Биомедицинская физика

В биологии весьма часто доводиться встречаться с разнообразными механохимическими процессами. К важнейшим из них относятся следующие процессы:

1) движения животных и их органов – работа мышц;

2) движения растений;

3) движения клеток – работа жгутиков и ресничек;

4) вся совокупность движений в процессах митоза и мейоза;

5) движение протоплазмы внутри неделящейся клетки;

6) сократительные процессы в хвостах фаговых частиц;

7) механохимические процессы в мембранах;

8) движение мРНК относительно рибосом в полисомах;

9) механорецепция.

Данный перечень не является полным. Все перечисленные явления протекают в надмолекулярных системах. Источником необходимой химической энергии во всех механохимических биологических процессах являются макроэргические вещества, прежде всего АТФ. В качестве рабочих веществ механохимических процессов служат сократительные белки.

 

Без механического движения невозможна жизнь. Выступая в роли «химических машин», клетки и организмы выполняют механическую работу. Осуществление механической работы происходит в результате перемещения как целого или совершения перемещений своих функциональных частей в поле силы тяжести, а также путем преодоления сопротивления воздушной или водной среды и т. д. Механическая работа производится в изотермических и изобарических условиях. В связи с этим ее источником не может быть тепловая энергия. При этом механическая работа живой системы совершается за счет химической или (и) электрической энергии. Процесс превращения химической энергии в механическую работу и обратно может осуществляться циклически работающей «машиной», которая возвращается после каждого цикла в исходное состояние. Изменения, которые состоят в переходе рабочих веществ от одного химического потенциала к другому с одновременным производством работы, осуществляются во внешней по отношению к «машине» среде. Примером такой машины может являться полимерное полиэлектролитное волокно, изменение длины которого происходит при изменении рН среды. 

1. Волькенштейн, М. В. Общая биофизика / М. В. Волькенштейн. – М.: Наука, 1978. – 590 с.

2.  Рубин, А. Б. Биофизика: учебник / А. Б. Рубин. – М.: КНОРУС, 2016. – 192 с.

3. Рубин, А. Б. Термодинамика биологических процессов / А. Б. Рубин. – Изд-во Моск. Ун-та, 1984. – 290 с.

4. Антонов, В. Ф. Физика и биофизика. Курс лекций для студентов медицинских вузов / В. Ф. Антонов, А. В. Коржуев. – М.: ГОЭТАР-МЕД, 2004. – 192 с.

5. Губанов, Н. И. Медицинская биофизика / Н. И. Губанов, А. А. Утепбергенов. - М.: Медицина, 1978. – 336 с.