С±йы›ты›тардыЈ молекулалы› ›±рылымыныЈ ерекшеліктері. Беткейлік керілу жЩне тірі жЇйелер Їшін олардыЈ ролі

М±нда“ы -›осымша ›ысым, - беттік керілу коэффициенті, - ›исы›ты› радиустары. љосымша ›ысымды кейде Лаплас ›ысымы немесе капиллярлы› ›ысым деп атайды.

1. 
   љан ›ысымын йлшеудіЈ физикалы› негіздері. љан ›ысымыныЈ жылдам-ды“ын аны›тау.
   

ЖЇрек ›анды венадан артерия“а айдап отыратын насос ›ызметін ат›арады. ЖЇрек етініЈ талшы›тары клеткалар мембранасында пайда болатын электр импульстерініЈ Щсерінен жиырылады. Осы электр импульсініЈ Щсерінен жЇрек бір жиырылып (оны систола деп атайды), бір созылып (оны диастола деп атайды) отырады. ЖЇректіЈ жиырылу жЩне созылу периодын жЇрек циклі деп атайды. Бір минуттыЈ ішінде жЇрек ар›ылы а“ып йтетін ›ан жЇректіЈ минутты› кйлемі деп аталады.

Радиобиология (лат. radio – сЩуле шы“арамын жЩне ''биология''-таби“ат) – иондаушы сЩулелердiЈ барлы› тЇрiнiЈ тiрi организмдер мен оныЈ ›ауымдасты“ына тигiзетiн Щсерiн зерттейтiн “ылым.

љазіргі заманда адам ЩртЇрлі т±рмысты› ›±ралдармен ж±мыс жасайды, оларды электромагниттік тол›ындар кйзі болып табылады. Осы ›±ралдар энергия бйліп шы“арады, олар адам йміріне зиянды. Электромагниттік тол›ындардыЈ тол›ын ±зынды›тары мен ›асиеттерініЈ ЩртЇрлілігіне ›арамастан олардыЈ физикалы› таби“аты бір. Адам электромагниттік сЩулеленудіЈ зиянды Щсер етуін болдырмау Їшін ол туралы кйп нЩрсені білуі керек.

Жер бетіндегі тіршілік ЖердіЈ электромагниттік йрісісен ты“ыз байланысты, олар тіршілік иелері Їшін ймір сЇруге ›ажетті шарттардыЈ бірі. Осы таби“и йрістіЈ артуы немесе кемуі биологиялы› процестерге Щсерін тигізеді. БіздіЈ планетамыздыЈ электромагниттік сферасы ЖердіЈ электр жЩне магнит йрістерімен, атмосфералы› электрмен, КЇн мен галактикада“ы радиосЩулеленумен, сонымен ›оса жасанды кйздердіЈ йрістеріне байланысты. Таби“и жЩне жасанды йрістер диапазоны йте кеЈ: ол т±ра›ты магнит жЩне электр йрістерінен бастап рентген жЩне гамма-сЩулеленуімен ая›талады. Осы диапазондар тірі организмніЈ дамуына ЩртЇрлі Щсер етеді.

Электр зарядтары айнымалы ›оз“ал“анда, я“ни кез келген айнымалы то›та электр йрісі де, магнит йрісі де уа›ыт йтуіне ›арай йзгеріп отырады. Сонымен ›атар б±л йрістер, МаксвеллдіЈ 1865 жыл“ы теориялы› пайымдауынша, йздерін бірт±тас электро-магниттік йріс тЇрінде керсетеді.

Максвелл сегіз жыл бойы тынбай жЇргізген физика-математикалы› талдауларын 1873 жылы ›орытындылады. Ол бірт±тас электромагниттік йрістіЈ теориясын жасады жЩне оныЈ бос кеЈістікте де тол›ын тЇрінде тарай алатынын дЩлелдеді. МаксвеллдіЈ электромагниттік йріс теориясыныЈ тЇйіні мына“ан саяды.

• 
  1. изгеріп отыратын магнит йрісі кеЈістікте йзгеріп отыратын электр йрісін тудырады.
  
• 
  2. изгеріп отыратын электр йрісі кеЈістікте йзгеріп отыратын магнит йрісін тудырады.
  

Электр зарядтары айнымалы ›оз“алыс (мысалы, тербеліс) жаса“анда, олардыЈ ту“ызатын айнымалы электромагнитгік йрісі кеЈістіктіЈ бір нЇктесінен екінші нЇктесіне тарайды.

Айнымалы электромагниттік йрістіЈ кеЈістікте таралуын электромагниттік тол›ын деп атайды.

