1. Тақырып № 1: «Биологиялық мембраналар. Заттың енжар және белсенді
тасымалы».
2.Мақсаты: Биологиялық мембраналар жөнінде студенттердің білімдерін тереңдету, тәжірибелік медицинада ауруларды диагностикалау мен емдеуде осы білімдердің маңыздылығын көрсету.
3. Дәріс жоспары және тезистері:
1. Жасушалы мембраналар биофизикасы.
- Биологиялық мембраналар түрлері, олардың функциялары мен химиялық құрамы.
- Мембраналы липидтер түрлері және олардың қасиеттері. Липид-липидті өзара әсерлесулер.
- Липидті моноқабаттың қасиеттері. Биқабатты липидті құрылымдар. Холестерин. Мембранадағы липидтер динамикасы. Мембранадағы фазалы алмасулар.
- Мембраналы ақуыздар, олардың түрлері және функциялары. Липидті биқабаттың ақуыздармен модификациясы.
- Ақуыз-липидті өзара әсерлесулер.
- Биологиялық мембраналар құрылысы және оны зерттеу әдістері.
- Жасанды мембраналар. Липосомалар.
2. Заттардың биологиялық мембраналар арқылы транспорты.
- Заттардың жасушаға өту тәсілдері.
- Транспорт түрлері. Қарапайым диффузия. Электролит еместердің транспортының механизмдері. Иондар транспорты. Каналдардағы заттардың иондық транспорті.
- Биологиялық мембраналар арқылы активті транспорт.
- Липидті кемтіктер: тұрақтылығы және өтімділігі.
Дәріс тезистері:
Барлық жасушалар плазмалы мембранамен (жасушалы) қоршалған цитоплазмалардан тұрады.
Мембраналар барлық цитоплазманы қоршап тұрады және оны қоршаған ортадан шектеп тұрады. Заттың жасушаға және керісінше жасушадан өтуі мембрананың қасиеттеріне байланысты болады.
Кезкелген биологиялық мембраналардың құрылымдық негізін иондарға, суда еритін молекулаларға бөгет және негіз қызметін атқаратын фосфолипидті биомолекулалық қабат құрайды және де мембрана ферменттері, рецепторлары, мембраналарға қосылған басқа да ақуыздар, гликолипидтер мен гликопротеидтер құрайды.
Мембраналардың созылғыштық, жиырылуға қабілетті , төменгі беттік керілу, жақсы өткізгіштік қасиеттері бар. Мембраналар биохимиялық түрлендірулер, биофизикалық процестер жүретін әртүрлі бөліктердің, фазалардың аралығында шекараны құрайды. Мембраналар осы процестерді реттеп, үйлестіреді.
Пассивті транспорт әрқашан қандай-да бір градиентте жинақталған энергия есебінен жүзеге асырылады және жасушалардағы метаболалық процестердің (АТФ гидролизінің энергиясы) энергиясы осы тасымалға жұмсалмайды.
Диффузия – пассивті транспорттың басты механизмі. Диффузия – дегеніміз молекулалардың хаосты жылулық қозғалысы нәтижесінде концентрациясы жоғары аймақтан концентрациясы төмен аймаққа заттардың өз еркімен ену процесі.
Электрохимиялық градиент дегеніміз концентрациялы және электрлік градиенттердің жиынтығы.
Осмос – дегеніміз ерітілген заттың концентрациясы төмен аймағынан концентрациясы жоғары аймаққа қарай жартылай өткізгішті мембраналар арқылы судың молекулаларының қозғалысы.
Сүзу дегеніміз- гидростатикалық қысымның әсерінен қандайда бір бөгеттің саңылаулары арқылы сұйықтың қозғалысы.
Онкотты қысым дегеніміз жоғары молекулалы заттар- ақуыздармен анықталатын жалпы осмостық қысымның бөлігі болып табылады.
Адам қанының және ұлпа сұйығының, лимфаның онкотті қысымының айырмасы әсерінен су лимфадан қанға беріледі.
Аномальді осмос дегеніміз бір уақытта осмостық және электрлік градиенттердің болуы кезіндегі судың берілісі.
Теріс аномальді осмос бір уақыттағы осмостық, гидростатикалық және электрлік градиенттерге қарсы судың тасымалдануы кезінде орындалады.
Оң аномальді осмос кезінде сұйықтың қорытынды тасымалдануы осмостық градиент бойынша не қосымша үдеумен, не электрлік градиент есебінен кеш тасымалданады.
Заттың белсенді транспорты дегеніміз метаболалық процестің энергиясы есебінен жасуша жасайтын электрохимиялық градиентке қарсы молекулалар мен иондардың тасымалдануы. Осы кезде жасуша концентрациялы не осмостық деп аталатын жұмыс жасайды.
4.Әдебиет.
Негізгі:
Сәтбаев Х.Қ. Өтепбергенов А.А. Нілдібаева Ж.Б. Адам физиологиясы. Алматы, 2005. 41- 53 беттер.
В.О. Самойлов. Медицинская биофизика. СПБ.: СпецЛит, 2004. 19-85 беттер.
Қосымша:
Н.И. Губанов, А.А. Утепбергенов. Медицинская биофизика. М., «Медицина»,
1978. 118-136 беттер.
5. Қорытынды сұрақтар (кері байланыс):
- Биологиялық мембраналардың құрылымдық-молекулалық ұйымдастырылуы.
- Биологиялық мембраналардың физикалық қасиеттері.
