Қоздырғыш клеткалардың биофизикасы

•          (U ) потенциалдардың айырымының объектiне берудiң жанында пропорционал (L ) электр өткiзгiштiктiң шама (I ) күшпен электр тогi ол арқылы ағады:

•          I = L U немесе I = U / R.

•          Электр өткiзгiштiктiң шамасы электр зарядталатын және олардың қунақылықтарының санынан тәуелдi болады. Сан көбiрек зарядталатын болған сайын және олардың қунақылық болған сайын электр өткiзгiштiк сол көбiрек.

•          Тұрақты тоқ қарағанда заттар өткiзгiштер және диэлектриктерге бөледi. Өткiзгiштер электр - жылжымалы оқтаулы бөлшектердiң үлкен санының оларында электр тогi бар болудың арқасында жақсы өткiзушi заттар. Мысалы, да, электрондар да олар (металлдар ), (электролиттер ) және электрондар сияқты қозғалыс орын алатын аралас, сол сияқты плазманың иондары) иондық) электрондыққа жiктеледi.

Бірақ олардың кедергілері сыртқы факторлардың әсерлерінен үлкен өзгерістерге ұшырауы мүмкін, мысалы, биологиялық жүйенің су-электролиттік алмасуына әсер ету арқылы, ісінген немесе сұйықпен қанықтырылған ұлпаның электрлік кедергісі оның қалыпты физиологиялық күйіндегіден әлде қайда аз, сонымен қатар ұлпаның электрлік өткізгіштігіне оның нервтік және гормоналдық жүйесінің функционалды белсенділігіне де байланысты болады. 
а) Тұрақты токтың бірінші реттік әсерінен ағзадағы иондардың концентрациясы мен олардың ара қатынасы өзгеріске ұшырайды, бұл ұлпаның физиологиялық белсенділігін арттырады, өз кезегінде мұндай факторлар жалпы ағзада емдік әсер тудырады.Осындай құбылыстардың бір көрінісі ретінде гальванизация кезінде катодта бір валенттік катондардың (К+, Nа+), ал анодта екі валенті ( Са2+ , Мg2+) зарядталған бөлшектерінің        шоғырлануы     салдарынан,     катод     электродының «қоздырушы»,   ал    анод    электродының       «тезеуші»       әсерлерінің байқалатынын айтуға болады(16,47б),

Ұлпалардың (Кездемелердiң) электр өткiзгiштiгі

Кездемелердiң электр өткiзгiштiгi лықыл тамыр қан ағуымен шартталған және бiр қалыпты, артериолалар, майда Күре тамырлары, капиллярлардағысы лықыл емес қан ағумен дерлiк.

Нақтылы жиiлiгiнiң айнымалы тоғының қолдануы айнымалы компонентiнiң ортақ электр кедергiсiнен ерекшелеуге мүмкiншiлiк бередi омиялық құрайтын қан толтырылудың тамыр соғу тербелiстерiмен сабақтас. Кедергiнiң айнымалы мәнi өте аз және 0, 5-шi - ортақ кедергiнi құрайды.

Тірі ұлпа арқылы тұрақты ток өткенде оның шамасы басында кемиді, соңынан тұрақтанады. Ток шамасының басында кемуін биологиялық ортадағы поляризация құбылысының орын алуымен түсіндіреміз, яғни жасушалар сыртқы электр өрісі әсерінен орналасуы нәтижесінде ортада сыртқы ток көзіне қарсы эқ.к. пайда болады, ол өз кезегінде сыртқы эқ.к, кемітеді. Мұндай құбылыстың әсерінен протоплазманың дисперсиялық күйі мен мембрананың өткізгіштігі өзгереді, диффузия мен осмос процесттеріне ықпал етеді және тб.құбылыстар байқалады.

