Презентація Організм людини очима біофізика . Введення

Організм людини очима біофізикаурок № 1 Введення. Факультативний курс 10 клас, профіль спортивний

Біофізикагалузь науки, яка вивчає живу природу через фізичні та фізико-хімічні явища зародження, формування, життєдіяльність, відтворення життя на всіх рівнях, починаючи з молекул, клітин, органів та тканин,закінчуючи організмами системами та біосфери і ноосфери в цілому. Це теоретична основа фізіології людини

Теоретична будова і моделі біофізики засновані на фізичних поняттях енергії, сили, типів взаємодії, на загальних поняттях фізичної кінетики, термодинаміки. Ці поняття відображають природу основних взаємодій і законів руху тіл, що, як відомо, складає предмет фундаментальної природничої науки – фізики. В центрі уваги біофізики лежать біологічні процеси і явища. Біофізика вивчає фізичну основу процесів, які відбуваються у біологічних системах. Біологічною системою є сукупність живих організмів, окремий живий організм і будь-яка його частина, наприклад, орган, тканина, сукупність клітин, окрема клітина, частина клітини, метаболіти, ферменти, рецептори, які взаємодіють і взаємоперетворюються у складі живого організму

Незважаючи на складність і взаємозв’язок різних процесів в організмі людини, часто серед них можна виділити такі, які є близькими до фізичних. Наприклад, такий складний фізіологічний процес, як кровообіг, за своєю природою є фізичним, бо пов’язаний з течією рідини (гідродинаміка), розповсюдженням великих коливань за судинами (коливання і хвилі)механічною роботою серця (механіка); генерацією біопотенціалів (електрика) тощо;

дихання пов’язане з рухом газу (аеродинаміка), тепловіддачею (термодинаміка), випаровуванням (фазові перебудови) тощо. Дослідження фізики таких мікропроцесів необхідно для правильної оцінки стану організму, природи деяких захворювань, дії ліків, призначення правильного курсу лікування тощо. Цим і займається наука біофізика

ОСНОВНІ розділи біофізики

Молекулярна біофізика. Вивчає будову та фізико-хімічні властивості, біофізику молекул

Біофізика клітини. Вивчає особливості будови та функціонування клітинних та тканинних систем

Біофізика складних системвивчає моделі біологічних процесів, зокрема різноманітні сенсорні системи, проблеми біологічного розвитку, принципи регуляції внутрішнього середовища організму. Сенсорні системи організму: біофізика зору, слуху, органів відчуття, принципи перетворення рецепторами енергії світлових та звукових хвиль в енергію нервових імпульсів

Біофізика м'язових скорочень розглядає рівні організації скелетного м'яза - будову м'язової клітини, міофібрил, саркомерів, актинових та міозинових протофібрил, молекул актину та міозину. Розглядається система електромеханічного сполучення, що включає Т-систему сарколеми, саркоплазматичний ретикулум, поперечні містки міозинової протофібрили та тропонін-тропоміозиновий комплекс актинової протофібрили. Обговорюється роль кальцію в м'язовому скороченні, його енергетика та режими

При вивченні розділу обговорюються механізми та закони розповсюдження ПД по немієлінізованих та мієлінізованих нервових волокнах, роль ПД у нервовій системі та в ініціації м'язового скорочення, яке можливе тільки після деполяризації мембрани м'язового волокна за допомогою передачі нервових імпульсів через нервово-м'язовий синапс – кінцеву пластинку.

Термодинаміка – вивчає загальні закони перетворення одних видів енергії в інші. Енергія – універсальна кількісна міра для всіх форм руху матерії, здатних перетворюватися одна в іншу. види енергії: в механічну, теплову, електричну, хімічну

поглинання іакумуляціяенергії- зменшення ентропіїнеоборотнєвикористанняенергії -збільшенняентропіївиділення тепла і продук-тів обміну –ріст ентропіїв середовищівідкрита термодинамічна системалізис некроз

БІОМЕХАНІКА

БІОМЕХАНІКАБІОМЕХАНІКА -розділ біофізики, у якому розглядаються механічні властивості живих тканин і органів, також механічні явища, які відбуваються як з цілим організмом, так із його окремими органами. До живих систем (біосистем) відносяться: а) цілісні організми (наприклад, людина); б) їхні органи та тканини, а також рідина та гази в них (внутрішньо-організменні системи); в) об’єднання організмів (наприклад, разом діюча пара акробатів, протидіючі борці). Біомеханіка спорту вивчає рухи людини у процесі виконання фізичних вправ. Вона розглядає рухові дії спортсмена як систему взаємопов’язаних активних рухів і положень його тіла. Зазвичай людина робить не просто рухи, а дії; вони спрямовані до певної мети, мають певний сенс. Через це людина виконує їх активно, цілеспрямовано, керуючи ними, причому всі рухи тісно пов’язані – об’єднані в системи.