- Биологиялық мембраналардың физико-химиялық қасиеттері.
- Биологиялық мембраналардың функциялары.
- Биологиялық мембраналардың үлгілері.
- Жасанды мембраналар.
- Липофильді заттардың биологиялық мембраналар арқылы транспорты.
- Гидрофильді заттардың биологиялық мембраналар арқылы транспорты.
- Заттың активті транспорты.
- Калий-натрийлі сорғыш.
6. Көрнекілік және үлестіргіш материал:
Жасуша құрылысының сұлбасы, электронограммадағы биомембрананың кескіні, мультимедийлі варианттағы оны құраушылардың құрылымдық формулалары.
1. Тақырып № 2: «Электрмен қозу түсінігі.Тыныштық және әрекет потенциалдары».
2. Мақсаты: Жасушалардың электроқозуының физикалық негіздерін, биопотенциалдардың пайда болуын, олардың түрлерін және тәжірибелік медицинада биопотенциалды қолдануды оқып-үйрену.
3. Дәріс жоспары және тезистері:
- Электроқоздырғыш туралы түсінік.
- Тыныштық және әсер ету потенциалдары, олардың молекулалық механизмдері
- Мембраналы потенциалды өлшеу әдістері. Микроэлектродты техника.
- Әсер ету потенциалының өндірілуі.
- Мембраналардың электрохимиялық потенциалдарының молекулалық механизмдерін зерттеу әдістері.
- Қозу талшығы бойымен нерв импульсының таралуы.
Дәріс тезистері:
Биопотенциалдардың метаболалық процестер мен жасушалардың физиологиялық жағдайларымен байланыстылығы арқасында олар жасушадағы әртүрлі өзгерістердің қалыпты не патологиялық жағдайда екендігі жайында сезімтал және дәл өлшенетін көрсеткіштері болып табылады. Медицинада электрофизиологиялық әдістерді тиімді және жемісті пайдалану үшін биоэлектрлік потенциалдардың пайда болу механизмін анықтау қажет.
Потенциалдардың пайда болуын анықтауда иондардың симметриялы емес бірқалыпсыз орналасуымен анықталатын потенциалдар шешуші маңызы атқарады. Осындай потенциалдарға диффузиялы, мембраналы, фазалы потенциалдарды жатқызуға болады.
Иондардың активтілігі дегеніміз олардың активті концентрациясы.
Қазіргі заманғы көзқарастарға сәйкес тыныштық, зақымдану, әсер ету потенциалдары табиғаты жағынан мембраналы потенциалдар болып табылады.
Фазалы потенциалдар сусыз фазадағы катиондар мен аниондардың әртүрлі ерігіштіктері нәтижесінде екі араласпайтын фазалардың шекарасында пайда болады.
Иондар цитоплазмада байланысқан түрде (көбінесе ақуыздармен) 80-90% болад, сондықтан қозбаған және зақымданбаған жасушаларда электрлік потенциалдар айырмасы болмайды.
Тыныштық потенциалы. Жасуша мембранасының ішкі және сыртқы беттері арасында
әрқашан электрлік потенциалдар айырмасы бар болады. Жасушаның физиологиялық тыныштықтағы өлшенген потенциалдар айырмасы тыныштық потенциалы деп аталады.
Әртүрлі жасушалардағы тыныштық потенциалы 50-ден 100 мВ шамасындай болады.
Тыныштық потенциалының пайда болуы негізінен калий иондарының концентрациялы градиентінің бар болуымен анықталады.
Әсер ету потенциалдары. Қозатын ұлпалардың барлық жасушалары жеткілікті күші бар әртүрлі тітіркендіргіштер әсерінен қозу жағдайына өте алады. Жасушаның қозған бөлігі қозбаған бөлікпен салыстырғанда теріс болады, ол қозған бөліктегі иондардың орналасуын көрсетеді. Ол қозған кезде уақытша болады, қозу аяқталған соң тыныштық потенциалы қайтадан орнайды.
4. Әдебиет.
Негізгі:
Сәтбаев Х.Қ. Өтепбергенов А.А. Нілдібаева Ж.Б. Адам физиологиясы. Алматы, 2005. 54- 68 беттер.
В.О.Самойлов. Медицинская биофизика. СПБ.: СпецЛит, 2004. 262 – 279 беттер.
Қосымша:
Н.И. Губанов, А.А. Утепбергенов. Медицинская биофизика. М., «Медицина»,
1978. 168-197 беттер.
5. Қорытынды сұрақтар (кері байланыс):
- Электрогенез механизмдері.
- Биоэлектрогенездің физико – химиялық негіздері.
- Гольдман-Ходжикин-Катц теңдеуі.
- Тыныштық потенциалы.
- Әсер ету потенциалы.
6. Көрнекілік және үлестіргіш материал:
Нернст элементінің сұлбасы, мембраналы-иондық теорияны кескіндеу, тыныштық пен қозу күйлеріне арналған Гольдман-Ходжикин-Катц теңдеулері, мембраналы потенциалды және т.б. тіркеуге арналған қондырғының мультимедийлі вариантағы сұлбасы.
1. Тақырып № 3: «Мүшелердің электрогенезі. Жүрек және бас миының электрлік белсенділігі».
2.Мақсаты: Биоэлектрогенезде иондық токтардың ролін көрсету. Әсер ету потенциалының пайда болуын түсіндіру және жүрек арқылы қозудың таралуы
(миокардтағы электробиогенез).
