Subiecte Biofizica Rezolvate 2012

7/23/2019 Subiecte Biofizica Rezolvate 2012

1/18

FENOMENE DE TRANSPORT PRIN MEMBRANA CELULARA

1. Structura i func iile e!ranei celula re

Organismele vii sunt alctuite dintr-un numr foarte mare de compartimente fluide interdependente, mrginite de membrane plasmatice. Membranele celulare sunt structuri planare cu grosimi moleculare cuprinse

ntre 6 i 10 nm (1 nm 10-9 m! care ndeplinesc cel pu"in dou func"ii dinamice esen"i ale, ele neput#nd fi privite ca nite pelicule pasive care delimitea$ dou medii care au caracteristici fi$ico-c%imice diferite (lic%idul i ntersti"iali citoplasma!.

&rima func"ie a membranei celulare este de a mpiedica micarea liber a particulelor ntre dou compartimente adiacente (lic%idul intersti"ial i citoplasma!, prin urmare membrana are rolul unei bariere fi$ice active.'ic%idul intersti"ial i citoplasma sunt "i"tee #i"$er"e av#nd ca solvent apa, iar ca fa$e dispersate electroli"i (ioni de a, ), *l, *a, Mg!, macromolecule (de e+. proteinele!, organite intracelulare (de e+.mitocondriile! i molecule polare mici, n concentra"ii diferite. 'ic%idul intersti"ial i citoplasma au aceeai osmolaritate de apro+imativ 00 mOsMl, fiind deci, lic%ide i$otonice.

iind "ei$erea!ile i "electi%e, membranele celulare ndeplinesc i o a doua func"ie foarte important i anume reglarea volumului i a compo$i"iei mediului intracelular. /ceast reglare asigur men"inereala valori constante a compo$i"iei i volumului intra- i e+tracelular, n ciuda fluctua"iilor din mediul e+tern.

tructura membranei celulare a fost studiat prin microscopie electronic, difrac"ie de ra$e i recent, vi$uali$ at cu a2utorul microscopiei de for" a tomic.&rincipalii constituen"i ai membranelor biologice sunt lipidele i proteinele, conform modelului &'aicului flui# $r&te&li$i#ic (ig. 1! al lui ic%olson i inger elaborat n

1345 membrana este format dintr-un bistrat lipidic, n care sunt inserate proteine i glicoproteine. /cest model presupune distribu"ia uniform a diferitelor tipuri de lipide n bistrat, lucru care a fost infirmat n ultimii ani. imon si78onen au demonstrat n 1394 e+isten"a asa numitelor microdomenii lipidice (:lipid rafts;! de colesterol i sfingomielina care nu sunt solubile n detergen"i nonionici, adic pre$en"a unor insule membranare, lipidele nedistribuindu-se

uniform pentru a forma bistratul lipidic.(. Func iile e!ranei celulare

este poten"ialul electric al solu"iei.

&rin urmare, poten"ialul e lectroc%imic al unei specii de ion n solu"i e va fi dat de suma celor dou energii prin e+presiaK G (B C $>!

*onsiderand c de o parte i de alta a membranei celulare avem o anumit specieionic n concentra"ii c1 cin, c5 ce+, cu poten"ialele electrice ale solu"iilor >1 >in, >5 >e+ ob"inem

cin=eosebim dou ca$uri- LK 0 - ionii tind s prseasc celula i se nt#mpl acest fenomen dac celula este

permeabil pentru acei ioni.- LK N 0 - ionii tind s ptrund n celul, dac membrana este permeabil pentru ace tia.

Fransportul pasiv al unei specii ionice ncetea$ la ec%ilibru, adic n momentul ncare poten"ialele electroc%imice ale ionului n celul i n afara ei devin egale, adic pentruLK 0

E Vin

ecuaia Nern"tolosind rela"ia lui ernst se poate calcula diferen"a de poten"ial electric de o parte i de alta a membranei a unei specii ionice n condi"iile n care se cunosc concentra"iile ionului, la ec%ilibru.

