subiecte rez biofizica 2011.doc

8/14/2019 subiecte rez biofizica 2011.doc

1/35

1. Legtura ionic

Legtura ionic este formata prin atragerea electrostatica cu sarcini opuse si are loc intre metalele tipice si nemetaleletipice. Pentru a forma o configura ie electronic exterioar de echilibru (8 electroni), atomii se pot asocia prin cedarea i respectiv primirea de unul sau doi electroni. Se formez astfel o molecul a crei legtur ionic (polar, heteropolar,electrovalent) se bazeaz pe atrac ia electrostatic exercitat ntre atomii ioniza i pozitiv sau negativ. !tomii astfel construi i n stare solid se organizeaz sub form de cristale, care datorit tipului de legtur se numesc cristale ionice."ristalele ionice tipice se formeaz ca rezultat al reac iei dintre un element metalic puternic electropozitiv (grupele #,##) cu

un element puternic electronegativ (grupele $#, $##). %etalele de tranzi ie pot forma i ele cristale atunci c&nd diferen a de electronegativitate este ndea'uns de mare. ex tipicclorura de sodiu (a"l) *eoria clasic a lui +orn i %adelung d oimagine clar asupra naturii legturii ionice. ntre doi atomi apropia i, unul ionizat pozitiv i altul negativ, apar for e electrostatice centrale de atrac ie care variaz cu ptratul distan ei i for e de respingere care variaz rapid cu inversul distantei la o putere n-. /or a de atrac ie f este dat de rela ia f0(e12e)3

2. Legtura covalent

Legtura covalent este legtura chimic n care atomii sunt lega i ntre ei prin perechi de electroni puse n comun,atomii av&nd pozi ii fixe unii fa de al ii. !ceasta apare doar ntre atomii nemetalelor, iar rezultatul legrii se nume te molecul.Legtura covalent poate fi de trei feluri, dup modalitatea de punere n comun a electronilor. !stfel, ea este

2 nepolar 4 apare la atomii din aceea i specie sau la atomii din specii diferite care au electronegativit i foarte apropiate (ace tia fiind carbonul i hidrogenul). /iecare dintre cei doi atomi pune n comun c&te un electron, i fiecare atrage la fel de mult perechea astfel format. 2 polar 4 exist doar ntre atomi ai nemetalelor din specii diferite. /iecare dintre cei doi atomi pune n comun c&te unelectron, dar atomul care are electronegativitatea mai mare atrage mai puternic perechea format. !tomul cuelectronegativitatea mai mic devine astfel dezvelit de electroni. 2 coordinativ 4 este o legtur covalent polar special. n acest caz, doar un atom pune n comun cei doi electroninecesari formrii legturii (acesta numindu4se donor), iar cellalt doar accept perechea oferit (acesta numindu4seacceptor).

3. Structura i proprietile moleculei de ap

5 molecul de ap 4 65 4 con7ine atomi de hidrogen i un atom de oxigen.

5xigenul este legat covalent de cei doi atomi de hidrogen, unghiul dintre legturi fiind 19:9

, iar lungimea legturii de9,;; 4 perechi care se rotesc pe dou orbite aflate n plan perpendicular pe planul moleculei de ap, av&nd nucleul de

oxigen n focare. !cetia se numesc electroni neparticipan7i deoarece nu particip la legtura covalent>4 perechi de electroni care se rotesc pe dou orbite ce ncon'oar legtura dintre oxigen i hidrogen, n planul

moleculei de ap (planul format de cele trei nuclee). Prin aceti electroni se realizeaz legtura covalent.!ceast dispunere a orbitelor determin structura tetraedric a moleculei de ap, cu nucleul oxigenului n centru i cei doiprotoni, respectiv cele dou perechi de electroni neparticipan7i n v&rfuri

4.Proprietile fizice ale apei.

!pa are propriet7i fizice speciale, care se explic prin caracterul ei dipolar i prin capacitatea de a forma legturide 6. ?intre cele mai importante pentru sistemele biologice se pot men7iona4 cldur specific mult mai mare dec&t cea a oricrei substan7e solide sau lichide> este foarte important n

procesele de termoreglare la nivelul organismului viu. ?e exemplu, eforturi musculare intense ar putea duce la osupranclzire.

4conductibilitate termic de c&teva ori mai mare dec&t cea a ma'orit7ii lichidelor @amortizor termicA al apei norganism>

4 cldur latent de vaporizare mult mai mare dec&t a altor lichide factor determinant al homeotermiei (rcireacorpului prin evaporare pulmonar i transpira7ie)>


2/35

4 densitate maxim la B9" 4 important pentru via7a acvatic>4 constant dielectric foarte mare 4 favorizeaz disocia7ia electrolitic>

5. Structura i rolul apei n itemele !iologice

5rganismul uman are un mare con7inut n ap (C:4D9E). 5 mare parte a apei din organism manifest propriet7ifizice deosebite se evapor foarte greu, nghea7 la temperaturi mult sub 99", nu dizolv cristaloizii, nu particip laosmoz 4 aceasta este apa legat. Problema apei n structurile vii nu este complet elucidat. =xisten7a apei legate seexplic prin prezen7a unui mare numr de specii moleculare, macromoleculare i ionice, care structureaz apa din 'ur. 5mare parte a apei intracelulare prezint un grad superior de ordonare. !ceast ordonare are un rol important ndesfurarea proceselor celulare (excita7ie, contrac7ie, diviziune, secre7ie etc). 5 serie de studii au artat ca apa este@compartimentalizatA exist ap liber, ap par7ial legat i ap legat, fiecare din aceste compartimente av&ndpropriet7i specifice. ?at fiind importan7a apei n desfurarea proceselor biologice, exist un mare numr de tehnici carepermit studiul propriet7ilor acesteia n organismul viu.

". #eniunea uperficial. $olul de agent tenioactiv n medicin

Fenomene la nivelul interfeelor

%nterfa 4 suprafa7a care separ dou faze aflate n contact. 5 interfa7 are tendin7a de a avea o suprafa7 minim (n bazaprincipiului de minim, orice sistem tinde s4i minimizeze energia poten7ial) astfel nc&t, tangen7ial la suprafa7a ei, se

exercit otensiune interfacial

. n cazul lichid4gaz, aceasta se numetetensiune superficial

. 5 mrime caracteristicpentru aceasta este coeficientul de tensiune superficial FF & d'(dl(for7a pe unitatea de contur) sauF & )dL(dS(lucrul mecanic necesar pentru a mri stratul superficial cu o unitate> semnul minus apare datorit conven7iei de semnelucrul mecanic efectuat asupra sistemului este negativ, iar mrirea suprafe7ei cu o unitate presupune efectuarea de lucrumecanic asupra sistemului).

La dizolvarea n ap a unor substan7e poate s apar una dintre urmtoarele trei situa7ii, datorit structuriisubstan7ei respective i a caracterului hidrobob sau hidrofil, implicit a modului n care aceast substan7 interac7ioneaz cumoleculele de ap

4 tensiunea superficial s rm&n constant atunci c&nd solvitul nu modific for7ele intermoleculare datorit faptuluic se ncadreaz n re7eaua de legturi de hidrogen a apei (zahrul n ap)

4 tensiunea superficial crete uor ca n cazul solu7iilor de electrolit la care exist o interac7iune puternic ntre ioniidizolva7i i dipolii apei, ceea ce duce la creterea for7elor intermoleculare din lichid, cresc&nd astfel tensiuneasuperficial. n acelai timp ionii sunt atrai n interiorul lichidului, concentra7ia lor n stratul superficial fiindmic, aadar putem concluziona c creterea tensiunii superifciale este nesemnificativ.

4 tensiunea superficial scade. =ste cazul substan7elor care con7in grupri hidrofobe acestea ptrunz&nd ntremoleculele de ap i micor&nd astfel for7ele intermoleculare. Se numesc substan7e tensioactive. Simultan cuaceste procese de ptrundere ntre moleculele stratului superficial, tot datorit caracterului lor hidrofob, suntexpulzate ctre suprafa7a liber, concentra7ia lor aici cresc&nd semnificativ, determin&nd astfel o scdereimportant a tensiunii superficiale. Substan7ele tensioactive pot fi ordonate conform legii lui #rau!e, care aratc tensioactivitatea unei substan7e este cu at&t mai pronun7at cu c&t aceast substan7 con7ine mai multe gruprihidrofobe, iar n cadrul aceleiai serii organice, tensioactivitatea crete cu lungimea catenei, n cazul acizilor grai,cu gradul de nesaturare.

Gnul dintre efectele tensiunii superficiale este ascensiunea (depresiunea capilar). /enomenele capilare sunt foarteimportante ntr4o serie de procese biologice (ascensiunea sevei, accidente vasculare de tipul emboliilor gazoase 4ptrunderea de gaze n s&nge poate bloca capilarele).Rolul fenomenelor superficiale la nivelul alveolelor pulmonare. Surfactantul pulmonar

!lveolele pulmonare din 'urul unei bronhiole au n medie o raz (dac le considerm sferice) de 9.9: 4 9.1 mm.!lveolele pulmonare sunt n numr de circa 199 de milioane, iar suprafa7a total pe care o ocup este de 199 m (prin


3/35

compara7ie, pielea are m). ?eci, prin acestea se realizeaz cel mai important contact cu aerul atmosferic. Suprafa7aalveolelor variaz n cursul ciclului respirator cu cca. D m . Peretele intern al unei alveole este acoperit de un film lichidfoarte sub7ire (9,: Hm). ntre aer i acesta exist o tensiune superficial.

!pare deci o diferen7 de presiune n interior, conform legii LaplaceIp & 2F(rPentru ap, la o raz cum este cea a alveolelor, Ip 1 4 B *orr. n realitate Ip sunt doar de c&7iva *orr. !ceastdiscrepan7 se datoreaz existen7ei unui agent tensioactiv 4 surfactant pulmonar 4 av&nd drept cel mai importantconstituent o fosfolipid, care reduce tensiunea superficial. Jolul acestui agent tensioactiv este acela de a face ca Ip s

nu varieze prea mult n cursul ciclului respirator, mpiedic&nd golirea complet a alveolelor mici n cele mari (din cauzaIp 1Kr, la contrac7ie presiunea ar tinde s creasc n cazul n care coeficientul de tensiune superficial ar fi constant).Prin ac7iunea agentului tensioactiv este posibil egalizarea presiunii la o valoare medie pentru alveolele de dimensiunidiferite, care trebuie s func7ioneze simultan. !bsen7a sau insuficien7a acestui agent tensioactiv poate duce la graveaccidente respiratorii.

;. P$%*+%P%,L al %%)lea -L #$/0%*-/%+%% principiul creterii entropiei

Principiul al ##4lea al termodinamicii generalizeaz constatarea practic a imposibilit7ii ca o main termic stransforme integral o cantitate de cldur n lucru mecanic (perpetuum mobile de speta a II-a), randamentul detransformare fiind ntotdeauna subunitar.=xist mai multe formulri ale principiului ##. n varianta care indic sensul spontan al desfurrii proceselor

termodinamice, principiul ## se numeteprincipiul creterii entropiei. "onform acestei variante, procesele ireversibilecare se desfoar spontan n sistemele termodinamice izolate au acel sens care duce la creterea entropiei.

1. ntalpia

Pentru procesele care au loc n atmosfer liber, aa cum sunt cele din sistemele biologice, presiunea esteconstant (condi7ii izobare). n acest caz, n locul energiei interne G se introduce mrimea numit entalpie, ?ac scriem expresia principiului #IG 0 4 L 0 4 pI$cantitatea de cldur va fi6 & I, 7 pI8 & I, 7 p8 & Ideci

I & 6izo!ar (cldura schimbat de sistem izobar)%rimea & , 7 p8 se numete entalpia sistemului i este foarte util n studiul termodinamic al reac7iilor chimice."&nd I6 - 9 sistemul primete cldur (reac7ii endoterme) i c&nd I6M 9 sistemul cedeaz cldur (reac7ii exoterme).