3. Дәріс жоспары және тезистері:
- Ходжикин- Хаксли үлгісіндегі иондық токтарды формальді түсіндіру.
- Кардиомиоциттің әсер ету потенциалының өңдірілу механизмі.
- Қозудың иондық механизмі.
- Жүректің электрлік активтілігі.
- Мембраналы потенциалдар.
- Жүрек жасушасының әсер ету потенциалы.
- Электрокардиография мен электроэнцефалография түсінік.
Дәріс тезистері:
Мембрананың қозуы Ходжкин-Хаксли теңдеуімен өрнектеледі. Мембрана арқылы электр тогы иондық токтардан құралады: калий және натрий және басқа иондардан, және де хлор иондарынан.
Жасуша ішіндегі калий иондарының артық оң зарядтары органикалық аниондармен орнын толтырады. Ходжкин, Хаксли, Катцтың теориясына сәйкес тыныштық кездегі жасуша мембранасы тек калий иондарына ғана өтімді болады.
Калий иондары мембрана арқылы қоршаған сұйыққа концентрациялы градиент бойынша тасымалданады; аниондар мембрана арқылы өте алмайды да, оның ішкі жағында қалады. Калий иондары оң зарядты болатындықтан, ал мембрананың ішкі бетінде қалатын аниондар- теріс болғандықтан, мембрананың сыртқы беті осы кезде оң зарядталады да, ал ішкі беті- теріс зарядталады.
Калийдің сыртқы концентрациясы өте көп өзгерген кезде тыныштық потенциал шамасының заңды өзгергендігі байқалған.
Мембрана арқылы калийдің пассивті транспорты иноды алмасу диффузиясы түрінде натрийдің пассивті тасымалдануымен түйіндеседі. Осы кезде цитоплазма калийі мембрана потенциалының тұрақтылығы сақталған кезде сыртқы ерітіндінің натрийімен алмасады.
Биопотенциалдарды тіркеу және талдау физикалық зерттеулер мен ауруды диагностикалауда аса маңызды әдіс болып табылады.
Жүрек биопотенциалы оның нерв-бұлшықет аппаратының жасушаларының қозу процесі кезінде пайда болады.
Жүрек жұмысының бір циклында қозу жүректің қызметімен байланысты болатын нерв- бұлшықет аппаратының әртүрлі бөліктерімен белгілі бір тізбекпен таралады.
Эйнтховен теориясы бойынша жүрек электрөткізгішті ортада болатын электрлік дипольге ұқсас болады және соның есебінен дипольдің электр өрісі адамның барлық денесі арқылы таралады.
Жүректің биопотенциалын алу үшін электрокардиограф қолданылады.
Бас миының биопотенциалын алу үшін электроэнцефалограф қолданылады.
Электрограмманың гармониялық спектрін талдау оның ЭКГ кезінде 1-ден 80-100Гц жиілікте, потенциалы 0,1- ден 5МВ-қа дейін, ЭЭГ кезінде 1-ден 200-300 Гц-ке дейін, потенциалы 0,01-ден 0, 5 мВ-қа дейін болатындығын көрсетті.
4.Әдебиет.
Негізгі:
Сәтбаев Х.Қ. Өтепбергенов А.А. Нілдібаева Ж.Б. Адам физиологиясы. Алматы, 2005. 225- 269 беттер.
В.О. Самойлов. Медицинская биофизика. СПБ.: СпецЛит, 2004. 279 – 331 беттер.
Қосымша:
-Н.И. Губанов, А.А. Утепбергенов. Медицинская биофизика. М., «Медицина»,
1978. 172-210 беттер.
5. Қорытынды сұрақтар (кері байланыс):
- Биоэлектрогенездегі иондық каналдардың ролі.
- Қозатын және қозбайтын мембраналар, олардың тітіркендіргішке реакциясы.
- Рефрактерлілік. Қозатын ұлпалардың аккомадациясы.
- Қозудың жүруі. Биологиялық мембраналардың кабельді қасиеттері.
- Ходжикин- Хаксли теңдеуі.
- Синапті, нервті-бұлшықетті тасымалдау.
- Ұлпалар мен мүшелердің электромагнитті өрістері.
- Электрографиның биофизикалық негіздері.
- Электрокардиографияның биофизикалық негіздері.
- Электромагнитті өрістің ағзамен өзара әсерлесуі.
6. Көрнекілік және үлестіргіш материал:
Иондық потенциалды тәуелді каналдың, деполяризация кезіндегі мембраналы токтардың сұлбасы, нервті және бұлшықет талшықтарының және т.б. мембраналарындағы потенциалды тәуелді каналдың мультимедийлі варианттағы таралу кестесі.
1. Тақырып № 4: «Биологиялық жүйелердің жарықты жұту заңдылықтары. Биологиялық жүйелер люминесценциясы».
2. Мақсаты: Медицинада диагностика мен зерттеу жұмыстарында кең қолданылатын кванттық биофизика әдістермен, молекулалардың энергетикалық деңгейлер түрлерімен, кейбір маңызды биологиялық қосылыстар молекулаларының жұтылу ерекшеліктерімен студенттерді таныстыру.
3. Дәріс жоспары және тезистері:
1. Молекулалардың энергетикалық деңгейлері ( молекулалардың электронды, тербелмелі және айналмалы энергиялары).
Биожүйелердің жарықты жұтуы.
Жарықты жұту кезіндегі электрондық алмасулар.
