Токсикология
жүктеу/скачать 4.36 Mb. Pdf көрінісі
|
| 5.1.1. Термодинамика биосистем.
Термодинамические аспекты токсичности Материя существует в различных состояниях. С позиций классиче- ской термодинамики существование материи в форме живых организмов и даже единичных клеток маловероятно. Как известно, для частиц, яв- ляющихся элементами системы, находящейся в неравновесном состоянии, свойственно стремление распространяться и перераспределяться в соот- ветствии с законом вероятности к достижению равновесного состояния. При таком перераспределении энтропия (мера неупорядоченности) систе- мы (S) возрастает, т. е. dS/dt > 0. Клетки или, тем более, многоклеточные организмы являются высо- коорганизованными структурами, в сравнении с окружающей их средой, то есть представляют собой элемент системы с низкой энтропией. Под- держание структуры и функции живых существ, регенерация, рост, репро- дукция - все это процессы, проходящие с уменьшением энтропии. Таким образом, в живых системах имеет место иная тенденция: dS b /dt < 0. Это возможно лишь при условии открытости биологической систе- мы, т.е. интенсивного обмена с окружающей средой веществом и энергией и, в частности, активного потребления элементов окружающей среды с низкой энтропией (углеводов, белков, жиров, других клеток и организ- мов). Эти элементы расщепляются на продукты с более высокой энтропи- ей, и за счет высвобождающейся энергии организм в форме сопряженного процесса понижает свою собственную энтропию. При этом суммарная эн- тропия системы организм - окружающая среда увеличивается: dS/dt = dS b /dt + dS m /dt > 0, где dS m - изменение энтропии потребленных веществ. Таким образом, развитие высокоорганизованных биологических структур есть процесс, в ходе которого понижается энтропия структуры за 83 счет существенного еѐ увеличения в сопряженных системах. Существова- ние клеток и макроорганизмов связано с постоянным обменом материей и энергией с окружающей средой. Прекращение обмена означает смерть ор- ганизма, гибель системы. Любой токсикант, так или иначе, нарушает об- менные процессы, делает организм (систему) более уязвимым с термоди- намических позиций. жүктеу/скачать 4.36 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|