Waalsaoddziaływania pomiędzy cząsteczkami obojętnymi elektrycznie o E równej:(hujowy wzór :v)zasięg do 0,5 nmorientacyjne – oddziaływania między trwałymi dipolamiindukcyjne – oddziaływania między dipolami trwałymi i indukowanymidyspersyne – oddziaływania między cząsteczkami, które nie są dipolamiSiły dyspersyjne występują pomiędzy wszystkimi rodzajami cząsteczek są silniejsze od oddziaływań indukcynych i orientacyjnych.Stanowią gówny składnik oddziaływań Van der WaalsaSiły dyspersyjne pomiędzy dwoma różnymi cząsteczkami mogą być zarówno siłami przyciągania jak i odpychania.Zalezy to od środowiska, w którym odbywa się oddziaływanie.Oddziaływania hydrofobowe (nie lubi wody)Substancjami hydrofobowymi są substancje niepolarne elektrycznie.Substancjami hydrofilowymi są substancje polarne elektrycznie, np jonyCząsteczki amfifiloweZachowanie lipidów w kontakcie z wodą.Micela, liposom, warstwa podwójnaWYKŁAD 2Błony biologiczne-błony komórkowe-błony oranelli wewnętrznychBez względu na ich lokalizację błony zbudowane są w identyczny niemal sposób

Funkcje błony biologicznej-odgradzają wnętrze danego przedziału(komórki lub organelli) od środowiska zewnętrznego-utrzymują różnicę stężeń różnych substancji-utrzymują różnicę potencjałów elektrycznych pomiędzy wznętrzem i otoczeniem komórki-kontrolują transport substancji z i do komórki-zapewniają przenoszenie informaci pomiędzy wnętrzem a otoczeniem-błony niektórych komórek(np. Nerwowych) posiadają także zdolność do przetwarzania informacji-stanowią strukturalną podstawę właściwego funkcjonowania wielu enzymów-rozpoznawanie obcych komórekSkładniki błon biologicznychlipidy – grupa cząsteczek charakteryzująca się bardzo złą rozpuszczalnością w wodzie i dobrą rozpuszczalnością w rozpuszczalnikach niepolarnych(np.chloroformie)Amfifilowy charakter lipidówCząsteczki lipidów posiadają charakter amfifilowy.W środowisku wodnym spontanicznie grupują się one tak, by z wodą kontaktowały się wyłącznie części hydrofilowe.Dwuwarstwa- środowisko wodne, hydrofobowe wnętrzeFrakcja lipidowafosfolipidy, glikolipidy, cholesterolAsymetria błonyLipidy – inny skład chemiczny monowarstw lipidowych, występowanie domenBiałka – różne białka po stronie wewnętrznej i zewnętrznej błonyCukry – występowanie głównie po zewnętrznej stronie błonyPłynność błon biologicznychrotacja, flip-flopCzynniki wpływające na płynność błonytemperatura, długość węglowodorowych łańcuchów, liczba wiązań podwójnych, zawartość cholesterolu, oddziaływania lipid- białko, oddziaływania lipid-lipidWpływa temp na płynność błonW określonej temp układ przechodzi ze stanu ścisłego upakowania(żel) do stanu w którym łańcuchy węglowodorowe ulegają pofałdowaniu i tracą uporządkowanie w płaszczyźnie błony(zol)-przejście fazowe zachodzi w temp. przejścia fazowego (xD)Wpływ długości łańcuchów węglowodorowych na płynność błonIm dłuższe łańcuchy węglodororowe tym wyższa temperatura przejścia fazowego.Wpływa liczby wiązań podwójnych na płynność błonIm więcej wiązań nienasyconych tym niższa temp przejścia fazowegoWpływa cholesterolu na płynność błonW błonach zawierających lipidy o przewadze wiązań nasyconych – cholesterol zwiększa płynność błonyW błonach zawierających lipidy o wiązaniach nienasyconych – cholesterol zmniejsza płynność błonyGłówne cechy modelu płynnej mozaikiniezależne występowanie białek integralnych i powierzchniowychasymetria rozmieszczenia lipidów i białekpłynnośćTransport błonowyPojedynczych substancji – uniportDwóch substancji w tym samym kierunku – symportDwóch substancji w przeciwnych kierunkach – antyportRodzaje transportuTransport bierny – w tym transporcie nie jest wykorzystywana energia pochodząca z procesów metabolicznychTransport aktywnyJest to transport wykorzystujący energię pochodzącą z procesów metabolicznychTransport biernydyfuzja prosta, dyfuzja ułatwiona – transport w nośnikach, dyfuzja złożonaDyfuzja prosta – transport substancji wywołany różnicą stężeń w różnych punktach obszaru zajmowanego przez tę substancjęw ten sposów przenikają do wnętrza komórki substancje rozpuszczalne w lipidach(lipofilne), gazy O2, N2, CO2, małe obojętne cząsteczki np mocznik, etanolTransport w nośnikachW błonach znajdują się białka odpowiedzialne za transport zwane białkami transportowymi lub nośnikamisubstancja+ nośnik -> kompleks --> zmiana konformacji kompleksu -> substancja + nośnikTransport na nośnikachsymport – w komórkach nabłonka jelita występuje symport 1 cząsteczki glukozy na 1 jon Na+