Кейбір маңызды биологиялық қосылыстар молекулаларының жұтылу спектрі
2. Люминесценция табиғаты.
Люминесценцияның түрлері.
Стокс ережесі.
Триплетті күйдің сипаттамасы.
Биологиялық объектілердің фотолюминесцентті сапалы және сандық анализі.
Дәріс тезистері:
Әртүрлі көптеген құбылыстар атомдар мен молекулалардың энергиясының өзгеруі есебінен болады. Кейбір жағдайда тәжірибе үшін құбылыстарды талдауды атомдық- молекулалық тұрғыда қарастырудың қажеттілігі болмайды, ал
екінші бір жағдайда- құбылыстарды тиімді пайдалану оның молекулалық (атомдық) табиғатын міндетті түрде есепке алғанда ғана мүмкін болады. Осы дәрісте молекулалар мен атомдардың энергияны шығару мен жұтылу ерекшеліктері, сонымен қатар кейбір аса маңызды тәжірибелік құбылыстар, атомның табиғаты туралы білімдер мазмұндалады.
Кванттық биофизика әдістері медицинада диагностика мен зерттеу жұмыстарында кеңінен қолданылуда.
Атомның электрондық энергиясының, сәуле шығару мен жұтылу энергияларының кванттық сипаты бар: олар кезкелген мәнге ие бола бермейді, электрондардың рұқсат берілген орбиталарының болуымен анықталатын тек дискретті мәндерді ғана қабылдауы мүмкін. Электрондардың рұқсат етілген деңгейден басқа деңгейге өтулеріне сәйкес сәуле шығару мен жұтылудың атомдық спектрлері жеке сызықтардан тұрады.
Атомдардағы барлық күйлерден электрон минималды энергиялы орында орналасады. Атомдағы электронның осындай күйі негізгі деп аталады, ал электронның осы күйдегі деңгейі энергияның негізгі деңгейі деп аталады.
Қозған деңгейден негізгі деңгейге электрондардың өтуімен жүретін молекулалардың жарқырауы люминесценция деп аталады. Люминесценция екі түрге бөлінеді: флюоресценцию және фосфоресценцию.
Молекулалар қозған күйге жарық кванттарының жұтылуы кезінде ғана емес, сонымен қатар басқа молекулалармен химиялық әсерлесу есебінен де өте алады.
Кейіннен молекулалардың негізгі күйге өтулері кезінде хемилюминесценция деп аталатын жарқыраудың пайда болуы мүмкін.
Плазма мен қан сарысуының стресс және әртүрлі аурулар жағдайындағы жарқырауды зерттеу жүргізілді. Стресс кезінде қан плазмасының жарқырау интенсивтілігі артады, ол қандағы бос радикалдардың активтілігінің артатындығын білдіреді.
4.Әдебиет.
Негізгі:
В.О. Самойлов. Медицинская биофизика. СПБ.: СпецЛит, 2004. 132-158 беттер.
А.Н. Ремизов. Медицинская и биологическая физика. Москва. «Высшая медицина». 1999. 527- 539 беттер.
Қосымша:
Н.М.Ливенцев. Курс физики. Москва. «Высшая школа». 1978.32-36 беттер.
Н.И.Губанов., А.А.Утепбергенов. Медицинская биофизика. Москва. «Медицина».1978. 67-71; 75- 88 беттер.
Ю.А.Владимиров. Биофизика. Москва. Медицина. 1983. 30- 41 беттер.
5. Қорытынды сұрақтар (кері байланыс):
Молекулалармен атомдардағы энергиялар деңгейлері.
Биологиялық маңызды молекулалардағы электронық алмасулар.
Жұтудың молярлық коэффициенті және жұтудың қөлденең қимасы.
Жұту спектрлері.
Электрондардың негізгі синглетті күйі.
Электронды қабықшаның триплетті күйі.
Биожүйелердің люминесценциясы және люминесценция түрлері.
Стокс ережесі.
Люминесцентті микроскопия.
Хемилюминесценция механизмі.
6. Көрнекілік және үлестіргіш материал:
Дәріс мультимедийлі әдіспен жүргізіледі.
1. Тақырып № 5: «Фотобиологиялық процестердің алғашқы сатылары».
2. Мақсаты: Фотобиологиялық процестердің алғашқы кезендерін, ультракүлгін жарықтың биологиялық мембраналарға әсерін оқып-үйрену.
3. Дәріс жоспары және тезистері:
Фотобиологиялық процестердің кезендері.
Фотобиологиялық әсердің спектрлері.
Алғашқы фотохимиялық реакциялар өнімдерін оқып-үйрену.
Еркін радикалдар.
Ақуыздың алғашқы фотохимиялық реакциялары.
Фотореактивация және фотоқорғаныс.
Ультракүлгін жарықтың биологиялық мембраналарға әсері.
Фотосенсибильденген фотобиологиялық процестер.
Дәріс тезистері :
Кванттық биофизика мәселелерін шешу медицина үшін қызығушылық тудырады, өйткені ультракүлгін және көрінетін радиацияның тірі объектілерге әсер етуінің алғашқы кезеңдерін білу – фото- және фотохемитерапияның теориялық және тәжірибелік негізі болып атбылады.
Медицинада биологиялық маңызды қосылыстардың біреуінің жарықты жұтуымен басталатын және ағзаның белгілі бір физиологиялық реакциясымен аяқталатын фотобиологиялық процестердің маңызы зор.