Біомеханіка. Для здійснення безпечного та ефективного впливу на м'язи, необхідне знання про їх будову. Така інформація лежить в основі індивідуальних тренувальних програм, що дозволяє підбирати необхідні вправи для дії на певні групи м'язів. Залежно від фізичної форми тренується, виконання однієї і тієї ж вправи може бути ускладнене або спрощене. Підготовка та фізична форма спортсмена залежать не тільки від техніки виконання вправ, а й від усвідомлення сенсу та послідовності вчинених дій. Це особливо важливо для спорту високих досягнень, де висуваються суворі правила техніки виконання вправ, а будь-які відхилення ведуть не тільки до зниження результатів, але і до травм.

Біомеханіка. Знання про влаштування м'язів та їхні можливості відкриває в галузі спорту можливість виконання рухів з різними м'язовими зусиллями, таких як біг, підняття гантелей, рух на велосипеді. Кріплення м'язів до скелета сформоване у вигляді механічних важелів, які дозволяють людині рухатися та переміщати предмети. Будь-який важіль має точку опори і місце докладання сили. Відповідно до фізики, що далі від осі важеля буде прикладена сила, то ефективнішим буде результат, тим менше зусиль потрібно докласти. За великого плеча важеля роботу можна виконати з найменшими зусиллями. Такі ж принципи можна застосувати до людського тіла – чим далі м'яз кріпиться від опорної точки - суглоба, тим вигідніше вона використовуватиметься.

● Радіобіологія організму людини і тварин. ● Радіочутливість тканин і органів організму людини і тварин. ● Гостра відповідь тканин. ● Радіаційний синдром і променева хвороба людини і тварин. ● Летальні дози для організму людини і тварин. ● Відновлення організму після дії іонізуючого опромінення. ● Біологічна дія радіоактивних ізотопів. ● Вплив іонізуючої радіації на ембріогенез.

● Цезій-137 (137 Cs) є одним з головних компонентів радіоактивного забруднення біосфери. Період напіврозпаду – 30.167 років. Ітрій 90 Y є також радіоактивним, має період напіврозпаду 64 години і в процесі β-розпаду з енергією 2,28 Ме. В перетворюється на стабільний цирконій 90 Zr.Інтенсивно сорбується в ґрунтах і донних відкладеннях. У воді знаходиться переважно у вигляді іонів. Коефіцієнт накопичення 137 Cs найбільш високий у прісноводних водоростей і арктичних наземних рослин, особливо лишайників. Накопичується в грибах (маслюки, моховики, польський гриб та інші) В організмі тварин 137 Cs накопичується головним чином у м'язах і печінці . ● Стронцій-90 - радіоактивний нуклід з періодом напіврозпаду 28.796 років. Утворюється переважно при поділі ядер в ядерних реакторах і при вибухах ядерної зброї. Стронцій є аналогом кальцію і здатний міцно фіксуватись в кістках. Тривале радіаційний вплив 90 Sr і продуктів його розпаду вражає кісткову тканину і кістковий мозок, що призводить до розвитку променевої хвороби, пухлин кровотворної тканини і кісток.Є найбільш небезпечним для дітей у зв'язку з його активним поглинанням кістками, що ростуть. ● Йод-131 (131 I) - радіоактивний нуклід хімічного елемента йоду з атомним номером 53 і масовим числом 131. Період напіврозпаду становить близько 8 діб. Йод-131 є продуктом розпаду урану, плутонію і торію, складаючи до 3% продуктів поділу ядер. У зв'язку з бета-розпадом йод - 131 викликає мутації і загибель клітин, в які він проникає, і оточуючих тканин на глибину кількох міліметрів. Йод-131 в значній кількості утворювався після ядерних випробувань, аварії в Чорнобилі, Фукусімі та на інших об'єктах.

Критичними органами є життєво важливі органи і фізіологічні системи, функції яких порушуються в першу чергу при певній дозі радіації, що призводить до незворотних змін і загибелі організму. За радіочутливістю всі тканини розділяють на три групи: 1 група - гонади , червоний кістковий мозок, епітелій кишечника.2 група – ендокринні залози, жирова тканина, печінка, нирки, селезінка, шлунково-кишковий тракт (за виключенням епітелію кишечника), легені , кришталики очей та інші органи і тканини, що не відносяться до 1-ї і 3-ї груп. 3 група - м'язи, шкірний покрив, кісткова тканина, нервова система.