antyport – w komórkach mięśni występuje antyport jonu Ca2+ na 3 jony Na+W ten sposób przenikają do wnętrze komórki cukry, aminokwasy, nukleotydyDzfuzja złożonaOprócz różnicy stężeń, na transport wplływają dodatkowe bodźceróżnica ciśnień hydrostatycznych: filtracja i ultrafiltracjaróżnica potencjałów elektrycznych: elektrodyfuzjaFiltracja -przepływ roztworu pod wpływem różnicy ciśnień hydrostatycznychUltrafiltracja – przepływ substancji rozpuszczonej pod wpływem różnicy ciśnień hydrostatycznychWYKŁAD 3Kanały jonoweSelektywność – zdolność do przepuszczania ściśle określonych typów jonównp kanały kationowe lub anionowychKanały jeszcze bardziej wyspecjalizowane to(włosy)ako sodowe, potasowe itdKanał sodowy oznacza iż kanał ten najlepiej przepuszcza jony sodu. Oprócz nich, choć znacznie gorzej, mogą przez ten kanał przechodzić inne kationyOtwieranie kanałów jonowych procesem typu wszystko albo nic, tzn że kanał albo jest zamknięty i nie przewodzi jonów albo jest otwarty i wówczas jego przewodnictwo zależy od wielkości czynnika otwierającegoGradient elektrochemicznyPrzy maksymalnie otwartych kanałach jonowych wielkość strumienia określonego jony zalezy od gradientu elektrochemicznego, który tworzony jest łącznie przez-różnicę stężeń tego jonu po obydwu stronach błony komórkowej-istniejącą w danej chwili różnicę potencjałów1)gradient chemiczny bez potencjału transbłonowego (kationy idą do wewnątrz, wewnętrzna warstwa błony bez potencjału transbłonowe)2)gradient chemiczny z potencjałem transbłonowym ujemnym (kationy idą do wewnątrz, wew warstwa błony z potencjałem ujemnym)3)gradient chemiczny z potencjałem transbłonowym dodatnim(j.w)Potencjał błonowyPotencjałem błonowym nazywamy różnicę potencjałów pomiędzy wnętrzem komórki a jej otoczeniem (Vm = Vw – Vz).Przyjmuje się, że potencjał po wewnętrznej stronie błony wynosi zero Vz = 0Kanały zależne od napięciaKanały zależne od napięcia regulowane sa przez potencjał błonowy.Prawdopodobieństwo otwacia większości kanałów wzrasta wraz ze wzrostem potencjału błonowego – są to kanały aktywowane przez depolaryzację.Bramka inaktywacyjna, bramka aktywacyjna z czujnikiem potencjału, filtr selektywności po stronie wewnętrznej kanału (rysunek)Wrażliwość kanałów na potencjał błonowy związana jest z czujnikiem potencjału reagującego na zmiany pola elektrycznego w błonie.Przemieszczenia tzw. Bramki aktywacyjnej, otwierającej porę wodnąBramka inaktywacyjna powoduje że kanał w pewien czas po aktywacji przestaje przerodzić jony – kanał przechodzi w stan inaktywacji.Ponowne otwarcie brami inaktywacyjnej jest możliwe dopiero, gry potencjał błonowy powróci do wartości spoczynkowej.Dzięki elektrostatycznemu odpychaniu przez filtr "niewłaściwe" ony nie mogą wchodzić do wnętrza kanału.Kanały aktywowane chemicznieKanały aktywowane chemicznie nazywamy też kanałami zależnymi od ligandu(antagonisty).Ligand – cząsteczka rozpoznawana przez receptor i przyłączająca się do niegoagonista – substancja farmakologiczna, która po związaniu się z receptorem wywiera określony efektKanał otwiera się, gdy jedna lub więcej cząsteczek substancji aktywujących połączy się z odpowiednim miejscem w strukturze białkowej kanału, czyli receptorem kanału.Kanał kationowo selektrywny zalezny od acetylocholiny(występuje głównie w synapsach)konformacja zamknięta – bramkakonformacja otwarta – pod wpływem acetylocholiny jony sodu dostają się do wnętrza komórkiTransport przez kanały jonowe jest transportem biernym!!!Transport aktywny-transport pierwotny – pompy jonowe-transport wtórnyPompa sodowo-potasowa -transport aktywnyTransport ten polega na przepompowywaniu cząstek z obszaru o niższym stężeniu do obszaru o stężeniu wyższym(wbrew malejącemu gradientowi stężenia) konieczne jest zatem dostarczenie energii (często jest nim ATP).Pompa N+/K+ występuje we wszystkich komórkach zwierzęcych

stanowi ją zlokalizowana w błonach plazmatycznych grupa specyficznych białekPompa uzupełnia stężenie jonów K+ wewnątrz komórki a jednocześnie usuwa nadmiar jonów Na+ w jej wnętrzu.Wytwarzany gradient stężenia dotyczy jonów, w poprzek błony tworzy się nie tylko gradient stężenia, lecz także gradient potencjału elektrycznego (następuje rozdzielenie ładunków elektrycznych) – polaryzacja błonyRysunek: Na wiązany wewnątrz komórki, hydroliza ATP, K i uabaina wiązane po zewnętrznej stronie kanału, 3 jony sodu na zewnątrz, 2 jony potasu do wewnątrzPodczas każdego obrotu pompa ta przenosi z wnętrza komórki na zewnątrz 3 jony Na+ w zamiast za 2 jony K+ transportowane do wnętrza.Obydwa te jony transportowane są wbrew gradientowi stężenia.Energia napędzająca pompę czerpana jest z hydrolizy ATP.Gradient sodowo-potasowy-kontroluje objętość komórki, jest niezbędny do pobudzenia nerwów i mięśni-jest siłą napędową transportu aktywnego cukrów i aminokwasów.Działanie pompy wymaga:stałego dopływu glukozy i tlenustałej resyntezy ATPzachowania temp ok 37odprowadzania CO2odpowiedniego stężenia Mg,Na,KCały cykl pracy pompy trwa ok 10 msZatrzymanie pompy prowadzi do:zmian składu płynu wewnątrz i zewnątrzkomórkowego-utraty przez komórki ich właściwości-braku reakcji komórek na bodźcedo niepobudliwości komórek pobudliwychHamowanie obrotów pompy w celach leczniczychNiektóre substancje hamują funkcjonowanie pompyfakt ten ma znaczenie w leczeniu niektórych chorób sercaPodsumowanieNa każdą rozłożoną cząsteczkę ATP transportuje 3 jony Na z komórki i 2 jony K do komórki, ubywa 1 dodatni ładunek w komórceutrzymuje stałą różnicę stężeń jonów Na i K po obu stronach błonyPompy wapnioweSą to białka integralne błony komórkowej i błony siateczki endoplazmatycznej hydrolizujące ATP.Utrzymują niskie stężenie jonów Ca w cytoplazmiePompa protonowajest to białko integralne błony komórkowej hydrolizujące ATP, odpowiedzialne za transport protonów przez błony biologiczneutrzymuje kwaśne środowisko wewnątrz lizosomówuczestniczy w wydzielaniu kwasu żołądkowegoTransport aktywny wtórny-nie zalezy bezpośrednio od procesów metabolicznych-transport substancji przez ten układ błon jest sprzężony z pierwotnym transportem aktywnym innej substancji zachodzącym w jednej z błonAktywnie transportowana pierwsza substancja(np Na+) tworzy gradient potencjału elektrochemicznego, który warunkuje transport innej substancji, np. Cukru, aminokwasu, zgodnie z tym gradientemtransport bierny glukozy w nabłonku jelitowym jest napędzany aktywnym transportem jonów Na+WYKŁAD 4Potencjał dyfuzyjnyJeśli po dwu stronach przegrody przepuszczalnej dla jonów wytworzyć różnicę stężeń, to na skutek dyfuzji będą one przechodziły z przedziału o stężeniu wyższym do przedziału o stężeniu niższym.[hujowy wzur :v]Przepływ jonów pomiędzy przedziałami można zatrzymać. Pole elektryczne będzie powodowało ruch jonów(migrację) w stronę przeciwną do kierunku ich ruchu związanego z dyfuzją(różnicą stężeń).W ten sposób może dojść do równowagi pomiędzy strumieniem dyfuzyjnym i migracyjnym.Całkowity strumień przez przegrodę będzie równy zero i stężenia jonów po obu przedziałach przestaną się zmieniać.[hyjowy wzór]Potencjał równowagiPotencjał równowagi to różnica potencjałów elektrycznych hamująca ruch dyfundujących jonów.Potencjał równowagowy NernstaW komórkach mięśniowych stężenie K+ wynosi 144 mM, a w przestrzeni międzykomórkowej 4 mM

