Тексты лекций для студентов специальности 1 31 04 01- 02 «Физика ( научно-производственная деятельность)»
|
|
Скачать 1.85 Mb.
|
|
^ В «квазитермодинамике» Л. Онсагера постулируется, что каждый из потоков Ji линейно зависит от всех действующих в системе термодинамических сил Хj (j=1,2,...,n). Соответствующие уравнения носят название 'феноменологических законов Онсагера': Ji = Σj Lij Хj . (9.3) Здесь Lij - постоянные (не зависящие от Хj) кинетические коэффициенты, называемые феноменологическими и подчиняющиеся так называемым соотношениям взаимности Онсагера Lij = Lji. Эти соотношения учитывают взаимосвязь потоков Ji, являющуюся, по его мнению, причиной возникновения упомянутых выше 'побочных' эффектов их 'наложения' . Слагаемые (9.3) имеют один и тот же знак. Это естественно для случая чисто диссипативных процессов, когда суммарная скорость приближения системы к равновесию складывается из скоростей отдельных релаксационных процессов. Однако в неоднородных системах возможно и так называемое стационарное состояние, при котором часть из векторных потоков Ji обращается в нуль при отличных от нуля термодинамических силах Хj. Это означает, что по крайней мере часть сил и потоков имеет противоположный знак, т.е. при протекании какого-либо i-го релаксационного процесса система удаляется от равновесия по другим, j-м степеням свободы. Иными словами, наряду с диссипативными явлениями в таких системах наблюдаются процессы противоположной направленности. К ним относится, в частности, перенос вещества в область с его повышенной концентрацией (так называемая 'восходящая диффузия'), явления 'самоорганизации' биосистем, процессы структурообразования в растворах и расплавах, антидиссипативные явления в ряде областей Вселенной и т.п. Поскольку же вывести систему из состояния равновесия можно только путем совершения над ней полезной работы, приходится признать, что в биосистемах наряду с внешней работой совершается внутренняя работа против некоторых из сил Хj, не связанная с производством энтропии. Уравнения (9.3) совершенно не учитывают эту специфику систем, совершающих полезную работу. Поэтому то обстоятельство, что уравнения заложены в основание ТНП и в доказательство ее соотношений взаимности, делает ТНП неприменимой к биосистемам. Ошибочной оказывается и трактовка в ТНП эффектов наложения разнородных процессов. Действительно, если потоки Ji в ТНП находятся как производные по времени t от независимых параметров αi, то они также не зависимы друг от друга и потому не могут взаимодействовать (налагаться). Особенно очевидно это для стационарных состояний, когда часть из 'налагающихся' потоков попросту исчезает, а эффекты 'наложения' тем не менее принимают максимальную величину. Это означает, что объяснение разнообразных (термомеханических, термоэлектрических, термохимических, электромагнитных и т.п. эффектов) в ТНП как следствия взаимодействия разнородных потоков не соответствует существу дела! Совершенно в ином свете предстают уравнения переноса с позиций энергодинамики. Как и классическая термодинамика, она привлекает какие-либо уравнения (состояния или переноса) извне как своего рода условия однозначности, описывающие свойства конкретных систем. При этом сам по себе математический аппарат термодинамики и энергодинамики, базирующийся на свойствах полного дифференциала ряда функций состояния, не зависит от этих уравнений. Поэтому сам факт, что уравнения оказались заложенными в основание ТНП, подтверждает ее нетермодинамический характер. Отказ от постулата Онсагера позволяет показать, что для каждого независимого процесса переноса существует единственная (результирующая) сила Fi, порождающая данный процесс и исчезающая с его прекращением. Компоненты этой силы Fij отличаются по своей физической природе, однако они имеют единую размерность [Н]. Если такая (результирующая) сила найдена, LjiХi = 0 и законы (9.3) принимают так называемую 'диагональную' форму, не содержащую перекрестных членов с i ≠ j [11] : Ji = Lii Fi = Lii Σ Fij . (9.4) В этом случае соотношения взаимности Онсагера выполняются тривиально (Lij = Lji =0) и становятся излишними, а с ними - и требование линейности законов (9.3), необходимое для их выполнения. Это означает, что феноменологические коэффициенты Lii в (9.4) могут быть произвольными функциями переменных θi и сил Fij , а законы (9.3) в общем случае - нелинейными. В частности, как показано в, законы пассивного транспорта k-х веществ приобретают вид: Jк = Lk Хк = - Lk ΔMk , (9.5) где Lk - коэффициенты осмотической диффузии k-го вещества, зависящие от полей температуры, давления и концентрации всех независимых компонентов системы; ΔMk - перепад химического потенциала на мембране. Именно такую форму имеют законы фильтрации и осмотической диффузии. Однако при диагональной форме законов (9.4, 9.5) их нелинейность уже не препятствует нахождению эффектов наложения. Покажем это на примере биологической мембраны, проницаемой для k-го вещества. Раскрывая выражение полного дифференциала химического потенциала Mk как функции температуры, давления и концентраций всех j-х независимых компонентов системы (j=2,3,...,К), имеем: dMk = (∂Mk/∂T)dT + (∂Mk/∂p)dp + Σj (∂Mk/∂cj)dcj . (9.6) Это означает, что уравнение переноса (6) в развернутой форме имеет вид: Jк = - Lk [(∂Mk/∂T) ΔT + (∂Mk/∂p) Δp + Σj (∂Mk/∂cj) Δcj] , (9.7) где ΔT, Δp, Δcj -перепады температуры, давления и концентрации j-х веществ на мембране. Слагаемые этого выражения представляют собой компоненты результирующей силы Хк = - ΔMk, первая из которых ответственна за явление термодиффузии (перенос вещества за счет разности температуры), вторая - за явление бародиффузии (перенос вещества за счет разности давлений), а третья - за явление обычной (концентрационной) диффузии. Взаимная компенсация этих компонент результирующей силы (Хк = 0) и является причиной наступления стационарного состояния, которое было бы правильнее назвать состоянием частичного равновесия. При этом и сами стационарные эффекты типа ΔT/Δp, ΔT/Δcj и Δp/Δcj получают в энергодинамике как результат 'наложения' разнородных сил, а не потоков. В частности, из (8) при Jк = 0 непосредственно следует известное выражение для стационарного эффекта возникновения так называемого осмотического давления Δp в бинарной изотермической системе (первый компонент - растворитель): (Δp/Δc2)ст = - (∂M1/∂c2)/(∂M1/∂p), (9.8) Здесь Δc2 - стационарная разность концентрации растворенного вещества по обе стороны биологической мембраны. Это позволило предложить метод исследования эффектов наложения в нелинейных системах, который открывает возможность изучения кинетики процессов в биосистемах, далеких от равновесия. ^ При приложении ТНП к явлениям различного тензорного ранга и вида выяснилось, что в соответствии с принципом Кюри (устанавливающем условия сохранения связей при преобразованиях координат) обобщенная скорость какого-либо процесса в уравнениях типа (1) может зависеть лишь от термодинамических сил того же (или четного) тензорного ранга. Это означало, что химические реакции, описываемые в ТНП членами ΣrArdξr (где Ar - стандартное химическое сродство r-й химической реакции, ξr - степень ее полноты), т.