Сәуле энергиясын жұту кезінде биологиялық жүйелерде болатын процестер фотобиологиялық деп аталады. Барлық фотобиологиялық процестер негізгі үш толпқа бөлінеді.
Бірінші топқа ағзаның күн энергиясын жұтуы есебінен маңызды биологиялық қосылыстардың фотосинтез процесі жатады. Жасыл өсімдіктерде, бактерияларда, балдырларда жүретін көмірсулардың фотосинтезінің маңызы зор.
Фотобиологиялық процестердің екінші тобына жүйенің энергиясының артуымен және химиялық синтезбен байланысты болмайтын процестерді жатқызуға болады. Олар мынадай процестер: жануарлардың көргіштігі, фотооксис, фототропизм және өсімдіктердің фотопериодизмі.
Фотобиологиялық процестердің үшінші тобына нәтижесінде тірі құрылымның зақымдануы, маңызды биологиялық қосылыстардың құрылысының өзгеруі болатын процестер жатады. Құрылымдық өзгеруінің салдарынан ағзаның тіршілік қызметінің өзгеруі болады.
Фотобиологиялық процестердің негізіне фотохимиялық реакциялар жатады. Негізгі фотохимиялық реакцияларға фотоионизация, фото қалпына келтіру и фотоқышқылдану, фотодиссоциация, фотоизомеризация, фотодимерзация жатады.
Фотобиологиялық процестердің энергетикасын қарастыру үшін жүйенің жұтылу қабілеттілігін білу қажет. Осы жағдайда екі фактор аса қажет:
1. Бірлік уақыттағы жұтылатын энергия мен кванттар санының жалпы мөлшері ;
2. Жұтылатын квант шамасы.
Бірінші фактор бірлік уақытта орындалатын реакцияның мүмкін болатын санын, яғни процестің жылдамдығын анықтайды;
Екінші фактор фотореакцияның энергетикасын анықтайды, яғни қандай реакцияның мүмкін болатындығын.
Жасушаның жойылуына, мутациясына әкеліп соғатын ультракүлгін сәулесінің медицинада, микроорганизмдер генетикасында маңызы зор. Күннің ультракүлгін сәулесінің спектрі үш салаға бөлінеді:
1. 180-275 нм – қысқа толқынды сәуле ақуыздар мен липидтердің құрылысын өзгертеді, бактерицидті әсері бар.
2. 275-320 нм – орташа толқынды сәуле.
Антирахитті және дақты әсер етеді, эпителийдің пайда болуын күшейтеді, ағзадағы өндірілу процесіне жағдай жасайды.
3. 320-400 нм- ұзын толқынды сәуле.Әлсіз биологиялық әсер етеді, кейбір органикалық заттардың люменисценциясын тудырады.
4.Әдебиет.
Негізгі:
А.Н.Ремизов. Медицинская и биологическая физика. Москва. «Высшая школа», 1987. 529-531 беттер.
Қосымша:
Н.И.Губанов., А.А.Утепбергенов. Медицинская биофизика. Москва. «Медицина», 1978. 71-75, 90- 95 беттер.
Ю.А.Владимиров. Биофизика. Москва. Медицина. 1983. 41- 63 беттер.
5. Қорытынды сұрақтар (кері байланыс):
Фотобиологиялық процестердің негізгі түрлері.
Фотобиологиялық процестердің алғашқы кезендері.
Еркін радикалдар: судың, органикалық молекулалардың, хинондардың, липидтердің.
Еркін радикалды қышқылдану.
Негізгі фотохимиялық реакциялар.
Фотохимиялық реакциялардың алғашқы өнімдері.
Фотореактивация және фотоқорғаныс.
Фотосенсибилизаторлар.
6. Көрнекілік және үлестіргіш материал:
Дәріс мультимедийлі әдіспен жүргізіледі.
1. Тақырып № 6: «Қанның реологиялық қасиеттері. Тамырлар бойымен қан қозғалысының гемодинамикалық заңдылықтары».
2. Мақсаты: Қантамырлар жүйесі арқылы қан ағысының жалпы физико-математикалық заңдылықтарымен, қанның реологиялық қасиеттерімен студенттерді таныстыру. Қанның тамырлар арқылы қозғалу ерекшеліктерін түсіндіру.
3. Дәріс жоспары және тезистері:
Қанайналым жүйесінің биофизикасы.
Қанның реологиялық қасиеттері.
Ірі тамырлардағы қанның қозғалысы.
Микротамырлардағы қанағысын ұйымдастыру.
Капиллярдағы қанның формалы элементтерінің қозғалысы.
Қанның реологиялық қасиеттерін анықтайтын факторлер.
Капиллярлардағы эритроциттердің бағытталу түрлері.
Тамырлар арқылы қанның қозғалысының гемо және гидродинамикалық заңдылықтары.
Пульсті толқындардың таралуы. Соққы көлем.
Дәріс тезистері:
Биомеханиканың бөлімдерінің бірі болып табылатын гемодинамика тамырлар арқылы қанның ағысын зерттейді.Қанның ағысы тек қанның қасиеттеріне ғана емес, сонымен бірге қан тамырларының қасиеттеріне де байланысты болады. Қанайналым жүйесі ағзада транспорт қызметін атқарады және ол гуморальді әсердің берілуі үшін канал болып табылады.
Дәрісте тамырлар арқылы қан ағысының гемо- және гидродинамикалық қасиеттері қарастырылады.