Podstawienie tych danych do równania Nernsta daje wartość -95 mVPotencjał spoczynkowyjest to różnica potencjałów elektrycznych między wewnętrzną i zewnętrzną stroną błony komórkowej.Potencjał spoczynkowyWobec istniejących różnic stężeń indywidualne strumienie każdego z jonów nie są równe zero.Potencjał spoczynkowy może być utrzymany, gdy suma ładunków przenoszonych przez jony w jednostce czasu (suma prądów jonowych) jest równa zero:Ina+Ik+Icl = 0Potencjał spoczynkowyW stanie spoczynku najlepiej przepuszczalne przez błonę są jony potasu, gorzej chlorkowe, najgorzej zaś sodowe.Równanie GoldmanaW komórce poza K+ jest wiele innych onów, które też mogą wędrować przez błonę komórkową.Równanie to obejmuje trzy rodzaje jonów: K, Na,ClPonadto uwzględniona jest ich przepuszczalność P opisujca zdolność przenikania przez błonę komórkową.[hujowy wzur :v]Wartość wkładu do wypadkowego potencjału istniejącego w komórce zależy od:różnic stężeń poszczególnych jonów po obydwu stronach błony komórkoweja także od przepuszczalności błony komórkowej w stosunku do przenikających przez nią jonówPrzepuszczalność błonyZmiany przepuszczalności błony dla poszczególnych typów jonów są możliwe dzięki obecności w błonie kanałów jonowych.Otwieranie się lub zamykanie kanałów(selektrywne) umożliwia komórce kontrolę nad przepływem prądów poszczególnych jonów.Równanie GoldmanaGeneracja potencjału czynnościowego zależy głównie od zmian w wartościach przepuszczalności P dla przenikających jonów.Przepuszczalność P[n-tego jonu] jest informacją o liczbie otwartych kanałów omawianego jonu.W porównaniu z wielona innymi cząsteczkami jony przenikają bardzo słabo przez błonę komórkową.niskie===>wysokie przewodnictwo Na, K, Cl, glukoza, glicerol, wodaPotencjał czynnościowy komórekNiektóre z komórek prócz utrzymywania protencjału spoczynkowego są zdolne dodatkowo do szybkiej i krótkotrwałej zmiany potencjału błonowego – będziemy je nazywali komórkami pobudliwymi.Potencjał czynnościowy powstaje gdy potencjał jej błony przekroczy graniczną wartość nazywaną progiem pobudzenia.Wielkość bodźca pobudzającego nie ma wpływu na jego przebieg.Przykład potencjału czynnościowego1 depolaryzacja (wzrost) 2 repozalryzacja (spadek) 3 hiperpolaryzacja (utrzymujący się nisko)[wykres]Potencjał czynnościowy komórekFazy:1.gwałtownego wzrostu potencjału błonowego(depolaryzacji)2.nieco powolniejszego spadku potencjału błony (repolaryzacji)3.okresu, gdy potencjał błony jest niższy od potencjału spoczynkowego(hiperpolaryzacji)[wykres]Potencjał czynnościowy komórekW fazie depolaryzacji wzrost potencjału błony jest związany z napływem do wnętrza dodatnich jonów (w komórce nerwowej są to Na+)W czasie repolaryzacji ustaje dokomórkowy Na+, wzrasta natomiast odkomórkowy prąd potasowy K+Prąd K+ płynie również wówczas, gdy potencjał błony osiąga wartość potencjału spoczynkowego – powoduje to, że komórka wchodzi w fazę hiperpolaryzacji.Dopiero gdy ustanie prąd potasowy [K+] błony powraca do wartości spoczynkowej,Na chwilowe wartości prądów płynących przez błonę komórkową mają wpływ dwa czynniki:chwilowa przepuszczalność błony dla danego typu jonówaktualna wartość potencjału błonowegoKanały jonoweselektywnośćkontrolowanie stanu przewodzenia czyli bramkowanieZachowanie się kanałów jonowych podczas generacji potencjału czynnościowegoOtwarcie w błonie specjalnych kanałów jonowych stwarza warunki do chwilowego przepływu stosunkowo dużego strumienia jonów Na+, K+, Cl-, co powoduje powstanie potencjału czynnościowego.WYKŁAD 5

POTENCJAŁ CZYNNOŚCIOWY powstaje w komórce pobudliwej, gdy potencjał jej błony przekroczy pewną graniczną wartość – próg pobudzenia wielkość bodźca pobudzającego nie ma wpływu na jego przebieg

FAZY POTENCJAŁU CZYNNOŚCIOWEGO KOMÓRKI1. Gwałtowny wzrost potencjału błonowego – depolaryzacja2. Nieco powolniejszy spadek potencjału błonowego – repolaryzacja3. Okres gdy potencjał błonowy jest niższy od potencjału spoczynkowego – hiperpolaryzacja

