химический каталог




Общая биофизика

Автор М.В.Волькенштейн

крывающие молекулярные механизмы мембранных процессов, ответственных за биологические ритмы. Однако общие подходы к таким проблемам развиты, и периодические процессы в клетках нельзя более считать загадочными.

Обсуждаемые явления можно феноменологически описать на языке нелинейной термодинамики [88]. Задачи дальнейших исследований достаточно трудны, так как их решение требует детального изучения молекулярной структуры и динамики биологических мембран.

§ 8.10. ФИБРИЛЛЯЦИЯ ВОЗБУДИМОЙ СРЕДЫ

Из изложенного в гл. 5 очевидно, что любая мышечная ткань представляет собой возбудимую среду, — возбуждение, сообщаемое сетью нервных волокон, вызывает механохимические процессы. Тем самым процессы в возбудимых средах имеют важнейшее значение для физиологии, в частности, для физиологии сердечной мышцы. Рассмотрим, следуя работам Кринского ([79, 95—99], см. также [19]), фибрилляцию сердца. При некоторых патологических состояниях ритмически сокращающаяся сердеч^ ная мышца десинхронизуется, отдельные мышечные волокна сокращаются хаотически, асинхронно, наступает фибрилляция, приводящая организм к гибели. Спасение может быть достигнуто лишь быстрой дефибрилляцией, возвращением сердца к его нормальному ритму. Физическая задача состоит в анализе природы фибрилляции и условий ее возникновения, в нахождении таких параметров системы, при воздействии на которые сердце можно перевести в нормальный режим.

В § 8.5 рассмотрены возбудимые среды, в которых протекают химические реакции. Визуально наблюдаемые в таких средах автоволновые процессы свойственны возбудимым средам в целом. В частности, циркуляция возбуждения в двумерной системе приводит к общему для возбуждаемых сред явлению — к возникновению ревербераторов.

Само понятие возбудимой среды как среды, в которой распространение импульса происходит без затухания, было введено Винером и Розенблютом [42]. Импульс генерируется каждой точкой среды. Примером одномерной возбудимой среды может служить бикфордов шнур или нервное волокно. Каждая точка возбудимой среды может находиться в одном из трех состояний: покоя, возбуждения и рефрактерности. Если на точку, находящуюся в состоянии покоя, подать возбуждающий сигнал, то она перейдет в возбужденное состояние, в котором пробудет время т, затем перейдет в рефрактерное состояние, продолжающееся в течение времени xR. В период рефрактерности Тд точка не реагирует более на возбуждающий сигнал, следовательно, никакая

точка не может возбуждаться с частотой, большей т~1.

Общие математические модели возбудимых сред, объясняющие возникновение ревербераторов, рассмотрены в работах [19, 42—45, 100]. Показано, что синхронное распространение волн может нарушаться в результате появления источников волн, вызванного попаданием в среду внеочередного (экстрасистолического) импульса возбуждения. В неоднородных средах эти источники могут размножаться и порождать фибрилляцию.

Ревербератор в однородной двумерной системе возникает, например, при наличии отверстия, периметр которого превышает длину волны Я = VXR (V — скорость распространения волны). Циркуляция волны возбуждения возможна и в непрерывной среде, неоднородной по рефрактерности. Если в некоторую область среды, имеющую форму кольца, послать импульс, то он не будет циркулировать, так как волны возбуждения, распространяющиеся по часовой стрелке и' против нее, встретятся и погасят друг друга. Однако если рефрактерность не всюду одинакова, то циркуляция возникнет вследствие трансформации ритма.

На рис. 8.41 показана неоднородная среда, состоящая из двух областей с периодами рефрактерности Тд1 и тД2- Интервал Д/ между двумя последовательными волнами ai и а% таков, что

А) Б;

Рис. 8.41. Трансформация ритма в двумерной неоднородной среде. Л —распределение рефрактерности (Т/^>> XRL)' ^ — разрыв фронта волны А2.

волна а,2 не может возбудить область с периодом рефрактерности тВ2 > TRI. Возникает разрыв фронта волны а2. Рефрактерный «хвост» имеет большую длину в области 2, чем в /. Трансформация ритма состоит в выпадении второго импульса.

Ревербератор возникает при контакте фронта волны с покоящейся тканью. Такая ситуация создается, например, встречной

а) Ф в) г)

Рис. 8.42. Возникновение ревербератора в неоднородной среде. Последовательные стадии А, 6, В, Г

волной Ъ (рис. 8.42). Волны Ь и ах гасят друг друга, и волна а2 переходит в правую полуплоскость в виде полукруга (рис. 8.42, в), а затем, миновав свой «рефрактерный хвост»,— в левую. Путь замыкается, и образуется ревербератор (рис. 8.42, г).

В однородной среде период волн, посылаемых ревербератором, равен тл. и ревербератор существует неограниченно долго.

Если он возник на границе двух однородных областей, то его время жизни конечно и тем меньше, чем больше неоднородность. Число оборотов волны возбуждения вокруг линии разрыва фаз равно

п=\+ 1 . (8.114)

Размер ревербератора может быть меньше длины волны.

Ревербераторы могут сами служить источником волн высокой частоты, вызывающих появление новых ревербераторов. Иным

страница 162
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223

Скачать книгу "Общая биофизика" (4.77Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
шашка такси купить в бишкеке
тв тумбы стеклянные
матрас 80/190 распродажа
временное хранение вещей

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(25.03.2017)