Осындай құбылыстар ұлпаның физиологиялық күйіне, оның құрылымы мен құрамына байланысты, сондықтан тұрақты токтың әсері де әртүрлі болады. 
б) Жиілігі төмен ток шамасы ағзадаға жасуша аралық кеңесістіктегі иондар концентрациясы мен оның түрлеріне байланысты болады, ал оның емдік әсері иондардың қозғалу жылдамдығы мен үдеуіне тікелей тәуелді және ол ағзаға тітіркендіргіш түрінде әсер етеді, бірақ ағзада жылу бөлінбейді(44,150 б). Осы мақсатта негізінен төменгі жиілікті, әр түрлі пішіндегі импульсті токтар қолданылады және оларды адамның тірек-қимыл аппаратын бұлшық еттерді, нерв жүйесін, миды,ток ішекті, жатырды, қуықты және тб.емдеуде пайдаланады. 
в) Жиілігі жоғары токтардың (ЖЖТ) биологиялық ортаның құрамындағы зарядталған бөлшектерге электрондар, атом мен молекулалар) тигізетін бірінші реттік әсері нәтижесінде жылу бөлінеді және ерекше әсерлер деп аталынатын құбылыстар орын алады. ЖЖТ әсерінен денеде бөлінетін жылудың пайда болу механизмі ағзаға жылу берудің басқа әдістеріне салыстырғанда (инфрақызыл сәуле, грелка арқылы; денені қымтап орау және т.б.) өзгеше сипатта болады, атап айтқанда ЖЖТ әсерінен жылу ағзаның жеке мүшелері мен ұлпаларында тікелей бөлінеді және оның шамасы ЖЖК жиілігі мен ағза мүшелернің электрлік параметрлеріне тікелей байланысты болады, сондықтан ЖЖК шамасын өзгерте отырып қалаған ағзаны қыздыруға болады[15Д48б]. Ал ЖЖТ «ерекше» әсерлері деп ағзадағы эритроциттердің, лейкоцитердің және басқа да жасушалар мен бөлшектердің электр өрісі бойымен орналасуын, сонымен қатар жасушының макромолекулаларының поляризацияланған бүйір шыбықтарының өріске сәйкес орналасуын және тб. атайды, бірақ, бұл құбылыстың механизмі әлі толық  зерттелмеген.

ЖЖТ биологиялық жүйеге(ұлпаға) әсерін толық қарастыру үшін оны сипаттайтын электрлік параметрлерді білу қажет. Барльқ денелер тәрізді биологиялық ұлпада диэлектрлік және электрлік өткізгіштік  деп аталатын шамалармен сипатталынады, ал ұлпаның магниттік қасиетіне ЖЖТ әсері өте төмен сондықтан есепке алмайды. 
Ұлпаның айнымалы тоққа кедергісі тұрақты токқа салыстырғанда төмен болады және бұл құбылыс ток жилігі жоғарылаған сайын күшейе береді, соның салдарынан биологиялық жүйенің кедергісі төмендейді, яғни   электр өткізгіштігі артады. 
Биологиялық ұлпадағы ток негізінен жасушылардың злектрлік өткізгіштігін  қамтамасыз ететін жасушы аралық сұйықтықтағы иондардың қозғалысы нәтижесінде пайда болады. Егер ЖЖТ жиілігі ондаған кило Герц аймағында жатса, онда иондар жасушы аралық кеңістікте қозғалып, ұлпаның жалпы өткізгіштігін қамтамасыз етеді және жасушы мембранасының диэлектрлік өткізгіштігін едәуір шама дейін жетуін қамтамасыз етеді, злектрлік сиымдылығына сәйкес оны зарияттайды. Мұндай шараларға ЖЖТ энергиясының біраз бөлігі жұмсалады және оның шамасы ұлпаның диэлектрлік және электрлік өткізгіштіктіктеріне тәуелді болады, осы құбылыстың әсерінен ұлпа жылыйды. ЖЖТ жилігінің одан ары артуы (мысалы 100 МГц дейін) жасушы мембранасының сиымдылық кедергісінің кемуіне алып келеді, ол , өз кезегінде ұлпаның электр өткізгіштігін арттырады. Жиілік жоғарылағанда дененің полярлы молекуласының бұрылуы электр өрісінің өзгеруінен көп артта қалып қояды, мұндай құбылыс жасуша мембранасының (юнденсатор тәрізді) толығымен зарядталуына мүмкіндік бермейді, бұл ұлпаның диэлектрлік өткізгіштігі  кемуіне алып келеді, соның әсерінен электр өрісінің энергиясының жылуға айналуы жоғарылайды. Сондықтан мұндай ЖЖТ әсерінен май, сүйек еттері, тб. тығыздығы жоғары, құрамында    су молекулалары аз  орталар  қызады.