ZMIANY PRZEWODNICTWA BŁONY W CZASIE TRWANIA POTENCJAŁU CZYNNOŚCIOWEGO1. W fazie depolaryzacji – wzrost potencjału błony jest związany z napływem do wnętrza dodatnich jonów (w komórce nerwowej są to Na+)2. W czasie repolaryzacji – ustaje dokomórkowy prąd Na+, wzrasta natomiast odkomórkowy prąd potasowy K+3. Prąd K+ płynie również wówczas, gdy potencjał błonowy osiąga wartość potencjału spoczynkowego – powoduje to, że komórka wchodzi w fazę hiperpolaryzacji.Dopiero gdy ustanie prąd K+ błona powraca do wartości spoczynkowej

NA CHWILOWE WARTOŚCI PRĄDÓW PŁYNĄCYCH PRZEZ BŁONE MAJĄ WPŁYW: chwilowa przepuszczalność błony dla danego typu jonów aktualna wartość potencjału błonowego

KANAŁY JONOWE: selektywność kontrolowanie stanu przewodzenia

W BŁONIE KOMÓRKOWEJ ISTNIEJE WIELE TYPÓW KANAŁÓW: specjalny rodzaj kanałów potasowych jest stale otwarty i przepływ przez te kanały generuje potencjał spoczynkowy istnieją kanały, które biorą udział tylko w wytwarzaniu potencjału czynnościowego. Podczas tego potencjału są one zamknięte.

ZACHOWANIE SIĘ KANAŁÓW JONOWYCH PODCZAS GENERACJI POTENCJAŁU CZYNNOŚCIOWEGOOtwarcie w błonie specjalnych kanałów jonowych stwarza warunki do chwilowego przepływu stosunkowo dużego strumienia jonów Na=, K+, Cl-, co powoduje powstanie potencjału czynnościowego.

AKTYWACJA I INAKTYWACJA KANAŁÓWCechą charakterystyczną kanałów, biorących udział w generacji potencjału czynnościowego, jest zaprogramowana w ich funkcjonowaniu: Aktywacja – szybkość otwierania, czas otwarcia Inaktywacja – czas zamykania

JEDNOKIERUNKOWE WYPŁYWY JONÓWW czasie wytwarzania potencjałów czynnościowych jony przepływają przez błonę zgodnie z ich gradientami elektrochemicznymiPrzepływające prądy przenoszą niewielki ułamek całkowitej ilości jonów obecnych po obydwu stronach błony komórkowej.Zmiana potencjału wnętrza komórki z -90 mV na +30 mV, oznacza przepływ przez 1μm2 powierzchni błony około 6300 Na+W 1μm2 płynu międzykomórkowego jest ich ok. 108Aby wyrównało się stężenie Na+ po obydwu stronach błony komórkowej, należałoby przeprowadzić ponad 10000 stymulacjiSKUTEK JEDNOKIERUNKOWYCH WYPŁYWÓW JONÓWPo jakimś czasie nieuzupełniane stężenie jonów K+ w komórce i gromadzące się w jej wnętrzu jony Na+ obniżałyby swoje stężenia po obu stronach błony komórkowejPowodowałoby to stopniowe obniżanie potencjału Goldmana-Hodgkina-Katza, z czasem prowadząc do jego zaniku.

POMPA SODOWO-POTASOWABłona komórkowa wyposażona jest w mechanizm uzupełniający stężenie jonów K+ wewnątrz komórki i usuwający nadmiar Na+ w jej wnętrzu.

ROZCHODZENIE SIĘ POTENCJAŁU CZYNNOŚCIOWEGO W AKSONIE Duży akson otoczony osłonką mielinową – od 100 m/s Mały akson bez osłonki – do 1 m/s

ROZCHODZENIE SIĘ POTENCJAŁU CZYNNOŚCIOWEGO W AKSONIE NIEMIELINOWANYMLokalne pobudzenie ponadprogowe aksonu niemielinowanego prowadzi do powstania potencjału czynnościowego. Ta lokalna depolaryzacja zostaje przeniesiona wzdłuż aksonu, aktywując kanały sodowe. Depolaryzacja rejonów sąsiadujących z miejscem pobudzenia spowodowana jest przez prądy wzdłużne. Przebieg depolaryzacji ma charakter jednokierunkowy: pobudzone wcześniej kanały sodowe są w stanie refrakcji, a przewodnictwo potasowe tego rejonu jest podwyższone. Fala depolaryzacji może rozchodzić się jedynie w kierunku miejsc, które nie uległy jeszcze refrakcji.Ładunek na błonie rozłożony jak w kondensatorze: od strony zewnętrznej dodatni, od wewnętrznej - ujemny. Oznacza to, iż prądy wzdłużne po obu stronach błony mają te same natężenia, lecz przeciwne kierunki. Natężenia tych prądów zależą od lokalnej różnicy potencjałów, przewodnictwa elektrycznego ośrodka i promienia przekroju aksonu. Przewodnictwo ośrodka zewnętrznego znacznie przewyższa przewodnictwo wnętrza aksonu. Prądy wzdłużne wewnątrz i na zewnątrz aksonu muszą mieć tę samą wartość natężenia, zatem czynnikiem decydującym o szybkości przemieszczania się ładunków wzdłuż błony jest przewodnictwo środowiska wewnątrz aksonu. W aksonach niemielinowanych szybkość ta jest tym większa, im grubszy jest akson.

ROZCHODZENIE SIĘ POTENCJAŁU CZYNNOŚCIOWEGO W AKSONIE MIELINOWANYMOsłonki mielinowe, formowane przez komórki Schwanna lub komórki skąpowypustkowe, stanowią izolację elektryczną aksonu. Opór błony mielinowanej jest znacznie większy niż niemielinowanej, pojemność natomiast znacznie mniejsza, co sprawia, że właściwości transmisyjne aksonu mielinowanego są znacznie lepsze niż aksonu pozbawionego osłonki. W osłonce mielinowej występują przerwy – przewężenia Ranviera, w których znajduje się bardzo duża ilość napięciowo zależnych kanałów sodowych. Impuls nerwowy, podczas przechodzenia przez osłonkę, ulega zmniejszeniu. Jednak dochodząc do kolejnych przewężeń Ranviera, ulega "regeneracji" przez wywołanie w tym miejscu potencjału czynnościowego. W warunkach fizjologicznych odległość między kolejnymi przewężeniami jest tak dobrana, aby każdy potencjał docierający do kolejnego przewężenia był potencjałem ponadprogowym.Impuls ulega przesyłowi jednokierunkowo – na podobnej zasadzie jak w aksonie niemielinowanym. Prędkość rozchodzenia się impulsu jest proporcjonalna do promienia aksonu mielinowanego i u ssaków dochodzi do 120 m/s (432 km/h).

