59. Действие уф на белковые молекулы. Образование свободных радикалов.

Непосредственным результатом действия УФ-излучения на белковую субстанцию является распад крупных белковых молекул (фотолиз), потеря способности белка удерживать влагу (денатурация), а затем его коагуляция (выпадение в осадок). Коагулированный белок легко расщепляется ферментами, в результате чего образуются вещества, обладающие высокой биологической активностью (гистамин, ацетилхолин, серотонин, биогенные амины и др.). В месте поглощения УФ-энергии образуются свободные радикалы, усиливается актив­ность ряда ферментов (гистаминазы, тирозиназы, пероксидазы и др.), оказывающих влияние на жизнедеятельность организма. Биологически активные вещества, образующиеся в месте воздействия УФ-излучения, попадая в дальнейшем в общий ток крови, разносятся по всему организму и оказывают воздействие на отдаленные органы и различные системы (нервную, эндокринную и др.).

Все стабильные молекулы на каждом электронном энергетическом уровне имеют по два электрона с противоположно направленными спинами. Свободным радикалом наз-ся молекула или ее часть, имеющая неспаренный электрон. Образуются в процессе обмена веществ. Они имеют неспаренный электрон и поэтому вступают в химические реакции с различными веществами в наших клетках и, тем самым, разрушают (окисляют) их. Свободные радикалы органических молекул образуются при действии ионизирующей и УФ-радиации.

Длинноволновое УФ излучение и видимый свет практически не поглощается НК и белками, для реализации их деструктивного действия большую роль играют фотосенсибилизаторы. В белках наиболее подвержены действию ультрафиолета аминокислоты триптофан и цистеин. Триптофан под действием коротковолнового ультрафиолета подвергается ионизации.

60. Цепная реакция пероксидного окисления липидов. Одним из основных структурных элементов биологических мембран являются фосфолипиды. В состав молекулы фосфолипида входят ненасыщенные жирные кислоты, которые могут окисляться по цепному свободнорадикальному механизму. Особенность цепных реакций состоит в том, что свободные радикалы, реагируя с др молекулами, не исчезают, а превращаются в другие свободные радикалы. Свободнорадикальное окисление липидов начинается с реакции инициирования. Инициатором могут служить свободные радикалы. Затем идут реакции продолжения цепи. Далее реакции разветвления, когда гидроперекиси разлагаются, инициируя новые цепи. Разветвление происходит в присутствии ионов двухвалентного железа, под действием УФ-излучения. Не все радикалы продолжают цепь, часть их рекомбинируют друг с другом, давая неактивные продукты. В биологических системах за испускание квантов хемилюминесценции ответственна реакция рекомбинации перекисных свободных радикалов липидов.

61. Биологическое действие УФ – излучения. Диапазоны УФ излучения. Механизм бактерицидного и бактериостатического действия. Молекулярные механизмы антирахитического, пигментообразующего и эритемного действий.

УФ- электромагнитная волна, длиной от 10-400 нм, естественным источником явл-ся солнечная радиация. Ультрафиолетовая область (200-400 нм) делят на три участка:

УФ-А длинноволновый (315-400 нм): загар, синтез витаминаД из провитаминов, фотоаллергические и сенсибилизированные фототоксические эффекты.

УФ-В средневолновый (280-315 нм): эритема, эдема, загар, ожог глаз, синтез витамина Д, пигментообразующее действие.

УФ-С коротковолновый (200-280 нм) : эритема, загар, мутации, бактерицидный эффект, бактериостатическое действие, концерагенное действие.

Фотоны УФ-диапазона спектра, поражая микроорганизм, разрушают структуру ДНК, лишая его возможности репродуцироваться. УФ-излучение оказывает летальное действие на все известные виды патогенных микроорганизмов. Это обусловлено спектральной чувствительностью организмов к бактерицидному УФ-излучению.

Продукты фотодеструкции активируют систему мононуклеарных фагоцитов и вызывают дегрануляциюлаброцитов и базофилов. В результате в коже и сосудах происходит выделение биологически ак­тивных веществ и медиаторов (ацетилхолин и гистамин). Они увеличивают про­ницаемость и тонус сосудов, а также вызывают сокращение гладких мышц. Вследствие ре­акций увеличивается количество функционирующих артериол и капилляров кожи, нарастает скорость локального кровотока. Это приводит к формированию ограниченной гиперемии кожи –эритемы. Пигментация не является специфической ответной реакцией на средневолновое ультрафиолетовое излучение, хотя и проявляется после эритемы. Разная спек­тральная зависимость пигментообразующего и эритемообразующего эффектов. Следовательно, загар и эритема являются самостоятельными специфическими реакция­ми на ультрафиолетовое излучение длинно- и средневолнового диапазонов.