?+ist trei tipuri de transport pasiv difu$ia simpl, difu$ia facilitat i difu$ia prin canale i pori.0. =ifu$ia simpl

se produce prin di$olvarea speciei moleculare transportate n membran. =atorit structurii membranei de bistrat lipidic, $ona intern fiind %idrofob, o particul, pentru a trece de pe o f a" a membranei pe cealalt, trebuie s strbato $on %idrofil i s ptrund n $ona %idrofob. =e aici re$ult ca mecanismele de difu$ie sunt diferite pentru particulele %idrofile (ioni i molecule polare! i particulele %idrofobe (nepolare!, respective particulele %idrosolubile iliposolubile.olubilitatea unei substan"e este diferit n mediul apos i n membran, prin urmare, difu$ia simpl depinde de coeficientul de permeabilitate al membranei (& ve$i cursul de sisteme disperse! dar i de caracteristicile particulei,adic de coeficientul departi"ie (P!. vedem care sunt particulele care pot traversa membrana prin difu$ie simpl. Anion n mediu apos formea$ un sistem stabil cu acesta datorit interac"iunii cu moleculele polare de ap, i de aceea pentru a-l transporta n mediul dielectric al bistratului lipidic este nevoie de un lucru mecanic. &rin urmare,

simpla difu$ie a ionilor prin bistrat este improbabil, trecerea ionilor prin membran fc#ndu-se prin mecanisme speciali$ate care nltura bariera energetic.Macroionii nu pot difu$a prin membrana celular datorit at#t sarcinii electrice c#t i dimensiunii lor mari, acest lucru av#nd o importan" deosebit n stabilirea diferen"ei de poten"ial dintre fe"ele membranei.Moleculele %idrofobe pot traversa membrana, permeabilitatea membranei pentru acestea fiind cu at#t mai mare cu c #t dimensiunea particulei e ste mai mic, deoarece bistratul lipidi c are o structura destul de compact.


2/18

- moleculele transportoare au o vite$ mult mai mic de lucru dec#t a canalelor ionice, permi"#nd trecerea doar a 1000 de ioni pe secund, acest lucru fiind compensat de numrul lor foarte mare- transportorii pot participa i la transportul activ- canalele au o foarte mare vite$ de lucru, p#n la 10 milioane de ioni pe secund motiv pentru care canalele sunt cile preferate pentru transportul ionilor atunci c#nd sunt necesare varia"ii brute ale compo$i"iei i concentra"iei ionice(n e+cita"ia celular, de e+emplu!.


3/18

- tensiunea superficial crete uor ca n ca$ul solu"iilor de electrolit la care e+ist o interac"iune puternic ntre ionii di$olva"i i dipolii apei, ceea ce duce la creterea for"elor intermoleculare din lic%id, cresc#ndastfel tensiunea superficial. an der Kaals slabe de tip dipol permanent- dipol instantaneu. Moleculele de acest tip sunt numite molecule hidrofo&e.

istemul ap solvit, n acest ca$, tinde spre minimi$area energiei sale libere - deci spre reali$area unui numr ma+im de legturi ntre componente. Moleculele %idrofobe nu pot reali$a legturi cu moleculele de ap i, de aceea, unmod de a reali$a c#t mai multe legturi este mrirea numrului de legturi de R ntre moleculele de ap din 2urul moleculelor %idrofobe. e formea$ structuri cristaline (15 fe"e pentagonale - dodecaedre, 16 - %e+acaidecaedre!numite clatrai, n centrul crora se afl c#te o molecul %idrofob.

/pa capt o structur asemntoare g%e"ii - ap$ de clatrare. An alt mod de mrire a numrului de legturi se reali$ea$ prin apropierea moleculelor %idrofobe una de alta. /par leg$turi hidro"obe care nu suntre$ultatul vreunei atrac"ii, ci al lipsei de afinitate pentru ap.

'egturile %idrofobe sunt foarte importante n reali$area structurii spa"iale a macromoleculelor di$olvate n ap.*oleculele am"i"ile (cum sunt proteinele i aci$ii nucleici! con"in at#t grupri polare (%idrofile! c#t i nepolare (%idrofobe!. @ruprile %idrofile vor forma legturi prin atrac"ii electrostatice, iar cele %idrofobe se apropie unele de celelalte,reali$#nd legturi %idrofobe.


4/18

NO. M+rii "$ecifice un#el&r "&n&re

&e l#ng mrimile fi$ice ce caracteri$ea$ orice tip de und n caracteri$area undelor sonore se folosesc i mrimi i unit"i specifice acestora./ntensitatea undei sonore se definete ca energia acustic ce strbate unitatea de suprafa" n unitatea de timp. 7ntensitatea undei sonore este direct propo r"ional cu ptratul presiunii e+ercitate de und. =ei

nu este specific numai undelor sonore este de remarcat c energia acestora este propor"ional at#t cu ptratul amplitudinii c#t i cu ptratul frecven"ei. =at fiind faptul c sen$a"iile apar dac este depit un anumit prag i cele depind logaritmic de energia stimulului se introduc i alte mrimi i unit"i de msur specifice cum ar fi nivelul intensit$#ii sonore2 atenuarea sau ampli"icarea.

(1. Cla"ificarea un#el&r "&n&re

e poate face n func"ie de frecven" astfel

1. in"rasunete unde cu frecven"a mai mic de 16 R$S

5. sunete (percepute de urec%ea uman! cu frecven"e ntre 16 i 50.000 R$S

. ultrasunete cu frecven"e mai mari de 50.000 R$.

=e fapt, undele sonore con"in foarte rar o singur frecven" (sunete pure! cel mai des ele fiind un amestec de mai multe frecven"e. oarte des este nt#lnit situa"ia n care pe l#ng unda de frecven"a cea mai mic(fundamental! sunt pre$ente undele av#nd frecven"ele multiplii ntregi ai acesteia (armonice!.


5/18

membranei ba$ilare ec%ivalent cu o amplificare suplimentar (de circa 6 dQ!. >ibra"iile perilimfei se transmit i endolimfei dar determin i vibra"ii ale membranei ba$ilare. 'ocali$area amplitudinii ma+ime de vibra "ie pe membranaba$ilar are loc, prin re$onan" acolo unde frecven"a undei sonore coincide cu frecven"a proprie de vibra"ie a membranei (ve$i figura!. >ibra"iile din en dolimf i deformarea membranei ba$ilare determin ndoirea cililor celulelorciliate interne cu precdere a celor situate n regiunea de deformare ma+im a membranei ba$ilare. =eformarea cililor determin desc%iderea unor canale de

potasiu i ptrunderea ionilor )+ (din endolimfa bogat n potasiu! n celula ciliat al creiinterior este la poten"ial negativ. *a urmare are loc depolari$area membranei celulare i eliberarea neurotransmi"torului (glutamat! n captul celulei dinspre membrana ba$ilar unde se gsesc sinapsele cu fibrele nervoaseasociate celulei respective. Mediatorul c%imic produce stimularea neuronilor i apari"ia poten"ialelor de ac"iune. e observ c nl"imea undelor sonore (frecven"a! este codificat spa"ial n membrana ba$ilar i tot spa"ial nnervul auditiv i apoi n corte+. e pare c intensitatea sunetelor este codificat prin frecven"a poten"ialelor de ac"iune prin fibrele nervoase iar tonali tatea este ob"inut din ambele codi ficri pentru fiecare armonic.

7ocalizarea pozi#iei sursei de sunete este apana2ul audi"iei binauriculare. /m v$ut c, prin intermediul pavilionului urec%ii putem determina cu preci$ie direc"ia din care provin sunetele. . Defectele e&etrice ale %e#erii @ a etr&$iile

Oc%iul normal se numete oc%i emetrop, el poate vedea clar obiectele deprtate, fr acomodare. Oc%iul emetrop, din punct de vedere fi$ic, are focarul posterior pe retin.


6/18

cu aceasta.,1. Bi&fi' ica rece $ iei %i' u ale

Structura retinei

=up ce strbat mediile transparente ale oc%iului, ra$ele luminoase care provin de la diferitele obiecte ale mediului ncon2urtor cad pe retin (ig. 14! care repre$int o structur comple+ cu o suprafa" de cca 5

cm2 i grosimea de D0 Bm. ?+ist D tipuride celule pre$ente n retin dispuse n straturi succesive (ig. 14, sgeata din st#nga figurii indic sensul luminii! % celulele epiteliului pigmentar - alctuiesc stratuldistal format dintr-un singur ir de celule epitelialeSpigmentul con"inut de acestea melanina absoarbe lumina (pentru a evita difu$ia!.- celulele "otoreceptoare, celulele cu conuri i bastonae, care con"in pigmen"ii fotosensibili. *elulele fotoreceptoare sunt orientate cu e+tremitatea fotosensibil nspre coroid, fiind par"ial ngropate n epiteliul pigmentar. Eeparti"ialor n retin nu este uniform.


7/18

,. Interaciunea ra#iaiil&r c&r$u"culare neutre cu "u!"ta n a

eutronii nu interac"ionea$ cu nveliul electronic al atomului, deoarece nu au sarcin electric, dar pot interac"iona direct cu nucleul, produc#nd e fecte diferite n func"ie de energia lor, astfel- &eutronii rapizi (energii mai mari de 1 8e>! se pot ciocni elastic nu nucleele ced#ndu-le o parte din energia lor, nucleul "int va avea recul, cu at#t mai puternic cu c#t numrul de mas este

mai mic. &rin urmare, eficien"a unui astfel de transfer energetic va fi ma+im tocmai pentru nucleul de %idrogen, pe care l nt#lnim n mod masiv n substan"a vie (apa legat din organism!. *iocnireaelastic duce, pe de o parte, la deplasarea nucleului "int care poate s produc ioni$ri (neutronii rapi$i fiind indirect ioni$an"i! i la ncetinireaneutronului incident. /lturi de radia"ia sunt recunoscu"i ca fiind cea mai

periculoas radia"ie ioni$ant.&eutronii len#i neutroni termici (acetia pot proveni i din ncetinirea neutronilor rapi$i, deci procesele sunt simultane! pot fi capta"i de nucleul atomic determin#nd e+citareaacestuia. 'a revenirea pe starea fundamental, nucleul emite o cuant gamma, conform urmtoarei reac"ii nucleare, folosit pentru ob"inerea de i$otopi radioactivi artificiali

Z 0Z

9A

Cn1

X9AC1

Cc

e-x7 intensitatea fasciculului emergent de radia"ii70 intensitatea fasciculului incident de radia"iiB - coeficientul de atenuare liniar care depinde de natura materialului strbtut i de tipul

radia"iei+ grosimea stratului de substan" strbtut

e definete r&"iea #e -nu+t+ire d1'3 (grosimea stratului de substan" dup

care 2umtate din fotonii inciden"i sunt absorbi"i! =e e+emplu, pentru radia"iile c cu energia K 1 Me> grosimea de n2umt"ire nplumb (&b! este d1'3 0,99 cm.

F'? este sc$ut, prin urmare, radia"iile electromagnetice sunt puternic penetrante.,4. Deteci a ra#ia iil& r nucleare

=etectoarele de radia"ii folosesc, pentru a msura do$ele de radia"ii, efectele produse de acestea. /stfel detectorul eiger%*>ller se folosete de ioni$rile produse de radia"iile nucleare pentru a le detecta.Detect&rul 'eiger(#)ller este un condensator cilindric cu aer. &trunderea unei radia"ii n condensator duce la ioni$area aerului dintre armturi, acesta devine conductor, iar prin circuitul e+terior va trece un pulsscurt de curent electric ce va fi nregistrat.

Detect&rul in#i%i#ual cu fil f&t&rafic const ntr-un film fotografic nc%is ntr-o incint n care nu poate ptrunde lumina i folosete faptul c radia"iile nucleare nnegresc filmul fotografic c%iar dac acestase gsete ntr-o incint nc%is. Msur#nd nnegrirea filmului putem determina do$a de radia"ii primit de persoana care a purtat detectorul respectiv. ?l are avanta2ul c sumea$ do$a pe toat perioada c#t a fost folositdetectorul, lucru foarte important av#nd n vedere c efectele radia"iil or sunt cumulative n timp.

An alt tip de detector este cel cu "cintilaii. /cesta folosete proprietatea unor substan"e (scintilatori! de a emite scintila"ii (sc#nteieri, fotoni! sub ac"iunea radia"iilor nucleare. otonii produi e+trag electronidintr-un catod metalic (prin efect fotoelectric!. ?lectronii sunt multipli ca"i ntr-un fotomultiplicator ob"in #ndu-se un puls de curent electric ce este nregistrat.

D&'ietria ra#iaiil&r i&ni'ante?valuarea efectelor radia"iilor ioni$ante impune introducerea unor mrimi fi$ice precum i a unit"ilor de msur asociate. ?+ist dou sisteme de evaluare unul care evaluea$ sursa i efectele fi$ice aleradia"iilor ioni$ante (do$imetrie fi$ic!, iar altul care evaluea$ efectele acestora asupra sistemelor biologice (do$imetrie biologic!.

D&'ietria fi'ic+ursa de radia"ii este evaluat de mrimea fi$ic numit activitatea sursei. ?a se definete ca fiind numrul de radia"ii (egal cu numrul de nuclee ce se de$integrea$! emise de surs n unitatea de timp.

=ac substan"a care emite radia"ii este dispersat ntr-un volum putem vorbi de

densitatea de activitate (activitatea unit"ii de volum! msurat n B !=o$a de radia"ii repre$int energia radia"iei care strbate u nitatea de arie n unitatea de timp. ?fectele fi$ice ale radia"iilor sunt legate de energia absorbit de substan".'a trecerea radia"iilor ioni$ante prin substan"e se produc ioni$ri apr#nd, n mod egal, sarcini electrice po$itive i negative. ?fectele fi$ice ale radia"iilor sunt legate i de numrul de perec%i de ioni (deci de

sarcina electric de un anume semn! produs. Mrimea care msoar producere de sarcini electrice (ioni! se numete doz incident i repre$int sarcina po$itiv sau negativ produs n unitatea de mas

"m

av#nd unitatea de msur n .7. Y Z 1 #?g

O unitate tolerat este Entgen -ul (r! rela"ia dintre cele dou unit"i fiind

1r 5,D9j10-I )

.?g

e definete doza de radiaie a&sor&it ca energia absorbit de unitatea de mas

a corpului iradiat

@

abs

m


8/18

imilar cu do$a biologic putem ob"ine debitul do$ei biologiceb jd

i debitul biologic integral Qint j=int

,6. Ti$uri #e ira#iere

=ac asupra unui sistem biologic ac"ionea$ simultan sau succesiv la intervale mici de timp mai multe tipuri de radia "ii ioni$ante, efectele acestora se nsumea$.7radierea organismului poate fi e+tern, ca$ n care sursa de radia"ii se afl n e+teriorul organismului sau intern c#nd sursa de radia"ii se afl n interiorul organismului, a2uns acolo accidental datorit

contaminrii sau in2ectat n scop terapeutic sau pentru diagnosticare (ca$ul scintigrafiei sau tomografiei cu emisie de po$itroni!.?fectele iradierii sunt cumulative n timp. /ceasta nseamn c iradieri succesive, dar la intervale nu foarte mari de timp, duc la acelai re$ultat ca i o iradiere la un moment dat cu o do$ mai mare de radia"ii.

/cesta este motivul pentru care radiografiile sau tomografiile computeri$ate (nu cele EM! nu trebuie repetate la intervale mici de timp dac nu este strict necesar. /ici trebuie reamintit c noi oricum trimntr-un mediu cu radia"ii ioni$ante organismul nostru fiind adaptat la acest mediu. &roblema care se pune este nu de a scpa total de aceste radia"ii (lucru de altfel imposibil!, ci de a nu depi limitele la care organismul facefa".

7radiere cumulativ se nt#lnete, de obicei, n practica medical (mai ales n scintigrafie!. ?liminarea i$otopului radioactiv se face prin n2umt"ire, proces caracteri$atde timpul de n2umt"ire prin de$integrare propriu i$otopului, F f F15 ln 5` precum i detimpul de n2umt"ire prin eliminare din organism, Fb. &erioada de n2umt"ire efectiv Fefpoate fi definit astfel


9/18

O alt caracteristic a ac"iunii radia"iilor ioni$ante este aceea c efectele lor sunt dependente at#t de do$a biologic c#t i de debitul ei. 'a do$e relativ mari efectele cresc propo r"ional cu do$a. 'a i radieri cudo$e mici (nu foarte mult peste do$a natural de circa1 mvan! datele sunt contradictorii. Anele date par a indica lipsa oricrui efect, altele par a indica o cretere a riscurilor o dat cu do$a, dar sunt i date care arat c la creteri mici ale do$ei apar c%iar diminuri aleriscurilor, de e+emplu de apari"ii ale cancerelor (c%iar cu p#n la 0[!.Stu#iul cantitati% al efectel&r ra#iaiil&r i&ni'ante. Cur!ele #&'+)efect

?fectele radia"iilor ioni$ante se stabilesc determin#nd procentul de indivi$i (entit"i din ce n ce mai diverse ca molecule, celule, organisme etc.! supravie"uitori (neafecta"i de radia"ie!. &entru a stabili rela"iilecantitative ntre do$a de radia"ii i randamentul procesului indus de acestea se trasea$ cur!ele #&'+)efect. /ceste curbe repre$int fie propor"ia de indivi$i care au pre$entat efectul studiat n func"ie de do$a administrat(curbe cresctoare!, fie propor"ia de indivi$i care au re$istat (supravie"uitori! n func"ie de do$ (curbe descresctoare!. /ceste studii se fac pe popula"ii cu numr mare de indivi$i.

=ac se notea$ cu 0 numrul ini"ial de indivi$i, cu numrul de indivi$i supravie"uitori i cu = do$a de iradiere, se pot ob"ine dou tipuri de curbe do$-efect

a! e+ponen"ialb! sigmoidAn individ ar trebui s fie atins n n locuri pentru a fi distrusS conform teoriei "intei ar

trebui atinse simultan n "inte.actorii care determin tipul de curb sunt natura radi a"iei, debitul do$ei, condi"iil e n care se face iradierea (temperatura, gradul de %idratare, gradul de o+igenare, pR etc.!


10/18


11/18

*#mpul magnetic poate fi produs at#t de substan"ele magneti$ate c#t i de curen"ii din conductoare (electromagne"i!. Orice magnet are doi poli, unul negativ i ce llalt po$itiv, un singur pol magnetic i$olat nefiind niciodatdescoperit.Magne"ii i electromagne"ii sunt larg ntrebuin"a"i n aparatele de laborator, n electrofi$iologie i terapeutic. . Pr&$riet+ ile fi'ice ale ultra"unetel&r*a i sunetele, ultrasunetele se propag cu vite$e care depind numai de propriet"ile mediului prin care se propag. ?le sunt absorbite de diferite medii, se reflect, refract, difract, interferea$ i difu$ea$.

Absorb#ia depinde at#t de natura i propriet"ile mediului c#t i de frecven"a undelor i energia undei scade e+ponen"ial cu distan"a parcurs de und n mediu. /bsorb"ia n diferite medii se face e+ponen"ial conform legii'ambert

7 70 e-xB - coeficientul de atenuare, propor"ional cu G2 (ptratul frecven"ei!70 intensitatea undei incidente, 7 intensitatea undei emergente + grosimea stratului de substan" strbtut

pre deosebire de sunete care sunt relativ pu"in absorbite de aer, dar puternic absorbite n ap, ultrasunetele sunt mai puternic absorbite n aer dec#t n ap. =ensitatea de energie a undelor scade pe msura propagrii lor at#tdatorit absorb"iei c#t i datorit\mprtierii;. ?ste de remarcat c ultrasunetele av#nd lungimi de und mai mici permit o focali$are mai bun (o mprtiere mai mic!. ?nergia absorbit este disipat sub form de cldur. =eci, n acelai mediu,ultrasunetele vor disipa cu at#t mai mult cldur cu c#t frecven"a lor este mai mare. =eoarece ultrasunetele sunt folosite n medicin, at#t n e+plorri func"ionale, c#t i n terapie, trebuie s se "in seama de acest efect important.Re"le0ia undelor % sc%imbarea direc"iei de propagare a undelor la nt#lnirea suprafe"ei de separa"ie dintre dou medii cu ntoarcerea undei n mediul din care a venit. =ac sunetul reflectat este perceput distinct de sunetul directfenomenul se numete ecou (fenomen folosit n ecogra"ie! iar dac sunetul reflectat pare s prelungeasc sunetul direct fenomenul se numete reverbera#ie. &entru percep"ia distinct a sunetului reflectat trebuie ca ntreemisia sunetului i recep"ia sunetului reflectat s treac cel pu"in 0,1 s.


12/18

*avit"ile formate au durat de via" foarte mic (10-6 s!, dar n interiorul lor se pot produce o serie de fenomene cum ar fi e+citarea i ioni$area unor molecule, apari"ia unor diferen"e de poten"ial electric ntre pere"iicavit"ii, care pot duce la descrcri electrice n ga$ele rarefiate din cavitate, emisii de radia"ii luminoase (ultrasonoluminescen"!, formare de radicali liberi foarte activi i nocivi. =ispari"ia cavit"ii se face printr-o decompresie violent(implo$ie! n ca$ul n care frecven"a ultrasunetelor este egal cu frecven"a proprie de re$onan" a cavit"ii. &resiunea n cavitate poate a2unge la mii de atmosfere, iar temperatura la mii de grade. /cestea pot avea caefect ruperea unor structuri sau a unor macromolecule aflate n apropiere.5. Efectele c*iice i electr&c*iice pot fi de o+idare, reducere, polimeri$are, depolimeri$are, sinte$, modificare a conductibilit"ii electrice a lic%idelor.. Efectele !i&l&ice ale ultrasunetelor sunt consecin"a efectelor fi$ico-c%imice asupra structurilor vii.


13/18

contrast.=intre factorii fi$ici frecvent utili$a"i n imagistica medical se pot men"iona c#mpurile electromagnetice ( i radioundele!, radia"iile ioni$ante emise de radioi$otopi, ultrasunetele. An loc aparte l ocup termografia prin care suntdetectate radia"iile infraroii emise de corpul uman, fr a aplica factori fi$ici din e+teriorul acestuia.Iainile t&&rafice sunt imagini care pot fi ob"inute cu oricare dintre factorii fi$ici men"iona"i anterior. *aracteristica te%nicilor tomografice const n posibilitatea de a ob"ine imagini pe sec"iuni ( tomi sec"iune! ale corpului . Odataleas sec"iunea de investigat, aceasta este mpr"it n elemente de volum, numite %&/eli (volume elements!. =e la fiecare vo+el se ob"ine un semnal care repre$int rspunsul la factorul fi$ic utili$at. emnalul provenit de la un vo+eleste detectat de ctre un dispo$itiv specific (traductor! i prin intermediul unui convertor analogo-digital este introdus ntr-un calculator unde se reconstruiete imaginea pe ba$a semnalelor primite de la to"i vo+elii. iecrui vo+el icorespunde un element de imagine digital numit $i/el (picture element!. ?lementele de imagine sunt ordonate ntr-o matrice, n general ptratic, cu n linii i n coloane, astfel

nc#t numrul total de pi+eli va fi n2. iecrui element (punct al imagimii! i se asocia$ conven"ional o anumit culoare sau nuan" de gri i un grad de lumino$itate.Metode ce utili$ea$ ultrasunete

Altrasunetele sunt unde mecanice longitudinale cu frecven"e de peste 50 8R$.


14/18

p#n la c#"iva mm pentru Me>!. Orientarea canalelor poate fi paralel, divergent sau convergent i determindimensiunile imaginii. *olimatorul permite trecerea numai a radia"iilor care sosesc pe direc"ia canalelor, fotonii care intr oblic fiind absorbi"i de ctre septurile de plumb sau tungsten. &entru a prent#mpina riscul ca uniifotoni s traverse$e septurile, cu c#t energia pe care o au este mai mare, cu at#t grosi mea septurilor trebuie s fie mai mare. ?+ist i colimatoare cu un singur orificiu (pin-%ole!, prin care se ob"ine o imagine rsturnat asursei. =e obicei, o instala"ie scintigrafic este prev$ut cu mai multe colimatoare permi"#nd astfel alegerea celui mai adecvat unei investiga"ii date.*ristalele scintilatoare primesc radia"iile care au trecut prin colimator i au rolul de a

transforma energia fotonilor n energie luminoas.


15/18

=epinde de for"a de$voltat de muc%iul considerat i de deplasarea punctului de inser"ie pe osul pe care l pune n micare, cu alte cuvinte lucrul mecanic depinde de for"a muc%iului i de contrac"ia lui.'ucrul mecanic ma+im 7ma0 al muc%iului este produsul dintre for"a ma+im Fma0 desfurat i contrac"ia ma+im a muc%iului )ma0. =ar Fma0 este propor"ional cu sec"iunea muc%iuluima+ 8iar contrac"ia ma+im este propor"ional cu lungimea l a muc%iului* ma+ 81lOb"inem 7 ma0 ?S ?1li consider#nd pentru simplitate, muc%iul ca av#nd form cilindric, produsul dintre ariasec"iunii transversale i lungime este c%iar volumul muc%iului, aadar' ma+ 85 >

adic lucrul mecanic efectuat de muc%i este direct propor"ional cu volumul su.

&resiunea piciorului pe solEepre$int unul dintre cele mai importante elemente ale dinamicii locomo"ieiS ea poate fi nregistrat cu a2utorul dina mografului. &resiunea se definete ca fiind for"a e+ercitat pe uni tatea de suprafa"

p ) Anitatea de msur a presiunii n .7. este m5. (&resiunea are i alte unit"i de msur

tolerate cum ar fi 1&a 1m2, 1 atm 10 (m2, 1 torr 1 mmRg, 460 mmRg 10( m2.! /ceast presiune nu este egal numai cu cea provenit din greutatea corpului, ea cuprindei efortul destinat mpingerii corpului nainte.


16/18

rg%iile de gradul al 77-lea


17/18

acest ca$, for"a desfurat de muc%i pentru a roti antebra"ul este de 9 ori mai mare dec#t re$isten"a.


18/18

Subiecte Biofizica Rezolvate 2012

Documents

Transcript of Subiecte Biofizica Rezolvate 2012