Көптеген сұйықтардың (су, төменгі молекулалық қосылыстар, нақты ерітінділер, балқыған металдар мен олардың тұздары) тұтқырлық коэффициенттері сұйықтың табиғаты мен температурасына байланысты болады. Осындай сұйықтар ньютондық деп аталады.
Кейбір сұйықтардың, әсіресе жоғары молекулалық (мысалы, полимерлер ерітіндісі) немесе дисперсті жүйені білдіретін сұйықтардың (суспензия мен эмульсиялар) тұтқырлық коэффициенттері сондай- ақ ағыс түріне- қысым мен жылдамдық градиентіне де байланысты болады.
Олардың артуы сұйықтың ішкі ағынының құрылымының бұзылуы салдарынан сұйықтың тұтқырлығын төмендетеді.Осындай сұйықтар құрылымды- тұтқырлы не ньютондық емес деп аталады.
Қан ақуызды ерітіндідегі, яғни плазмадағы формалы элементтердің суспензиясы болып табылады. Сондықтан ол ньютондық емес сұйыққа жатуы керек. Сонымен қатар тамырлар арқылы қанның ағысы кезінде ағынның орта бөлігінде формалы элементтердің концентрациясы байқалады, сол кезде тұтқырлық сәйкес артады.
Қанның тұтқырлығы сондай үлкен шама емес, осы құбылыстарды есептемей, оның тұтқырлық коэффициентін тұрақты шама деп есептейді.
Қанның салыстырмалы тұтқырлығы қалыпты жағдайда 4,2-6 құрайды. Патологиялық
жағдайда 2-3-ке дейін төмендейді ( анемия кезінде) не 15-20-ға дейін артады (полицитемия кезінде).
Қанның сарысуының тұтқырлығы қалыпты жағдайда 1,64-1,69, ал патологияда 1,5-2,0.
Қанның барлық тамырлар жүйесі арқылы қозғалуына қажетті бастапқы қысым жүректің жұмысымен орындалады. Осындай жағдайда жүрек жұмыс фазасы (бұлшықеттің жиырылуы-систола) бол фазамен (бұлшықеттің босаңсуы- диастола) кезектесетін ырғақты әсер ететін сорғышты білдіреді
4.Әдебиет.
Негізгі:
Сәтбаев Х.Қ. Өтепбергенов А.А. Нілдібаева Ж.Б. Адам физиологиясы. Алматы, 2005. 225- 269 беттер.
В.О. Самойлов. Медицинская биофизика. СПБ.: СпецЛит, 2004. 383- 405 беттер.
В.Ф. Антонов. Москва. ВЛАДОС. 2000. 181-220 беттер.
Қосымша:
А.Н.Ремизов. Медицинская и биологическая физика. Москва. «Высшая школа», 1987. 186- 190 беттер.
Н.И.Губанов., А.А.Утепбергенов. Медицинская биофизика. Москва. «Медицина».1978. 271-283 беттер.
Ю.А.Владимиров. Биофизика. Москва. Медицина. 1983. 225- 244 беттер.
5. Қорытынды сұрақтар (кері байланыс):
Қанайналым жүйесі.
Жүректің биомеханика элементтері.
Жүректің жұмысы.
Тамырлар арқылы қанның қозғалысы.
Бернулли, Гаген теңдеуі.
Пульсті толқын.
Қанның қысымы.
Ұсақ тамырлардағы қанның эквивалентті тұтқырлығының төмендеуі.
Қанның соққы көлемі.
6. Көрнекілік және үлестіргіш материал:
Дәріс мультимедийлі әдіспен жүргізіледі
1. Тақырып № 7: «Медициналық техника».
2. Мақсаты: Студенттерді медициналық аппараттармен және құрал- жабдықтармен таныстыру. Электрониканың медицинадағы ролін көрсету.
3. Дәріс жоспары және тезистері:
Медициналық құрал- жабдықтар мен аппараттардың түрлері.
Әсер етуші және қабылдаушы аппараттар.
Диагностикалық және терапевтік аппараттар.
Медициналық электроника.
Хабарды тарату мен тіркеудің жалпы сұлбасы.
Өлшеуіш түрлендіргіште түрленетін энергия түрлері.
Медициналық аппаратураның қауіпсіздігі мен сенімділігі.
Дәріс тезистері:
Барлық медициналық техниканы қойылатын мәселелердің көзқарасы, медициналық технологиялық процесс жағынан, үлкен үш топқа бөлуге болады:
аппаратура, құралдар (инструменттер) және жабдықтар.
Энергия ағынының бағытына байланысты барлық медициналық аппаратураны екіге бөлуге болады- әсер етуші
аппаратура, яғни егер энергия ағыны аппаратурадан емделушіге бағытталса және қабылдаушы, егер энергия ағыны емделушіден аппаратураға бағытталса.
Және де қызметі жағынан медициналық аппаратура, яғни мақсатына қарай терапевтік және диагностикалық деп бөлінеді.
Медициналық электроникаға жататын әдістер мен аппараттар жиынтығын құрылыстарының ұқсастығы жағынан бөліктерге бөлуге болады.
Шартты түрде мынадай төрт аймаққа бөлеміз: функционалды диагностика, электростимуляция, электротерапия и электронды есептеуіш қондырғылары.
Функционалды диагностикадағы электроника үш әдістен тұрады:
1. әртүрлі мүшелердің биопотенциалдарын тіркеуге негізделген әдістер (электрография);
2. электрлік емес шамаларды электрлік тіркеуге негізделген әдістер (фонокардиография баллистокардиография, сфимография, реография және т.б.);
3. Эндометрия және радиотелеметрия әдістері.