62. Биофизика зрения. Глаз как оптическая система. Нарушение аккомодации и биофизические принципы их коррекции. Виды фоторецепторов глаза. Функции палочек и колбочек. Зрительные пигменты палочек и колбочек. Превращение родопсина. Виды цветового зрения. Классификация расстройств цветового зрения и их молекулярная природа.

Собственно глазом является глазное яблоко, имеющий форму шара. Наружная белковая оболочка – склера – в передней части превращается в прозрачную роговую оболочку. К склере прилегает сосудистая оболочка, внутренняя поверхность выстлана темными пигментными клетками. В передней части глаза сосудистая оболочка переходит в радужную, в которой имеется круглое отверстие – зрачок. К зрачку с внутренней стороны примыкает хрусталик. Между роговицей и хрусталиком передняя камера глаза, она заполнена водянистой влагой – жидкостью. Вся внутренняя часть глаза от хрусталика до задней стенки занята стекловидным телом. Зрительный нерв входит в глазное яблоко через заднюю стенку, переходит во внутренний слой глаза – сетчатку иили ретину, являющийся световоспринимающим аппаратом глаза.

Свет, попавший в глаз, фокусируется при помощи хрусталика на слой светочувствительных клеток сетчатки – палочках и колбочках. Палочки располагаются по всей поверхности полусферической сетчатки и отвечают за черно-белое или сумеречное зрение. Колбочки сконцентрированы в центральной части сетчатки и отвечают за восприятие света.зрительный пигмент родопсин сосредоточен в наружных сегментах палочек, где он встроен в зрительные диски. Диски представляют собой замкнутые бимолекулярные липидные мембраны. Наружный сегмент соединен с внутренним тонкой соединительной ножкой. Во внутреннем сегменте рядом с ножкой много митохондрий. В конце внутреннего сегмента, обращенного к свету, находится синаптический контакт с нервными волокнами. Молекулы родопсина пронизывают липидный слой мембран зрительных дисков. Низкая вязкость липидного слоя обусловлена высоким содержанием полиненасыщенных жирных кислот. Зрительный пигмент родопсин – сложный белок. Он состоит из опсина и ретиналя. Молекула ретиналя содержит 6 двойных сопряженных связей. Особенностью наружных сегментов палочек сетчатки является то, что в покое (в темноте) потенциал на их цитоплазматической мембране имеет натриевую природу, в отличие от потенциалов покоя нервных клеток. Натрий, накапливается в цитоплазме наружного сегмента, а затем через ножку, соединяющую его с внутренним сегментом, пассивно диффундирует во внутренний сегмент. Здесь ионы натрия попадают в энергетическую фабрику (скопление митохондрий), где используя АТФ, работает фермент АТФ-аза, активно выкачивающий натрий во внешнюю среду. Когда из родопсина под действием света образуется метародопсин, проницаемость цитоплазматической мембраны для натрия резко снижается, а для др ионов не меняется. Потенциал на мембране становится калиевой природы и полярность его меняется.

Цветовое зрение. При слабом свете максимум чувствительности глаза человека расположен около 500 нм, что соответствует максимуму поглощения родопсина, содержащегося в палочках. На ярком свету максимум чувствительности смещается к 550 нм, что соответствует максимуму спектра поглощения пигмента в колбочках. Пигмент колбочек содержит 11 цис-ретиналь, как и родопсин, но белковая часть пигмента отличается, поэтому пигменты колбочек – йодопсины. Каждая колбочка содержит только один вид йодопсина, а типов колбочек всего три. При некоторых генетических заболеваниях нарушается синтез белков-йодопсинов, в результате чего не образуется тот или иной пигмент цветого зрения. Человек утрачивает способность различать цвета. Это болезнь – дальтонизм.

В нормальном глазу при отсутствии аккомодации задний фокус совпадает с сестчаткой – эмметропический и аметропический, если это условие не выполняется. Виды аметропии – близорукость(задний фокус лежит впереди сетчатки) и дальнозоркость (задний фокус лежит за сетчаткой).

Аберрация проявляется в сумерках, изображения нерезки.