PRAWO OHMA

R- opór [Ω]L – długośćS – przekrój poprzecznyρ – opór właściwy [Ωm)

KONDUKTYWNOŚĆ – przewodność elektryczna właściwaZależy od:rodzaju i stężenia ładunków elektrycznych występujących w substancjimożliwości ruchu tych ładunków po przyłożeniu pola elektrycznego

CIAŁA WYSTĘPUJĄCE W PRZYRODZIE DZIELIMY NA 3 GRUPY: Przewodniki – konduktywność w granicach 10^8-10^6 S/m Półprzewodniki – konduktywność w granicach 10^-7 – 10^-8 S/m Dielektryki – konduktywność w granicach 10^-9 – 10^-18 S/m

POLARYZACJA dielektryka ELEKTRONOWA Powstaje w atomie indukowany dipol elektryczny Atomy nie zmieniają swych położeń, deformacji ulegają tylko ich powłoki

POLARYZACJA ATOMOWAJeżeli dielektryk zbudowany jest z cząsteczek to w polu elektrycznym zdeformowane atomy, tworzące cząsteczkę, ulegają wzajemnemu przesunięciu.Pojawia się wówczas indukowany dipol cząsteczkowy.

POLARYZACJA DEFORMACYJNAPolaryzacja elektronowa i atomowa noszą nazwę polaryzacji deformacyjnej, a dipole wytworzone w wyniku takiej polaryzacji nazywane są dipolami sprężystymi.

POLARYZACJA ORIENTACYJNADipol trwały (sztywny) – cząsteczka ma trwałe właściwości dipolowe bez pola zewnętrznego (E=0)

POLARYZACJA JONOWAKomórka znajduje się w stałym polu elektrycznym

POLARYZACJA ORIENTACYJNA W ZMIENNYM POLU ELEKTRYCZNYMW zmiennym polu elektrycznym dipole zmieniają swój kierunek na przeciwny po czasie T/2Dla dużych częstotliwości kąt obrotu dipoli może zmaleć do zera -> zanika polaryzacja orientacyjna -> maleje przenikalność elektryczna εr

STRATY DIELEKTRYCZNEW dielektryku w zmiennym polu elektrycznym, podczas obracania się dipoli w takt zmian pola, dochodzi do „tarcia” i wytwarzania ciepła.

WZGLĘDNA PRZENIKALNOŚĆ DEILEKTRYCZNA εr - STAŁA DIELEKTYRCZNAOpisuje zdolność polaryzowania się materiału dielektryka.W materiale biologicznym istnieją wszystkie rodzaje dipoli i występują też wszystkie mechanizmy polaryzacji.

POJEMNOŚĆ ELEKTRYCZNA A – pojemność okładekd – odległość między okładkamiε0- przenikalność elektryczna próżniεr – względna przenikalność elektryczna

O WŁAŚCIWOŚCIACH ELEKTRYCZNYCH TKANKI DECYDUJĄ WŁAŚCIWOŚCI: komórek substancji międzykomórkowej

KOMÓRKAcytoplazma – złożony elektrolit, którego konduktywność zależy od stężenia i ruchliwości jonów.Makrocząsteczki (np. białka) są trwałymi lub indukowanymi dipolami elektrycznymibłona komórkowa – izolator konduktywność 10^-6 – 10^-4 S/m pojemność 0,1 – 31 μF/m^2

ELEKTRYCZNY UKŁAD ZASTĘPCZY KOMÓRKI

PRZEWODNIK O CECHACH DIELEKTRYKAJeżeli materiał posiada cechy przewodnika i dielektryka, to przy przepływie prądu należy poza konduktancją (1/ ρ) uwzględnić jego cechy dielektryczne (ε) impedancja ( epsilon- opór całkowity)

WYKŁAD 6Wpływ temperatury i wilgotności na organizm człowiekaTemperatura i ciepłoCiepło – ilość energii, jaką ciało zyskuje lub oddaje, mierzy się je w jednostkach energii.Temperatura- określa stopie ogrzania ciała, od temperatury zależy szybkość reakcji chemicznych, współczynnik dyfuzji, lepkość, potencjały elektrolityczne?

Pomiar temperatury, wykorzystujemy wywołaną zmianą temperatury zmiany celu fizycznych właściwości;-zmian liniowych rozmiarów (ciało ścisłe)-zmiana objętości (ciecze i gazy)-zmiana oporu elektrycznego (przewodniki, półprzewodniki)

Temperatura miarą średniej energii kinetycznejEk = kTW gazie idealnym T (Kelvin) jest wiązana ze średnią energią ruchu postępowego cząsteczek gazu

*Skala temperatur Celsjusza i FahrenheitaT Fahrenheita = 32+9/5 T Celsjusza

*Celsjusz – wykorzystał 2 stałe punkty, temp. Wrzenia i topnienia wody.*Skala KelvinaT Kelvina = 273 + T CelsjuszaPojęcie zera bezwzględnego

*Pomiary ilości ciepła – pomiarami zajmuje się kalorymetria: - zwykle mierzymy ilość ciepła ΔQ jakie ciało zyskuje lub oddajeΔQ = m * Cw (tk – tp)m- masa ciałaCw – ciepło właściweTp i tk- temp. Początkowa i końcowa

Ciepło właściwe – ilość ciepła, która trzeba dostarczyć aby ogrzać 1kg ciała o 1 stopień Celsjusza []

*Średnia wartość ciepła właściwego dla ciała ludzkiego to 35KJ / (kg * K) = duża pojemność cieplna organizmu.

Ciekawostka: duża zawartość H2O w tkankach umożliwia utrzymanie stałej temp. Ciała

*Ciepło potrzebne do zmiany stanu skupienia (przemiana fazowa) topnienie i parowanie wymagajądostarczenia ciepła

*Ciepło przemiany – ilość ciepła, jaką trzeba dostarczyć jednostkowej masie substancji aby przeprowadzić ją z jednej fazy do drugiej.