Хабарды алу қондырғысы міндетті түрде жүйемен өзара байланысады, ал қалған элементтері медико- биологиялық жүйеден алысырақ орналасады.
Хабарды алу қондырғысынан алынған сигнал үдеткішпен үдетіліп, арнайы қондырғымен өлшеніп не тіркелуі мүмкін.
Биологиялық жүйеден хабар алу үшін электрод пен датчик түріндегі хабарды алу қондырғысы қолданылады.
Диатермия, индуктотермия және ультра жоғары жиілікті терапия кезінде жоғары кернеулі айнымалы және төменгі жиілікті тұрақты токтан қауіпсіздік мақсатында терапевтік деп аталатын арнайы контур қолданылады.
4.Әдебиет.
Негізгі:
А.Н.Ремизов. Медицинская и биологическая физика. Москва. «Высшая школа», 1987. 349- 360 беттер.
Қосымша:
А.Р. Ливенсон. Электромедицинская аппаратура. Москва. «Медицина». 1981. 137- 157 беттер.
5. Қорытынды сұрақтар (кері байланыс):
Медициналық аппаратура.
Медициналық құралдар.
Әсер етуші және қабылдаушы аппараттар.
Диагностикалық және терапевтік аппараттар.
Фукнционалды диагностикадағы электроника.
Электростимуляция.
Электротерапия.
Электронды- есептегіш қондырғылар.
6. Көрнекілік және үлестіргіш материал:
Сұлбалар мультимедийлі вариантта жүргізіледі.
1. Тақырып № 8: «Фотоэлектрлік түрлендіргіштер. Түрлендіргіштердің конструкциясы және олардың негізгі сипаттамасы».
2. Мақсаты: Студенттерді фотоэлектрлік түрлендіргіштермен таныстыру. Фотоэффект құбылысын оқып-үйрену. Датчиктердің құрылысын және медицинада қолданылуын оқып- үйрену. Фотоэлектрлік түрлендіргіштер. Датчиктердің құрылысы.
3. Дәріс жоспары және тезистері:
Фотоэлектрлік түрлендіргіштер: фотоэлементтер, фотоэлектрлі көбейткіштер және оларды қолдану.
Фотоэлементтердің маңызды параметрлері.
Сыртқы және ішкі фотоэффект құбылыстары.
Фотоэффект заңдары. Фотоэффект үшін Эйнштейн теңдеуі.
Датчиктердің түрлері.
Датчиктердің сезімталдығы.
Дәріс тезистері:
Фотоэлектрлік түрлендіргіштер реверсті есептегіштер не компьютерлі жүйелер арқылы тіркелетін бұрыштық шамаларды электрлік импульстерге түрлендіру үшін қолданылады.
Бұрыштық шамаларды фотоэлектрлік түрлендіргіштер мәліметтерді өңдеудің және тіркеудің сандық қондырғылары бар ақпараттық- өлшеуіш жүйелердің, басқару жүйелерінің құрамындағы бұрылу бұрышына, бұрыштық жылдамдығына, бұрыштық үдеуге сәйкес сандық кодқа түрлендіретін тізбектелген сандық импульстерді қалыптастыру және алу үшін қолданылады.
Фотоэлементтердің жұмысы ішкі фотоэффект және жартылай өткізгіштерге негізделген. Қолданылуларына байланысты датчиктер екі басты топқа бөлінеді:жалпы қолданылатын датчиктер және арнайы датчиктер.
Биологиялық жүйеден хабар алу үшін электрод пен датчик түріндегі хабарды алу қондырғысы қолданылады.
Датчик дегеніміз өлшенетін не бақыланатын электрлік емес шаманы электрлік сигналға түрлендіретін қондырғы. Электрлік сигналды пайдалану тиімді, себебі электрондық қондырғылар оларды оңай күшейте алады, белгілі бір арақашықтыққа тарата және тіркей алады.
Датчиктер генераторлы және параметрлі болып бөлінеді.
Генераторлы- өлшенетін сигналдың әсерінен кернеу не токты өндіреді. Осындай датчиктерге жатады:
- пьезоэлектрлі, пьезоэлектрлі құбылысқа негізделген.
- термоэлектрлік, термоэлектрлік құбылысқа негізделген;
- индукциялы, электромагнитті индукцияға негізделген;
-фотоэлектрлік, фотоэлектрлік эффектіге негізделген .
Параметрлік – өлшенетін сигналдың әсерінен қандайда бір электрлік параметр өзгереді. Осындай датчиктерге жатады:
- сыйымдылық, оларда электрлік сыйымдылық өзгереді;
- индуктивті, оларда индуктивтілік өзгереді;
- реостатты, омдық кедергі өзгереді;
Хабарларды тасымалдаушы болып табылатын энергияға байланысты датчиктер механикалық, акустикалық ( дыбыстық), температуралық, электрлік, оптикалық және т.б.болып бөлінеді.
Кейбір жағдайда датчиктерді өлшенетін шамаға байланысты бөледі, мысалы қысым датчигі.
Датчиктер түрлендіру функциясымен, сезімталдығымен, уақытша сипаттамамен (инерциясы) сипатталады.
4.Әдебиет.
Негізгі:
А.Н.Ремизов. Медицинская и биологическая физика. Москва. «Высшая школа», 1999. 498- 502 беттер.