ЖЖТ биологиялық жүйеге(ұлпаға) әсерін толық қарастыру үшін оны сипаттайтын электрлік параметрлерді білу қажет. Барльқ денелер тәрізді биологиялық ұлпада диэлектрлік және электрлік өткізгіштік  деп аталатын шамалармен сипатталынады, ал ұлпаның магниттік қасиетіне ЖЖТ әсері өте төмен сондықтан есепке алмайды. 
Ұлпаның айнымалы тоққа кедергісі тұрақты токқа салыстырғанда төмен болады және бұл құбылыс ток жилігі жоғарылаған сайын күшейе береді, соның салдарынан биологиялық жүйенің кедергісі төмендейді, яғни   электр өткізгіштігі артады. 
Биологиялық ұлпадағы ток негізінен жасушылардың злектрлік өткізгіштігін  қамтамасыз ететін жасушы аралық сұйықтықтағы иондардың қозғалысы нәтижесінде пайда болады. Егер ЖЖТ жиілігі ондаған кило Герц аймағында жатса, онда иондар жасушы аралық кеңістікте қозғалып, ұлпаның жалпы өткізгіштігін қамтамасыз етеді және жасушы мембранасының диэлектрлік өткізгіштігін едәуір шама дейін жетуін қамтамасыз етеді, злектрлік сиымдылығына сәйкес оны зарияттайды. Мұндай шараларға ЖЖТ энергиясының біраз бөлігі жұмсалады және оның шамасы ұлпаның диэлектрлік және электрлік өткізгіштіктіктеріне тәуелді болады, осы құбылыстың әсерінен ұлпа жылыйды. ЖЖТ жилігінің одан ары артуы (мысалы 100 МГц дейін) жасушы мембранасының сиымдылық кедергісінің кемуіне алып келеді, ол , өз кезегінде ұлпаның электр өткізгіштігін арттырады. Жиілік жоғарылағанда дененің полярлы молекуласының бұрылуы электр өрісінің өзгеруінен көп артта қалып қояды, мұндай құбылыс жасуша мембранасының (юнденсатор тәрізді) толығымен зарядталуына мүмкіндік бермейді, бұл ұлпаның диэлектрлік өткізгіштігі  кемуіне алып келеді, соның әсерінен электр өрісінің энергиясының жылуға айналуы жоғарылайды. Сондықтан мұндай ЖЖТ әсерінен май, сүйек еттері, тб. тығыздығы жоғары, құрамында    су молекулалары аз  орталар  қызады.

ЖЖТ биологиялық жүйеге(ұлпаға) әсерін толық қарастыру үшін оны сипаттайтын электрлік параметрлерді білу қажет. Барльқ денелер тәрізді биологиялық ұлпада диэлектрлік және электрлік өткізгіштік  деп аталатын шамалармен сипатталынады, ал ұлпаның магниттік қасиетіне ЖЖТ әсері өте төмен сондықтан есепке алмайды. 
Ұлпаның айнымалы тоққа кедергісі тұрақты токқа салыстырғанда төмен болады және бұл құбылыс ток жилігі жоғарылаған сайын күшейе береді, соның салдарынан биологиялық жүйенің кедергісі төмендейді, яғни   электр өткізгіштігі артады. 
Биологиялық ұлпадағы ток негізінен жасушылардың злектрлік өткізгіштігін  қамтамасыз ететін жасушы аралық сұйықтықтағы иондардың қозғалысы нәтижесінде пайда болады. Егер ЖЖТ жиілігі ондаған кило Герц аймағында жатса, онда иондар жасушы аралық кеңістікте қозғалып, ұлпаның жалпы өткізгіштігін қамтамасыз етеді және жасушы мембранасының диэлектрлік өткізгіштігін едәуір шама дейін жетуін қамтамасыз етеді, злектрлік сиымдылығына сәйкес оны зарияттайды. Мұндай шараларға ЖЖТ энергиясының біраз бөлігі жұмсалады және оның шамасы ұлпаның диэлектрлік және электрлік өткізгіштіктіктеріне тәуелді болады, осы құбылыстың әсерінен ұлпа жылыйды. ЖЖТ жилігінің одан ары артуы (мысалы 100 МГц дейін) жасушы мембранасының сиымдылық кедергісінің кемуіне алып келеді, ол , өз кезегінде ұлпаның электр өткізгіштігін арттырады. Жиілік жоғарылағанда дененің полярлы молекуласының бұрылуы электр өрісінің өзгеруінен көп артта қалып қояды, мұндай құбылыс жасуша мембранасының (юнденсатор тәрізді) толығымен зарядталуына мүмкіндік бермейді, бұл ұлпаның диэлектрлік өткізгіштігі  кемуіне алып келеді, соның әсерінен электр өрісінің энергиясының жылуға айналуы жоғарылайды. Сондықтан мұндай ЖЖТ әсерінен май, сүйек еттері, тб. тығыздығы жоғары, құрамында    су молекулалары аз  орталар  қызады.