Электромагниттік тол›ынныЈ пайда болуы туралы МаксвеллдіЈ 1865 ж. айт›ан болжамы кейінірек эксперимент жЇзінде дЩлелденді.

1887—1888 жж. Г. Герц жаса“ан тЩжірибелер айнымалы электромагниттік йрістіЈ кеЈістікте тол›ын тЇрінде тарайтынын кйрсетіп берді.

Электромагниттік тол›ынныЈ таралу механизмін былай тЇсіндіруге болады. КеЈістіктіЈ белгілі бір нЇктесінде (мысалы, координаталары О бас нЇктесінде) заряд тербелмелі ›оз“алыс жасады дейік. ЗарядтыЈ м±ндай тербелісі Е кернеулік векторыныЈ да тербелісін ту“ызып, оныЈ санды› мЩні (модулі) мен ба“ыты периодты тЇрде йзгеретін болады. Максвелл теориясы бойынша кеЈістіктіЈ на› осы нЇктесінде В индукция векторы Е векторына перпендикуляр ба“ытта тербеліс жасайды. Сонымен ›атар йpic векторларыныЈ тербелісі кеЈістіктіЈ кйрші нЇктелеріне беріледі.

Сййтіп, йріс векторларыныЈ келесі нЇктелердегі тербелісі, алдыЈ“ы нЇктелерге ›ара“анда кешігіп туындайды. Осылайша электромагниттік йріс кеЈістіктіЈ барлы› ба“ытында белгілі бір жылдамды›пен электромагниттік тол›ын тЇрінде тарайды.

Электромагниттік тол›ынмен механикалы› тол›ындардыЈ ±›састы›тары да, йзгешеліктері де бар. СолардыЈ негізгілерін атап йтейік.

• 
  1. Электромагниттік тол›ын Щртурлі заттарда да, вакуумде де тарай алады. Ал механикалы› тол›ындар тек заттардыЈ белшектері ›атысатын орталарда “ана (›атты денеде, с±йы›та жЩне газда) тарайды. Механикалы› тол›ында ортаны ›±райтын заттардыЈ бйлшектері тербеледі. Ал электромагниттік тол›ында йрістіЈ Е жЩне В векторлары “ана тербеледі. Міне, сонды›тан электромагниттік тербеліс вакуумда да тол›ын тЇрінде тарай алады.
  
• 
  2. Электромагниттік тол›ындар — тек кйлденеЈ тол›ындар болып табылады. Шынында да В индукция жЩне Е кернеулік векторлары бір-біріне перпендикуляр ба“ытта тербеледі. Ал механикалы› тол›ындар кйлденеЈ тол›ындар да, бойлы› тол›ындар да бола алады.
  
• 
  3. МаксвеллдіЈ теориялы› есептеулері бойынша вакуумдегі электромагниттік тол›ынныЈ таралу жылдамды“ы с = 2,99792458 • 108м/с = 3 • 108м/с т±ра›ты шама.
  

1896 жылы француз физигі Анри Беккерель уран т±здарыныЈ кйзге кйрінбейтін сЩулелер шы“аратынын бай›а“ан. Ол сЩулелердіЈ рентген сЩулелері тЩрізді мйлдір емес заттардан йтіп кететінін аны›та“ан. Осындай сЩуле шы“аратын заттарды рабиоактивті заттар деп атайды.

Кейбір элементар ядролардыЈ йз бетінше сЩуле шы“арып, содан соЈ жаЈа элемент ядросы пайда болу ›асиеті радиоактивтілік деп аталады. Радиоактивті заттар альфа, бета, гамма сЩулелерін шы“арады.


1-сурет
Иондаушы сЩулелер тЇрі

- сЩулелері гелий атомы ядроларыныЈ а“ыны болып табылады. ОныЈ массасы протон массасынан 4 есе, ал заряды -ге теЈ. Энергиясы . - сЩулелері ядродан 20000 км/с жылдамды›пен ±шып шы“ады. Зат›а келіп со›ты“ыс›ан - сЩулелері оныЈ молекулалары мен атомдарымен Щрекеттеседі де, оларды иондайды.

сЩулелері – электрондар а“ыны, олардыЈ массасы - сЩулелері массасынан 7350 есе жеЈіл. Сонды›тан олар магнит жЩне электр йрістерінде кЇштірек б±рылады. Б±л сЩулелердіЈ жылдамды›тары 160000 км/с шамасында болады. Олар заттарды аз иондайды.