H20 Ciepło topnienia Ciepło parowania333 2256

Parowanie pochłania dużo ciepła, ma bardzo znaczny udział w usuwaniu ciepła z organizmu, może prowadzić do wyziębienia organizmu (mokre ubranie).l

Szybkość parowania a wilgotnośćWw = (w0/w max) * 100%

Wilgotność względna (Ww) powietrza , w0- ilość pary wodnej w powietrzu, w max - ?Przy niskiej wilgotności parowanie jest najszybsze, przy wzroście wilgotności proces przebiega wolno, zahamowany jest gdy wilgotność = 100%

Transport ciepła*Procesy biorące udział w termoregulacji:-parowanie-przewodnictwo-konwekcja-promieniowanie

Przewodzenie ciepła : Q = Sk () * t

S- powierzchnia,k- współczynnik przewodności cieplnej, ΔT- różnica temperatury,t- czas przepływu,L- grubość przewodzącego materiału

Wartość przewodności cieplnej: stalszkłopowietrze / w tym kierunku maleje przewodność, powietrze słabo przewodzi ciepło

Konwekcja – polega na przenoszenia ciepła wraz z substancją (ośrodki ciekłe i gazowe)*grzejniki*czajnik (mniejsza gęstość u góry, a większa gęstość niżej)Φ = α S ( Ts – Tp)Φ- strumień ciepła oddawany do powietrza, α- współczynnik ostygania (zależy od gęstości powietrza)

Konwekcja wymuszona – transport substancji niosącej ciepło pod wpływem wywieranego ciśnieniaNp. transport ciepła rurociągiem z elektrociepłowni, transport ciepła przez płyn chłodzący.

Promieniowanie ciepła – ciepło przenosi się z 1 do 2 ciała bez przewodnictwa materii przez promieniowanie elektromagnetyczne : np. ciepło słońca na Ziemi, ogrzewanie ludzi wokół ogniska.Każde ciało T > 0K wysyła fale elektromagnetyczne o energii:E =E – wypromieniowana energia, k- stała Boltzumana = 5,67*10^-8 (Wm^-2)K^-4, T- temp. K*długość emitowanych fal zależy od Temperatury*ciało o T > 770K są źródłem fal dłuższych niż światło widzialne (podczerwień).

Promieniowanie elektromagnetykaa)Promieniowanie termiczneWidmo ciągłe dla dowolnej temp. Ciało wysyła rożne długości fali przy określonym natężeniu fali

Prawo Wiena – długość fal promieniowania o max natężeniu λm emitowanym przez ciało o temp. (T) . Temp. Ludzkiego ciała = 310 K

Λm = = 9,3 nm długość fali maksymalnego natężenia przez ludzkie ciałoWłaściwości promieniowania cieplnego: rozchodzi się po liniach prostych, podlega absorpcji i odbiciu, powierzchnie wypolerowane i błyszczące odbijają promieniowanie.

Zwiększenie szybkości ruchu powietrza (wiatr) powoduje wzrost utraty ciepła przez konwekcję oraz parowanie. Im niższa temperatura, tym bardziej wiatr wpływa na odczuwalną temperaturę (tym chłodniej ją odczuwamy).W wodzie tracimy ciepło głównie przez przewodnictwo i konwekcję. Promieniowanie cieplne nie opuszcza tkanek, bo jest odbijane na granicy faz- naskórek/woda.

Produkcja ciepła jest efektem ubocznym przetwarzania energii wiązań chemicznych na inne formy energii potrzebnej do życia. Zamianie jednej formy energii na inną towarzyszy rozpraszanie energii w postaci ciepła (II zasada termodynamiki). 3/4 energii dostarczonej organizmowi uwalnia się w postaci ciepła.W organizmie 70kg człowieka- zapotrzebowanie 1800 kcal na dobęM = = około 86,9W - moc z jaką produkowane jest ciepło.Minimalna produkcja energii w spoczynku to około 1W/kg. Przy ciężkiej pracy produkcja ciepła wzrasta 10-krotnie.

TermoregulacjaTo zespół czynników fizycznych i fizjologicznych pozwalających na utrzymanie stałej temperatury ciała- zabezpiecza przed przegrzaniem i wyziębieniem.Subiektywne odczucia związane z termoregulacją to wrażenia ciepła i zimna.Odczuwanie zimna towarzyszy zwiększonemu odpływowi ciepła z naszego ciała (szybko przekazujemy energię)

*Zabezpieczenia przed przegrzaniem:1. etap- przyjęcie pozycji, w której zwiększa się powierzchnia oddawania ciepła, rozszerzenie naczyń krwionośnych, szybka praca serca, szybki, płytki oddech.2 etap- wydzielanie potu*Zabezpieczenia przed wyziębieniem:1 etap- przyjęcie postawy zmniejszającej powierzchnię utraty ciepła, zwężenie naczyń krwionośnych2 etap- wzmożenie przemiany materii, skurcze i drżenie mięśni,.

Zwiększenie szybkości ruchu powietrza (wiatr) powoduje wzrost utraty ciepła przez konwekcję oraz parowanie. Im niższa temperatura, tym bardziej wiatr wpływa na odczuwalną temperaturę (tym chłodniej ją odczuwamy).W wodzie tracimy ciepło głównie przez przewodnictwo i konwekcję. Promieniowanie cieplne nie opuszcza tkanek, bo jest odbijane na granicy faz- naskórek/woda.

TermoregulacjaTo zespół czynników fizycznych i fizjologicznych pozwalających na utrzymanie stałej temperatury ciała- zabezpiecza przed przegrzaniem i wyziębieniem.Subiektywne odczucia związane z termoregulacją to wrażenia ciepła i zimna.Odczuwanie zimna towarzyszy zwiększonemu odpływowi ciepła z naszego ciała (szybko przekazujemy energię)

Jądro termiczne i powłoka termiczna: powłoka zawiera 20-50% masy ciała, temp . 25-35°C jądro zawiera 50-80% maci ciała, temp. ok. 37°C

WYKŁAD 71m3 powietrza – 1,25kg na poziomie morza

CIŚNIENIE NORMOBARYCZNE1atm = 760 mmHg = 101,3 kPa

WPŁYW OBNIŻONEGO CIŚNIENIA ρ0 – gęstość powietrza na poziomie morzap0- ciśnienie powietrza na poziomie morzag – przyspieszenie ziemskie

