Учебное пособие: Роль биофизики и физики в теоретическом развитии биологии и ветеринарных дисциплин
Действие переменного электрического тока на живую ткань, живой организм. Действие импульсного тока. Характеристика электрических импульсов. Закон Дюбуа-Реймона. Первичный механизм раздражающего действия импульсного тока. Уравнение Вейса-Лапика. Методы электротерапии с использованием импульсных токов (физические основы методов): электростимуляция, диадинамические токи.
Действие переменного синусоидального тока. Отличия первичного физического механизма действия синусоидального тока от действия постоянного тока. Электрические свойства живой ткани в зависимости от частоты тока. Тепловое и раздражающее действия тока.
Физические основы диаметрии, дорсанвализации, диатермогомии, диатермокоагуляции.
Поражающее действие электрического тока и его первичный биофизический механизм. Значение величины тока и его частоты. Критерии поражающего действия тока: порог ощутимого тока и порог неотпускающего тока.
Электромагнитные колебания и волны. Свободные электромагнитные колебания. Понятие о теории Максвелла. Ток смещения. Электромагнитные волны. Шкала электромагнитных излучений.
Действие электромагнитного поля на живую ткань. Корректность раздельного рассмотрения действия магнитной и электрической составляющих электромагнитного поля.
Действие переменного электрического поля. Тепловые и специфические эффекты и их зависимость от частоты поля. Поляризационные явления и диэлектрические потери в живой ткани. Физические основы УВЧ-терапии и импульсной УВЧ-терапии.
Действие электромагнитного поля. Особенности совместного действия обеих составляющих электромагнитного поля. Физические принципы СВЧ-, ДЦВ - и КВЧ - терапии.
Электромагнитные поля организма млекопитающего. Электромагнитные поля организма и их источники. Классификация явлений. Излучение в СВЧ - и ИК-диапазонах. длинноволновая и коротковолновая части теплового излучения организма. Энергетический спектр теплового излучения тела млекопитающего. Тепловизоры. Перспективы использования тепловидения в ветеринарной медицине.
СВЧ-радиометрия. Магнитные поля организма и проблемы их изучения. Магнитоэнцефалография и магнитография.
Низкочастотные электрические поля организма. Биопотенциалы. Клеточные биопотенциалы и способы их регистрации. Потенциал покоя и потенциал действия. Тканевые биопотенциалы. Электрические параметры биопотенциалов.
Электрография. Методы электрографии: электрокардиография, регистрация кожно-гальванических потенциалов, электроретинография.
Общие физические принципы методов электрографии. Аналоговое моделирование работы электрических активных органов. Понятие об "эквивалентном электрическом генераторе". Эквивалентный токовый генератор и эквивалентный токовый электрический диполь и их реальная физическая модель. Потенциалы поля и изопотенциальные линии токового диполя.
Физические основы электрокардиографии. Теория отведений В. Эйнтховена. Интегральный электрический вектор сердца. Треугольник Эйнтховена. Электрокардиограмма, ее параметры, их физический смысл.
Физические основы электроэнцефалографии. Принципы регистрации электрической активности мозга. Виды электрической активности. Физические параметры альфа - и бета-ритмов, их первичное происхождение.
7. Свободнорадикальные процессы
Физика свободных радикалов. Открытие свободных радикалов Гомбергом в 1900 г. Зеемановское расщепление как механизм первичного действия постоянного магнитного поля. Эффект Е. Завойского - парамагнитный резонанс как механизм первичного действия электромагнитных излучений ММ - и СМ - диапазона. Законы Н.И. Семенова: о неуничтожимости валентности и разветвления цепных химических реакций горения и взрыва. Работы Н.М. Эмануэля по изучению цепных реакций в жидкой фазе.
Свободные радикалы в биологии. Открытие Э. Михаэлисом одноэлектронных переходов и свободнорадикальных ферментативных процессов. Открытие Б.Н. Тарусовым (1954) неферментативного свободнорадикального окисления ненасыщенных жирных кислот в тканях живых организмов. Иерархия прочностей связей и этапы неферментативного свободнорадикального окисления ненасыщенных жирных кислот. Свободнорадикальные патологии: катаракта, отечная болезнь, авитаминоз Е. лучевое поражение. Обнаружение-А. Журавлевым-в--1961 г. системы тканевых биоантиокислителей и суммарной антиокислительной активности (АОА) тканей животных. Физико-химические тесты и клинические симптомы свободнорадикальной патологии. Генерация супероксиданион радикала в дыхательной цепи и его роль при фагоцитозе.