- сЩулелері фотондар а“ыны, оныЈ жиілігі , жылдамды“ы жары› жылдамды“ына теЈ.

изін-озі тексеру с±ра›тары

1. 
   Электромагниттік сЩуле кйздерін ата?
   
2. 
   ЖердіЈ йрісі ›андай йріс?
   
3. 
   ЖердіЈ электромагниттік сферасы неге байланысты?
   
4. 
   Электромагниттік йріс дегеніміз не?
   
5. 
   Электромагниттік йрістіЈ ›асиеттері ›андай?
   
6. 
   Иондаушы сЩулелер деп ›андай сЩулелерді айтамыз?
   
7. 
   Иондаушы сЩулелердіЈ тЇрлері ›андай?
   
8. 
   Радиоактивті сЩулелніЈ адам йміріне ›андай зияндары бар?
   

Радиоактивті сЩуле шы“ару адам йміріне зиянды. Себебі , , - сЩулелері зат ар›ылы йткенде оны иондайды, я“ни молекула мен атомда“ы электрондарды ж±лып алады. Тірі организмніЈ иондалу“а ±шырауы клеткалардыЈ ймір сЇру процесін б±зады да, барлы› организм денсаулы“ына кері Щсерін тигізеді. РадиацияныЈ дЩрежесі мен кері Щсері бірнеше факторлар“а, атап айт›анда иондаушы а“ынмен ›андай энергия берілгеніне жЩне иондалушы дененіЈ массасына байланысты. изіне Щсер етуші бйлшектер а“ынынан кйп энергия алынса, ол организм со“±рлым кйп зиян шегеді. Бірлік масса“а сЩйкес келетін иондаушы сЩулелені энергиясыныЈ мйлшері ж±тыл“ан дозасы деп аталады, оныЈ йлшем бірлігі «рад» алынады. Ол ж±тыл“ан энергияныЈ дене массасына ›атынасымен аны›талады:

ШртЇрлі сЩулеленулердіЈ дозасы бірдей бол“анымен оныЈ организмге келтіретін биологиялы› эффектілері де ЩртЇрлі болады. Осы эффектілерді ба“алау Їшін эквивалентдоза ±“ымы енгізіледі:

Электромагниттік жЩне корпускулалы› сЩулеленудіЈ физикалы› таби“аты.

Таби“атта Щдетте иондаушы сЩулеленуді радионуклидтердіЈ спонтанды радиоактивті ыдырауы, ядролы› реакциялар кезінде, сонымен ›атар космоста зарядтал“ан бйлшектерді Їдету кезінде пайда болады. Иондаушы сЩулеленудіЈ барлы› тЇрініЈ йтіп кете алу ›абілеті энергиясына байланысты.

Затпен тікелей йзара Щрекеттесу механизмі бойынша зарядтал“ан бйлшектер а“ыны жЩне жанама иондаушы сЩулелену (нейтрал элементар бйлшектер а“ыны - фотондар мен нейтрондар) бйлініп шы“ады. Пайда болу механизмі бойынша – бірінші реттік (кйзде пайда бол“ан) жЩне екінші реттік (бас›а тЇрлі иондаушы сЩуленіЈ затпен йзара Щрекеттесуі кезінде пайда бол“ан) иондаушы сЩулелер.

Иондаушы сЩулелену тудыратын бйлшектер энергиясы бірнеше жЇздеген электронвольттан (рентген сЩулелері, кейбір радионуклидтердіЈ - сЩулелері) жЩне одан да жо“ары (космосты› сЩулелену протондары) электронвольт аралы“ында болады.

Затпен иондаушы сЩулеленудіЈ йзара ЩсерлесуініЈ басты кйрсеткіші сызы›ты› энергия беру болып табылады, ол ортада заттыЈ бірлік ты“ызды“ына сЩйкес келетін бірлік жол жЇруге кететін энергия шамасын кйрсетеді.

Клеткада сЩулелену тудыратын ионизация еркін радикалдардыЈ пайда болуына алып келеді. Еркін радикалдар макромолекула (белоктар мен нуклеин ›ыш›ылдары) тізбегініЈ бЇтіндігін б±зады, ол клетканыЈ йлуіне, я“ни канцерогенез жЩне мутагенезке Щкеледі

СЩуле дозасы кйп болса, онда кез келген организм йледі. Ядролы› сЩулелер организмге Щсер еткенде еЈ алдымен молекула за›ымданады.