      Биологиялық жүйелердiң электр өткiзгiштiгi, иондар және жылжымалы полярлық молекулалардың оларында бар болумен шартталған. Биологиялық кездеме торшалар және 100 шақты Омның меншiктi кедергiсi бар электролиттi зат толтырылған торша аралық кеңiстiгiнен тұрады Iшкi iшiндегi торшаларды қара баламалы электр жүйесiсi кедергi және ёмкостидың параллел Қосуы болатын мембрананы торша аралық кеңiстiктен бөлiнген. Биологиялық кездемелердiң (биология ) электр өткiзгiштiгi сондықтан өтетiн тоқтың жиiлiгi және оның тербелiстерiнiң формасынан тәуелдi болады. Меншiктi кедергi және торшаның мембранасының ёмкостьсi см2 жұмаршақ шама 1 шамасында құрайды және сәйкесiнше ) (сәйкесiнше ) 1 мкф/см2. Кейбiр биологиялық кездемелер өтетiн тоққа қоздырумен жауап беру қабiлеттi; осы жағдайда олар (биология ) электр өткiзгiштiк тоқтың амплитудасынан сызықты емес тәуелдi болады. Егер қоздырулар пайда болмаса, онда тоқтар оның компоненттерiнiң импедансымен сәйкес кездемелерде таралады. Клетка мембраналары аласа жиiлiктiң тоқтары үшiн үлкен кедергi туралы ұсынады ма? 1 кгц ), сондықтан олардың негiзгi бөлiгi торша аралық саңылаулар бойынша өтедi.

Бірақ 100 МГц және одан да жоғары жиіліктерде жасуша мембранасының мұндай қасиеті төмендеп, ұлпаның электрлік қасиетіне тигізетін әсері жоғалады. Ендігі жерде ұлпаның злектрлік қасиетінің өзгеруі тек судың диполдық молекулаларына байланысты болады, яғни өте жоғары жиілікте ток өрісінің энергиясы судың диполдық молекулаларын   тербелтуге   жұмсайды, бұл құбылыс денеде   жылудың бөлуне алып келеді. Сондықтан 100 МГц жоғары жиіліктерде қан, ішкі мүшелердің ұлпасы және тб. Көп мөлшерде жылудың бөлінуі байқалады. Емдік мақсатта тұрақты және айнымалы магнит өрістерін(МӨ) қолдану, олардың (МӨ)   электр өткізгіштігі жоғары ұлпаларда жұтылуы нәтижесінде      жылудың      бөлінуіне   негізделген,   ал      биологиялық объектілерде бөлінетін    жылу   олардағы   биофизикалық және физика-химилық  процестердін;     жүруне     әсер   етеді. МӨ     емдік мақсатта қолдануды, магнит өрісінің физикалық сипатта (Тесла,эрстедт,вебер,тб.) мен оның    кеңістікте таралу ерекшеліктерін талдаудан бастаған дұрыс.  Магнит өрісін емдік мақсатта пайдалануды зерттеген Н М Ливенцевпен А Р Ливенсондардың     жүргізген   тәжрибелері (1974 ж.) МӨ ұлпаларда жұтылуымен таралуы оны тудыратын катушка мен пациент арасындағы саңлауға(қашықтыққа) байланысты болатындығын    дәлелдеді, олардың зерттеулері бойынша саңлау 1 см   аспауы тиіс, осындай жағдайда МӨ кеңістікке бір қалыпты тарайды, яғни оның әсеріде бір текті болады. Магнит өрісінің адам ағзасына тигізетін әсерінің механизмі әлі толық зерттелмегендігін ескеру қажет.