11.Entropia este un parametru de stare care msoar gradul de dezordine a unui sistem termodinamic. =a poate fi definitn dou moduri, unul macroscopic ("lausius)(1) i unul microscopic (+oltzmann)().(1) "onform modului n care a fost introdus ini7ial acest concept, dac o cantitate de cldur I este absorbit reversibilde ctre un sistem, la temperatura * (izoterm), se definete o func7ie de stare S, care crete cu IS, n modul urmtorIS & I6(#

() +oltzmann a artat c entropia exprim n mod nemi'locit alctuirea atomo4molecular a sistemului i anume,gradul de ordonare a ansamblului de particule din care este alctuit. ?ac avem particule identice (atomi, molecule)distribuite pe % nivele energetice distincte, c&te ipe fiecare nivel, entropia ansamblului va fi

S & ) 9 N *i(* ln *i(*unde O 0 1,8 194 QKR (constanta lui +oltzmann), iar iK 0 pi 4 probabilitatea de ocupare a nivelului i, cu N i 0 (atunci c&nd este foarte mare). n func7ie de probabilitatea de ocupare a nivelului se poate scrieS & )9N pi ln pintr4un sistem foarte ordonat sunt posibile foarte pu7ine stri, doar c&teva probabilit7i sunt diferite de zero i S va avea ovaloare foarte mic. ntr4un sistem dezordonat exist o distribu7ie haotic a particulelor, numrul de stri posibile estefoarte mare i S va avea o valoare maxim. Pentru un sistem total dezordonat 1 0 0 ... 0 i 0 1, i n acest cazS & 9 ln * 4 probabilitatea termodinamic a strii 4 numrul de aran'amente ale particulelor care dau aceeai stare.


4/35

n cazul unui sistem perfect ordonat (cristal perfect) S & ) 9 ln *(* &

12.Energia liber i entalpia liber

?in energia intern G a unui sistem, numai o parte poate fi convertit n lucru mecanic IG 0 I/ *IS*IS T 9 se degradeaz n mod ireversibil n cldur. ?ac scriemIG 0 I(/ *S)se definete ca energie liber mrimea ' (free energU) cuG 0 / *S!ceast mrime exprim capacitatea efectiv a sistemului de a efectua diferite ac7iuni.n sistemele izolate, n care G 0 ct., IG 0 9 i I/ 0 4 *IS M 9 deoarece IS - 9.?eci, o formulare mai complet a principiului ## ar fi*oate procesele care au loc n sisteme izolate decurg n sensul creterii entropiei i al scderii energiei libere (al scderiicapacit7ii de a efectua lucru mecanic).

"apacitatea unui sistem de a efectua lucru mecanic n condi7ii izobare este numit entalpie liber (Gibbs) V6 0 V *S

1. -PL%+-$- P$%*+%P%,L,% % -L #$/0%*-/%+%% :* ;%0L0


5/35

Starea staionar"&nd, ns, un sistem deschis nu este lsat s evolueze spontan, ci prin interven7ia unor cauze externe anumite for7e dinsistem sunt men7inute la valori constante, sistemul nu va putea a'unge n starea de echilibru, deci disiparea de energie iproducerea de entropie nu sunt zero, dar au valoarea minim posibil n condi7iile date. !ceasta este tarea taionar,numit uneori i starea de ec=ili!ru dinamic, n care toate caracteristicile sistemului, deci i entropia, sunt constante ntimp.S sta7ionar 0 ct. dS sta7ionarKdt 0 9"um nsdSKdt 0 deSKdt diSKdtrezultdeS sta7ionarKdt 0 4 diS sta7ionarKdtPrin urmare@ un item aflat n tare taionar elimin n e?terior toat entropia ce e produce prin proceeleireveri!ile care au loc n el@ entropia a rmAnAnd atfel contant. n stri @aproape de echilibrul termodinamicA ncare sunt valabile rela7iile lui 5nsager, producerea de entropie are o valoare minim n situa7ia impus de condi7iile lalimit.Starea sta7ionar, de mare stabilitate, se realizeaz n organism prin mecanisme homeostatice. Prin aceste mecanisme,organismul i men7ine constan7i, cu consum de energie metabolic, parametrii mediului su interior.Procee cuplate i procee cuplante

"onform principiului ## al termodinamicii, prin procesele care au loc ntr4un sistem diS - 9. =ste, ns, posibil can acelai sistem s se desfoare simultan mai multe procese, dintre care unele pot determina scderea entropiei

diS(1)

M 9, dar cu condi7ia ca altele s creasc entropia diS()

- 9, astfel nc&t, n ansamblu, s fie o producere, nu unconsum de entropie. Procesele prin care entropia crete, se numescprocese cuplante, iar cele prin care entropiascade suntprocese cuplate.

!cest mecanism explic aparenta func7ionare antientropic a organismelor vii, cel pu7in n prima parte a vie7ii lor. !stfel,acestea se organizeaz, mrindu4i gradul de ordine, iar entropia lor n loc s creasc, scade. ?ar organismul viu nu esteun sistem izolat. ?ac vom lua n considerare sistemul alctuit din organismul viu mpreun cu mediul su ncon'urtor,vom observa ca entropia lui scade pe seama creterii entropiei mediului. 5rganismele vii preiau din mediu (sub forma dehran) molecule complexe cu entropie sczut i elimin n exterior moleculele simple ce rezult din arderea acestora. Sespune c organismul preia din mediu entropie negativ (numit i neg-entropie) i elimin n mediu entropie pozitiv.5formulare local a principiului II spune c desf%urarea unui proces ireversibil $ntr-un domeniu c&t de mic al unuisistem termodinamic este $nsoit $ntotdeauna de producere de entropie c'iar $n acel loc. n organismul viu, proceseleanabolice, cu biosinteza de produi compleci, macromolecule i structuri biologice complexe, sunt procese cuplate

consumatoare de entropie, pe c&nd cele catabolice, de degradare a substan7elor organice prin ardere, sunt procesecuplante, generatoare de entropie. Produii de ardere sunt elimina7i prin respira7ie, excre7ie etc., cresc&nd entropiamediului. n ansamblu, deci, sistemul organism 4 mediu nu ncalc principiul ## al termodinamicii.Pe baza acestor considerente termidinamice, se poate spune ca procesul de mbtr&nire a organismului se datoreaz uneievolu7ii nspre creterea entropiei acestuia.

1". tapele contraciei muculare sunt urmtoarele excita7ia fibrei, cupla'ul excita7ie [contrac7ie i contrac7iapropriu4zis a fibrei.

1. ?citaia fibrei musculare ncepe la nivelul sinapsei neuro4musculare unde moleculele de mediator chimic(acetilcolina) eliberate din termina7ia nervoas se fixeaz pe moleculele receptoare din membrana post4sinapticdetermin&nd deschiderea por7ilor unor canale cationice. "ationii intr n fibr, interiorul acesteia devine local pozitiv i nfelul acesta se produce poten7ialul de ac7iune. !cesta se deplaseaz prin sarcolem n lungul fibrei, iar prin membrana

tubilor transversali n profunzime.2. +uplaBul e?citaie C contracie ncepe cu deschiderea canalelor de calciu din membrana cisternelor terminale,n momentul n care poten7ialul de ac7iune trece prin dreptul acestor cisterne. #onii de "a sunt elibera7i din cisterne, iarconcentra7ia lor n sarcoplasm crete de la cca 9,1 m% la 19 m% (199 ori). *roponina fixeaz ionii de "a i n urma uneimodificri conforma7ionale deplaseaz moleculele de tropomiozin din an7urile filamentului sub7ire astfel nc&t locurilede legare ale actinei cu miozina nu mai sunt mascate, iar contrac7ia propriu4zis put&nd astfel ncepe.

3. +ontracia include eliberarea energiei chimice necesare i fenomenele mecanice care stau la baza produceriifor7ei, respectiv scurtrii fibrei. =xtremitatea globular miozinic a pun7ii transversale dispune de dou locuri de legare,unul pentru actin i unul pentru !*P. ?e ndat ce este fixat, molecula de !*P este imdiat scindat n !?P i Pi, acetia


6/35

fiind produi ai scindrii ce urmeaz s fie elibera7i la un moment dat n sarcoplasm. "ontrac7ia apare numai dac loculpentru !*P al pun7ii transversale este ocupat de !?P i Pi (deci, neaprat dup scindarea !*P) i dac tropomiozina numpiedic interac7iunea actomiozinic. !stfel, prin legarea pun7ii transversale de filamentul sub7ire, produii de scindaresunt rapid elibera7i, iar puntea care p&n n acest moment fcea un unghi drept cu axa filamentului sub7ire, se nclin la B:9

fa7 de acesta.

1D. Lucrul mecanic efectuat de muc=i

?epinde de for7a dezvoltat de muchiul considerat i de deplasarea punctului de inser7ie pe osul pe care l pune nmicare, cu alte cuvinte lucrul mecanic depinde de for7a muchiului i de contrac7ia lui.

Lucrul mecanic maximma al muchiului este produsul dintre for7a maximFma desfurat i contrac7ia maxima muchiului *ma. ?arFma este propor7ional cu sec7iunea muchiuluiFma +S

iar contrac7ia maxim este propor7ional cu lungimea l a muchiului* ma +,l

5b7inem ma 0 +S +,li consider&nd pentru simplitate, muchiul ca av&nd form cilindric, produsul dintre aria sec7iunii transversale i lungimeeste chiar volumul muchiului, aadarL max = k2 Vadic lucrul mecanic efectuat de muchi este direct propor7ional cu volumul su

18. fectele !iologice ale unor factori mecanici ) ;iofizica mecanorecepiei

La nivelul pielii i al mucoaselor exist numeroi receptori tactili capabili s reac7ioneze la apsare, atingere,ntindere sau torsiune, interac7iunile mecanice ale organismului cu mediul ambiant realiz&ndu4se la acest nivel.$eceptorii tactili. Gnii dintre acetia sunt forma7i numai din termina7ii nervoase libere, al7ii au o structur mai complex,cum ar fi corpusculii %eisner i corpusculii Pacini.+orpuculii /einer[ termina7ie nervoas ncolcit ca un ghem. umeroase fibrile con'unctive ultrasub7iri se inserpe termina7ia nervoas ancor&nd4o cu diferite structuri din vecintate, astfel nc&t, la atingerea pielii s se exercite trac7iuniasupra fibrei nervoase, determin&nd generarea poten7ialelor de ac7iune.+orpuculul Pacini are forma unui elipsoid de rota7ie i este alctuit din lamele membranare, suprapuse ca foile unuibulb de ceap, ntre care se afl un lichid v&scos. n centrul corpusulului ptrunde o termina7ie nervoas nemielinizat aunei fibre senzitive.

La apsare, variaii brute de presiune, corpusculul se alungete, sub7iindu4se pe direc7ia exercitrii for7ei, caurmare a deplasrii lichidului spre extremit7ile elipsoidului. n cazul apsrii lente, lichidul are timp suficient penrtu a sedeplasa printre lamele, iar termina7ia nervoas nu este afectat n nici un fel. !stfel, corpusculul nu rspunde la presiunilepermanente din 'ur, cum ar fi presiunea atmosferic, sau la cele care se instaleaz lent. =l reac7ioneaz numai la varia7iibrute de presiune care sunt resim7ite de termina7ia nervoas, lichidul v&scos dintre lamele neav&nd timpul necesar s seinsere printre acestea.n cazul unor solicitri mecanice foarte intense, receptorii transmit semnale interpretate la nivelul scoar7ei drept semnaledureroase. =xist i receptori nociceptivi specializa7i numai pentru percep7ia durerii.

%uchiul este echipat cu o serie de mecanoreceptori dintre care corpuculii lui


7/35

?atorit incompresibilit7ii lor, 7esuturile vii rezist la presiuni hidrostatice foarte mari (exist via7 chiar i laad&ncimi unde presiunea atinge 1999 atm). S4a constatat experimental c la presiuni de ordinul sutelor de atmosfere auloc, n func7ie de tipul 7esutului, urmtoarele fenomene diviziunea celular este blocat, for7a i viteza contrac7ieimusculare scad, excitabilitatea nervoas crete, p&n la autoexcitabilitate.


8/35

egea p&rg'iilor momentele for7elor / i J s fie egale.*lasificarea p&rg'iilor se face n func7ie de pozi7iile celor trei puncte de aplica7ie /, J i S)pArg=ia de gradul % sau p&rghia de ec=ili!ru (deoarece realizeaz echilibru static) are punctul de spri'in S situat ntrepunctul de aplica7ie a for7ei / i cel de aplica7ie a rezisten7ei>) pArg=ia de gradul al %%)lea sau p&rghia de for[ are punctul de aplica7ie a rezisten7ei ntre cel de aplica7ie a for7ei icel de spri'in> prin structura lor, distan7a de la J la S este mai mic dec&t de la / la S , aadar / este mai mic dec&t J,motiv pentru care putem amplifica for7a) pArg=ia de gradul al %%%)lea sau p&rghia de deplaare[ are / ntre J i S, ele utilizeaz o for7 mare i nving o for7mic, n schimb deplaseaz mult punctul lui J> acest tip de p&rghii este cel mai nt&lnit n corpul uman (punctul deaplica7ie a for7ei, adic locul de inserare a muchiului, se afl ntre punctul de spri'in care este articula7ia i punctul deaplica7ie a rezisten7ei).Prg=iile de gradul %

Sunt relativ pu7ine n organism. *runchiul se afl n echilibru pe picioare ca o p&rghie de gradul #, la fel i capul,care spri'init pe atlas, func7ioneaz ca o p&rghie cu bra7e inegale, verticala "V netrec&nd prin atlas> antebra7ul n extensiese comport ca o p&rghie de gradul #.

n practica medical, p&rghiile de gradul # sunt foarte numeroase, n primul r&nd p&rghiile duble cum suntfoarfecele i cletii, care se mpart n func7ie de utilitate, dup lungimea bra7elor. /oarfece pentru nvins rezisten7e mari(cum ar fi gipsul sau cletii pentru extrac7ii dentare) cu gur puternic i mic i m&nere lungi> aps&nd pe un bra7 dep&rghie lung se poate nvinge o rezisten7 mare>

"letii la care bra7ele p&rghiei pe care apsm sunt mici, iar cele pe care se aplic rezisten7a sunt lungi (forcepsul)./oarfecele i cletii la care mrimea bra7elor for7ei nu difer prea mult de cea a bra7elor rezisten7ei (cletele pentru

trac7iunea limbii n caz de asfixiere, cletele de manipulat pansamentele etc.)n sec7iile de fizioterapie i n laboratoare exist tot felul de p&rghii de gradul # (balan7e analitice, scripe7i etc.)PArg=iile de gradul al %%)lea

n organism, se pot men7iona, ca prim exemplu, incisivii i caninii.!ceste p&rghii au form de pan, iar condi7ia necesar i suficient pentru echilibrul for7elor la un astfel de

instrument este ca raportul dintre for7 i rezisten7 s fie acelai ca ntre mrimea bazei de apsare i lungimea suprafe7eilaterale a instrumentului (eficacitatea instrumentului crete cu c&t baza este mai mic, deci, cu c&t el este mai ascu7it)."a p&rghie de gradul al ##4lea func7ioneaz i piciorul, av&nd ca rezisten7 greutatea corpului transmis prin tibie>greutatea corpului este aplicat la nivelul articula7iei tibio4tarsiene, aa nc&t for7a o vor da muchii insera7i prin tendonullui !hile pe calcaneu> punctul de spri'in, c&nd stm pe v&rful picioarelor, se afl la extremitatea metatarsienelor n contactcu solul. #nstrumentele medicale ca bisturiu, dalt, lan7et func7ioneaz tot ca p&rghii de gradul al ##4lea (au form depan).

PArg=iile de gradul al %%%)leaSunt elemente de deplasare .!ntebra7ul n flexie func7ioneaz ca o p&rghie de gradul al ###4lea c&nd muchii flexori se contract pentru a4l

ridica> bicepsul se contract produc&nd o for7 care are punctul de aplica7ie pe antebra7.n general, distan7a dintre punctul de aplica7ie al for7ei / i punctul de spri'in S este de 8 ori mai mic dec&t distan7a dintrepunctul de aplica7ie a rezisten7ei J i punctul S. Jezult, c n acest caz, for7a desfurat de muchi pentru a rotiantebra7ul este de 8 ori mai mare dec&t rezisten7a. n schimbul pierderii de for7 avem un c&tig de deplasare, contrac7ia dec&7iva cm a bicepsului determin&nd o deplasare liniar de 8 ori mai mare a extremit7ii antebra7ului. n laborator i npractica medical nt&lnim p&rghii de gradul al ###4lea cum ar fi pensele anatomice, pedalele diferitelor aparate dentareetc.PArg=ii umane multiple

Sunt grupe de p&rghii ac7ionate de un singur muchi. ?e exemplu falangele care au extensorii i flexorii comuni.

La p&rghiile multiple suma rota7iilor diverselor p&rghii osoase micate de un singur muchi este egal cu rota7ia pe care ardetermina4o acest muchi, ac7ion&nd asupra unei singure p&rghii umane, muchiul contract&ndu4se cu aceeai lungime.PArg=ii aociateSunt nt&lnite n micarea membrelor. ?e exemplu, datorit faptului c membrele superioare sunt compuse din dousegmente, viteza liniar a m&inii este mai mare c&nd antebra7ul descrie un unghi fa7 de bra7 i concomitent bra7ul descrieun unghi fa7 de trunchi. Se observ cum aducerea m&inii la nivelul umrului se face mai rapid, dac ambele segmente semic simultan, dec&t n cazul n care membrul superior se mic rigid.


9/35

22. Structura mem!ranei !iologiceStructura i funciile mem!ranei celulare

5rganismele vii sunt alctuite dintr4un numr foarte mare de compartimente fluide interdependente, mrginite demembran plasmatice. %embranele celulare sunt structuri planare cu grosimi moleculare cuprinse ntre C i 19 nm (1 nm 0194; m) care ndeplinesc cel pu7in dou func7ii dinamice esen7iale, ele neput&nd fi privite ca nite pelicule pasive caredelimiteaz dou medii care au caracteristici fizico4chimice diferite (lichidul intersti7ial i citoplasma).Prima func7ie a membranei celulare este de a mpiedica micarea liber a particulelor ntre dou compartimente adiacente(lichidul intersti7ial i citoplasma), prin urmare membrana are rolul unei bariere fizice active. Lichidul intersti7ial i

citoplasma sunt iteme dipere av&nd ca solvent apa, iar ca faze dispersate electroli7i (ioni de a, R, "l, "a, %g),macromolecule (de ex. proteinele), organite intracelulare (de ex. mitocondriile) i molecule polare mici, n concentra7iidiferite. Lichidul intersti7ial i citoplasma au aceeai osmolaritate de aproximativ 99 m5s%Kl, fiind deci, lichideizotonice./iind emipermea!ile i elective, membranele celulare ndeplinesc i o a doua func7ie foarte important i anumereglarea volumului i a compozi7iei mediului intracelular. !ceast reglare asigur men7inerea la valori constante acompozi7iei i volumului intra4 i extracelular, n ciuda fluctua7iilor din mediul extern.Principalii constituen7i ai membranelor biologice sunt lipidele i proteinele, conform modelului mozaicului fluidproteolipidic (/ig. 1) al lui icholson i Singer elaborat n 1;D membrana este format dintr4un bistrat lipidic, n caresunt inserate proteine i glicoproteine. !cest model presupune distribu7ia uniform a diferitelor tipuri de lipide n bistrat,

lucru care a fost infirmat n ultimii ani. Simon si #Oonen au demonstrat n 1;8D existen7a asa numitelor microdomeniilipidice (@lipid raftsA) de colesterol i sfingomielina care nu sunt solubile n detergen7i nonionici, adic prezen7a unorinsule membranare, lipidele nedistribuindu4se uniform pentru a forma bistratul lipidic.

. #ranportul paiv

Prin transport paiv moleculele i ionii se deplaseaz n sensul gradientului electrochimic sau de presiune frconsum de energie metabolic, sistemul av&nd tendin7a de a a'unge la echilibru termodinamic. Vradientul electrochimic

este o for7 termodinamic productoare de flux i reprezint rezultatul unor procese desfurate cu consum energetic. ntimpul transportului, moleculele i ionii utilizeaz energia micrilor de agita7ie termic i cea derivat din atrac7ia saurespingerea electrostatic.

=xist trei tipuri de transport pasiv difuzia simpl, difuzia facilitat i difuzia prin canale i pori.ifuzia impl se produce prin dizolvarea speciei moleculare transportate n membran. ?atorit structurii membranei debistrat lipidic, zona intern fiind hidrofob, o particul, pentru a trece de pe o fa7 a membranei pe cealalt, trebuie sstrbat o zon hidrofil i s ptrund n zona hidrofob. ?e aici rezult ca mecanismele de difuzie sunt diferite pentruparticulele hidrofile (ioni i molecule polare) i particulele hidrofobe (nepolare), respective particulele hidrosolubile iliposolubile.ifuzia facilitat%oleculele hidrofile mari, cum sunt mul7i factori nutritivi necesari celulei, precum i unii ioni traverseaz membrana prin

difuzie facilitat, utiliz&nd molecule transportoare existente n membran sau introduse artificial n aceasta. !semeneamolecule transportoare au o anumit specificitate, recunosc&nd specia molecular sau ionic pe care o transport. =xisttransportori pentru glucoz, colin, pentru diferi7i ioni (ionofori).

B.#ranportul activ


10/35

=ste o form de transport care necesit consum de energie metabolic (a unei reac7ii chimice, de exemplu). Serealizeaz n sensul invers gradientului de poten7ial electrochimic. Se disting dou forme de transport activ transportulactiv primar i transportul activ secundar.

#ranportul activ primar se realizeaz folosind proteine integrale numite pompe ionice membranare. #n urmatransportului activ se stabilete gradientul de concentra7ie n sensul cruia se desfoar transportul pasiv. Pompa leagionul pe o parte a membranei ntr4o anumit zon activ numit situs de legare i, datorit unor modificriconforma7ionale care intervin n urma legrii ionului, l transfer pe cealalt parte unde l elibereaz. Pompa folosete, deobicei, hidroliza !*P n !?P i P.=xemplul cel mai cunoscut este !*P4aza aKR care transloc ioni de a din interiorul celulei, unde concentra7iaacestuia este mic, spre mediul extracelular i ioni de R din exteriorul celulei n interiorul acesteia.

?eoarece rezultatul unui ciclu este un transfer net de sarcin pozitiv n exteriorul celulei, spunem c pompa esteelectrogenic. ?e asemenea, pompa de aKR asigur prin func7ionarea ei osmolaritatea egal pe ambele fe7e alemembranei.#ranportul activ ecundar

Prin transport activ secundar speciile transportate ptrund ntr4un compartiment (extracelular sau intracelular)mpotriva gradientului lor electrochimic, asociindu4se cu molecule care se deplaseaz n sensul gradientului deconcentra7ie. Specia transportat c&t i molecula care efectueaz transport pasiv se leag de aceeai molecultransportoare.

*ransportul activ secundar utilizeaz transportorii nt&lni7i la difuzia facilitat, acetia put&nd lega substrateletransportate n aceeai stare conforma7ional sau n stri conforma7ionale diferite (/ig. 1;). ?ac ambele specii molecularetransportate se leag de aceeai parte a proteinei, transportul poart denumirea de simport sau co-transport, iar

transportorul i poate modifica starea conforma7ional doar dup ce ambele substrate au a'uns n situsurile de legare."azul n care speciile transportate se leag pe cele dou pr7i ale transportorului, care se va afla astfel n striconforma7ionale diferite, se numete antiport sau contra-transport.

nt&lnim simport la ptrunderea glucozei n celulele mucoasei intestinale> ea se asociaz cu a care intr pasiv.#onii de a sunt elimina7i activ prin transport primar, prin !*P4aza de aKR, iar glucoza rm&ne.\i n acest caz, avem de4a face cu un transport electrogenic deoarece rezultatul net const n transportul unei sarcinipozitive dintr4o parte a membranei n cealalt.

25. +anale ionice

ifuzia prin canale ioniceSubstan7ele ionizate nefiind liposolubile, difuzia lor prin membran se poate face prin structuri proteice specializate carestrabat membrana pe toat grosimea ei i creeaz ci de trecere pentru ioni, form&nd canale au pori. o7iunea de poreste folosit pentru structurile neselective, fc&nd o discriminare doar pe baza diametrului particulei. "u precdere, prinpori trece apa, caz n care acetia se numescporine. #onii au n 'urul lor o zona de hidratare, din care cauz au diametrulprea mare pentru pori.

2". $eceptorii mem!ranari

Jeceptorii membranari din membrana plasmatic celular sunt proteine intrinseci cu func7ie enzimatic care aucapacitatea de a recunoate o molecul semnal din mediul extracelular, numit meager prim, i de a interac7iona cu earapid i reversibil. %olecula purttoare de informa7ie se numete ligand specific i se poate lega de un anumit tip dereceptor. n mod obinuit, moleculele semnal nu ptrund n interiorul celulei, rolul lor fiind doar de a transmite prindiferite mecanisme membranare informa7ia pe care o poart.

esagerii primipot fi molecule dar i factori fizico4chimici. Printre moleculele cu rol de mesager prim sent&lnesc mediatorii chimici, hormonii polipeptidici, factori de cretere, antigenii, medicamentele, drogurile.

n urma interac7iei, celula poate sintetiza o alt molecul semnal numit meager ecund care declaneazrspunsul celular specific. %esagerul secund poate fi, uneori, chiar complexul receptor [ mesager prim.

esageri secun#i frecvent nt&lni7i sunt acidul adenozin monofosforic ciclic (c4!%P), acidul guanozinmonofosforic ciclic (c4V%P), diacil glicerolul (?!V), inozitol trifosfatul (#nosP).Procesele care au loc la nivel celular sunt urmtoarele (/ig. ) de ndat ce ligandul s4a fixat de receptor, informa7ia estetransmis la nivelul membranei, acest lucru survenind de obicei, n urma modificrii conforma7iei receptorului> n urma


11/35

acestui proces se declaneaz o cascad de reac7ii n interiorul celulei av&nd ca urmare o modificare a activit7ii celulare lanivelul metabolismului sau la nivelul expresiei genelor> informa7ia se transmite i de4a lungul membranei celulare, prinsemnale electrice sub forma de poten7iale locale i de tip tot [ sau [ nimic.

2D. 'ormarea imaginii prin lentile divergente

Lentile divergente dau imagini virtuale ale obiectelor reale, indiferent de pozi7ia acestora fa7 de lentil (/ig. 19).

2E. 'ormarea imaginii prin lentile convergente

Pentru a construi mersul razelor de lumin printr4o lentil convergent putem desena mersul a dou razemprtiate de v&rful obiectului raza care trece nedeviat prin centrul optic al lentilei i raza care cade pe lentil paralel cuaxul optic principal (aceasta se va refracta prin focar). n figurile :[; ave7i desenate imaginile unui obiect situat la distan7ediferite de o lentil convergent. Se observ c imaginea este real (se afl la intersec7ia rezelor de lumin i poate ficaptat pe un ecran) dac obiectul este situat la o distan7 mai mare dec&t distan7a focal fa7 de lentil. n cazul n care(/ig. ;) obiectul este situat ntre focar i centrul lentilei imaginea devine virtual (aflat la interesec7ia prelungirilorrazelor de lumin, nu poate fi captat pe un ecran)

2F. 0c=iul ca item optic centrat. 0c=iul redu.


12/35

4 factori dioptrici abera7ia de sfericitate i cromatic (dat de fenomenul de dispersie [ varia7ia indicelui derefrac7ie cu lungimea de und), difrac7ia datorit imperfec7iunilor mediilor oculare, dispersia luminii datoritreflectrii pe retin, erori de refrac7ie

4 factori retinieni lega7i de structura granular i discontinu a retinei, centrul petei ce reprezint imagineatrebuind s se gseasc pe celule receptoare distincte>

4 factori lega7i de stimul forma i mrimea detaliului, contrastul de luminozitate, iluminarea fondului, timpul deexpunere, compozi7ia cromatic (prin eliminarea abera7iilor cromatice, lumina monocromatic mreteacuitatea vizual).

?iminuarea acuit7ii vizuale se numete ambliopie.-daptarea la lumin refle?ul pupilar#risul reprezint o diafragm care limiteaz fluxul luminos ce cade pe retin i contribuie la micorarea abera7iilorcromatice i de sfericitate produse de lentilele ochiului. ?imensiunea pupilei este controlat de doi muchi netezi,unsfincter inelar i un dilatator radial, plasa7i n iris. "&nd luminozitatea este slab, fibrele radiale ale irisului se contract(midriaz), diametrul pupilei crete. La iluminare excesiv, fibrele circulare ale irisului micoreaz pupila (mioz). !cestfenomen se numete adaptare la lumin. !daptarea de la lumin la ntuneric cere mai mult timp dec&t adaptarea invers dela ntuneric la lumin.-comodarea la ditan

ntr4un ochi normal, imaginea unor obiecte foarte ndeprtate se formeaz pe retin (/ig. 1 a)). ?ac obiectelesunt situate la o distan7 mai mic de C m de ochi, imaginea lor s4ar forma n spatele retinei dac cristalinul nu s4ar bombamrindu4i convergen7a (/ig.1B). Pentru ca imaginea s fie clar, ea trebuie s se formeze pe retin. !ceasta se realizeazastfel cristalinul este ncon'urat de un ligament circular, zonula lui ]inn, pe care se afl nsera7i muchii ciliari circulari iradiali. La contrac7ia fibrelor circulare, zonula se relaxeaz i cristalinul iese de sub tensiune, bomb&ndu4se sub efectulpropriei elasticit7i. "onvergen7a sa va crete i imaginea se formeaz mai aproape de centrul optic (mai n fa7, deci peretin). #nvers, la contrac7ia fibrelor radiale, zonula este din nou pus sub tensiune, cristalinul se sub7iaz i i micoreazconvergen7a. n acest fel se realizeaz acomodarea.$ederea clar se realizeaz ntre dou puncte punctum proimum pp4 ipunctum remotum pr4. Pp [ cel mai apropiat,vzut clar cu acomodare maxim. Pr [ cel mai deprtat, vzut clar fr acomodare. La ochiul normal (emetrop) pp 0 :cm, pr Z ^

31. /iopia.

!cest defect de vedere se manifest prin creterea convergen7ei ochiului. n func7ie de cauza acestei creteri avem

de a face cu mai multe tipuri de miopii i anume4 %iopia aial, cel mai fecvent nt&lnit, este caracterizat de axul anteroposterior mai lung dec&t cel al ochiului emetrop,din aceast cauz imaginea se formeaz naintea retinei./p ipr se afl mai aproape de ochi.4 %iopia de curbur curbura cristalinului este mai mare, convergen7a va fi mrit (de obicei este legat de oboseal).4 %iopia de indice caracterizat de creterea indicelui de refrac7ie datorit creterii concentra7iei saline n anumite stripatologice (vrsturi incoercibile, diarei rebele, mari hemoragii i plasmoragii, expuneri excesive la soare, ocuritraumatice, lipotimie [ n aceste din urm dou cazuri, deshidratarea i hiperconcentrarea salin consecutiv apar ca oconsecin7 a fugii apei din 7esuturi spre patul vascular lrgit ca urmare a epuizrii mecanismelor neuro4hormonale demen7inere a tonusului vascular).n toate cazurile se corecteaz cu lentile divergente (/ig. 1:) care au convergen7a negativ (" M 9, focare virtuale) care,adugat convergen7ei crescute a ochiului, o aduc n limitele normale.

32. Prez!itimul.

Pre!iopia sau prez!itimul este o ametropie de elasticitate care apare, n general, dup v&rsta de B9 de ani.+ombarea cristalinului se face mai dificil, deoarece elasticitatea acestuia se diminueaz o dat cu naintarea n v&rst. Sefolosesc lentile convergentepentru a vedea obiectele apropiate.33. ;iofizic recepiei vizuale. $etina.;iofizica recepiei vizuale


13/35

Structura retinei?up ce strbat mediile transparente ale ochiului, razele luminoase care provin de la diferitele obiecte ale

mediului ncon'urtor cad pe retin (/ig. 1D) care reprezint o structur complex cu o suprafa7 de cca cm i grosimeade :9 Hm. =xist : tipuri de celule prezente n retin dispuse n straturi succesive (/ig. 1D, sgeata din st&nga figuriiindic sensul luminii)- celulele epiteliului pigmentar 4 alctuiesc stratul distal format dintr4un singur ir de celule epiteliale> pigmentul con7inutde acestea [ melanina [ absoarbe lumina (pentru a evita difuzia).4 celulele fotoreceptoare, celulele cu conuri i bastonae, care con7in pigmen7ii fotosensibili. "elulele fotoreceptoare suntorientate cu extremitatea fotosensibil nspre coroid, fiind par7ial ngropate n epiteliul pigmentar. Jeparti7ia lor n retinnu este uniform. npata oarb, pe unde ies fibrele nervului optic, celulele fotoreceptoare lipsesc complet.4 celule ori#ontale fac sinaps cu celulele fotoreceptoare (C4:9 celule fotoreceptoare).- celulele bipolare, alctuind primul strat al neuronilor vizuali (de aceea retina poate fi considerat o por7iune de creierperiferic), realizeaz legturi ntre celulele receptoare i cele ganglionare. #n zona foveal coresponden7a este biunivocfiecare con realizeaz legturi sinaptice cu o bipolar i fiecare bipolar cu o ganglionar. /iecare ganglionar primeteastfel informa7ii de la un singur con. Spre periferia foveei i n afara acesteia, mai multe celule receptoare realizeazconexiuni sinaptice cu o bipolar i mai multe bipolare trimit informa7ii unei singure ganglionare.- celulele amacrine realizeaz conexiuni ntre neuronii bipolari, la fel cum celulele orizontale interconecteaz celulelefotoreceptoare. Sunt lipsite de axon i trimit informa7ii dinspre centru spre periferie.[ celulele ganglionare[ fac sinaps cu cele bipolare, iar axonii lor alctuiesc nervul optic. Pata oarb, lipsit de celulefotoreceptoare, este locul n care nervul optic se ndreapt spre corpii genicula7i laterali, dup ce strabate nveliul globuluocular.

34. Structura i funciile celulelor fotoreceptoare.

Structura i funcia celulelor fotoreceptoare"elulele fotoreceptoare realizeazfuncia de traducere a semnalului vi#ual radiaia electromagnetic din

domeniul vi#ibil- $n semnal electric."elula cu bastona (/ig. 18 a)) este alctuit din dou pr7isegmentul etern (S0B), sub form alungit,

cilindric, de bastona, isegmentul intern (SIB). Segmentul extern este fotoreceptorul propriu4zis, cel intern are rolmetabolic. +astonaele asigur vederea scotopic (la lumin crepuscular), av&nd o mare sensibilitate. S=+ are o structurspecial, con7in&nd un mare numr de discuri membranare (p&n la 999) suprapuse. %embrana discurilor este formatdin subunit7i membranare (cca : nm diametru) n centrul crora se gsete pigmentul fotosensibil [ rodopsina (19 D4198

moleculeKbastona).Jodopsina este format din opsin (fosfolipoprotein format din B8 de aminoacizi, form&nd D _4helixuri aezate

transversal pe membrana discului, legate ntre ele prin segmente neelicoidale) i din retinal (aldehida vitaminei !) careeste cromoforul, cu axa longitudinal paralel cu suprafa7a membranei. %aximul de absorb7ie al rodopsinei este la :99 nm(verde).

%embrana bastonaului con7ine numeroase canale de a i "a, astfel nc&t, la ntuneric, exist un influx pasivde a i "a (curent de $ntuneric) (/ig. 1;) (1941:E "a). n ntuneric membrana este polarizat negativ (49 [ 4 B9m$). #onii de a intr n celulele fotoreceptoare prin canale, dar nu se acumuleaz deoarece sunt evacua7i pe msur ceintr de ctre pompele ionice din S#+. "alciul este evacuat printr4un mecanism antiport aK1"a n S=+. "urentul dea ("a) reprezint curentul de ntuneric.

n urma fotoexcitrii i activrii rodopsinei (/ig. 9), se nchid canalele de a ("a), curentul de ntunericdispare i membrana se hiperpolarizeaz. Poten7ialul celular poate a'unge la [89 m$, depinz&nd de intensitatea luminii.$aria7ia de poten7ial declaneaz excita7ia neuronilor bipolari, astfel nc&t poten7ialele de ac7iune aprute n acetia a'ungn final la sinapsa cu neuronul ganglionar, pe care4l excit. ?e la neuronul ganglionar vor porni trenuri de poten7iale deac7iune tot sau nimic care, pe calea nervului optic, a'ung n corpii genicula7i i apoi n scoar7a cerebral (scizura calcarin)unde produc senza7ia vizual. +astonaele au o sensibilitate foarte mare un singur foton poate duce la blocarea intrrii ncelul a 19C sarcini pozitive [ amplificare de putere. /otonul este doar declanator, restul se datoreaz energiei proceselormetabolice."elulele receptoare cu bastona sunt responsabile de vedereascotopic, la luminozitate sczut, fr vederea culorilor(alb4negru).


14/35

35. #eoria a vederii tricromate.

icromatopiile?iscromatopsia este o anomalie a vederii, cauzat de absen7a sau de dereglarea func7ional a celulelor

fotoreceptoare. Persoanele cu discromatopsie prezint tulburri ale vederii colorate. Lipsa percep7iei culorilor,acromatopsia1 este rezultatul lipsei conurilor. %a'oritatea persoanelor cu probleme de percep7ie a culorilor pot identificaanumite culori, n foarte pu7ine cazuri pacien7ii nefiind capabili s recunoasc nici o culoare, ci vd doar nuan7e de gri, albi negru.2icroma#ia const n perceperea a dou culori dac pacientul nu percepe culoarea roie avem de4a face cuprotanopie1 dac nu este perceput verdele ne referim la acel tip de dicromazie ca fiind deuteranopie, iar n cazul absen7eiculorii albastre avem tritanopie. "onform teoriei tricromatice a vederii colorate (`oung, %axell, 6elmholtz) oriceculoare se poate ob7ine prin combinarea a trei culori. ?iscromatopsiile sunt, n general, transmise genetic caz n care ambiiochi sunt afecta7i, aceste tulburari fiind ireversibile i netratabile, neput&ndu4se ns agrava.

?iscromatopsiile pot fi dob&ndite ca urmare a unor boli (de exemplu, cataracta care const n opacifierea par7ialsau total a cristalinului) i traumatisme ale ochiului sau pot s apar cu naintarea n v&rst. ?iscromatopsiile dob&nditepot fi unilaterale sau asimetrice (unul dintre ochi este afectat mai puternic). !cestea pot fi tratate, n func7ie de cauz, prininterven7ie chirurgical (n cazul n care cataracta a produs discromatopsia respectiv), prin oprirea medicamentelor careau cauzat tulburarea de vedere, prin recomandarea folosirii lentilelor de contact colorate sau a lentilelor antireflex(celulele cu bastona func7ion&nd mai bine la lumin mai slab). *estarea pacien7ilor const n recunoaterea culorilor i adenumirii acestora subiectului i se cere s priveasc un aa4numit @patternA care este un ptrat cu puncte colorate carerealizeaz o liter sau un numr i s recunoasc imaginea alctuit din punctele colorate (testul #shihara). "ei cu vederecromatic intact pot recunoate aceste pattern4uri, persoanele suferind de discromatopsie nu vor recunoate sau voridentifica doar anumite litere sau cifre.?iscromatopsiile pot afecta dezvoltarea cognitiv (un copil cu rezultate slabe va trebui consultat i de un oftalmolog) darpot limita i op7iunile profesionale.

C.enitatea?ensitatea unui material omogen se definete ca fiind masa con7inut n unitatea de volum. Gnitatea de msur

pentru densitate este OgKmsau gKcm(1999 OgKm0 1gKcm). ?ensitatea se noteaz cu litera greceasc (ro). "onformdefini7iei

3

m=

?ensitatea relativ a unui material este raportul dintre densitatea lui i densitatea unui material consideratreferin7, prin urmare, un numr adimensional (fr unitate de msur). Se poate demonstra c densitatea relativ a unuimaterial este egal cu raportul dintre masa unui corp din acel material i masa aceluiai volum din materialul de referin7.Pentru corpurile solide i lichide se ia drept referin7 apa.

Pentru determinarea densit7ii relative, n locul raportului maselor unor volume egale ale substan7elor se folosescgreut7ile acestor volume, care, pe aceeai vertical sunt direct propor7ionale cu masele (conform principiului fundamentalal dinamicii, vezi cursul4oiuni generale de mecanic).

!stfel G mgi pentru referin7 G mg.mpr7ind cele dou egalit7i una la cealalt, ob7inem

bbb G

G

m

m

G

Grelativ ==

?ensitatea absolut a apei la B,o" este egal cu 1 gKcm, prin urmare masa de ap la aceast temperatur este

exprimat prin acelai numr ca i volumul ei.=xpresia densit7ii absolute a unui corp se poate scrie

apaG

Gb

=

undeapreprezint densitatea apei la temperatura de lucru t.

D.Preiunea =idrotatic


15/35

Prin defini7ie, presiunea este for7a exercitat pe unitatea de suprafa7

S

Fp =

=ste o mrime fizic scalar derivat a crei unitate de msur este Km. Presiunea are i alte unit7i de msurtolerate cum ar fi 1Pa 0 1Km, 1 atm 19:Km, 1 torr 0 1 mm6g, DC9 mm6g 0 19:Km. Gnitatea de msur dinhemodinamic este mm6g (milimetru coloan de mercur).

Presiunea hidrostatic este presiunea exercitat de o coloan de fluid1la baza sa.n orice punct din interiorul fluidului exist o presiune datorat greut7ii straturilor de deasupra acelui punct. Se

poate calcula presiunea pe care o exercit o coloan de lichid de densitatei grosime 'la baza vasului av&nd ariasec7iunii transversale S ,!stfel

g'S

'Sg

S

3g

S

mg

S

Gp

=====

Se observ c presiunea hidrostatic nu depinde de suprafa7a fundului vasului, ci numai de densitatea lichidului ide grosimea acestuia. ?ac punem n c&teva vase comunicante care au sec7iunile bazelor diferite , un lichid, observm cnl7imea lichidului n vase este aceeai.

!cest lucru este datorat presiunii hidrostatice care are aceeai valoare la baza tuturor vaselor, iar lichidul este nechilibru.8. Principiul lui Pacal

Se enun7 astfel/resiunea aplicat unui lic'id aflat $ntr-un vas este transmis integral oricrei poriuni afluidului1 precum %i pereilor vasului.

!plica7iile legii lui Pascal sunt numeroase. ?intre ele, amintim presa hidraulic al crei principiu de func7ionarepresupune utilizarea unui piston de suprafa7 mic5,, prin intermediul cruia se exercit o for7 micF,direct asupra unuilichid (/ig. ).

"onform legii lui Pascal, presiuneap F,6 5,este transmis prin tubul de legtur unui cilindru mai larg,prevzut cu un piston mai mare de suprafa757. Jezult c

1

1

.

.

.

.

1

1 F5

5F

5

F

5

Fp ===

!adar, presa hidraulic este un dispozitiv de amplificare a for7ei, cu un factor de multiplicare egal cu raportulsuprafe7elor pistoanelor. nt&lnim presa hidraulic la scaunele folosite n cabinetele dentare, precum i la fr&nele hidraulicepistoanele pe care se apas corespunz&nd ramurii de sec7iune mic.;.Principiul lui -r=imede

Gn corp scufundat n ap pare s aib o greutate mai mic dec&t n aer, iar un corp a crei densitate este mai micdec&t a apei poate pluti la suprafa7a acesteia. !sta nseamn c n ap, asupra corpului scufundat mai ac7ioneaz o for7 alcrei sens este invers sensului greut7ii. !ceasta este for7a arhimedic.

=nun7ul principiului lui !rhimede 8n corp scufundat $ntr-un lic'id este $mpins de "os $n sus cu o for egal cugreutatea volumului de lic'id di#locuit de corp 9F5lic'id3di#locuitg

undegeste accelera7ia gravita7ional, iarlic'idreprezint densitatea lichidului n care este scufundat corpul./or7a arhimedic se aplic ntr4un punct al corpului, numit centru de presiune, acesta coinciz&nd cu centrul de greutate almasei de lichid dizlocuit de corp.

B9.Plutirea corpurilor

a. *orpul plute%te la suprafaa lic'idului[ n acest caz, greutatea corpului este egal cu greutatea lichidului dizlocuit, darvolumul de lichid dizlocuit este mai mic dec&t volumul corpului care plutete >b. *orpul plute%te $n interiorul lic'idului[ n acest caz, greutatea corpului este egal cu greutatea lichidului dizlocuit, iarvolumul de lichid dizlocuit este de asemenea egal cu volumul corpului care plutete >c. *orpul nu plute%te[ n acest caz, greutatea corpului este mai mare dec&t greutatea lichidului dizlocuit, corpul esteac7ionat, aadar, de dou for7e care nu4i mai fac echilibrul > volumul corpului este egal cu volumul de lichid dizlocuit decorp

1Presiunea atmosferic este presiunea hidrostatic exercitat de atmosfer la suprafa7a pm&ntului


16/35

B1.%etode denitometrice?ensimetria cuprinde metode i procedee de determinare a greut7ii specifice a diferitelor corpuri. ?intre

metodele densimetrice amintima) %etode bazate pe aplicarea principiului lui !rhimede determinarea calitativa densit7ii. Se introduce corpul n ap,observ&ndu4se condi7iile de echilibru ale plutirii. =vident, aceast metod se poate aplica doar corpurilor insolubile n ap.n cazul n care corpul se scufund, densitatea lui relativ este mai mare dec&t 1, n cazul n care corpul plutete, atuncidensitatea sa relativ este mai mic dec&t 1.

etoda picturilor[ folosit pentru determinri cantitative ale densit7ii unor corpuri lichide, mai ales n cazurilen care dispunem de cantit7i mici de substan7 pentru opera7iunile respective.

Pentru aplicarea acestei metode este nevoie de un set de solu7ii etalon de densit7i diferite, dar foarte apropiatentre ele, cunoscute cu precizie. Se introduce o pictur din lichidul de cercetat ntr4o cantitate mic din una din solu7iileetalon. ?ac pictura cade la fundul vasului, densitatea lichidului este mai mare dec&t cea a etalonului. Se ia urmtoareasolu7ie etalon i se repet procedura. n momentul n care pictura din lichidul de studiat plutete n interiorul solu7ieietalon, densit7ile celor dou lichide sunt egale. !ceast metod servete la determinarea densit7ii s&ngelui, cu o preciziesuficient. ?ensitatea s&ngelui are o valoare constant n cazuri normale, datorit mecanismelor fiziologice reglatoare, eaput&nd varia pu7in din cauza ingerrii alimentelor, mai ales a celor lichide. $alorile normale ale densit7ii s&ngelui suntcuprinse ntre 1,9:D gKcmi 1,9CC gKcm, admi7&ndu4se ca densitate medie la brba7i valoarea de 1,9C1 gKcm, iar la femeide 1,9:8 gKcm.

%etoda se poate aplica i materialelor aflate n stare solid.5reometrele(/ig. D) sunt aparate confec7ionate din sticl care pot pluti, formate dintr4un cilindru cu diametrul de 4 cm,partea superioar av&nd forma unei ti'e de o anumit lungime i diametru 9,49,C cm. n partea inferioar aparatul are unrezervor de form sferic sau ovoidal, n care se afl o substan7 grea, cum ar fi plumb sau mercur. ?in cauza acesteigreut7i, centrul de greutate al plutitorului este mult cobor&t fa7 de centrul de presiune, iar rezultatul const n men7inereaareometrului n pozi7ie vertical n lichid.

b) %etode bazate pe folosirea balan7ei 4 !ceste metode presupun c&ntrirea cu a'utorul unui vas de volumcunoscut gol i apoi plin cu lichidul a crui densitate absolut dorim s o determinm. Gn astfel de vas de form specialse numete picnometru. Prin mpr7irea masei lichidului la volumul picnometrului se ob7ine valoarea densit7ii.c) %etoda vaselor comunicante4[ se aplic n cazul n care avem dou lichide nemiscibile cu densit7i diferite.

!ceast metod se folosete pentru determinarea densit7ii lichidelor nemiscibile cu apa, dar nu este foarte precis dincauza impreciziei n msurarea nivelelor lichidului.

B.cuaia de continuitate

Pentru deducerea ecua7iei de continuitate vom considera un tub de curent ntr4un fluid n micare (/ig. 1). Prindefini7ie, de!itul volumic de curgere, 6, reprezinta volumul de fluid care traverseaz o sec7iune a tubului n unitatea detimp, n timp ce viteza de curgere, v, reprezint distan7a parcurs de un element de lichid n unitatea de timp.

Pentru un fluid incompresibil care curge sta7ionar i nu se disip prin pere7ii laterali, debitul de curgere esteconstant. Se observ c viteza de curgere este mai mare dac sec7iunea este mai mic i scade cu creterea sec7iunii

transversale a tubului. !cest lucru se scrie matematic S1v1& S2v2& contantadic produsul dintre aria sec7iunii transversale a tubului i viteza de curgere a lichidului este constant.!ceasta este ecuaia de continuitate.

B.cuaia lui ;ernoulli


17/35

"&nd un lichid curge de4a lungul unui tub de curent orizontal cu sec7iune variabil, viteza lui variaz, el fiindaccelerat sau ncetinit. Prin urmare, asupra acestui lichid trebuie s ac7ioneze o for7 rezultant deci de4a lungul tubuluipresiunea trebuie s varieze, dei nl7imea nu se modific.

Pentru dou puncte aflate la nl7imi diferite, diferen7a de presiune depinde nu numai de diferen7a de nivel, ci i dediferen7a dintre vitezele din punctele respective.

Pentru tubul din /ig. 1B putem scrie un bilan7 al presiunilor n felul urmtor

.

...

.

111

.

1

.

1vg'pvg'p ++=++

sau

.1

.p g' v constant + + =

!ceasta este expresia matematic a legii lui +ernoulli referitor la curgerea lichidelor. *ermenul ,67v7se numete

presiune dinamic, iar suma primilor doi termeni ai egalit7ii este chiar presiunea static. Presiunea dinamic reprezintpresiunea pe care o exercit lichidul datorit vitezei sale de curgere.!adar, conform legii lui +ernoulli, de4a lungul unui tub prin care curge un fluid, suma dintre presiunea static a fluiduluii presiunea dinamic este constant, presiunea static scadepe msur ce viteza crete

BB. Legea lui Sto9e

"&nd o particul se deplaseaz ntr4un lichid v&scos, ntre masa de lichid n repaus i pelicula de lichid antrenatn micare de ctre particul se exercit for7e de frecare interne a cror valoare depinde de vitez . Jezisten7a opus delichid la naintare reprezint rezultanta for7elor de frecare. !ceast for7 de frecare are o valoare variabil, ea fiind directpropor7ional cu viteza. La un moment dat, for7a a'unge s egaleze for7a motrice (n cdere, greutatea) i din acestmoment, corpul se mic av&nd vitez constant.

n cazul unei particule sferice de raz r, la viteze mici v, legea lui StoOes d expresia for7ei rezistenteR : r v

La echilibru, cunosc&nd viteza limit se poate determina, de exemplu, valoarea coeficientului de v&scozitate./or7a motrice poate fi greutatea, explicand astfel sedimentarea> for7a centrifug, aplicat la centrifugare sau

ultracentrifugare> for7a electric, aplicat la electroforez.Particulele de diferite tipuri pot difuza ntr4un anumit lichid func7ie de v&scozitatea acestuia, iar acest lucru este

folosit in practica prin introducerea medicamentelor n solven7i sau dispersan7i v&scoi, ncetinind astfel viteza lor dedifuzie.

B:.Legea Poieuille)agen

"urgerea laminar poate fi privit ca deplasarea unor tuburi coaxiale care alunec unele fa7 de altele, cu vitezediferite, mai mari spre centru i scz&nd spre pere7i. n afara stratului periferic micarea este foarte neregulat 4 turbulent,datorit curen7ilor circulari locali forma7i, distribui7i haotic, numi7i v&rte'uri. !cestea produc o cretere considerabil arezisten7ei la curgere, urmat de o scdere a presiunii totale a lichidului real de4a lungul tubului .

"onform legii lui Poiseuille46agen scderea de presiune de4a lungul distan7ei lstrbtut de fluid ntr4un tub

cilindric de raz r este

B..1

88

r

l;

r

lvpp

==

deoarece viteza v ;6S ;6r7, unde ;este debitul lichidului prin conduct, Saria sec7iunii transversale a acesteia, iar

v&scozitatea lichidului.Prin urmare, n cazul fluidelor reale, v&scoase, energia poten7ial a fluidului scade pe msur ce fluidul avanseaz

n tub, datorit frecrilor interne.
http://172.16.0.10:10000/curs/hemodin04/bernoulli2-.jpghttp://172.16.0.10:10000/curs/hemodin04/bernoulli2-.jpghttp://172.16.0.10:10000/curs/hemodin04/turbulent2.jpghttp://172.16.0.10:10000/curs/hemodin04/turbulent2.jpghttp://172.16.0.10:10000/curs/hemodin04/bernoulli2-.jpg


18/35

Se poate face o analogie ntre mrimile hidrodinamice i cele electrocinetice, diferen7a de presiune corespunz&nd

diferen7ei de poten7ial electric, debitul al curgerii corespunz&nd intensit7ii curentului electric, iar factorul (8lKJB)

fiind echivalentul rezisten7ei electrice (el chiar reprezent&nd rezisten7a nt&mpinat de fluid n timpul curgerii sale printub).Legea lui Poiseuille este similar legii lui 5hm, ambele fiind expresii ale disiprii energiei.

BC. *umrul lui $eGnold

"aracterul curgerii unui fluid printr4un tub cu pere7i netezi poate fi anticipat dac se cunosc viteza de curgere a

fluidului (v), densitatea lui (), coeficientul de v&scozitate () i diametrul tubului (2). "u a'utorul acestor mrimi, care

caracterizeaz at&t fluidul c&t i tubul prin care acesta curge, se poate calcula numrul lui JeUnolds4R, definit caurmtorul raport

=

v24R

4Reste o mrime adimensional i are aceeai valoare numeric n orice sistem de unit7i.=xperien7ele arat c4 dac4RH 2curgerea este laminar

4 dac4RI 3curgerea este tur!ulent4 pentru 2 H4RH 3exist un regim de tranziie au netaionar, curgerea este inta!ili poate trece de la unregim la altul.

n ceea ce privete curgerea pulsatorie a s&ngelui aceasta este o curgere n regim nesta7ionar.

BD.$olul de pomp al inimii

Jolul principal al inimii const n expulzarea s&ngelui n circula7ie, prin nchiderea i deschiderea n mod paivavalvulelor care au rol de supap. #nima este constituit din dou pompe , conectate prin circula7iile pulmonar isistemic4 pompa dreaptcare are rolul de a pompa spre plm&ni s&ngele dezoxigenat colectat din organism (circula7iapulmonar)4 pompa tAngcolecteaz s&ngele oxigenat din plm&ni i l pompeaz n corp (circula7ia sistemic)

/iecare parte a inimii este echipat cu dou seturi de valvule care, n mod normal, impun deplasarea s&ngelui ntr4un singur sens, cele dou pompe ale inimii av&nd fiecare c&te dou camere atriul este un rezervor care colecteazs&ngele adus de vene i ventriculul care pompeaz s&ngele n artere. Septuleste peretele care desparte at&t atriile c&t iventriculele i care mpiedic trecerea s&ngelui dintr4un atriuKventricul n cellalt. =taneitatea pompelor este determinatde musculatura cardiac.

%icarea valvulelor este reglat de diferen7a de presiune dintre atrii, ventricule i vase sanguine, ele mpiedic&nds&ngele s curg n direc7ie greit. %usculatura cardiac asigur at&t varia7ia volumului inimii i presiunii s&ngeluiprecum i energia necesar func7ionrii prin procesele biofizice i chimio4mecanice din miocard.

B8.Legea lui Laplacestabilete ce calibru va avea vasul de s&nge, care se comport ca o membran elastic deform cilindric, atunci c&nd s&ngele are o anumit presiune. *ensiunea


19/35

undepeste presiunea arterial,


20/35

S&ngele nu este un lichid omogen, ci o suspensie de celule. !stfel, n capilare ale cror diametre sunt de acelaiordin de mrime cu diametrul eritrocitelor, profilul vitezei plasmei este determinat de celulele n micare care sedeformeaz semnificativ n vasele nguste i ramificate, aceasta constituind o problem de microreololgie a circula7iei. nvasele de diametre mari, pe de alt parte, apare aa numitul efect /ahraeus [ Lindvist care duce la concentrareaeritrocitelor n regiunile n care tensiunile de forfecare sunt minime, adic pe axa longitudinal a vasului. Jezult cv&scozitatea s&ngelui care este dependent de hematocrit va crete n aceast regiune i va scdea n vecintatea pereteluivasului. !stfel se a'unge la o scdere a rezisten7ei la curgere a debitului sanguin total.

Pe de alt parte, profilul parabolic al vitezelor straturilor adiacente de fluid n curgere laminar se schimbsemnificativ, aplatiz&ndu4se spre axul vasului. %ai mult, acest efect conduce la distribu7ia diferen7iat a diferitelor tipuride celule sanguine, mrimea for7ei care deplaseaz celulele prin efectul /ahraeus [ Lindvist n regiunile cu tensiuni deforfecare minime, depinz&nd de dimensiunea celulelor. n consecin7, celulele cu diametre mai mici, cum sunt plachetelesanguine nu sunt influen7ate at&t de puternic de acest efect, spre deosebire de eritrocite ale cror diametre sunt mai mari.!stfel, n timp ce eritrocitele se concentreaz ctre axul vasului, plachetele se aglomereaz spre pere7ii acestuia. =fectul/ahraeus [ Lindvist poate fi n7eles ca o consecin7 a principiului producerii minimei entropii al lui Prigogine. !plicat ncazul curgerii s&ngelui, principiul producerii minimei entropii presupune concentrarea celulelor n zonele n care pierdereade energie prin frecare este minim, adica n regiunile cu tensiuni de forfecare minime.

51. /urarea teniunii arteriale.

Primul document care atest msurarea presiunii arteriale dateaz din secolul al X$###4lea. n 1DD, cercettorulenglez Stephen 6ales a msurat n mod direct presiunea s&ngelui unui cal prin inserarea unui tub cu un capt deschisdirect n vena 'ugular a animalului. S&ngele a urcat n tub p&n la nl7imea de ,: m adic p&n la nl7imea la carepresiunea coloanei de s&nge (greutatea coloanei raportat la suprafa7) a devenit egal cu presiunea din sistemul circulator!cest experiment st la baza utilizrii cateterului pentru msurarea directa presiunii arteriale. "ateterul este o sondcare se introduce direct n arter, prevzut cu un manometru miniaturizat care permite monitorizarea continu a presiuniis&ngelui (metoda este folosit rar, mai ales n urgen7).

n mod uzual, presiunea arterial se msoar prin metode indirectebazate pe principiul comprimrii unei arteremari cu a'utorul unei manon pneumatic n care se realizeaz o presiune msurabil, valorile presiunii intraarterialeapreciindu4se prin diverse metode, comparativ cu presiunea cunoscut din manet. ?intre metodele indirecte men7ionm

metoda palpatorie, metoda auscultatorie, metoda oscilometric./etoda palpatorie (Jiva Jocci) msoar numai presiunea sistolic, prin perceperea primei pulsa7ii a arterei

radiale (palparea pulsului) la decomprimarea lent a manonului aplicat n 'urul bra7ului.nmetoda acultatorie (RorotOo) n loc de palparea pulsului, se ascult cu a'utorul unui stetoscop plasat n

plica cotului zgomotele ce apar la nivelul arterei brahiale la decomprimarea lent a manonului, datorit circula7ieiturbulente, urm&ndu4se a determena at&t presiunea sistolic, c&t i cea diastolic. Se pompeaz aer n manon p&n ce prinstetoscop nu se mai aude nici un zgomot (presiunea din manon este mai mare cu 94B9 mm 6g peste cea la care disparepulsul radial), dup care aerul este decomprimat lent. "&nd presiunea aerului devine egal cu presiunea sistolic, s&ngelereuete s se deplaseze prin artera brahial dincolo de zona comprimat de manon, iar n stetoscop se aud primelezgomote. n acest moment se citete presiunea pe manometru, ea reprezent&nd valoarea presiunii sistolice. ]gomotele

provin de la v&rte'urile ce apar n coloana de s&nge care curge cu vitez mare. "urgerea se face n regim turbulentdeoarece se ngusteaz lumenul arterial. Pe msur ce aerul din manon este decomprimat, zgomotele se aud tot mai taredeoarece amplitudinea micrilor pere7ilor arteriali crete i odat cu ea se intensific vibra7iile sonore. n momentul ncare presiunea aerului din manon i presiunea diastolic sunt egale, artera nu se mai nchide n diastol, zgomotele scadbrusc n intensitate i dispar. Presiunea citit n acest moment pe manometru este presiunea diastolic. !adar, momentuln care se aude n stetoscop primul zgomot marcheazpresiunea sistolic> momentul n care zgomotele nu se mai audmarcheazpresiunea diastolic.


21/35

/etoda ocilometric(Pachon) permite determinarea presiunii sistolice, diastolice i medii. !ceast metodurmrete amplitudinea oscila7iilor pere7ilor arterei brahiale n timpul decomprimrii treptate a aerului din manonulgonflabil. Presiunea sistolic se nregistreaz la apari7ia oscila7iilor, presiunea diastolic la dispari7ia acestora, iarpresiunea medie n momentul n care amplitudinea oscila7iilor este maxim.

:.-pecte !iofizice ale patologiei circulaiei Angelui

Se refer la modificri ale v&scozit7ii sanguine, ale dimensiunilor inimii, precum i la modificri aprute ndiametrele i elasticitatea vaselor de s&nge.

+reterea vAcozitii anguineduce la o rezisten7 vascular mrit (conform legii Poiseuille46agen). !paresuprasolicitarea cordului prin creterea presiunilor arteriale n circula7ia sistemic i n special pulmonar, acest lucrufavoriz&nd staza sanguin, aderen7a trombocitar, ateroscleroza i accidentele vasculare.

"reterea v&scozit7ii sanguine se poate datora unui numr anormal de leucocite(de exemplu n leucemii) sauunei cantit7i crescute de proteine plamatice4 fibrinogenul (n inflama7ii) sau ca lan7urile R (proteine ce intr ncompozi7ia anticorpilor) secretate de o linie limfocitar anormal (boal numit macroglobulinemie n care v&scozitatearelativ a serului este -B ).

$&scozitatea s&ngelui crete n intoxica7iile cu bioxid de carbon din cauza creterii volumului hematiilor.+reterea =ematocritului se nt&lnete rar, n cazul deshidratrii (prin transpira7ie, prin febr, prin vrsturi)

precum i n poliglobulie (boal care se caracterizeaz prin creterea exagerat a numrului de globule roii). ?in cauzavalorilor mari ale hematocritului, crete v&scozitatea s&ngelui prin st&n'enirea micrii libere a hematiilor care suntdeformate mecanic i favorizarea apari7iei de aglomerri eritrocitare. !ceste creteri ale hematocritului pot aprea ca unmecanism compensator n hipoxie (scderea presiunii par7iale a oxigenului n s&nge) 4 de exemplu hipoxia datorataltitudinii sau hipoxia din unele boli ce afecteaz ventila7ia pulmonar.

"onform legii lui Poiseuille, pentru a trece printr4un vas un anumit debit de s&nge, trebuie s se ac7ioneze cu opresiune cu at&t mai mare cu c&t v&scozitatea lichidului este mai mare. Prin urmare, creterea v&scozit7ii s&ngelui cere ocontrac7ie mai mare din partea inimii pentru a asigura circula7ia, ceea ce se traduce prin creterea tensiunii arteriale.

Scderea vAcozitii anguineeste nt&lnit n strile de anemie, ating&nd uneori valoarea , c&nd poate fi cauzaapari7iei unor sufluri la un cord normal, prin favorizarea unei curgeri turbulente, n pierderea de s&nge sau c&nd seconsum multe lichide nainte de recoltarea s&ngelui, n hidremie i hiperglicemie.

/odificarea dimeniunilor inimiipoate s apar ca urmare a presiunii mrite a s&ngelui care necesit din partea inimiiefectuarea unui lucru mecanic mai mare. n aceste condi7ii, inima mrindu4i dimensiunile (razele de curbur ale pere7ilordevenind mai mari), conform legii lui Laplace, pentru a realiza o aceeai presiune sistolic se produce o tensiune mai maren pere7i.

"&nd pereii arteriali e rigidizeazaportul de lucru mecanic al arterei fa7 de inim dispare sau se micoreazfoarte mult, inima fiind nevoit s efectueze un lucru mecanic mai mare dec&t n mod obinuit, ceea ce duce la obosireaacesteia. %ai mult, poate s apar i riscul curgerii turbulente, urmat de creterea rezisten7ei la naintare a coloanei des&nge i la apari7ia unor sufluri.

n aterocleroz depozitele de colesterol de pe pere7ii vaselor de s&nge, micoreaz diametrulacestora."onform ecua7iei de continuitate, aria sec7iunii transversale ngust&ndu4se, crete viteza fluidului prin acea sec7iune. 5cretere a vitezei de curgere a fluidului atrage dup sine, conform ecua7iei lui +ernoulli, o cretere a presiunii dinamice,

urmate de o scdere a presiunii statice, vasul put&ndu4se bloca, la fel cum, de asemenea, este posibil ca un cheag de s&nges blocheze vasul ngustat.

53. ,rec=ea i auzul.Structura urec=ii

Structura general este prezentat n figura :. 8rec'ea etern este format din pavilion i conductul auditivextern i are rolul de a capta undele sonore i de a le direc7iona spre membrana timpanic. !ceasta este o membran de


22/35

form elipsoidal iar n sec7iune are form conic cu v&rful spre interior i vibreaz sub ac7iunea sunetelor. %embranatimpanic are o iner7ie mic astfel nc&t vibra7iile ei nceteaz aproape imediat8 +iofizic. o7iuni de biacustic [ %V 998499;(B194s) ce nceteaz sunetul permi7&nd distingerea separat a sunetelor succesive. Pavilionul, prin forma sa, permitedeterminarea cu mare precizie a direc7iei din care vin sunetele (eroarea este de 4B).

8rec'ea medie este o cavitate n osul temporal aflat ntre membrana timpanic i peretele intern. n pereteleintern, ce asigur comunicarea cu urechea intern, se gsesc dou orificii fereastra oval n partea superioar i fereastrarotund n partea inferioar. n partea inferioar a urechii medii se gsete un canal, trompa lui =ustache ce asigur

comunicarea cu cavitatea nazofaringean permi7&nd egalizarea presiunilor intern i extern ce se exercit asupratimpanului. *rompa lui =ustache este, n mod obinuit, nchis nedeschiz&ndu4se dec&t c&nd nghi7im sau cscm. ?eaceea n cazul varia7iilor rapide de presiune (urcarea cu telefericul, zborul cu avionul) trebuie s nghi7im n sec. ninteriorul urechii medii se gsete un sistem de oscioare ciocanul, spri'init pe timpan, nicovala i scri7a spri'init defereastra oval. 5scioarele sunt articulate ntre ele i ac7ionate de muchi proprii. =le au at&t rolul de a transmite undelesonore dinspre urechea extern spre cea intern c&t i acela de a atenua sau amplifica vibra7iile. Prin contrac7ia muchiuluiciocanului diminueaz amplitudinea vibra7iilor n timp ce contrac7ia muchiului scri7ei duce la amplificarea oscila7iilor.!cest mecanism intervine n adaptarea urechii la intensit7i diferite ale sunetelor.8rec'ea intern con7ine la!irintul oo i la!irintul mem!rano. n labirintul osos se gsete perilimfa iar n celmembranos endolimfa. !mbele lichide au rolul de a transmite undele sonore.

Labirintul osos con7ine vestibulul osos, canale semicirculare orientate n trei planuri perpendiculare ntre eleunul fiind orizontal i melcul osos (cohleea). $estibulul osos este situat central i comunic prin intermediul ferestrelor

oval i rotund cu urechea medie. =l comunic de asemenea cu melcul osos i cu cele canale semicirculare. "analelesemicirculare prezint o extremitate mai dilatat (ampula). %elcul osos este situat anterior fa7 de vestibul i este formatdintr4un canal osos de aproximativ cm spiralat av&nd ,D:4 ,: spire n 'urul unei coloane cilindrice conice. Vrosimealumenului se micoreaz pe msura spiralrii. "analul este mpr7it de ctre lama osoas i membrana bazilar n dourampe vestibular spre fereastra oval i timpanic spre fereastra rotund. "ele dou comunic ntre ele la v&rful melculuiosos printr4un orificiu [ helicotrema. Labirintul membranos este alctuit din utricula i sacula, canale membranoase imelcul membranos. Gtricula i sacula sunt vezicule situate n vestibulul osos i care comunic ntre ele. La r&ndul eisacula este n legtur cu melcul membranos iar utricula cu cele canale semicirculare membranoase. %elcul membranoseste de fapt canalul cohlear i con7ine endolimf. =l con7ine organul "orti fixat pe toat lungimea membranei bazilare.5rganul "orti con7ine celule ciliate i celule de sus7inere.

"elulele ciliate sunt de dou tipuri interne i externe. =xist circa .:99 celule ciliate interne aezate ntr4unsingur ir i circa 1.999 celule ciliate externe dispuse n trei iruri. "ilii celulelor interne sunt liberi n endolimf n timpce cei ai celor externe vin n contact cu membrana tectoria. Principalul rol n transformarea vibra7iilor mecanice npoten7iale de ac7iune revine celulelor ciliate externe. /iecare celul ciliat este conectat prin intermediul sinapselorchimice cu mai multe fibre nervoase ale nervului auditiv. %embrana bazilar se ntinde pe toat lungimea cohleei i arel7imea cresctoare de la baz spre v&rf av&nd 9,91 mm la nivelul ferestrei ovale i 9,9C: mm la nivelul helicotremei.!ceasta face ca frecven7a proprie de vibra7ie s fie mare la baz i mic la v&rf. !stfel undele sonore de frecven7e mari (9O6z) vor produce vibra7ii de amplitudine mare la baza membranei bazilare i pe msura scderii frecven7ei maximulamplitudinii de oscila7ie se va apropia de v&rf. Grechea intern are dou roluri func7ionale ma'ore

1. orientarea spa7ial i men7inerea echilibrului. transformarea vibra7iilor mecanice n poten7iale de ac7iune n nervul auditiv i codificarea caracteristicilor undelor

sonore.Primul rol este ndeplinit cu a'utorul labirintului membranos un rol esen7ial 'uc&ndu4l canalele semicirculare.%odificrile de gravita7ie i de accelera7ie ale capului determin modificri n dinamica lichidelor din cele canalesemicirculare care, la r&ndul lor, ac7ioneaz asupra cililor celulelor senzitive prezente at&t n canalele semicirculare c&t in utricul i sacul. #nforma7iile sunt apoi transmise prin intermediul nervului vestibular cerebelului care le transform ncunotin7e privind pozi7ia capului fa7 de direc7ia accelera7iei gravita7ionale i apoi n decizii de ac7iune pentru pstrareaechilibrului.

! doua func7ie va fi tratat n capitolul urmtor.


23/35

54@55 i 5". %ntenitatea Sunetului@ Pragul de audi!ilitate i pragul de durereIntensitatea (tria) sonor indic percep7ia mai puternic sau mai slab a sunetului. =a este legat de energia ce

trece n unitatea de timp prin unitatea de suprafa7 (intensitatea undei sonore) dar i de sensibilitatea analizorului auditivpentru diferite frecven7e. Pentru fiecare frecven7 analizorul auditiv prezint dou praguri pragul de audi!ilitate ipragul de durere (/ig. B).

Pragul de audi!ilitatereprezint intensitatea minim a undei sonore care mai permite percep7ia acesteia. !cestavariaz cu frecven7a av&nd un minim n regiunea 1.9994 .999 6z i cresc&nd mult spre limitele spectrului audibil.

Pragul de durerereprezint intensitatea undei sonore minime la care apare senza7ia de durere i de presiune nureche. =l prezint un maxim n aceeai regiune de 1.9994 .999 6z scz&nd spre limitele spectrului audibil unde devineaproape egal cu pragul de audibilitate (deci atunci c&nd apare senza7ia sonor aproape apare i senza7ia de durere)."ele dou praguri pot fi determinate n clinic folosind audiometrul. Subiectului i se pun pe urechi cti care l izoleazfonic de mediul exterior. Pe r&nd, n fiecare casc se trimit unde sonore pure (ce con7in o singur frecven7) cresc&ndintensitatea p&n c&nd se ob7ine senza7ia de audibilitate. Jezultatul este marcat pe grafic ob7in&ndu4se audiograma. Setraseaz separat audiograme pentru fiecare ureche n parte. n practic se traseaz doar pragul de audibilitate.Pe l&ng intensitate unda sonor trebuie s aib i o durat minim de circa 9,9C s (C9 ms) pentru a putea fi perceput. ?easemenea dou sunete pentru a fi percepute independent trebuie s fie separate de minim 19 ms.

5D. Seni!ilitatea urec=ii umane.

Prelucrarea informaiilor din undele onore n analizorul auditivn ureche natura i caracteristicile undei sonore nu se modific p&n c&nd aceasta nu a'unge la membrana bazilar.

!ici are loc o separare a componentelor undei sonore n func7ie de frecven7 (analiz /ourier) iar la nivelul celulelorciliate are loc i transformarea naturii informa7iilor din informa7ii de tip mecanic n informa7ii de tip electric apoi chimic in final din nou electric (poten7iale de ac7iune) la nivelul nervului auditiv.n pavilionul urechii are loc diri'area undei sonore spre conductul auditiv, dar pavilionul 'oac un rol esen7ial i ndeterminarea direc7iei din care vin sunetele. Gnda sonor care este sferic n aer devine plan n conductul auditivpstr&ndu4i astfel densitatea de energie. Presiunea creat de unda sonor determin vibra7ii ale membranei timpanice.?eoarece membrana timpanic are iner7ie mic vibra7iile ei vor reproduce vibra7iile aerului produse de unda sonor. Prinintermediul timpanului vibra7iile sunt transmise celor oscioare din urechea medie i apoi ferestrei ovale. !ici are loc oamplificare a presiunii exercitate de unda sonor. ?at fiind faptul c aria membranei timpanice este de circa C: mm iarcea a ferestrei ovale de circa ,: mmpresiunea poate fi amplificat de aproximativ ; de ori, la for7e aproximativ egale

ivelul amplificrii poate fi controlat prin intermediul muchilor ce ac7ioneaz ciocanul i scri7a care potmodifica for7a ce ac7ioneaz asupra ferestrei ovale. $ibra7iile ferestrei ovale sunt transmise perilimfei din rampavestibular apoi prin helicotrem a'ung n perilimfa din rampa timpanic i n cele din urm a'ung la fereastra oval.$ibra7iile ferestrei ovale sunt n antifaz cu cele ale aerului din urechea medie i cu cele ale ferestrei rotunde (c&ndfereastra oval este deformat maxim spre interior fereastra rotund este deformat maxim spre exterior). !ceasta duce lao deformare mai mare a membranei bazilare echivalent cu o amplificare suplimentar (de circa C d+). $ibra7iileperilimfei se transmit i endolimfei dar determin i vibra7ii ale membranei bazilare. Localizarea amplitudinii maxime devibra7ie pe membrana bazilar are loc, prin rezonan7 acolo unde frecven7a undei sonore coincide cu frecven7a proprie devibra7ie a membranei (vezi figura). $ibra7iile din endolimf i deformarea membranei bazilare determin ndoirea cililor

celulelor ciliate interne cu precdere a celor situate n regiunea de deformare maxim a membranei bazilare. ?eformareacililor determin deschiderea unor canale de potasiu i ptrunderea ionilor R (din endolimfa bogat n potasiu) n celulaciliat al crei interior este la poten7ial negativ. "a urmare are loc depolarizarea membranei celulare i eliberareaneurotransmi7torului (glutamat) n captul celulei dinspre membrana bazilar unde se gsesc sinapsele cu fibrelenervoase asociate celulei respective. %ediatorul chimic produce stimularea neuronilor i apari7ia poten7ialelor de ac7iune.Se observ c nl7imea undelor sonore (frecven7a) este codificat spa7ial n membrana bazilar i tot spa7ial n nervulauditiv i apoi n cortex. Se pare c intensitatea sunetelor este codificat prin frecven7a poten7ialelor de ac7iune prin fibrelenervoase iar tonalitatea este ob7inut din ambele codificri pentru fiecare armonic.


24/35

ocali#area po#iiei sursei de sunete este apana'ul audi7iei binauriculare. !m vzut c, prin intermediul pavilionuluiurechii putem determina cu precizie direc7ia din care provin sunetele. n audi7ia binauricular se pot determina doudirec7ii, uor diferite, din care vin sunetele la cele dou urechi. !ceasta se face determin&nd micile decalri temporale cucare a'ung sunetele la cele dou urechi. =vident sursa sunetului se va afla la intersec7ia celor dou direc7ii astfeldeterminate. n practic se simuleaz spa7ialitatea sunetelor prin decalarea lor n cti (audi7ie stereofonic) sau n , B, :1 difuzoare (sunet spa7ial).

5E. fectul oppler[ apare atunci c&nd sursa de unde se deplaseaz fa7 de observator sau observatorul fa7 de surs.=fectul apare i n cazul reflexiei undelor pe un obiect n micare. =fectul ?oppler se manifest prin modificareafrecven7ei undei conform rela7ieiv0v9 (1 vKc)unde Y reprezint frecven7a undei percepute (respectiv reflectate) Y9 este frecven7a undei emise de surs, v este viteza dedeplasare a sursei, observatorului sau obiectului pe care are loc reflexia, iar c reprezint viteza undei. Semnul A reflectsitua7ia n care sursa se deplaseaz spre observator iar semnul 4A cea n care sursa se ndeprteaz (respectiv apropiereasau ndeprtarea obiectului pe care are loc reflexia)./enomenul este folosit n determinarea vitezei de deplasare a autovehiculelor (radar) iar n medicin n ecografia 2oppler

5F. $adioactivitate. $adioactivitatea -lfa@ ;eta@ gamma.$adioactivitate natural

S4a descoperit c unele nuclee, existente n natur, emit spontan particule (unde) numite radiaii. /enomenul se

numeteradioactivitate natural.

Jezultatul radioactivit7ii const n transformarea nucleului ntr4unul cu un numrdiferit de nucleoni sau n apari7ia a dou nuclee mai uoare (fisiune nuclear). Studiul emisiei radia7iilor duce la concluziac nucleele care emit radia7ii (numite nuclee radioactive) sunt instabile. #nstabilitatea unui nucleu poate fi determinat detrei cauze

1. nucleele au energie intern prea mare. nucleele sunt prea mari. nu exist un raport optim ntre numrul de protoni i neutroni

radia7iile _ reprezint nuclee de heliu, alctuite din protoni i neutroni, au sarcina i masa B u.a.m. Sunt

particule av&nd at&t masa c&t i sarcina mare.

4 radia7iile j sunt electroni (j4) sau pozitroni (j) care provin din nucleu n urma dezintregrrii acestuia. Jadia7iile j4 suntidentice cu electronii av&nd mas de repaus mic (negli'abil dar nu zero) i sarcina 41. Jadia7iile j , numite pozitroni, au

aceeai mas cu a electronilor i sarcina egal cu a acestuia dar pozitiv. =ste ceea ce n fizic se numete o antiparticul(n cazul nostru antiparticula electronului). La modul general, o antiparticul este o particul care are cel pu7in oproprietate cu semn schimbat fa7 de particul, iar antimateria este format din antiparticule. !ntimateria nu exist naturaln universul cunoscut, dar antiparticule se produc n laboratoare de cercetri nucleare, iar particulele j apar i n modnatural n procesele de dezintegrare radioactive. La nt&lnirea unei particule cu antiparticula sa are loc reac7ia de anihilaren urma creia masa particulelor este transformat integral n energie.radia7iile k apar n urma interac7iunilor dintre particulele subatomice cum ar fi anihilarea electron4pozitron, dezintegrareradioactiv, fuziune, fisiune sau mprtiere "ompton invers. Jadia7iile k sunt fotoni de mare energie deci nu au nicimas de repaus nici sarcin electric.". $adiaii ionizante.Jadiatiile ionizante sunt radiatii emise de substantele radioactive.

Jadia7iile ionizante sunt de dou tipuria) radia7ii corpusculare_ , j , neutroni, protoni, deuteronib) radia7ii electromagnetice x, ka) Jadia7iile _ reprezint nuclee de heliu, alctuite din protoni i neutroni, au sarcina i masa B u.a.m. Jadia7iile jsunt electroni (j4) sau pozitroni (j) care provin din nucleu n urma dezintregrrii acestuia. Protonii, neutronii ideuteronii sunt particule care apar prin dezintegrarea nucleului sau n urma unor reac7ii nucleare.


25/35

b) Jadia7iile x (Joentgen) se pot produce n tuburile "oolidge prin fr&narea unor electroni accelera7i (dar ele exist i nradia7iile cosmice). Jadia7iile k apar n urma unor dezintegrri radioactive sau se pot produce prin fr&narea unor electroniaccelera7i n sincrotroane.?eci, radia7iile ionizante apar, n general, atunci c&nd este prezent o surs de radia7iioarecare, fie dispozitiv tehnic, fie substan7 radioactiv.

"1. K)raze.

Jazele X sunt radia ii electromagnetice ionizante, cu lungimi de und mici, cuprinse ntre 9,1 i 199 n acest proces se emit radia ii X.

La trecerea prin nveli ul de electroni al atomilor anticatodului, electronii rapizi pot ciocni electronii atomiloracestuia. n urma ciocnirii, un electron de pe un strat interior (de exemplu de pe stratul R) poate fi dislocat. Loculrmas vacant este ocupat de un electron aflat pe straturile urmtoare (de exemplu de pe straturile L, % sau ).Jearan'area electronilor atomilor anticatodului este nso it de emisia radia iilor X.

Propriet ile radia iilor X

=le prezint urmtoarele propriet i

n vid ele se propag cu viteza luminii> impresioneaz plcile fotografice>

nu sunt deviate de c&mpuri electrice i magnetice>

produc fluorescen a unor substan e (emisie de lumin)> =xemple de substan e fluorescente silicat de zinc, sulfur de cadmiu, sulfur de zinc, care emit lumina galben4v

subiecte rez biofizica 2011.doc

Documents

Transcript of subiecte rez biofizica 2011.doc