е. как скалярные процессы, не могут взаимодействовать с процессами матаболизма (обмена веществ), имеющими векторную природу. Возникло явное противоречие ТНП с биологией, для которой именно такое взаимодействие играет решающую роль в процессах жизнедеятельности биосистем. Для разрешения этого противоречия И. Пригожиным была выдвинута теория 'стационарного сопряжения', в которой факт наличия активного транспорта веществ через биологические мембраны вследствие протекания на них химических реакций объяснялся спецификой стационарных состояний с присущими им соотношениями между расходами отдельных реагентов. Однако при этом оставалось неясным, почему упомянутая взаимосвязь химических реакций с процессами метаболизма сохранялась и в нестационарных режимах. Ответ на этот вопрос дает основное уравнение энергодинамики в форме (9.1). Если в его первой сумме появляется член ΣrArdξr, описывающий r-е скалярные химические реакции в гомогенных средах, то во второй сумме (9.2) появятся дополнительные слагаемые векторной природы ΣrХr∙Jr , описывающие те же реакции, но осуществляемые в потоке (в проточных реакторах, ящиках Вант-Гоффа, клеточных реакторах и т.п.), где Хr = - grad(Arξr); Arξr - локальное значение химического сродства r-й химической реакции в данном сечении проточного реактора;Jr - поток реагентов, участвующих в ней. Действительно, для установившихся реакций член ΣrArdξr можно представить в виде Σr[∂(Arξr)/∂Rm]dRm = ΣrFr∙dRm, где Fr =grad(Arξr) - локальное значение движущей силы r -й поточной химической реакции; Rm - координата 'фронта реакции' в поточном реакторе. В таком случае законы активного транспорта веществ в мембранах принимают вид: Jm= - Lm Σr Δ(Arξr), (9.9) где Jm = ΣkNkdRm/dt - поток химически реагирующих веществ через биологическую мембрану. Таким образом, в условиях пространственного разделения реагентов (как в ящике Вант-Гоффа) химические реакции приобретают направленный (векторный) характер, что и обусловливает их взаимодействие с процессами метаболизма в полном соответствии с принципом Кюри. В отсутствие переноса реагентов в поле межмолекулярных сил химические реакции неизбежно приобретают диссипативный характер, что и учитывается в ТНП отнесением члена ΣrArdξr целиком к источникам тепла. Так снимается одно из основных противоречий ТНП с биоэнергетикой. ^ Специфика процессов преобразования энергии в биосистемах состоит в появлении дополнительных взаимосвязей между скоростями разнородных процессов и потоками Ji и Jj преобразуемой и преобразованной форм энергии. Наличие такой связи легко обнаружить на основе закона сохранения энергии в форме (9.1), из которой следует, что при полном преобразовании i-й формы энергии в j-ю Хi ∙Ji = - Хj∙Jj . (9.10) Указанная взаимосвязь отражается дифференциальными соотношениями взаимности, которые для процессов преобразования энергии носят неизменно антисимметричный характер [15] : ∂Ji /∂Хj = - ∂Jj /∂Хi . (9.11) Такой характер соотношений взаимности обусловлен различным знаком работы, совершаемой силами Хi и Хj и не зависит, как показано в [12], от принадлежности этих сил к четным или нечетным функциям времени. В частном случае линейных систем соотношения (9.11) переходят в условия антисимметрии Казимира Lij = - Lji [1,2]. Это означает, что в линейном приближении феноменологические законы преобразования энергии принимают вид: Ji = Lij Хi - Lij Хj . Jj = Lji Хi - Lji Хj . В отличие от (9.3), эти законы отражают уменьшение потока первичного энергоносителя Ji по мере возрастания преодолеваемой силы Хj и приближения к режиму 'холостого хода'. Поэтому именно эти уравнения, а не постулированные Л. Онсагером соотношения (9.3) следовало бы называть феноменологическими (т.е. основанными на опыте) законами. Рассмотрим в качестве примера элемент мышцы - фибриллу, преобразующую химическую энергию в механическую. В соответствии с этим примем за поток первичного энергоносителя Ji поток веществ Jr, участвующих в данной химической реакции, а за второй поток Jj - скорость сокращения мышцы. Выражая Хjо и Jjk через феноменологические коэффициенты (в предположении их постоянства), находим в условиях постоянства сил Хi : Хj /Хjо + Jj /Jjk = 1. (9.12 ) Такая форма позволяет ввести ряд критериев подобия процессов преобразования энергии. Один из них - 'критерий нагрузки' В = Jj/Jjk, изменяющийся от 0 до 1 по мере приближения к режиму 'короткого замыкания', другой - 'критерий добротности' Ф =1/(LiiLjj /LijLji - 1) > 0, характеризующий свойства проводимости системы. Используя эти критерии, относительный КПД линейных преобразователей энергии ηоi (определяемый отношением ее полезной мощности к потоку инергии (свободной энергии) на ее входе) можно выразить критериальным уравнением: ηоi = (1 - В) /(1 + 1/ВФ). (9.13) Это выражение вскрывает единство законов преобразования энергии в механических, тепловых, электрических и т.п. преобразователях энергии и позволяет переносить результаты исследований одних из них на другие, в том числе на биологические системы. При этом обнаруживается еще одна причина неприменимости ТНП к мышечным преобразователям энергии. Она состоит в том, что в силу положительной определенности матрицы феноменологических коэффициентов (Lij +Lji)2 < 4 LiiLjj критерий добротности Ф < 1, откуда в соответствии с (16) следует не свойственное реальным преобразователям энергии ограничение величины их относительного КПД. Указанное ограничение, однако, отсутствует в случае антисимметричных соотношений взаимности. Тем самым еще раз подтверждается недопустимость формального переноса известных положений теории необратимых процессов на системы, совершающие полезную работу. ^ 10.1 Вода как проводник веществ 10.2 Типы проникновения веществ в клетку через мембраны. Все клетки отделены от окружающей среды плазматической мембраной. Клеточные мембраны не являются непроницаемыми барьерами. Клетки способны регулировать количество и тип проходящих через мембраны веществ, а часто и направление движения. Транспорт через мембраны жизненно важен, т.к. он обеспечивает:
Регуляция обмена веществ через мембраны зависит от физических и химических свойств мембран и идущих через них ионов или молекул. ^ Вода - основное вещество, поступающее в клетки и выходящее из них. Движение воды как в живых системах, так и в неживой природе подчиняется законам объёмного потока и диффузии. Объёмный поток - это общее движение воды (или другой жидкости), которое происходит благодаря разнице в потенциальной энергии воды, обычно называемой водным потенциалом. Другой источник водного потенциала - давление. Вода перемещается из области более высокого водного потенциала в область более низкого независимо от причины, создающей это различие. Например, вода, находящаяся на вершине водопада, обладает потенциальной энергией. При падении воды, её потенциальная энергия переходит в кинетическую, которая может быть превращена в механическую и способна совершить работу Диффузия всем знакомое явление. Если несколько капель духов разбрызгать в одном углу комнаты, запах постепенно заполнит всю комнату, даже если воздух в ней неподвижен. Это происходит потому, что вещество движется из области с более высокой концентрацией в область с более низкой. Иными словами диффузия - это распространение вещества в результате движения их ионов или молекул, которые стремятся выровнять свою концентрацию в системе.  Рисунок 10.1 –Признаки диффузии: каждая молекула движется независимо от других; эти движения хаотичны Диффузия - процесс медленный. Но она может быть ускорена в результате тока плазмы, метаболической активности. Обычно вещества синтезируются в одном участке клетки, а потребляются в другом. Т. о. устанавливается концентрационный градиент, и вещества могут диффундировать по градиенту из места образования к месту потребления. Органические молекулы, как правило, полярны. Поэтому они не могут свободно диффундировать через липидный барьер клеточных мембран. Однако двуокись углерода, кислород и другие вещества, растворимые в липидах, проходят через мембраны свободно. В обе стороны проходит вода и некоторые мелкие ионы.  Рисунок 10.2 –Прохождение воды сквозь мембрану Пропуская воду, клеточные мембраны в то же время не пропускают большинство растворённых в ней веществ. Такие мембраны называют полупроницаемыми, а диффузию через такие мембраны - осмосом. Клетка со всех сторон охвачена плотно прилегающей мембраной, которая приспосабливается к любому изменению её формы с кажущейся лёгкой пластичностью. Эта мембрана называется плазматической мембраной, или плазмалеммой (греч. plasma - форма; lemma - оболочка). ^
Функции клеточных мембран:
 Рисунок 10.3 – Вид мембраны клетки В настоящее время наибольшим признанием пользуется жидкостно-мозаичная модель мембраны, предложенная в 1972 году Сингером и Николсоном (Singer, Nicolson). Согласно этой модели мембрана состоит из бислоя липидов, в котором плавают (или закреплены) белковые молекулы, образуя в нём своеобразную мозаику. Мембранные белки могут пронизывать бислой насквозь (интегральный белок - 1), примыкать к бислою (периферический белок - 2) или погружаться в него. Многие белки мембраны являются гликопротеинами (3), а мембранообразующие липиды - гликолипидами (4). на схеме также показаны: холестерол (5); углевод (6); элементы цитоскелета (7). ^ Эндоцитоз и экзоцитоз - это два активных процесса, посредством которых различные материалы транспортируются через мембрану либо в клетки (эндоцитоз), либо из клеток (экзоцитоз). При эндоцитозе плазматическая мембрана образует впячивания или выросты, которые затем, отшнуровываясь, превращаются в пузырьки или вакуоли. Различают два типа эндоцитоза: 1. Фагоцитоз - поглощение твёрдых частиц. Специализированные клетки, осуществляющие фагоцитоз, называются фагоцитами.  Рисунок 10.4 –Макрофаг, фагоцитирующий две красные кровяные клетки 2. Пиноцитоз - поглощение жидкого материала (раствор, коллоидный раствор, суспензия ). Часто при этом образуются очень мелкие пузырьки (микропиноцитоз). Экзоцитоз - процесс, обратный эндоцитозу. Таким способом выводятся гормоны, полисахариды, белки, жировые капли и другие продукты клетки. Они заключаются в пузырьки, ограниченные мембраной, и подходят к плазмалемме. Обе мембраны сливаются, и содержимое пузырька выводится в среду, окружающее клетку. ^ Молекулы проходят через мембраны благодаря трём различным процессам: простой диффузии, облегчённой диффузии, активному транспорту.  Рисунок 10.5 –Пассивный и активный транспорт через мембрану Простая диффузия - пример пассивного транспорта. Его направление определяется только разностью концентраций вещества по обеим сторонам мембраны (градиентом концентрации). Путём простой диффузии в клетку проникают неполярные (гидрофобные) вещества, растворимые в липидах и мелкие незаряженные молекулы (например, вода). Большинство веществ, необходимых клеткам, переносится через мембрану с помощью погружённых в неё транспортных белков (белков-переносчиков). Все транспортные белки, по-видимому, образуют непрерывный белковый проход через мембрану. Различают две основные формы транспорта с помощью переносчиков: облегчённая диффузия и активный транспорт. Облегчённая диффузия обусловлена градиентом концентрации, и молекулы движутся соответственно этому градиенту. Однако если молекула заряжена, то на её транспорт влияет как градиент концентрации, так и общий электрический градиент поперёк мембраны (мембранный потенциал). Активный транспорт - это перенос растворённых веществ против градиента концентрации или электрохимического градиента с использованием энергии АТФ. Энергия требуется потому, что вещество должно двигаться вопреки своему естественному стремлению диффундировать в противоположном направлении.  Рисунок 10.6 –Транспорт молекул через мембрану Некоторые транспортные белки переносят одно растворённое вещество через мембрану (унипорт). Другие функционируют как котранспортные системы, в которых перенос одного растворённого вещества зависит от одновременного или последовательного переноса второго вещества. Второе вещество может транспортироваться в том же направлении (симпорт) либо в противоположном (антипорт). ^ Одной из важнейших и наиболее изученных систем активного транспорта в клетках животных является Na-K насос. Большинство клеток животных поддерживают разные градиенты концентрации ионов натрия и калия по разные стороны плазматической мембраны: внутри клетки сохраняется низкая концентрация ионов натрия и высокая концентрация ионов калия. Энергия, необходимая для работы Na-K насоса, поставляется молекулами АТФ, образующимися при дыхании. О значении этой системы для всего организма свидетельствует тот факт, что у находящегося в покое животного более трети АТФ затрачивается на обеспечение работы этого насоса.  