Влияние интенсивности свободнорадикального окисления на скорость роста, пролиферацию, ожирение, старение, воспроизводительную способность, его роль при стрессе.
8. Оптика
Природа света. Геометрическая оптика. Основные фотометрические величины. Природа света. Отражение и преломление света. Полное внутреннее отражение и использование этого явления в оптических приборах. Световоды и их применение в ветеринарии. Рефрактометры. Тонкие линзы. Сферическая и хроматическая аберрации линз, астигматизм, дисторсия. Основные фотометрические величины: световой поток; сила света; освещенность; яркость; светимость. Единицы измерения фотометрических величин в системе СИ. Фотометрия в животноводстве и ветеринарии.
Волновая оптика. Интерференция и дифракция света. Интерференция. Принцип Гюйгенса-Френеля. Когерентные источники света. Опыт Юнга. Кольца Ньютона. Интерференция в тонких пленках. Дифракция света. Дифракция на круглом отверстии, на щели и на дифракционной решетке. Опытное определение длины световой волны. Разрешающая способность оптических приборов.
Дисперсия света. Дисперсия. Спектр. Ход лучей в дифракционном призменном спектрофотометре. Спектроскоп. Типы спектров, эмиссионные и абсорбционные; линейчатые, полосатые и непрерывные как отражение состава вещества. Спектры поглощения различных форм гемоглобина. Инфракрасное и ультрафиолетовое излучения; источники, спектральные диапазоны и энергии квантов. Биологическое действие различных спектральных зон. Физические и биологические единицы измерения интенсивности, мощности и дозы облучения. Светофильтры, фотоэлементы, дозиметры.
Поляризация света. Естественный и поляризованный свет. Законы Брюстера и Малюса. Оптическая анизотропия. Двойное лучепреломление. Кристаллы-поляризаторы, призма Николя. Поляризационные светофильтры, поляроиды. Прохождение света через систему поляризатор-анализатор. Вращение плоскости поляризации света. Дихроизм. Круговой поляриметр. Оптически активные вещества. D - и L-изомеры. Сахарометрия. Поляризационный микроскоп. Анизотропные кристаллоподобные структуры в биополимерах.
Квантово-оптические явления. Тепловое излучение. Лучеиспускательная и лучепоглощательная способности тела. Абсолютно черное тело. Закон Кирхгофа. Спектр излучения абсолютно черного тела. Закон Стефана-Больцмана. Закон Вина. Квантовая теория излучения. Формула Планка. Теплоизлучение тела животного. Тепловизоры и приборы ночного видения.
Действие света на вещество и квантовая природа света. Фотоэлектрический эффект. Законы фотоэффекта. Формула Эйнштейна. Вакуумный фотоэлемент. Фотоэлектронный умножитель.
Фотоэффект в полупроводниках. Полупроводниковые фотоэлементы и их применение. Оптические квантовые генераторы (лазеры) и их применение в биологии и ветеринарии.
Элементы фотобиологии. Основные стадии фотобиологического процесса. Поглощение света. Закон Бугера. Закон Бера. Понятие о колориметрии. Спектры поглощения. Люминесценция и ее виды. Фотолюминесценция. Правило Стокса. Сверхслабое свечение живых тканей. Люминесцентный анализ. Фотобиологические реакции.
Восприятие света. Оптическая система глаза. Разрешающая способность глаза, его спектральная чувствительность. Адаптация. Цветное зрение. Недостатки оптической системы глаза и их исправления.
9. Квантовые явления. Спонтанная биохемилюминесценция
Открытие Б.Н. Тарусовым в 1%1 г. прижизненного спонтанного сверхслабого свечения клеток, органов и тканей животных. Создание Л. Кубецким фотоэлектронного умножителя (ФЭУ). Блок-схема установки для измерения сверхслабых световых потоков классификация установок по чувствительности. Обнаружение А.И. Журавлевым в 1961 г. спонтанной хемилюминесценции липидов. Синтез электронных возбужденных состояний при распаде перекисей. Определение концентрации ЭВС и скорости распада
перекисей по значениям квантовых выходов: фотокатода, возбуждения, излучения органических соединений и доли квантов, попадающих на фотокатод из объекта. Тушители. Модели: для изучения спонтанной биохемилюминесценции; с активаторами Р.Ф. Васильева; двухфазная и вакуумная модели. Детекторы и первичные механизмы в терапевтическом действии магнитных и квантовых электромагнитных полей. Появление термина "Квантовая медицина". Биохемилюминесценция при фагоцитозе. Инициированная хемилюминесценция в хемилюминесцентных методах.