5. Қорытынды сұрақтар (кері байланыс):
Фотоэлектрлік түрлендіргіштердің қолданылуы.
Фотоэлементтер, фотоэлектрлі көбейткіштер.
Негізгі фотометрлік шамалар.
Сыртқы және ішкі фотоэффект құбылыстары.
Фотоэффект заңдары.
Фотоэффект үшін Эйнштейн теңдеуі.
Фотоэлементтің интегралды және спектралды сезімталдығы.
Фотоэлементтер медицинада қолдану.
Генераторлы және параметрлі датчиктер.
6. Көрнекілік және үлестіргіш материал:
Сұлбалар мультимедийлі вариантта жүргізіледі.
1. Тақырып № 9: «Терапевтикалық тағайындалған медициналық құралдар».
2. Мақсаты: Биопотенциалдарды тіркейтін құралдардың жұмыс істеу принципімен, терапевтік мақсаттағы құралдардың қолданылуымен студенттерді таныстыру.
3. Дәріс жоспары және тезистері:
Биопотенциалдарды тіркейтін құралдардың жұмыс істеу принципі.
Хабарды тарату мен тіркеудің жалпы сұлбасы.
Электрокардиограф.
Төменгі жиілікті терапия аппараттары:
1. тұрақты токты;
2. төменгі жиілікті импульсті және айнымалы токты;
3. төменгі жиілікті магнит өрістегі;
4. тұрақты электрлік өрістегі және аэроионды;
Терапевтік мақсаттағы жоғары жиілікті терапия аппараттары:
1. Дарсонвализация.
2. Диатермия.
3. Электрохирургия.
4. Индуктотермия.
5. УЖЖ-ті (ультражоғары жиілікті) терапия.
6. ӨЖЖ- ті (өте жоғары жиілікті) терапия.
Дәріс тезистері:
Биопотенциалдар мүшелердің қалыпты не қалыпсыз күйлерін нақты анықтайды. Сондықтан талдау үшін оларды тіркеу физикалық зерттеулер мен ауруды диагностикалауда аса маңызды әдіс болып табылады. Жүректің биопотенциалы оның нерв- бұлшықет аппаратының жасушаларының қозуы процесінде пайда болады. Жүректің бір ретті циклінде қозу жүректің қызметімен анықталатын оның нерв- бұлшықет аппаратының әртүрлі бөліктерімен белгілі бір тізбекпен таралады.
Медико- биологиялық жүйенің жағдайы жөнінде хабар алу және тіркеу үшін қондырғылар жиынтығы қажет. Осындай қондырғының алғашқы элементі- сезгіш элемент хабарды алу қондырғысы деп аталады. Ол жүйенің өзімен тікелей байланысады, ал қалған элементтері белгілі бір аралықта орналасуы мүмкін.
Тұрақты токтың адам ұлпасына алғашқы әсері олардағы зарядталған бөлшектердің, ең бастысы ұлпа электролиттеріндегі иондардың орын ауыстыруымен аныққталады. Иондардың әртүрлі қозғалғыштығы салдарынан және олардың кейбіреулерінің жартылай өткізгішті мембраналардың жібермеуі салдарынан жасуша ішінде және сыртында табиғаты әртүрлі иондардың кәдімгі концентрацияларының өзгеруі және бөлінуі орындалады, яғни мембраналарда электрлік поляризация құбылысы жүреді. Ионды ортаның өзгеруі жасушаның функционалды күйінің қозу не тежелу жағына қарай өзгеруін тудыруы мүмкін. Осыдан тұрақты токтың адам ұлпасына алғашқы әсерінің негізіне поляризациялық құбылыстар жатады деп айтуға болады.
Дарсонвализация үшін теріге әлсіз жоғары жиілікті разрядпен әсер ету жатады, ол дене беті мен сиретілген ауасы бар шыны баллон түріндегі арнайы электрод аралығында пайда болады.
Терапевтік диатермия ұзақ уақыт бойы терең жатқан ұлпалар мен мүшелерді тікелей қыздыруда жоғары жиілікті терапияның негізгі әдісі болып келді. Әртүрлі себептермен, әсіресе электродтардың ыңғайсыз орналастырылуына байланысты қазіргі кезде диатермия қолданылмайды.
Хирургиялық диатермия мен электрохирургия өздерінің мәнін жоғалтқан жоқ.
Электрохирургия электрокоагуляцияға бөлінеді – нүктелік электрод астынан бөлінетін жылу әсерінен ұлпалардың пісірілуі, және электротомияға бөлінеді- өткір электрод көмегімен ұлпаларды кесу.
Индуктотермия – жұмсақ сым арқылы өтетін токпен пайда болатын жоғары жиілікті магнит өрісімен ағзаға әсер ету әдісі. Осы кездегі тербеліс жиілігі 10-15Мгц.
4.Әдебиет.
Негізгі:
А.Н.Ремизов. Медицинская и биологическая физика. Москва. «Высшая школа», 1999. 498- 502 беттер.
5. Қорытынды сұрақтар (кері байланыс):
Биопотенциалдарды тіркейтін құралдардың жұмыс істеу принципі.
Хабарды тарату мен тіркеудің жалпы сұлбасы.
Электрокардиограф.
Төменгі жиілікті терапия аппараттары.
Терапевтік мақсаттағы жоғары жиілікті терапия аппараттары.
6. Көрнекілік және үлестіргіш материал:
Сұлбалар мультимедийлі вариантта жүргізіледі