Рисунок 10.7 –Транспорт через мембрану с помощью Na-K насоса ^ Реакция с участием АТФ, в результате которой фосфатная группа (Р) присоединяется к белку, а АДФ высвобождается. ^ Ион калия во внеклеточном пространстве связывается с транспортным белком (Д), который в этой форме более приспособлен для соединения с ионами калия, чем с ионами натрия. Е. Фосфатная группа отщепляется от белка, вызывая восстановление первоначальной формы, а ион калия высвобождается в цитоплазму. Транспортный белок теперь готов к выносу другого иона натрия из клетки. Лекция 11 Внутриклеточная сигнализация 11.1 Экстраклеточные сигналы 11.2 Вазоактивные агенты 11.3 Органы и ткани как эндокринные железы 11.4 Связывание лигандов с рецепторами Основной целью лекции внутриклеточной сигнализации является получение учащимися фундаментальных знаний и современных представлений о механизмах управления клеточными функциями и отдельными метаболическими процессами в клетке. В основные задачи лекции входит изучение систем внутриклеточной сигнализации обеспечивающих передачу сигналов при рецептор-зависимой активации клеточных функций, таких как пролиферация, диференцировка, секреция, агрегация, рост и движение, возбуждение, хемо и фоторецепция. Изложены известные пути передачи сигналов с рецепторов и механизмы усиления этих сигналов. Подробно описаны типы рецепторов, механизмы сопряжения рецепторов с эффекторными молекулами производящими вторичные мессенджеры, типы эффекторных молекул, механизмы производства и функции самих мессенджеров. Курс включает ознакомление с современными методами и аппаратурой исследования интактных клеток. В ряду других учебных дисциплин данный курс является базовым и создает основу для дальнейшей специализации в области исследования вышеперечисленных процессов. Курс тесно сочетается с такими курсами как биология клетки, кинетика и регуляция внутриклеточных процессов, механизмы рецепции. Описание путей передачи сигнала при сенсорной рецепции, а также путей передачи сигнала в ядро при пролиферации и дифференцировке клеток не вошло в данный курс, поскольку оно подробно представлено в параллельных курсах «Механизмы сенсорной рецепции» и «Рост и движение клеток. Клеточный цикл». ^ гормоны, цитокины, факторы роста, нейротрансмиттеры, феромоны, пурины. В качестве агониста рецептора клетка может использовать специально синтезированные соединения пептидной природы или использовать свои внутриклеточные метаболиты, которые отсутствуют в экстраклеточной среде. Кофермент АТР и глутамат, действующие экстраклеточно, являются мощными нейротрансмиттерами. Природные экстраклеточные лиганды, которые взаимодействуют с рецепторами и активируют их, называют первичными мессенджерами. Они могут быть подразделены на гормоны, нейротрансмиттеры, цитокины, лимфокины, факторы роста, хемоаттрактанты т.д. Каждый из этих терминов представляет класс агентов, действующих достаточно специфично. Тем не менее, существуют примеры многофункциональности первичных мессенджеров: АТР и глутамат являются нейротрансмиттерами, когда они секретируются в синапсах. Гормоны пищеварительного тракта, такие как гастрин, холецитокинин и секретин в центральной нервной системе осуществляют многообразные функции нейромодуляторов, влияя на высвобождение других нейротрансмиттеров. Соматостатин, идентифицированный первоначально как агент гипоталамуса, подавляющий секрецию гормона роста, также функционирует в центральной нервной системе как нейротрансмиттер и нейромодулятор. Более того, он является паракринным агентом для клеток поджелудочной железы и гормоном для печени. Фактор роста тромбоцитов TGFβ действует также как хемоатрактант и как ингибитор роста. Тромбин является фактором роста, но также вовлекается в свертывание крови как активатор функции тромбоцитов. Гормоны. Химические мессенджеры, которые переносятся посредством кровотока от органа, где они производятся к органу, который они регулируют. Физиологические потребности организма должны контролировать их повторное производство и циркуляцию повсюду в теле. Гормоны можно подразделить на несколько классов: Малые водорастворимые молекулы. Гистамин, адреналин. Пептидные гормоны. К числу пептидных гормонов, которые могут содержать от 3 до 200 аминокислотных остатков, относятся все гормоны гипоталамуса и гипофиза, а также инсулин и глюкагон, секретируемые поджелудочной железой. Факторы роста. В настоящее время известно около 50 белков-лигандов и 14 семейств рецепторов. Цитокины. Локальные пептидные гормоны, регулирующие парокринную и автокринную функции. Интерлейкины, интерфероны, фактор некроза опухоли (TNF). Липофильные молекулы имеющие рецепторы на поверхности клеток. Простагландины. Липофильные молекулы, имеющие внутриклеточные рецепторы. Стероидные и тироидные гормоны (гормоны щитовидной железы). Их основное отличие в том, что они способны проникать внутрь клетки и взаимодействовать с внутриклеточными рецепторами. Нейротрансмиттеры. Несколько семейств, включая (ацетилхолин, ГАМК, допамин) и (вазопрессин, брадикинин). ^ Гормоны являются главным образом гидрофильными веществами и не способны проникнуть через мембраны. Мембраны клеток, хотя и очень тонкие (3-6 нм), но являются непроницаемыми к ионам и полярным молекулам. Хотя ионы K+ могут достигать диффузионного равновесия на этом расстоянии в воде приблизительно за 5 мсек, им потребуется приблизительно 12 дней (280 час) чтобы продифундировать через фосфолипидный бислой (при одинаковых условиях температуры, и т.д.). Даже к маленьким молекулам типа мочевины, проницаемость мембран - приблизительно в 104 раз ниже, чем к воде. Так, для гормона типа адреналина скорость проникновения слишком мала, чтобы ее измерить. За немногими исключениями (стероидные гормоны), гормоны не нуждаются в проникновении в клетки - мишени. Гормоны обычно высвобождаются в малых количествах в местах, удаленных от органов-мишеней. При попадании в кровь они разбавляются и подвергаются действию ферментов. Многие из них циркулируют как комплексы со специфическими связывающими белками, что понижает их свободную концентрацию. В результате этого их уровень вблизи клетки-мишени достаточно низкий, и, следовательно, клеточные рецепторы должны обладать высокой аффинностью. Другая важная деталь состоит в том, что хотя клетка-мишень может взаимодействовать с гормоном в течение миллисекунд, но полное время ответа длится от секунд до часов. ^ Первые публикации о возможности поддержания в живом состоянии фрагментов биологической ткани in vitro появились 90 лет назад, но рутинное культивирование отдельных клеток стало возможным менее 50 лет назад. Успешное поддержание процесса деления клеток млекопитающих зависит от компонентов среды культивирования. Традиционно среда для культивирования состоит из питательных веществ и витаминов в забуференном солевом