EFEKTY MECHANICZNE1. efekty wynikające z prawa Boyle’a i Mariotte’a pV = const niewielkie spadki ciśnienia są przyczyną nieprzyjemnych odczuć ze strony:o przewodu pokarmowegoo ucha środkowegoo ubytków zębowych nagły, duży spadek ciśnienia może uszkodzić tkankę płucną2. efekty wynikające z prawa Henry’ego c = αp w danej objętości cieczy, przy stałej temperaturze liczba moli gazu rozpuszczonego jest proporcjonalna do jego ciśnienia parcjalnego nad cieczą niedotlenienie – spada ilość tlenu związanego z hemoglobiną i dostarczonego tkankom zaburzenia krążenia – część rozpuszczonego gazu wydziela się z roztworu w formie pęcherzyków czopując małe naczynia krwionośne3. efekty wynikające ze zmiany temperatury wrzenia

EFEKTY CHEMICZNEzmiana ciśnienia -> zmiana powinowactwa tlenu do hemoglobiny-> zmiana zawartości tlenu we krwi

NIEDOTLENIENIERodzaj i rozległość objawów zależy od: wysokości szybkości osiągania wysokości czasu pobytu na wysokości aktywności fizycznej aklimatyzacjiReakcje organizmu: zwiększenie wentylacji płucnej przyspieszenie akcji serca wzrost liczby erytrocytów i hemoglobinyBardzo silne niedotlenienie może prowadzić do śmierci, u osób niezaadaptowanych występuje powyżej 7000 m

CZAS TRWANIA REAKCJI ADAPTACYJNYCHWskaźniki Czas powstania zauważalnych

zmianCzas powstania maksymalnych zmian

Podwyższona wentylacja natychmiast Tygodnie

Zwiększona częstość skurczów serca

Natychmiast Tygodnie

Podwyższone stężenie hemoglobiny

Dni-tygodnie Tygodnie

Podwyższona gęstość kapilarów Tygodnie miesiące

Podwyższona aktywność Tygodnie Miesiące

enzymów tlenowych w mięśniuPodwyższona gęstość mitochondriów w mięśniu szkieletowym

tygodniemiesiące

Podwyższona erytropoeza Dni Tygodnie

WPŁYW PODWYŻSZONEGO CIŚNIENIA

Efekty chemiczne:- zakłócenie równowagi między środowiskiem gazowym i tkankami ustroju zatrucie tlenemo porażenie dróg oddechowych i tkanki płucnejo uszkodzenie ośrodkowego układu nerwowego konwulsjeo krwotok do ucha wewnętrznegoo uszkodzenia oka pogorszenie ostrości widzenia upośledzenie zdolności rozpoznawania barw zatrucie azotemo wzrost ciśnienia powoduje zwiększenie nasycenia azotem tkanki nerwowej prowadząc do powstania: halucynacji wzrokowych i słuchowych euforii zaniku poczucia czasu obniżenia zdolności umysłowych i fizycznych zatrucie CO2o bóle głowyo trudności oddechoweo ogólne zmęczenieo zawroty głowyo nudnościo zaburzenia psychiczne

DEKOMPRESJA- zbyt szybki powrót na powierzchnię powoduje, wynikające z dekompresji, uwalnianie gazów z płynów ustrojowych- występują zaburzenia zwane chorobą dekompresyjną lub kesonową postać ostra choroby kesonowejo bóle stawówo niewydolność oddechowa i krążeniowao zaburzenia czuciao utrata przytomności postać przewlekłao dysbaryczna martwica kości spowodowana zablokowaniem odżywiających kości naczyń

LECZNICZE ZASTOSOWANIE HIPERBARII: w celu zmniejszenia i usuwania pooperacyjnych zatorów powietrznych przy leczeniu zgorzeli gazowej przy leczeniu zatrucia CO2 przy leczeniu uszkodzenia tkanek przez radioterapię

WPŁYW PRZYSPIESZEŃCZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA SKUTKI PRZYSPIESZEŃ: wartość przyspieszenia czas trwania kierunek i zwrot szybkość zmian przyspieszenia kondycja i wcześniejszy trening organizmuW medycynie i fizjologii przyjęto określanie wartość przyspieszenia w odniesieniu do przyspieszenia ziemskiego g: a= ng g=9,81 m/s2

KIERUNKI I ZWROTY PRZYSPIESZEŃ:+ Gz – od głowy do stóp- Gz – od stóp do głowy+ Gx – od mostka do pleców- Gx – od pleców do mostka+ Gy – od prawej do lewej- Gy – od lewej do prawej

PRZYSPIESZENIA PODŁUŻNE+Gz - pozorne zwiększenie masy ciała

- już przy 2,5 kg występują trudności w poruszaniu kończynami - przesunięcie narządów wewnętrznych w dół - największe zmiany występują w układzie krążenia - utrata widzenia obwodowego -> 3,5 – 4 g - utrata widzenia centralnego -> 4,5 – 5,5 g

- Gz - bardziej szkodliwe niż + - przy 2-3g pojawia się ból głowy i zaburzenia oddychania

- znaczne zmiany rytmu serca i w układzie nerwowym - przy przyspieszeniach udarowych powstają wylewy krwi do tkanki mózgowej

STAN NIEWAŻKOŚCIPowoduje: zaburzenia orientacji przestrzennej wzrasta różnica między ciśnieniem skurczowym i rozkurczowym maleje adaptacja układu krążenia do wysiłku następuje odwapnienie kości

WYKŁAD 8dźwięki słyszalne – 20Hz – 20kHz>20 kHz – ultradźwięki

ULTRADŹWIĘKI W PRZYRODZIE: niektóre zwierzęta – psy aktywna echolokacja – nietoperze, ssaki morskie

WYTWARZANIE ULTRADŹWIĘKÓW: metoda mechaniczna – piszczałki Galtona metoda piezoelektrycznanazywamy zjawisko powstawania indukcji elektrycznej w ciele stałym pod wpływem naprężeń. Zjawisko to powstaje tylko w pewnych ciałach stałych, mających uporządkowaną budowę atomów i wykazujących właściwą budowę tej symetriiOdwrotnym zjawiskiem piezoelektrycznym nazywamy zjawisko powstawania odkształceń kryształu pod wpływem pola elektrycznego. metoda magnetostrykcyjna

