Занятие № 12

ТЕМА: Внешние электрические поля тканей и органов. Физические основы электрокардиографии

Цель: Изучить физические механизмы возникновения и принципы регистрации внешних электрических полей, связанных с функционированием внутренних органов

При функционировании тканей и органов, как и отдельных клеток, сопровождающемся электрической активностью, в организме создается электрическое поле. Поэтому два электрода, приложенные к разным участкам тела, регистрируют разность потенциалов. Зависимость от времени разности потенциалов, возникающей при функционировании данного органа или ткани, называется электрограммой.

Вопросы для рассмотрения на занятии:

1. Электрограммы. Задачи электрографии. Электрокардиография. Распространение волн возбуждения.

2. Принцип эквивалентного генератора, схема, требования. Диполь, параметры.

3. Потенциалы электрического поля униполя.

4. Потенциалы электрического поля диполя.

5. Модель Эйнтховена, постулаты. Карта электрических потенциалов на поверхности тела.

6. Дипольный эквивалентный электрический генератор сердца.

7. Электрокардиограмма.

8. Векторэлектрокардиография.

9. Многодипольные эквивалентные электрические генераторы сердца. Модель Миллера и Гезелувитца.

Литература

• Владимиров Ю.А. Биофизика. – М., 1983, стр. 172-193

• Антонов В.Ф. Биофизика. – М., 1999, стр. 112-126 (Глава 5)

Занятие № 13

ТЕМА: Автоволновые процессы в активных средах

Цель: Изучить распространенность и механизмы возникновения автоколебательных и автоволновых процессов в биологических системах

Автоволновыми процессами называют процессы распространения волн возбуждения в активных средах.

Характерными признаками активных сред является: а) существует распределенный источник энергии или вещества, богатых энергией; б) каждый элементарный объем среды находится в состоянии, далеком от термодинамического равновесия, т.е. является открытой термодинамической системой в которой диссипируется часть энергии, поступающей из распределенного источника; в) связь между соседними элементарными объемами осуществляется за счет процессов переноса.

По аналогии с автоколебательными Рем Викторович Хохлов предложил назвать системы, в которых возможно возникновение волн или структур в результате потери устойчивости однородного состояния, автоволновыми (АВ).

Периодические, автоколебательные явления свойственны процессу гликолиза. В Опытах Чанса, Гесса и сотрудников сначала были обнаружены затухающие концентрационные колебания в гликолизе, затем были открыты незатухающие автоколебания.

Колебания концентрации NAD•H в экстракте дрожжей.	Реакция Белоусова-Жаботинского

Вопросы для рассмотрения на занятии:

1. Колебательные процессы в природе. Свободные, вынужденные, автоколебания.

2. Механизмы возникновения колебаний на клеточном и внутриклеточном уровнях:

• Автоколебания в биохимических системах.

• Механизм возникновения колебаний на мембранах.

3. Активная среда, автоволны, их отличие от колебаний механических и электромагнитных волн. Механизм распространения нервного импульса.

4. Распространение автоволн в однородной среде. τ – модель Винера и Роземблюта.

5. Основные свойства автоволн. Однородные, неоднородные среды.

6. Условия возникновения циркуляции автоволн.

7. Трансформация ритма в неоднородной среде.

8. Ревербератор в среде с отверстием.

9. Возникновение ревербераций в неоднородных средах.

10. Свойства ревербератора. Условия возникновения мерцательной аритмии.

Самостоятельная работа

1. Тест (Антонов В.Ф. Биофизика. – М., 1999, стр. 141-143)

2. Колебательные процессы в биологии. Предельные циклы.

3. Колебания в ферментативных системах.