ТаЈбалы атомдар берілген элементтіЈ бас›а атомдарынан не радиоактивтілігі, не изотоптыЈ массасын бойынша йзгешелігі болатын атомдар. Б±л атомдар тЩсілі зерттелетін элемент атомдарыныЈ ›оз“алысын немесе олардыЈ Щр тЇрлі процестегі ›осылыстарын ба›ылау“а мЇмкіндік береді. ТаЈбалы атомдар тЩсілі т±ра›ты изотоптарды жЩне радиоактивті изотоптарды пайдалану болып екіге бйлінеді. Б±л Щдіспен Щр тЇрлі биосубстраттардыЈ жіктелуі мен синтездеу жылдамды“ын аны›тау“а болады. Зерттелетін орта“а ішінде радиоактивті изотопы бар химиялы› ›осылыс енгізіледі де, оныЈ осы ортада таралуын ба›ылайды. Б±л тЩсілмен, организмдегі зат алмасуды ба›ылап, тексеруге толы› мЇмкіндік бар. Мысалы, адам немесе жануар ›анына таЈбалы атом енгізілсін делік. Міне, осы мезгілді белгілеп алып, оныЈ жЇруін ба›ылай отырып тиісті бір жерге келгенде та“ы да уа›ытты белгілеп алу“а болады. Сййтіп, ›ан“а енгізілген таЈбалы атомныЈ жЇрген жолын, о“ан кеткен уа›ытты біле отырып ›анныЈ жылдамды“ын аны›тайды. ДЩл осы тЩсілмен йсімдіктердегі коректік заттардыЈ ›оз“алу жылдамды“ы да аны›талады. Атом энергиясын медицинада ›олдану ар›ылы “ылымныЈ жаЈа салалары, ймірлік процестер, диагностика жЩне ауруларды емдеуде кйптеген ›±нды Щдістер пайда болды. Ядролы› физикада радионуклидтер ›олданылады. Барлы› дЇние жЇзі бойынша йндірілетін радионуклидтердіЈ 50 % осы сала“а ж±мсалады. Тірі организм ›±рамына негізгі ›ажетті бес элементтен (оттегі, сутегі, кйміртек, азот жЩне кальций) бас›а, МенделеевтіЈ периодты› кестесіндегі 67 элемент кіреді. Олар радиофармацевтикалы› препарат (РФП) тЇрінде адам а“засыныЈ ЩртЇрлі ауруларын алдын алу жЩне емдеуге ›олданылады. Радиофармацевтикалы› препарат (РФП) деп емдеуге р±›сат етілген радиоактивті нуклиді бар химиялы› ›осылыс.

Биологиялы› адаптация (латын тілінен аудар“анда adaptatio —бейімделу) деп - эволюция процесі кезінде организмніЈ сырт›ы жа“дайлар“а бейімділуін айтамыз. Адаптация ЩртЇрлі деЈгейде болуы мЇмкін:

Клеткаларда функциональды жЩне морфологиялы› йзгерістер тЇрінде:

Жекелеген органдар мен бірдей функция ат›аратын клеткалар тобында морфологиялы›, функциональды йзгерістер тЇрінді;

Осыларды ескере отырып H. Hensel адаптациялы› прцестердіЈ ЩртЇрлі деЈгейлерін бйліп кйрсетті:

®йреніп кету – стресс тудыратын ›ыс›а уа›ытты Щсерге адаптацияланудыЈ бастап›ы процесі.

Функциональды адаптация – адамныЈ гомеостазын физиологиялы› йзгертетін белгілі бір Щсерлерден кейінгі кЇй;

трофо-пластикалы› адаптация – б±л адаптация процесініЈ келесі баспалда“ы, онда адам организмі мен органдарында морфологиялы› йзгерістер болады.

Ю. Малова бойынша денсаулы› пен ›алыпты жа“дай салыстырмалы тЇрде “ана т±ра›ты кЇй, ол бЇкіл ймір бойы са›талмайды. љандай да бір жа“дайларда ±за› болуы а›ырында ›андай да бір аурудыЈ пайда болуына алып келеді.

Иондалу Їш негізгі а›ау тЇрін тудырады: ДНК жіптерініЈ бір немесе екі жерден Їзілуін жЩне азотты негізініЈ бЇлінуін;

1. 
   РадиацияныЈ дЩрежесі мен кері Щсері ›андай факторлар“а байланысты?
   
2. 
   - , - , - сЩулелерініЈ ›айсысы адам йміріне ›ауіпті?
   
3. 
   Сызы›ты› энергия беру дегеніміз не?
   
4. 
   ТаЈбалы атомдар денгеніміз не?
   
5. 
   Биологиялы› адаптация дегеніміз не?