- •1. Механические волны
- •2. Физические характеристики звуковых волн. Эффект Доплера и его применение
- •3. Восприятие звука. Закон Вебера – Фехнера
- •4. Инфразвук и ультразвук. Использование ультразвука в медицине, ветеринарии и биотехнологии.
- •5. Упругие свойства твердых тел. Биореология
- •6. Поверхностное натяжение жидкостей и его значение для живых организмов
- •7. Гидростатическое давление жидкости. Закон Архимеда
- •8. Стационарное движение идеальной жидкости. Уравнение неразрывности потока. Уравнение Бернулли
- •9. Вязкость жидкости. Формула Стокса
- •10. Течение вязкой жидкости в горизонтальной трубе. Формула Пуазейля
- •11. Основы гемодинамики
- •12. Первое начало термодинамики. Теплоемкость. Адиабатический процесс
- •13. Второе начало термодинамики. Энтропия
- •14. Энергетический баланс живого организма. Энтропия и живой организм
- •15. Явления переноса: теплопроводность и конвекция, диффузия
- •16. Осмос. Примеры осмотического эффекта в живых организмах
- •17. Фазовые превращения. Фазовые превращения в живых организмах и биотехнологии
- •18. Постоянное электрическое поле и его действие на организм. Биопотенциалы
- •19. Закон Ома. Закон Джоуля – Ленца. Электродвижущая сила
- •20. Электрический ток в электролитах
- •21. Действие постоянного электрического тока на живой организм
- •22. Постоянное магнитное поле и его действие на организм
- •23. Электромагнитная индукция. Закон Фарадея. Правило Ленца
- •24. Переменный ток. Закон Ома для цепи переменного тока
- •25. Действие переменного тока на живой организм
- •26. Природа света. Распространение световых волн. Законы геометрической оптики
- •27. Тонкие линзы и их характеристики. Микроскоп
- •28. Основные фотометрические характеристики
- •29. Физические явления, связанные с волновыми свойствами света. Разрешающая способность микроскопа
- •30. Тепловое излучение и его действие на организм
- •31. Ультрафиолетовое излучение и его действие на организм
- •32. Глаз и зрение
- •33. Кванты света. Фотобиологические процессы
- •34. Лазеры и их применение в медицине и ветеринарии
- •35. Рентгеновское излучение и его применение в диагностической практике
- •36. Квантовая модель атома
- •37. Свободнорадикальные процессы в организме. Биоантиокислители (антиоксиданты)
- •38. Строение атомного ядра. Ядерные реакции. Радиоактивность.
37. Свободнорадикальные процессы в организме. Биоантиокислители (антиоксиданты)
На определенных этапах окисления углеводов, жиров или белков в клетке появляются свободные радикалы-называют атомы или молекулы, имеющие на внешней валентной орбитали неспаренный электрон. Свободные радикалы обладают очень высокой химической активностью за счет нескомпенсированного магнитного момента (а, значит, и магнитного поля) неспаренного электрона. С участием свободных радикалов осуществляется ферментативное и неферментативное окисление. Свободнорадикальное окисление протекает в тканях живого организма в норме за счет наличия кислорода, молекула которого имеет два неспаренных электрона О2 ••, а также ненасыщенных жирных кислот: олеиновой, линолевой, арахидиновой.
Этапы свободнорадикального окисления.
Инициирование – образование первичных радикалов в организме.
а) В жирных кислотах под действием электрических разрядов, УФизлучения, ионизирующей радиации происходит отрыв слабо связанного (подвижного) атома водорода H с образованием свободных радикалов
б) Иногда в дыхательной цепи митохондрий происходит неферментативный процесс одноэлектронного восстановления поглощаемого кислорода с образованием сильнейшего окислителя супероксид-анионрадикала • . − O2
Развитие цепи.
Образующиеся первичные радикалы R• реагируют с кислородом с образованием перекисного радикала ROO• . Этот радикал ищет жирные кислоты и присоединяет подвижный атом водорода с образованием промежуточных продуктов – гидроперекисей ROOH. Тем временем первичный радикал R• не исчезает, а появляется в каждом новом звене.
Разветвление цепи.
Накапливающиеся до некоторого предела гидроперекиси – соединения неустойчивые и через некоторое время начинают распадаться ROOH → RO• + • OH. Образовавшиеся два новых радикала начинают две новые цепи, что резко лавинообразно ускоряет свободнорадикальное окисление
Избыток продуктов свободнорадикального окисления ускоряет полимеризацию, инициирует новые цепи, например, в липидах мембран, нарушая их проницаемость. Этот эффект организм использует для иммунологической защиты. Фагоциты (нейтрофилы и макрофаги) синтезируют супероксиданионрадикал. Этим супероксидом они поражают мембраны чужеродных бактерий и вирусов. Супероксид инициирует в чужеродных мембранах процессы свободнорадикального окисления, что и является основой их поражения и служит одним из факторов иммунитета. Однако в случае избытка супероксид поражает клетки своего организма. Если реакции свободнорадикального окисления не будут контролироваться, то все клеточные липиды рано или поздно будут уничтожены. Поэтому в состав всех живых тканей входят антиокислители (токоферол, аскорбиновая кислота и др.), которые нейтрализуют возникающие при окислении липидов радикалы и постоянно удерживают процессы окисления на стабильном уровне.
Непрерывное протекание свободнорадикального окисления в течение всей жизни является одной из основных причин преждевременного старения и появления возрастных катаракт как следствия свободнорадикальной полимеризации – нуклеиновых (NH) и жирных (RH) кислот. Причем могут сшиваться даже разнородные биомолекулы , например, нуклеиновых кислот с жирными. Накопление таких «неправильных» полимеров делает кожу менее эластичной, хрусталик непрозрачным, приводит к отложению в клетках пигмента старения бурого цвета – липофусцина, и, что самое главное, постепенно инактивирует все ферментативные, иммунологические и генетические системы. К факторам, ускоряющим процессы свободнорадикального окисления в организме человека и животных, относятся употребление в пищу окисленных прогорклых жиров, недостаток в рационе биоантиокислителей, перекармливание концентрированными комбикормами, ионизирующая радиация, курение, обездвиживание (гиподинамия), стрессы.
Биоантиокислители или антиоксиданты- это ингибиторы процессов свободнорадикального окисления. В начале 60-х годов прошлого века профессор А.И. Журавлев обнаружил антиоксидантную активность у ряда соединений: токоферола, глютатиона, цистеина, витамина K, аскорбиновой кислоты (эти вещества содержатся в яичном желтке), салициловой кислоты, каротина. НО применение людьми антиоксидантов в неумеренных дозах тоже приводит к росту различных патологий, так как понижается иммунная функция фагоцитов.