растворе. Ключевым компонентом является сыворотка животных, например, эмбриональная бычья сыворотка. Без такой добавки наибольшая часть культивируемых клеток не будут воспроизводить собственную ДНК и, следовательно, не будут пролиферировать. Позже был изолирован полипептид с молекулярной массой 30 кД, секретируемый тромбоцитами, обладающий митогенными свойствами. Он был назван фактором роста произведенным тромбоцитами (PDGF). PDGF является членом семейства факторов роста, содержащего свыше 40 полипептидов: инсулин (5,7 кД), фактор роста эпидермиса (6 кД) и трансферрин (78 кД) и др. Как и в случае с гормонами, факторы роста взаимодействуют с соответствующими рецепторами с высокой степенью аффинности и могут инициировать множественные эффекты: от процессов регуляции роста, дифференцировки и экспрессии генов до инициирования апоптоза. Эффекты факторов роста, в отличие от гормонов, могут продолжаться в течение нескольких дней. Цитокины Параллельно с открытием факторов роста было идентифицировано несколько экстраклеточных сигнальных белков, взаимодействующих с клетками иммунной системы. В связи с тем, что они активировали или модулировали пролиферативные свойства клеток этого класса, они были названы иммуноцитокинами. После того, как стало известно, что эти соединения взаимодействуют не только с клетками иммунной системы, их название сократилось до цитокинов. Цитокины включают в себя некоторые факторы роста, такие как интерфероны, фактор некроза опухоли α (TNFα), ряд интерлейкинов, колонии стимулирующий фактор (CSF) и многие другие. Хемокины являются цитокинами, которые инициируют локальное воспаление в результате вовлечения инфламаторных (воспалительных) клеток в процесс хемотаксиса, а далее в процесс активации их функции. ^ Физическое повреждение тканей или повреждение, вызванное инфекцией, генерирует воспалительный ответ. Эта реакция является защитным механизмом, в котором специализиированные клетки (в основном лейкоциты), действуя согласованным образом, удаляют причины и продукты разрушения. Этот процесс является комплексным взаимодействием между клетками и рядом экстраклеточных мессенджеров. Среди них присутствуют цитокины, которые индуцируют воспаление (провоспалительные медиаторы) или уменьшают его (антивоспалительные медиаторы). Расширение сосудов и местное увеличение проницаемости сосудов облегчает проникновение лейкоцитов и уменьшает местный отек. Агенты, запускающие этот процесс, включают гистамин (секретируемый тучными клетками), серотонин (секретируемый тромбоцитами) и провоспалительные медиаторы, такие как брадикинин. Эйкозаноиды являются другим важным семейством вазоактивных соединений. Они являются производными арахидоновой кислоты. Термин эйкозаноиды произошел от греческого слова, означающего число 20, поскольку арахидоновая кислота и многие ее производные содержат 20 углеродных атомов. Сюда входят простагландины, тромбоксаны и лейкотриены. Они являются короткоживущими соединениями и действуют на близких расстояниях в качестве потенциальных паракринных или аутокринных агентов, контролируя многие физиологические и патологические клеточные функции. Лекарственный препарат аспирин обладает противовоспалительными и болеутоляющими свойствами, потому что он ингибирует ключевой фермент пути образования простагландинов. ^ Нейротрансмиттеры являются также первичными мессенджерами, но их высвобождение и определение в химических синапсах сильно отличается от эндокринных сигналов. В пресинаптической клетке, везикулы, содержащие нейротрансмиттер, высвобождают собственное содержимое локально в очень маленький объем синаптической щели. Высвобожденный трансмиттер затем диффундирует через щель и связывается с рецепторами на постсинаптической мембране. Диффузия является медленным процессом, но пересечение такой короткой дистанции, которая разделяет пре- и постсинаптические нейроны (0,1 мкм или меньше), происходит достаточно быстро и позволяет осуществлять быстрые коммуникации между нервами или между нервом и мышцей. В таблице 11.1. приведена структура нескольких наиболее важных нейротрансмиттеров. В центральной нервной системе глутамат является главным возбуждающим трансмиттером, тогда как ГАМК и глицин ингибирующими. Самая выдающаяся роль ацетилхолина реализуется в нейромышечной передаче, где он является возбуждающим трансмиттером. Известно, что ацетилхолин может оказывать как возбуждающее, так и ингибирующее действие. Это зависит от природы ионного канала, который он регулирует при взаимодействии с соответствующим рецептором. Таблица 11.1 – Структура нейротрансмиттеров
^ В настоящее время считают, что почти все органы и ткани живого организма секретируют в межклеточное пространство и кровь гормоны и биологически активные соединения, с помощью которых осуществляются взаимодействия, объединяющие клетки и ткани организма в единое целое. Методы молекулярной биологии: клонирование и секвенирование фрагментов ДНК, методы гибридизации мРНК позволяют получать через экспрессию генов новые белковые гормоны и их рецепторы в разных тканях. Сравнительно недавно был открыт новый гормон белой жировой ткани – лептин. Этот гормон был открыт в результате исследования гена ожирения (ген ob), локализованного в проксимальной части хромосомы 6 мыши, и его сцепленности с другими известными маркерами (Рах4) и маркером длины рестрикционных фрагментов (D6Rck13). Далее было показано, что ген ob экспрессируется в основном в адипоцитах белой жировой ткани, которые секретируют синтезируемый ими гормон лептин в кровь. Основным органом мишенью лептина является центральная нервная система, через воздействие на которую лептин снижает аппетит, стимулирует использование липидов в энергетическом обмене и уменьшает запасы жира в жировых депо. Содержание лептина в циркулирующей крови людей четко коррелирует с массой тела, и поэтому чем больше масса жировой ткани, тем больше она секретирует гормона в кровь. Известно, что ген рецептора лептина человека локализован на хромосоме 1. Анализ аминокислотной последовательности продемонстрировал наличие гомологичного участка с субъединицей рецепторов интерлейкина-6 и других цитокинов. Идентифицировано три различных варианта рецептора: 1) растворимый рецептор лептина, 2) связанный с мембраной рецептор лептина, который имеет короткий внутриклеточный домен и не способен осуществлять трансдукцию гормонального сигнала, и 3) связанный с мембраной рецептор, имеющий длинный внутриклеточный домен и способный передавать гормональный сигнал. Рецептор лептина с длинным цитоплазматическим доменом наиболее активно экспрессируется в гипоталамусе и в меньшей степени в других тканях. Он содержит последовательности, которые