 

 

 

 

 

 

 

 

Қорытынды

 

           Медицинада, емдік мақсатта радиоактивті  изотоптар, ренттен сәулесі, үлкен  энергиялы зарядталған бөлшектерді  және тб. қолдану олардың тірі  жасушаларға, ұлпаларға тигізетін  биологиялық әсеріне негізделген.  Мұндай сәулелер мен бөлшектердің бірінші реттік әсерінен биологиялық жүйенің құрлысымен құрамында өзгерістер орын алады, яғни фотондардың энергиясы биологаиялық жүйелерін құрайтын атомдарда, молекулаларда жұтылып нәтижесінде атом немесе молеқула қозған күйге көшеді. Мұндай бөлшектер химиялық тұрғыдан өте белсенді болып өзін қоршаған „ортадағы липидтер мен ферменттердің молекуласының, нуклейн қышқылының және тб. химиялық байланыстарын бұзады. Осы тәрәзді процесттер адам ағзасында су молекулаларының қатысуымен де жүреді, су молекуласы диссоциаланып, нәтижесінде Н және ОН тәрізді еркін радикалдар мен асқын тотықтар пайда болады. Мұндай белсенді заттар мен әрекеттерді нәтижесінде бірінші реттік радиация-химиялық реакциялар жүреді Сонымен қатар радиоактивті изотоптар, рентген сәулесі, үлкен знергиялы зарядталған бөлшектер белок молекуласымен әрекеттесіп. онда өзгерістер тудырады. Осы тәрізді құбылыстар мен пайда болған жаңа қосылыстар , заттар адам ағзасындағы патологиялық өзгерістердің ошағына әсер етіп, процесті тежейді немесе жасушаларын зақымдайды. Адам ағзасындағы немесе оның белгілі бір мүшесіндегі осындай құбылыстар радиоактивті изотоптар, рентген сәулесі, үлкен энергиялы зарадталған бөлшектедің емдік қабілетінің көріністері болып  табылады.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пайдаланылған әдебиеттер тізімі

 

1. Антонов В.Ф., Черныш А.М., В.И. Пасечник и др. Биофизика. М:Владос, 2000 - 288 с. Раздел 1 Биофизика мембран. Глава 1. Биологические мембраны. Структура и функции. С.8-32.
2. Б.Көшенов . Медициналық биофизика. Алматы 2008
3. Владимиров Ю.А., Рощупкин Д.И., Потапенко А.Я., Деев А.И. Биофизика, М:Медицина, 1983. Глава 5. Структурные основы функционирования мембран. С.95-121.
4. Самойлов В.О. Медицинская биофизика, СПб:СпецЛит, 2004. Раздел 1. Транспорт веществ в организме. С.19-55.
5. Рубин А.Е. Биофизика: Биофизика клеточных процессов. 2 том.- М.: Книжный дом «Университет», 2000.- 468 с.
6. Құлажанов Қ.С. Аналитикалық химия Алматы Білім 1994.
7. Цитович И.К. Курс аналитической химии. М., 2004.
8. Васильев В.П. Аналитическая химия. кн. 1,2. М., Дрофа, 2003.
9. Артюхов В.Г., Наквасина М.А. Структурно-функциональное состояние биомембран и межклеточные взаимодействия: учебное пособие. – Воронеж: ВГУ, 2008. – 156 с.
10. Артюхов В.Г., Наквасина М.А. Биологические мембраны: структурная организация, функции, модификации физико-химическими агентами: Учебное пособие. – Воронеж: ВГУ, 1994. – 229 с.
11. Биологические мембраны. Методы / под ред. Дж.Б.Финдлея, У.Г.Эванза. – М.: Мир, 1990. – 424 с.
12. Введение в биомембранологию: учебное пособие / под ред. А.А.Болдырева. – М.: МГУ, 1990. – 208 с.
13. Волобуев А.Н. Курс медицинской и биологической физики. Самара: Самарский дом печати, 2002. – 432 с.
14. Геннис Р. Биомембраны: молекулярная структура и функции. – М.: Мир, 1997. – 624 с.
15. Кудряшов Ю.Б. Радиационная биофизика (ионизирующие излучения). –М.: ФИЗМАТЛИТ, 2004. – 448 с.
16. www.Google.ru
17. www.bio.ru