ZASTOSOWANIA ULTRADŹWIĘKÓW: nawigacja badania oceanograficzne rybołówstwo armia badania defektoskopowe –o powyżej 0,5 MHz (długość fali powinna być mniejsza od wykrywanych niejednorodności)o badanie nieniszcząceo np. badania szyn kolejowych z V do 70 km/h oczyszczanie powierzchni mieszanie emulgowanie odgazowywanie krystalizacja

WYKORZYSTANIE ULTRADŹWIĘKÓW

działanie bierne- promieniowanie o małej długości fali i niewielkim natężeniu, które nie wpływa na właściwości ośrodka wykorzystanie diagnostyczneo badania struktur ruchomych np. pomiar szybkości przepływu krwi, rejestracja skurczów sercao ultrasonografia

EFEKT DOPPLERAZjawisko to występuje, gdy źródło fali i odbiornik przemieszczają się względem siebie. Polega na zmianie częstotliwości odbieranej w stosunku do nadawanej. pomiar szybkości przepływu krwi

ULTRASONOGRAFIA- podstawą działania ultrasonografów jest zjawisko echa powstające przy częściowym odbijaniu się ultradźwięków od powierzchni granicznych pomiędzy kolejnymi tkankami- w obrazowaniu ultrasonograficznym wykorzystuje się wiązkę odbitą od granicy dwóch ośrodkowy czyli tzw. echo- wielkościami bezpośrednio mierzonymi są czas powrotu i natężenie echa

Ip- natężenie wiązki padającejI0 – natężenie wiązki odbitej

Amplitudy echa przedstawia się jako różne stopnie szarości plamki na ekranie monitora. Położenie plamki określane jest przez czas powrotu echa.

Rozdzielczość obrazu USG: najmniejsze dostrzegalne obrazy mają wielkość rzędu długości fali ultrasonografy diagnostyczne pracują na częstotliwościach 1-15 MHz co pozwala otrzymać rozdzielczość ok. 0,1 mm

ODDZIAŁYWANIE ULTRADŹWIĘKÓW Z TKANKAMI fala ultradźwiękowa rozchodząca się w tkankach ulega odbiciu, załamaniu, rozproszeniu i absorpcji. Ilościowy udział tych zjawisk zależy odo rodzaju tkankio częstotliwości ultradźwiękówo wzajemnego stosunku długości fal do rozmiarów obiektuo powierzchni i oporu akustycznego ośrodka skutki działania ultradźwięków zależą od mocy źródła

DZIAŁANIE ULTRADŹWIĘKÓW NA ORGANIZM:Mechanizm biologicznego działania stanowi wypadkowa działania cieplnego, mechanicznego i fizykochemicznego:Wywołane w ustroju zmiany dzielimy na: miejscowe (pierwotne) – bezpośrednie zmiany fizyczne ogólne (wtórne) – reakcja organów i tkanek na oddziaływanie pierwotne

ZMIANY PIERWOTNE: - występują w momencie nadźwiękawiania, związane są bezpośrednio z działaniem energii ultradźwięków mechaniczne cieplne fizykochemiczne zapoczątkowanie transportu konwekcyjnego

Działanie termiczne:- pochłanianie ultradźwięków powoduje wzrost temperatury pochłaniającego ośrodka- w materiałach o dużym współczynniku absorpcji (np. kości) efekt termiczny jest znacznie silniejszy niż w takich, które mają niski współczynnik absorpcji (np. mięśnie)- czynniki wpływające na działanie termiczne ultradźwięków: natężenie częstotliwość rodzaj impulsów kierunek rozchodzenia się fal w materiale anizotropowym konwekcja cieplna

Działanie mechaniczne:- powstawanie sił i momentów skręcających- kawitacja jest to zjawisko powstawania, dynamicznego rozwoju i zaniku pęcherzy parowo-gazowych w cieczach, wywołane lokalnymi zmianami ciśnienia przy stałej temperaturze. w tkankach kawitacja występuje przy ciśnieniach powyżej 10 Mpa

*Mikromasaż- ultradźwięki przechodząc przez ośrodek sprężysty wywołują w nim zmiany ciśnienia zgodne z częstotliwością drgań- zmiany te powoduje mikromasaż tkanek

Działanie fizykochemiczne: przyspieszenie rozpadu białek przemiana żelu w zol zwiększenie przewodności elektrycznej rozpad cząsteczek zwiększona dyfuzja przez błony półprzepuszczalne przyspieszenie niektórych reakcji chemicznych zmiana pH w kierunku zasadowym

ZMIANY OGÓLNE (wtórne)W działaniu leczniczym ultradźwięków wykorzystujemy: zmiany przewodnictwa nerwowego przyspieszenie regeneracji wpływ na enzymy ustrojowe rozszerzenie naczyń krwionośnych przyspieszenie wchłaniania tkankowego działanie przeciwbólowe

BIOLOGICZNE EFEKTY DZIAŁANIA ULTRADŹWIĘKÓW:1. Na komórki: małe i średnie natężenia powodują krążenie cytoplazmy, zwiększenie przepuszczalności błony komórkowej, tworzenie wakuoli duże natężenia prowadzą do deformacji jąder, przerwania błony komórkowej, fragmentacji komórek2.Na transport przez błony: zmiana grubości warstwy dyfuzyjnej oraz zwiększenie gradientu stężenia granicy ośrodków wpływają na zachowanie się komórki zwiększa się synteza białek zmienia się aktywność lokomocyjna niektórych komórek3. Na skórę przy małych natężeniach do 0,5 W/cm2 – nie stwierdzono żadnego negatywnego wpływu na naskórek większe natężenie może powodować nieznaczny stan zapalny z odczynem wydzielniczym, dochodzi do zmian pH w skórze

ZASTOSOWANIE MEDYCZNE: diagnostyka – ultradźwięki o wysokiej częstotliwości (3-10 MHz) stomatologia – ultradźwięki o niskiej częstotliwości terapia nowotworów – zogniskowanie wiązki o dużym natężeniu chirurgia usuwanie tkanki tłuszczowej transdermalne podawanie leków – sonoforeza

WSKAZANIA: zespoły bólowe w chorobie zwyrodnieniowej kręgosłupa neuralgie bóle po amputacyjne szczękościsk blizny

PRZECIWWSKAZANIA:

nowotwory ciąża czynna gruźlica ostre procesu zapalne implanty niezakończony wzrost kości