определяют взаимодействие цитоплазматического домена с киназой Януса (JAK - Janus kinase-) и белками активаторами транскрипции (STAT - signal transducers and activators of transcription). Эта форма рецептора путем фосфорилирования активирует белки: STAT-3, STAT-5 и STAT-6. ^ При концентрации 1*10-10 М число молекул агониста в объеме клетки диаметром 12 мкм составит 60 молекул. Обычно рецепторы имеют не очень высокую константу связывания лиганда порядка 10-7 - 10-8 М. Хотя для феромонов она достигает величин до 10-15М. Такая невысокая константа нужна для облегчения прекращения стимуляции. Однако из-за большого коэффициента усиления в системе сигнализации обычно при связывании агониста с двумя процентами рецепторов происходит максимальная стимуляция функционального ответа (рис.1.2.). Например, активация инсулином окисления глюкозы в адипоцитах. Возникает вопрос, зачем нужны остальные 98 процентов рецепторов? Возможно, избыток рецепторов необходим для ответа на низкие концентрации гормона, не имеющего высокого сродства к рецептору. Одно из следствий такого взаимодействия агониста с рецептором является необходимость введения отрицательной обратной связи в систему усиления (образования вторичных мессенджеров). Т.к. в случае появления избытка агониста появится избыток вторичных мессенджеров, что уже не будет усиливать ответ, а лишь затягивать его во времени, что может быть не нужно или токсично. В этих случаях должен включаться механизм уборки вторичного мессенджера, например активация фосфодиэстеразы при действии теофиллина. На рис 1.2. приведены примеры зависимостей связывания лигандов с рецептором и функционального ответа от концентрации лиганда. Показано, что для максимальной активации функции необходимо связывание лиганда с небольшим количеством рецепторов. Связывание лиганда с рецептором характеризуется константой диссоциации (Kd) и концетрацией лиганда, вызывающей полумаксимальный ответ (EC50), речь о которых пойдет в следующем разделе.  Рисунок 11.1 – Связывание адреналина с α1 -адренергическими рецепторами и клеточный ответ на адреналин - сокращение гладкой мышцы крысы. Сокращение происходит при концентрациях лиганда, которые слишком малы для измерения в опытах по связыванию. На нижнем рисунке показано связывание гормона (гонадотропина, HCG), уровень сАМР и образование тестостерона клетками Ледига. Обратите внимание на различие в 106 раз для этих двух гормональных рецепторов. Лекция 12 Ультразвук в биологических средах 12.1 Физические параметры ультразвука 12.2 Энергетические параметры ультразвука 12.3 Источники ультразвука 12.4 Применение ультразвука в биологии Ультразвук - упругие колебания в газах, жидких, твердых телах, частота которых больше 20 кГц. Впервые ультразвук был изучен русским физиком П.Н. Лебедевым в начале 20 века. Практическое применение его началось позже и связано с именем французского физика П. Лакжевена. Ультразвук не воспринимается человеческим ухом. Некоторые животные (летучие мыши, рыбы, насекомые и др.) способны его издавать и воспринимать. Ультразвуковые колебания присутствуют в шуме ветра, водопада, морского прибоя, возникают при работе моторов, станков ракетных двигателей. Ультразвук, в отличие от обычного звука, обладает большей энергией, способностью концентрироваться в виде пучка и др. Ультразвуку присущи такие свойства как поглощение, преломление и отражение от неоднородных структур, зависящие от частоты колебаний. ^ ультразвук, в различном диапазоне частот, используется для терапевтического и хирургического лечения и диагностики. Первое применение ультразвука в медицине относиться к началу 30-х г. Метод лечения, при котором используются колебания в диапазоне 800-3000 кГц, получил название ультразвуковой терапии. Способность ультразвука без существенного поглощения проникать в мягкие ткани организма и отражаться от уплотнений и неоднородностей используется в диагностических целях. Пре имущество по сравнению с рентгенологическими исследованиями – практически полное отсутствие побочных эффектов, что позволяет производить многократные ультразвуковые исследования любых частей тела (включая исследование глаза). Высокая чувствительность ультразвуковой аппаратуры позволяет получить эхограмму (рисунок) мягких тканей, проследить за движущимся объектом (сердцем, кровью и т. д.). ^ применяют аппараты, в которых электрический ток подается на пластину излучателя кварца или титанита бария. Пластинка под воздействием переменного электрического поля изменяет свой объем –сжимается и разжимается. Движения пластины через контактную среду (вазелиновое масло, пасты ланолина, вода) передается на подлежащие ткани. В механизме лечебного действия ультразвука выделяют механические (микромассаж клеток и тканей), термические и физико-химические (образование биологически активных веществ) факторы. Кроме того, под влиянием ультразвука в зоне воздействия повышается проницаемость кожи и слизистых оболочек, что способствует введению в ткани через кожу нанесенных на нее лекарственных средств. Этот метод лечения назван ультрафонофорезом. ^ В физиотерапии обычно применяют ультразвуковые волны с частотой 0,8 - 3 МГц. Большинство серийных ультразвуковых терапевтических аппаратов работают на одной из фиксированных частот этого диапазона, Чаще всего – на 0,88 МГц. Важной физической характеристикой звуковых колебаний является амплитуда волны, или амплитуда смещения. Амплитудой волны называется максимальное смещение колеблющихся частиц среды от положения равновесия. Мощность звука при одной и той же частоте зависит от амплитуды колебания звучащего тела. Тело, совершающее колебания с большей амплитудой, будет вызывать более резкое изменение давления среды, и звук будет сильнее. Скорость, с которой частицы среды колеблются около среднего положения, называется колебательной. ^ определяется выражением A cos (t-x/c), где = 2f - круговая частота; А - амплитуда смещения частиц среды; t – время; x - расстояние от колеблющейся частицы до источника колебаний; с - скорость распространения колебаний в среде; (t - x/c)- фаза колебаний. В энергетическом отношении реальные колебательные системы характеризуются изменением энергии вследствие частичной ее затраты на работу против сил трения и излучение в окружающее пространство. В упругой среде колебания постепенно затухают. Для характеристики затухающих колебаний используются коэффициент затухания (S), логарифмический декремент и добротность (Q). Коэффициент затухания отражает быстроту убывания амплитуды с течением времени. Если обозначить время, в течение которого амплитуда уменьшается в е = 2,718 раза, через , то S = 1/. Уменьшение амплитуды за один цикл характеризуется логарифмическим декрементом. Логарифмический декремент равен отношению периода колебаний ко времени затухания : =T/ ^ - это величина, равная числу полных колебаний, соответствующих уменьшению амплитуды в е раз. Время, необходимое для такого уменьшения амплитуды, определяется произведением . Отсюда число периодов, укладывающихся в этот промежуток времени, или добротность Q, выражается формулой: Q = /T К примеру добротность кварцевой пластинки, употребляемой в качестве излучателя ультразвуковых колебаний, равна 100000. Если колебания совершаются с потерями, то убыль энергии системы равна той энергии, которую поглощает активное сопротивление в единицу времени. При этом надо иметь в виду, что активное сопротивление обусловлено трением, излучением акустиче ских волн и другими потерями. Соотношение полной энергии (Wп) колебания и потери энергии (Wд) за период (энергия диссипации за период) выражается следующим уравнением: Wп/Wд = Q/2 При воздействии на колебательную систему с потерями периодической силой то возникают вынужденные колебания, характер которых в той или иной мере повторяет изменения внешней силы. Частота вынужденных колебаний не зависит от параметров колебательной системы. Напротив, амплитуда зависит от массы, механического сопротивления и гибкости системы. Явление достижения амплитуды колебательной скорости своего максимального значения, при совпадении частоты вынужденных колебаний с частотой собственных незатухающих колебаний механической системы, называют механическим резонансом. При частотах воздействия, значительно меньших резонансных, внешняя гармоническая сила уравновешивается практически только силой упругости. При частотах возбуждения, близких к резонансной, главную роль играют силы трения. При условии, когда частота внешнего воздействия значительно больше резонансной, поведение колебательной системы зависит от силы инерции или массы. Важным параметром является скорость распространения ультразвуковой энергии в среде. Колебательное движение передается от одной частицы к другой не мгновенно, а с некоторой скоростью. Таким образом, ультразвуковые волны в тканях организма распространяются с конечной скоростью, определяющейся упругими свойствами среды и ее плотностью. Скорость ультразвука в жидких и твердых телах значительно выше, чем в воздухе, где она приблизительно равна 330 м/с. В воде скорость ультразвука при 20оС примерно равна 1500 м/с, в сыворотке крови - 1520 м/с, в мягких тканях организма с плотностью среды около 1060 кг/м3 - 1540 м/с, в костных тканях - 3350 м/с. Свойство среды проводить акустическую энергию, в том числе и ультразвуковую, характеризуется акустическим сопротивлением. Акустическое сопротивление среды выражается отношением звуковой плотности к объемной скорости ультразвуковых волн. Удельное акустическое сопротивление среды устанавливается соотношением амплитуды звукового давления в среде к амплитуде колебательной скорости ее частиц. Чем больше акустическое сопротивление, тем выше степень сжатия и разряжения среды при данной амплитуде колебания частиц среды. ^ в среде представляет собой разность между мгновенным значением давления в данной точке среды при наличии звуковых колебаний и статического давления в той же точке при их отсутствии. Иными словами, звуковое давление есть переменное давление в среде, обусловленное акустическими колебаниями. Давление, оказываемое на частицы среды при распространении волны, является результатом действия упругих и инерционных сил. Последние вызываются ускорениями, величина которых также растет в течение периода от нуля до максимума (амплитудное значение ускорения). Кроме того, в течение периода ускорение меняет свой знак. Максимальные значения величин ускорения и давления, возникающие в среде при прохождении в ней ультразвуковых волн, для данной частицы не совпадают во времени. В момент, когда перепад ускорения достигает своего максимума, перепад давления становится равным нулю. Если бегущие ультразвуковые волны наталкиваются на препятствие, оно испытывает не только переменное давление, но и постоянное. Возникающие при прохождении ультразвуковых волн участки сгущения и разряжения среды создают добавочные изменения давления в среде по отношению к окружающему ее внешнему давлению. Такое добавочное внешнее давление носит название давления излучения (радиационного давления). Оно служит причиной того, что при переходе ультразвуковых волн через границу жидкости с воздухом образуются фонтанчики жидкости и происходит отрыв отдельных капелек от поверхности. Этот механизм нашел применение в образовании аэрозолей лекарственных веществ. Радиационное давление часто используется при измерении мощности ультразвуковых колебаний в специальных измерителях - ультразвуковых весах. 12.2 Энергетические параметры ультразвука Ультразвуковая энергия есть сумма кинетической энергии колеблющихся частиц и потенциальной энергии упругой деформации среды. Как и всякая другая энергия, ультразвуковая энергия измеряется в Дж (СИ) и эргах (СГС); 1 Дж = 107 эрг. ^ представляет собой энергию, переносимую в единицу времени через поверхность, перпендикулярную направлению распространения звуковой волны. Акустическая мощность выражается в ваттах (СИ); 1 Вт = 107 эрг/с. ^ - поток акустической энергии, отнесенный к единице поверхности, перпендикулярной направлению распространения ультразвука, или, иными словами, акустическая мощность, приходящаяся на единицу поверхности. I = W/St, где W - энергия потока ультразвука, проходящего через площадь S за время t. Интенсивность ультразвука связана с амплитудой коле бания, величиной переменного акустического давления и колебательной скоростью частиц среды. В физиотерапии для интенсивности ультразвука применяется размеренность Вт/см2. Принято выделять три диапазона интенсивностей:
Международная электротехническая комиссия приняла решение о том, что максимальная интенсивность с головки излучателя терапевтического аппарата не должна превышать 3 Вт/см2. Для определения мощности (N) акустического излучателя любого ультразвукового аппарата достаточно интенсивность ультразвука (Вт/см2) умножить на площадь поверхности излучающей головки (см2): N = I.S. Поглощенная в единице объема энергия называется физической дозой (Д): Д = I t S / V, где I - интенсивность ультразвуковых колебаний, падающих на озвучиваемую поверхность тела; t - время озвучивания; S - площадь облучаемой поверхности тела; V - объем тканей тела, подвергнутых воздействию. Эта формула дает лишь среднее значение дозы, в то время как действительное ее значение в конкретной точке озвучиваемой ткани может отличаться от среднего в несколько десятков или сотен раз из-за неравномерного распределения ультраакустической энергии в любом объекте. В процессе распространения плоских ультразвуковых волн в среде интенсивность ультразвука (I) уменьшается по мере удаления от источника излучения согласно формуле: I = I0e-2ax, где I0 - начальная интенсивность; x - расстояние от источника; а - коэффициент поглощения звука в среде; е - основание натурального логарифма коэффициента поглощения ультразвука, выражается в обратных единицах длины (см-1; м-1) или в децибелах на единицу длины (см; м); при этом 1 см-1 = 8,68 дБ/см. ^ Ультразвуковой пучок с необходимыми параметрами можно получить с помощью соответствующего преобразователя. Наиболее распространены керамические преобразователи из титаната бария. В тех случаях, когда основное значение имеет мощность ультразвукового пучка, обычно используются механические источники ультразвука. Первоначально все ультразвуковые волны получали механическим путем (камертоны, свистки, сирены). Первый ультразвуковой свисток сделал в 1883 году англичанин Гальтон.  Рисунок 12.1 Ультразвуковой свисток Гальтона с резонансной полостью. Ультразвук здесь создается подобно звуку высокого тона на острие ножа, когда на него попадает поток воздуха. Роль такого острия в свистке Гальтона играет "губа" в маленькой цилиндрической резонансной полости. Газ, пропускаемый под высоким давлением через полый цилиндр, ударяется об эту "губу"; возникают колебания, частота которых (она составляет около 170 кГц) определяется размерами сопла и губы. Мощность свистка Гальтона невелика. Большинство ультразвуковых свистков можно приспособить для работы в жидкой среде. По сравнению с электрическими источниками ультразвука жидкостные ультразвуковые свистки маломощны, но иногда, например, для ультразвуковой гомогенизации, они обладают существенным преимуществом. Так как ультразвуковые волны возникают непосредственно в жидкой среде, то не происходит потери энергии ультразвуковых волн при переходе из одной среды в другую. Пожалуй, наиболее удачной является конструкция жидкостного ультразвукового свистка, изготовленного английскими учеными Коттелем и Гудменом в начале 50-х годов 20 века. В нем поток жидкости под высоким давлением выходит из эллиптического сопла и направляется на стальную пластинку. Различные модификации этой конструкции получили довольно широкое распространение для получения однородных сред. Благодаря простоте и устойчивости своей конструкции (разрушается только колеблющаяся пластинка) такие системы долговечны и недороги. Другая разновидность механических источников, обладающих относительно большой мощностью ультразвука - сирены. Все ротационные сирены состоят из камеры, закрытой сверху диском (статором), в котором сделано большое количество отверстий. Столько же отверстий имеется и на вращающемся внутри камеры диске - роторе.  Рисунок 12.2 Устройство ультразвуковой сирены. При вращении ротора положение отверстий в нем периодически совпадает с положением отверстий на статоре. В камеру непрерывно подается сжатый воздух, который вырывается из нее в те короткие мгновения, когда отверстия на роторе и статоре совпадают. Терапевтические излучатели обычно сделаны в виде дисков из высококачественной пьезокерамики цирконат-титаната свинца, например PZT 4. Они помещаются в водонепроницаемую оболочку из алюминия или нержавеющей стали, прикрепленную к концу легкой ручки. Обратная сторона диска граничит с воздухом.  Рисунок 12. 3 Схема крепления кристалла в терапевтическом излучателе, обеспечивающая воздушную нагрузку тыльной стороны кристалла: 1-заземленный металлический корпус; 2 - пьезоэлектрический кристалл с серебряными электродами с обеих сторон; 3 - припой; 4 - пружина, прижимающая контакт к обратной стороне. Существует несколько способов введения ультразвуковой энергии в исследуемую область. Наиболее распространенный способ - контактный, когда преобразователь прикладывается непосредственно к коже. В этом случае передача акустической энергии осуществляется через тонкий слой контактного вещества, акустический импеданс (полное сопротивление) которого близок к импедансу кожи. При лечении частей тела неудобных конфигураций, например, колен или локтей, облучение можно проводить при погружении тела в ванну с водой. Также могут использоваться акустически прозрачные мешки с водой. Мешок может принимать форму облучаемой части тела, а акустический контакт с кожей осуществляется через слой контактного вещества. Обычно в качестве контактных веществ используются легко стерилизуемые жидкости с подходящим акустическим импедансом, такие как минеральное или парафиновое масла. Используются и тиксотропные вещества (типа гелей). Их удобно использовать, поскольку в обычном состоянии они достаточно вязки, но под действием ультразвука разжижаются. Количество энергии, передаваемое через различные жидкости, практически одно и тоже, если слой достаточно тонок, и зависит скорее от давления преобразователя на контактное вещество, чем от его состава. Во время процедуры преобразователь может удерживаться в одном положении (режим стационарного излучателя) или непрерывно перемещаться над обрабатываемой областью (режим движущегося излучателя). При любой возможности необходимо избегать режима стационарного излучателя, поскольку возможно образование стоячих волн и "горячих точек", которые могут привести к локальным повреждениям. ^ Способности ультразвука разрывать оболочки клеток и с его помощью производить различные манипуляции на внутриклеточном уровне нашли широкое применение в биологических исследованиях. Ультразвук используется:
Как показали исследования, ультразвук даже малой интенсивности может повредить молекулу ДНК. Искусственное целенаправленное создание мутаций играет большую роль в селекции растений. Главное преимущество ультразвука перед другими мутагенами (рентгеновские лучи, ультрафиолетовые лучи) заключается в том, что с ним чрезвычайно легко и безопасно работать. Лекция 13 Свойства лазерного излучения и его применение в биологии 13.1 Свойства лазерного излучения 13.2 Фотобиологические эффекты воздействия лазерного излучения 13.3 Биологическое использование лазеров 13.4 Способы применения лазерного излучения ^ Лазеры широко применяется в различных областях науки и техники, таких, как физика, химия, электроника и медицина. Такое широкое распространение лазеры получили благодаря уникальным свойствам лазерного излучения. К этим свойствам относятся: |
Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Похожие:
База данных защищена авторским правом ©MedZnate 2000-2016
allo, dekanat, ansya, kenam
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям
allo, dekanat, ansya, kenam
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям