Canlı orqanizm üçün məlumat onun təkamülündə mühüm amildir.

Rus bioloqu İ.İ. Şmalhauzen informasiya ilə entropiya arasındakı əlaqəyə ilk diqqət yetirənlərdən biri olub və nəzəri biologiyaya informasiya yanaşmasını işləyib hazırlayıb. O, həmçinin müəyyən etmişdir ki, canlı orqanizmlərdə informasiyanın qəbulu, ötürülməsi və emalı prosesi hamıya məlum olan optimallıq prinsipinə tabe olmalıdır. -a müraciət edib

canlı orqanizmlər hesab edilə bilər ki, “məlumat mümkün vəziyyətlərin yadda qalan seçimidir”. İnformasiyaya bu cür yanaşma o deməkdir ki, onun əmələ gəlməsi və canlı sistemə ötürülməsi bu halların təşkili prosesidir və deməli, onda özünütəşkil prosesi də baş verə bilər. Biz bilirik ki, canlı sistem üçün bu proseslər onun nizamlanmasına və deməli, entropiyanın azalmasına səbəb ola bilər.

Sistem daxili entropiyanı xarici mühitə buraxaraq onu azaltmağa çalışır. Yada salaq ki, entropiya həm də optimallığın bioloji meyarı sayıla bilər və sistemin azadlığının ölçüsü kimi xidmət edir:

sistem üçün nə qədər çox vəziyyət mövcuddursa, entropiya bir o qədər çox olur.

Entropiya vahid ehtimal paylanması ilə maksimum dəqiqdir, buna görə də gələcək inkişafa səbəb ola bilməz. Qavrayışın vahidliyindən hər hansı bir sapma entropiyanın azalmasına səbəb olur. Sistemin verilmiş ifadələrinə uyğun olaraq, entropiya faza fəzasının loqarifmi kimi müəyyən edilir. Qeyd edək ki, ekstremal entropiya prinsipi sistemin sabit vəziyyətini tapmağa imkan verir. Canlı sistem daxili və xarici dəyişikliklər haqqında nə qədər çox məlumat əldə etsə, maddələr mübadiləsi, davranış reaksiyaları və ya qəbul edilmiş siqnala uyğunlaşma, məsələn, qanda adrenalinin kəskin şəkildə buraxılması yolu ilə vəziyyətini dəyişdirmək üçün bir o qədər çox imkanlar var. stresli vəziyyətlər, insanın üzünün qızarması, bədən istiliyinin artması və s. Bədən tərəfindən alınan məlumatlar eynidir

entropiya onun təşkili proseslərinə təsir edir. Sistemin ümumi vəziyyəti, onun

sabitlik (struktur və funksiyanın sabitliyi kimi biologiyada homeostaz) entropiya ilə məlumat arasındakı əlaqədən asılı olacaqdır.

MƏLUMATIN DƏYƏRİ

Kibernetikanın cansız və canlı təbiətdəki prosesləri idarə edən elm kimi inkişafı ilə aydın oldu ki, məntiqli olan təkcə məlumatın miqdarı deyil, həm də onun dəyəridir. Faydalı informativ siqnal informasiya səs-küyündən fərqlənməlidir və səs-küy tarazlıq vəziyyətlərinin maksimum sayıdır, yəni. entropiyanın maksimumu, entropiyanın minimumu isə informasiyanın maksimumuna uyğundur və səs-küydən informasiyanın seçilməsi xaosdan nizamın doğulması prosesidir. Buna görə də, monotonluğun azalması (qaralar sürüsündə ağ qarğanın görünüşü) entropiyanın azalması, lakin belə bir sistem (sürü) haqqında məlumat məzmununun artması deməkdir. Məlumat əldə etmək üçün entropiyanı artırmaqla “ödəniş” etməlisiniz, onu pulsuz əldə edə bilməzsiniz! Qeyd edək ki, canlı təbiətə xas olan zəruri müxtəliflik qanunu C.Şenonun teoremlərindən irəli gəlir. Bu qanunu U.Aşbi (1915-1985) tərtib etmişdir: “...müxtəlifliyin imkan verdiyindən daha çox miqdarda informasiya ötürülə bilməz”.

Məlumat və entropiya arasındakı əlaqəyə misal 282 ərimədən nizamlı kristalın cansız təbiətdə meydana çıxmasıdır. Bu zaman yetişmiş kristalın entropiyası azalır, lakin kristal qəfəsin düyünlərində atomların yeri haqqında məlumat artır. qeyd et ki

informasiyanın həcmi entropiyanın həcmini tamamlayır, çünki onlar tərsdir

mütənasibdir və buna görə də canlıları izah etmək üçün informasiya yanaşması bizə termodinamik yanaşmadan daha çox anlayış vermir.

Canlı sistemin əsas xüsusiyyətlərindən biri həyat prosesində yeni məlumat yaratmaq və onun üçün ən qiymətli olanı seçmək qabiliyyətidir. Sistemdə nə qədər qiymətli məlumat yaradılırsa və onun seçilmə meyarı nə qədər yüksək olarsa, bu sistem bioloji təkamül nərdivanında bir o qədər yüksəkdir. İnformasiyanın, xüsusən də canlı orqanizmlər üçün dəyəri onun hansı məqsədlə istifadə olunmasından asılıdır. Artıq yaşamaq istəyi olaraq qeyd etdik əsas məqsəd canlı obyektlər biosferin bütün təkamülünün əsasını təşkil edir. Bu həm ali, həm də sadə orqanizmlərə aiddir. Canlı təbiətdəki məqsəd, varlıq uğrunda mübarizədə orqanizmlərin sağ qalmasına və qorunmasına kömək edən davranış reaksiyalarının məcmusu hesab edilə bilər. Yüksək orqanizmlərdə bu şüurlu ola bilər, lakin bu, heç bir məqsədin olmadığı anlamına gəlmir. Buna görə də canlı təbiəti təsvir etmək üçün informasiyanın dəyəri mənalı anlayışdır və bu anlayış canlı təbiətin mühüm xassəsi - canlı orqanizmlərin qarşıya məqsəd qoymaq qabiliyyəti ilə bağlıdır.

D.S.Çernyavskinin fikrincə, cansız cisimlər üçün məqsəd sistemin qeyri-sabit son vəziyyət kimi bir cəlbedici istəyi hesab edilə bilər. Bununla belə, qeyri-davamlı inkişaf şəraitində çoxlu cəlbedicilər ola bilər və bu, cansız təbiətin belə obyektləri üçün qiymətli məlumatların olmadığını göstərir. Bəlkə də buna görədir ki, klassik fizikada cansız təbiətdəki prosesləri təsvir etmək üçün informasiya anlayışından istifadə olunmur: o, təbiət qanunlarına uyğun olaraq inkişaf edirdi və bu, prosesləri fizikanın dili ilə təsvir etmək üçün kifayət edirdi. Hətta demək olar ki, cansız təbiətdə məqsəd varsa, onda məlumat yoxdur, məlumat varsa, məqsəd də yoxdur. Yəqin ki, bu əsasda məqsəd, məlumat və onun dəyəri anlayışlarının konstruktiv və mənalı olduğu cansız cisimlərlə canlıları fərqləndirmək mümkündür. Buna görə də, özünü təşkil edən sistemlərin inkişafının digər nəzərdən keçirilən əlamətləri ilə yanaşı, bioloji təkamülün meyarı sistemdə doğulan və sonra canlı orqanizm tərəfindən genetik olaraq sonrakı nəsillərə ötürülən məlumatların dəyərinin artmasıdır.

Canlı sistemin inkişafı üçün lazım olan məlumatlar seleksiya yolu ilə yaranır və dəyər qazanır, ona uyğun olaraq əlverişli fərdi dəyişikliklər qorunur və zərərli olanlar məhv edilir. Bu mənada məlumatın dəyəri Darvinin irsiyyət, dəyişkənlik və dəyişkənlik triadasının sinergetika dilinə tərcüməsidir. təbii seleksiya. Lazımi məlumatların bir növ öz-özünə təşkili var. Bu, bizə bu konsepsiya vasitəsilə əlaqə yaratmağa imkan verəcək Darvin nəzəriyyəsi təkamül, klassik informasiya nəzəriyyəsi və molekulyar biologiya.

İnformasiya nəzəriyyəsi işığında bioloji təkamül qanunları maksimum məlumat prinsipinin və onun dəyərinin canlıların inkişafı prosesində necə həyata keçirildiyi ilə müəyyən ediləcəkdir. Qeyd edək ki, artıq haqqında danışdığımız bütün canlıları özünə cəlb edən “sərhəd effekti” sərhədin daha informativ olması ilə təsdiqlənir.

NƏTİCƏ

Fiziki dəyişən entropiya ilk növbədə istilik proseslərini təsvir etmək problemlərindən yaranmış və sonralar elmin bütün sahələrində geniş istifadə edilmişdir. İnformasiya sistemin ətraf mühitlə qarşılıqlı əlaqəsini inkişaf etdirmək və təkmilləşdirmək üçün istifadə olunan bilikdir. Sistem inkişaf etdikcə informasiya da inkişaf edir. Yeni formaların, prinsiplərin, alt sistemlərin mövcudluğu informasiyanın məzmununun, qəbulu, emalı, ötürülməsi və istifadəsi formalarının dəyişməsinə səbəb olur. Ətraf mühitlə məqsədəuyğun şəkildə qarşılıqlı əlaqədə olan sistem məlumat axınını idarə edir və ya idarə edir.

Canlı sistemin əsas xüsusiyyətlərindən biri həyat prosesində yeni məlumat yaratmaq və onun üçün ən qiymətli olanı seçmək qabiliyyətidir. Sistemdə nə qədər qiymətli məlumat yaradılırsa və onun seçilmə meyarı nə qədər yüksək olarsa, bu sistem bioloji təkamül nərdivanında bir o qədər yüksəkdir.

Sistemin sabitləşdirilməsi, uyğunlaşdırılması və bərpası strukturun və/və ya alt sistemlərin pozulması halları zamanı operativ məlumatla təmin edilə bilər. Sistemin sabitliyi və inkişafına aşağıdakılar təsir edir: sistemin nə dərəcədə məlumatlı olması, ətraf mühitlə qarşılıqlı əlaqə prosesi. İndiki vaxtda proqnozlaşdırma böyük rol oynayır. Təşkilat prosesində hər hansı bir müəssisə onun vəziyyətinə təsir edən müxtəlif risklərlə üzləşir

BİBLİOQRAFİYA

1. Qorbaçov V.V. Müasir təbiət elminin konsepsiyaları: - M.: MMC “ONICS 21st əsr” nəşriyyatı: MMC “Dünya və təhsil” nəşriyyatı, 2005

2. Kanke V.A. Müasir təbiətşünaslığın konsepsiyaları M.: Logos, 2010 – 338 s.

3. Sadoxin A.P. Müasir təbiət elminin konsepsiyaları: humanitar, iqtisadiyyat və idarəetmə sahəsində təhsil alan universitet tələbələri üçün dərslik. M.: BİRLİK-DANA, 2006. - 447 s.

4. Novikov B.Ə. Lüğət. Praktik bazar iqtisadiyyatı: - M.: Flinta, - 2005, - 376 s.

5. Şmalqauzen İ.İ. Fərdi və tarixi inkişafda bütövlükdə orqanizm. M., 1982

6. Xramov Yu. A. Clausius Rudolf Julius Emanuel // Fiziklər: Bioqrafik kataloq / Ed. A. I. Akhiezer. - Ed. 2-ci, rev. və əlavə - M.: Nauka, 1983. - S. 134. - 400 s.

Qorbaçov V.V. Müasir təbiət elminin konsepsiyaları: - M.: MMC nəşriyyatı ONICS 21

əsr”: MMC “Sülh və Təhsil” nəşriyyatı, 2003. – 592 s.: ill.

Şmalqauzen I.I. Fərdi və tarixi inkişafda bütövlükdə orqanizm. M., 1982.

Çernyavski D. S. Sinergetika və məlumat. M., Bilik, 1990

Boltzmann düsturuna görə, entropiya müəyyən bir makroskopik sistemdə mümkün olan mikro vəziyyətlərin sayının loqarifmi kimi müəyyən edilir.

burada A in = 1,38-10 16 erg-deq və ya 3,31? 10 24 entropiya vahidi (1 e.u. = 1 kal deq 1 = 4,1 J/K) və ya 1,38 10“ 23 J/K. - Boltzman sabiti; W- mikrodövlətlərin sayı (məsələn, qaz molekullarının bir qabda yerləşdirilməsi yollarının sayı).

Məhz bu mənada entropiya sistemdəki nizamsızlıq və xaos ölçüsüdür. Həqiqi sistemlərdə sabit və qeyri-sabit sərbəstlik dərəcələri var (məsələn, gəminin bərk divarları və onun içindəki qazın molekulları).

Entropiya anlayışı sistemin xaotizasiyasının mümkün olduğu qeyri-sabit dərəcələrlə dəqiq əlaqələndirilir və mümkün mikro vəziyyətlərin sayı birdən çox olur. Tamamilə sabit sistemlərdə yalnız bir həll həyata keçirilir, yəni sistemin bu vahid makrostatının həyata keçirilmə yollarının sayı birinə bərabərdir. (IV = 1) və entropiya sıfırdır. Biologiyada entropiya anlayışı, eləcə də termodinamik anlayışlar orqanizmlərin ümumi davranışını və ümumi bioloji xassələrini təsvir etmək üçün deyil, yalnız xüsusi metabolik proseslərə münasibətdə istifadə edilə bilər. İnformasiya nəzəriyyəsində entropiya ilə informasiya arasında əlaqə statistik sərbəstlik dərəcələri üçün qurulmuşdur.

Fərz edək ki, sistemin bu makro halının necə reallaşdığı barədə məlumat almışıq. Aydındır ki, əldə edilən məlumatın miqdarı nə qədər çox olarsa, ilkin qeyri-müəyyənlik və ya entropiya da bir o qədər çox olacaqdır.

İnformasiya nəzəriyyəsinə görə, bu sadə halda sistemin yeganə real vəziyyəti haqqında məlumatın miqdarı bərabər olacaqdır

İnformasiya kəmiyyətinin vahidi (bit) ilkin mümkün vəziyyətlərin sayı bərabər olduqda etibarlı mesajda olan məlumat kimi qəbul edilir. W= 2:

Məsələn, bir sikkənin havaya atıldığı zaman hansı tərəfə düşdüyü barədə mesajda 1 bitlik məlumat var. (7.1) və (7.2) düsturlarını müqayisə edərək, entropiya (entropiya vahidlərində) və məlumat (bit ilə) arasındakı əlaqəni tapmaq olar.

İndi 10 13 hüceyrənin olduğu insan bədənində olan məlumatların miqdarını rəsmi olaraq təxmin etməyə çalışaq. (7.2) düsturundan istifadə edərək kəmiyyəti əldə edirik

Bədəndəki hüceyrələrin yeganə düzgün düzülməsini həyata keçirmək üçün əvvəlcə bu qədər məlumat əldə etmək lazımdır. Bu, sistemin entropiyasının çox cüzi azalmasına bərabərdir

Bədənin də zülallarda amin turşusu qalıqlarının və DNT-də nukleotid qalıqlarının unikal düzülüşü olduğunu fərz etsək, onda ümumi bir insan gel ehtiva məlumat olacaq

tərəfindən entropiyanın bir qədər azalmasına bərabərdir AS ~~ 300 e.s. = 1200 J/K.

GS metabolik proseslərində entropiyanın bu azalması 900 q qlükozanın oksidləşməsi zamanı entropiyanın artması ilə asanlıqla kompensasiya olunur. Beləliklə, (7.1) və (7.2) düsturlarının müqayisəsi göstərir ki, bioloji sistemlər eyni sayda struktur elementlərdən ibarət olan digər cansız sistemlərlə müqayisədə heç bir artan məlumat tutumuna malik deyildir. İlk baxışda bu nəticə biologiyada informasiya proseslərinin rolu və əhəmiyyəti ilə ziddiyyət təşkil edir.

Bununla belə, / və arasında əlaqə S(7.4) bəndində yalnız hansının hamısı haqqında məlumat üçün etibarlıdır W mikrodövlətlər həyata keçirilir Bu an. Sistemdəki bütün atomların yeri ilə bağlı olan bu mikroinformasiya əslində yadda saxlanıla və yadda saxlanıla bilməz, çünki belə mikrovəziyyətlərdən hər hansı biri istilik dalğalanmaları səbəbindən tez bir zamanda digərinə çevriləcəkdir. Bioloji məlumatın dəyəri isə kəmiyyətlə deyil, ilk növbədə onun yadda saxlanması, saxlanması, işlənməsi və orqanizmin həyatında istifadəsi üçün sonrakı ötürülmə imkanları ilə müəyyən edilir.

İnformasiyanın qavranılması və yadda saxlanmasının əsas şərti qəbuledici sisteminin qəbul edilən məlumat nəticəsində onun təşkili ilə əvvəlcədən müəyyən edilmiş sabit vəziyyətlərdən birinə keçid qabiliyyətidir. Buna görə də mütəşəkkil sistemlərdə informasiya prosesləri yalnız müəyyən sərbəstlik dərəcələri ilə əlaqələndirilir. İnformasiyanın yadda saxlanması prosesinin özü reseptor sistemində müəyyən qədər enerji itkisi ilə müşayiət olunmalıdır ki, o, kifayət qədər müddət orada qala bilsin və istilik dalğalanmaları nəticəsində itirilməsin. Məhz burada sistemin yadda saxlaya bilmədiyi mikroinformasiyanın makroinformasiyaya çevrilməsi sistem tərəfindən yadda saxlanılan, saxlanılan və sonra digər qəbuledici sistemlərə ötürə bilən makroinformasiyaya çevrilir. Necə deyərlər, entropiya sistemin yadda saxlamadığı mikrovəziyyətlər çoxluğunun ölçüsüdür, makroinformasiya isə sistemin yadda saxlamalı olduğu vəziyyətlər çoxluğunun ölçüsüdür.

Məsələn, DNT-də informasiya tutumu DNT zəncirinin bütün atomlarının vibrasiyası da daxil olmaqla mikrostatların ümumi sayı ilə deyil, yalnız xüsusi nukleotidlərin sayı ilə müəyyən edilir. DNT-də məlumatın saxlanması prosesi, formalaşması səbəbiylə sabit olan nukleotidlərin müəyyən bir düzülüşün fiksasiyasıdır. kimyəvi bağlar zəncirdə. Genetik məlumatın sonrakı ötürülməsi bio nəticəsində baş verir kimyəvi proseslər, burada enerjinin yayılması və müvafiq sabit kimyəvi strukturların formalaşması məlumatın bioloji emalının səmərəliliyini təmin edir.

Ümumiyyətlə, biologiyada informasiya prosesləri geniş yayılmışdır. Aktiv molekulyar səviyyə onlar yalnız genetik məlumatın yadda saxlanması və emalı zamanı deyil, həm də makromolekulların qarşılıqlı tanınması zamanı baş verir, fermentativ reaksiyaların spesifikliyini və istiqamətləndirilmiş xarakterini təmin edir və vacibdir qarşılıqlı əlaqədə olduqda hüceyrə membranları və səthlər.

Orqanizmin həyatında müstəqil informasiya rolunu oynayan fizioloji reseptor prosesləri də makromolekulların qarşılıqlı təsirinə əsaslanır. Bütün hallarda makroinformasiya ilkin olaraq qarşılıqlı təsirdə olan makromolekullarda müəyyən sərbəstlik dərəcələri boyunca enerjinin bir hissəsinin yayılması zamanı konformasiya dəyişiklikləri şəklində meydana çıxır. Nəticədə, makroinformasiya, bu məlumatı sonrakı emal üçün tələb olunan vaxt ərzində saxlamağa imkan verən kifayət qədər enerjili dərin konformasiya alt dövlətləri toplusu şəklində qeyd olunur. Bu makroinformasiyanın bioloji mənası təşkilatın xüsusiyyətlərinə uyğun olaraq həyata keçirilir bioloji sistem və sonrakı proseslərin baş verdiyi xüsusi hüceyrə strukturları, nəticədə müvafiq fizioloji və biokimyəvi təsirlərə səbəb olur.

Canlı sistemlərin ayrı-ayrı makromolekullar səviyyəsində biokimyəvi reaksiyalara xüsusi nəzarət etdiyini iddia etmək olar.

bunların məcmusu son nəticədə bioloji sistemlərin makroskopik xassələrini müəyyən edir.

Hətta ən müasir texnoloji qurğular belə xüsusiyyətlərə malik deyil, məsələn, elektron axınlara nəzarət qaçılmaz enerji itkiləri ilə baş verən submikron kompüter prosessorları. Aşağıda göstəriləcək ki, biomembranlarda elektron axınlarının tənzimlənməsi hər bir fərdi elektronun makromolekulyar daşıyıcılar zənciri boyunca ötürülməsi ilə əlaqədar həyata keçirilir.

Bundan əlavə, bioloji proseslərdə enerji çevrilməsinin nanoölçülü olan makromolekulyar enerjiyə çevrilən “maşınlarda” baş verdiyi göstəriləcəkdir.

Kiçik ölçülər də enerji gradientlərinin kiçik dəyərlərini müəyyən edir. və nəticədə belə maşınların işini termodinamik tərs çevrilmə şərtlərinə yaxınlaşdırırlar. Bu enerji çevrilməsinin enerji səmərəliliyini (səmərəliliyini) yaxşılaşdırmaq üçün məlumdur. Məhz belə nanoölçülü molekulyar maşınlarda sistemdə entropiya istehsalının aşağı sürətinə uyğun gələn maksimum enerji hasilatı və aşağı enerji sərfiyyatı optimal şəkildə birləşdirilir.

Fotosintez və tənəffüs zəncirində fərdi daşıyıcılar arasında redoks potensial dəyərlərində aşağı fərqlər bu vəziyyəti göstərir, fərdi elektron nəqli proseslərinin reversibilliyinə yaxın şərtləri təmin edir.

Enerji çevrilməsi ilə əlaqəli fərdi molekulyar mühərriklərin işinin tədqiqi kiçik sistemlərin termodinamikasının inkişafına ehtiyac yaradır, burada əməliyyat dövrlərinin elementar mərhələlərində enerji düşmələri istilik dalğalanmaları ilə müqayisə edilə bilər. Əslində, makrosistemin ümumi enerjisinin orta qiyməti ( ideal qaz), ibarət N hissəciklər və Qauss qanununa görə onların üzərində paylanmışdır 2>/2Nk b T. l/V)V sırasının bu kəmiyyətinin təsadüfi dalğalanmalarının ölçüsü aşağıdakılardan ibarət olan sistem üçün orta qiymətə nisbətən əhəmiyyətsizdir. çox sayda hissəciklər. Bununla belə, kiçik N dalğalanmaların ölçüsü, özü yalnız bir neçə vahid ola bilən belə kiçik bir sistemin orta enerji dəyərinə yaxınlaşır k h T.

Məsələn, 100 nm-dən kiçik kinesin molekulu ATP hidrolizinin enerjisi (20) hesabına hər 10-15 ms-dən bir hüceyrə orqanoidlərini daşıyaraq mikrotubullar boyunca hərəkət edir və 8 nm "addımlar" atır. k və T).“Kinesin motoru” hər addımda iş yaradır 2k q, T səmərəliliyi ilə = 60%. Bu baxımdan kinesin fosfat bağlarının hidrolizi enerjisindən müxtəlif proseslərdə, o cümlədən replikasiya, transkripsiya, tərcümə, təmir və s. istifadə edən bir çox molekulyar maşınlardan biridir. Belə maşınların kiçik ölçüləri onlara böyük istilik enerjisini udmağa kömək edə bilər. ətrafdakı məkandan dalğalanmalar. Orta hesabla, əlbəttə ki, bir molekulyar mühərrik dinamik trayektoriyası boyunca hərəkət edərkən, iş istilik enerjisinin sərbəst buraxılması ilə müşayiət olunur, lakin əməliyyat dövrünün ayrı-ayrı mərhələlərində istilik dalğalanmalarının təsadüfi udulmuş enerjisi ilə birlikdə ola bilər. fosfat bağlarının hidrolizinin "istiqamətləndirilmiş" enerjisi, sərbəst enerjinin dəyişməsi ilə görülən iş arasındakı nisbətə kömək edir. Bu halda, istilik dalğalanmaları artıq orta dinamik traektoriyalardan nəzərəçarpacaq sapmalara səbəb ola bilər. Deməli, belə kiçik sistemləri klassik termodinamika əsasında adekvat təsvir etmək mümkün deyil. Hazırda bu məsələlər, o cümlədən nanoölçülü molekulyar maşınların yaradılması ilə bağlı nanotexnologiyaların inkişafı ilə intensiv şəkildə öyrənilir.

Bir daha qeyd edək ki, faydalı kimyəvi işlərin aparıldığı enerji çevrilməsinin biokimyəvi prosesləri özləri yalnız bioloji strukturların özünü təşkili və bununla da bioloji sistemlərdə informasiyanın yaradılması üçün ilkin elementlərin tədarükçüsüdür.

Məhz biokimyəvi reaksiyalara kimyəvi termodinamikanın əsas prinsipləri və xüsusən də, icazə verilən mikrostatların sayının sistemdəki hissəciklərin sayından asılılığının ölçüsü kimi kimyəvi potensialın əsas konsepsiyası tətbiq edilir.

Kimyəvi reaksiya, atomlarının ümumiyyətlə sabit sayı ilə reaksiya zamanı reagentlərin və məhsulların mol sayının və ya hissəciklərin (molekulların) nisbi sayının yenidən bölüşdürülməsinin nəticəsi hesab olunur. Bu yenidən bölüşdürülmələr kimyəvi bağların qırılması və formalaşması ilə əlaqələndirilir və bununla da istilik effektləri ilə müşayiət olunur. Məhz xətti termodinamika sahəsində onların ümumi istiqaməti Priqojinin teoreminə tabedir. Obrazlı desək, biokimyəvi reaksiya ilkin elementləri yaradır və onları sabit “informasiya” makromolekulyar komplekslərinin, informasiya daşıyıcılarının öz-özünə yığılması yerinə çatdırır. Birbaşa özünü montaj kortəbii olaraq baş verir və təbii olaraq sərbəst enerjinin ümumi azalması ilə gəlir: A. F= D U - TAS

Əslində, sabit nizamlı bir quruluş meydana gəldikdə, formalaşan struktur bağların enerjisi (-AU) mütləq dəyərdə entropiya müddətinin azalmasından böyük olmalıdır ( -TAS) sərbəst enerji ifadəsində |DS/| > | 7A,S|, yəni D F

Yada salaq ki, prebioloji təkamül dövründə canlıların sabit struktur “tikinti blokları” beləliklə (amin turşuları, nukleotidlər, şəkərlər) xarici təsirlər nəticəsində canlı sistemlərin iştirakı olmadan qeyri-üzvi sadə birləşmələrdən özbaşına, abiogen şəkildə əmələ gəlmişdir. füzyon reaksiyalarının aktivləşmə maneələrini aradan qaldırmaq üçün zəruri olan enerji mənbələri (işıq, elektrik boşalmaları).

Ümumiyyətlə, makromolekulyar səviyyədə bioloji məlumatların birbaşa ortaya çıxması faktiki olaraq struktur entropiyanın müvafiq azalmasına (mənfi entropiyanın görünüşü) gətirib çıxarır. Entropiyanın bu azalması informasiya strukturunda sabit əlaqələrin yaranması ilə kompensasiya edilir. Eyni zamanda, açıq sistemdə “termodinamik” entropiyanın tarazlığı informasiya strukturlarının sintezinə şərait yaradan kimyəvi proseslər qrupunda hərəkətverici qüvvələr və sürətlərin nisbəti ilə müəyyən edilir.

Aydındır ki, canlı sistemdə dəyişmiş struktur və termodinamik entropiyanın ümumi tarazlığının hesablanması sırf arifmetik xarakter daşıyır. Bir-biri ilə əlaqəli, lakin təbiətinə görə fərqli iki proses qrupu ilə müəyyən edilir, onların arasında entropiyanın dəyişməsinin birbaşa kompensasiyası baş vermir.

Bioloji sistemin vəziyyətlərinin paylanmasında qeyri-müəyyənlik ölçüsü kimi müəyyən edilir

burada II entropiyadır, sistemin x bölgəsindən vəziyyəti qəbul etmə ehtimalı sistemin vəziyyətlərinin sayıdır. E. s. hər hansı struktur və ya funksional göstəricilərə görə bölgüyə nisbətən müəyyən edilə bilər. E. s. təşkilatın bioloji sistemlərini hesablamaq üçün istifadə olunur. Canlı sistemin mühüm xarakteristikası bioloji sistemin vəziyyətlərinin məlum paylanmaya nisbətən qeyri-müəyyənliyini xarakterizə edən şərti entropiyadır.

burada qeyri-müəyyənliyin ölçüldüyü istinad sistemi y bölgəsindən vəziyyəti qəbul etmək şərti ilə sistemin x regionundan vəziyyəti qəbul etmə ehtimalı, istinad sisteminin vəziyyətlərinin sayıdır. Biosistem üçün istinad sistemlərinin parametrləri müxtəlif amillər və ilk növbədə ətraf mühitin dəyişənləri sistemi (material, enerji və ya təşkilati şərtlər) ola bilər. Şərti entropiya ölçüsü, biosistemin təşkili ölçüsü kimi, canlı sistemin zamanla təkamülünü qiymətləndirmək üçün istifadə edilə bilər. Bu halda, istinad paylanması sistemin əvvəlki bəzi vaxtlarda vəziyyətlərini qəbul etməsi ehtimalının paylanmasıdır. Sistemin vəziyyətlərinin sayı dəyişməz qalırsa, istinad paylanmasına nisbətən cari paylanmanın şərti entropiyası belə müəyyən edilir.

E. zh. pp., termodinamik proseslərin entropiyası kimi, sıx bağlıdır enerji vəziyyəti elementləri. Bir biosistem vəziyyətində bu əlaqə çoxtərəfli və müəyyən etmək çətindir. Ümumiyyətlə, entropiyada dəyişikliklər bütün həyat proseslərini müşayiət edir və bioloji qanunauyğunluqların təhlilində əlamətlərdən biri kimi çıxış edir.

Yu. G. Antomopov, P. I. Belobrov.

RU 2533846 patentinin sahibləri:

İxtira biologiya və tibbə, yəni ətraf mühitin təsirinin öyrənilməsinə aiddir daxili mühit orqanizmin insan və ya heyvan sağlamlığı. Metod bədəndəki entropiyanın öyrənilməsinə aiddir. Bunun üçün ürəyin bədən çəkisinə nisbətən nisbi kütləsini % (X), ürək döyüntülərinin sayını (A) və ağciyərlərin alveolyar havasındakı oksigen miqdarını % (Co2) ilə müəyyən edin. Hesablama aşağıdakı düsturla aparılır: α = (0.25/T) Co 2, burada α% entropiyadır, T - saniyədə dövran edən qan axını ilə eritrositin tam dövriyyəsi vaxtı, T = [( 0,44 75) /(X A)] 21.5. Metod canlı sistemləri birləşdirən orqanizmin əsas xarakteristikasını ölçməyə imkan verir ki, bu da bioloji yaşı, sağlamlıq vəziyyətini təyin etmək, sağlamlıq problemlərinin qarşısını almaq və ömrü uzatmaq üçün müxtəlif vasitələrin təsirini öyrənmək üçün istifadə edilə bilər. 1 masa

İxtira biologiya və təbabətə, yəni ətraf mühitin və orqanizmin daxili mühitinin insanların və heyvanların sağlamlığına təsirinin öyrənilməsi üsullarına aiddir və onların bioloji yaşını, qocalma sürətini təyin etmək, uzunömürlülüyü proqnozlaşdırmaq üçün istifadə edilə bilər. bədənin müxtəlif vəziyyətlərində olan fərdlərin və bu həyati əlamətlərin idarə edilməsi.

Məlumdur ki, canlı sistemlər açıq termodinamik sistemlərdir və mürəkkəb nizamlı quruluşla xarakterizə olunur. Onların təşkilatlanma səviyyələri cansız təbiətdəkindən qat-qat yüksəkdir. Yüksək nizamlılığını, canlı sistemlərini, özünəməxsus açıqlıq dərəcəsinə (o cümlədən orqanizm səviyyəsində) qorumaq və artırmaq üçün xarici mühitlə davamlı olaraq enerji, maddə və məlumat mübadiləsi aparmaq və eyni zamanda entropiyanı azaltmaq üçün iş görmək (enerji israfı). in mühit), istilik mübadiləsi nəticəsində itkilər səbəbindən qaçılmaz olaraq artan, Brown hərəkəti və molekulların qocalması və s. [Nikolis G., Prigozhy I. Kompleksin idrakı. M., 1990. - S.293]. Bu mübadilə prosesinə maddələr mübadiləsi deyilir. Məlumdur ki, minimum entropiya səviyyəsinə malik maddələr mübadiləsinə üstünlük verilir, çünki bu, sistemin xarici mühitdə itkilərə və sabitliyə maksimum qənaətlə işləməsini təmin edir [Prigozhy I. Mövcuddan yaranana qədər. - M., 1985. - 113 s.; Priqozhy I. Geri dönməz proseslərin termodinamikasına giriş. Per. ingilis dilindən M., 1960; Frank G.M., Kuzin A.M. Həyatın mahiyyəti haqqında. - M., 1964. - 350 s.]. Buna əsaslanaraq belə bir fərziyyə irəli sürdük ki, canlı sistemdə maddələr mübadiləsinin səviyyəsi nə qədər yüksək olarsa, yəni xarici mühitlə enerji, maddə və məlumat mübadiləsi nə qədər intensiv olarsa, bu sistem bir o qədər çox iş görməyə məcbur olur. minimum entropiya səviyyəsini qorumaq, bununla əlaqədar daha əhəmiyyətli itkilərə məruz qalmaq, ətraf mühitə daha açıq olmaq və buna görə də onun təsirinə həssas olmaq üçün homeostaz mənfi təsirlər. Bu fərziyyədən sonra canlı sistemin açıqlıq səviyyəsini onun fizioloji vəziyyətinin keyfiyyətinin göstəricisi kimi qəbul etmək olar ki, bu keyfiyyətin xüsusiyyətləri - sağlamlıq, məhsuldarlıq, gözlənilən ömür uzunluğu ilə tərs əlaqə var. Qeyd etmək lazımdır ki, digər müəlliflər [Frolov V.A., Moiseeva T.Yu. İnformasiya-termodinamik sistem kimi canlı orqanizm. - RUDN Universitetinin bülleteni, 1999, No 1. - S.6-14] canlı sistemin qapalı termodinamik sistemə təkamül mərhələsindəki ömrü ilə bağlı olaraq açıqlığını da nəzərdən keçirin. Beləliklə, maddələr mübadiləsi, entropiya və canlı sistemin ətrafdakı hava mühitinə açıqlığı bu sistemdə baş verən həyatı təmin edən proseslərin keyfiyyətini xarakterizə etməklə yanaşı, həm də onun əsas səbəbi ola bilər. Canlı sistemin ətraf mühitə açıqlığı anlayışına belə bir tərif verilə bilər: canlı sistemin açıqlığı ətraf mühitlə məqsədəuyğun şəkildə həyatı təmin edən qarşılıqlı əlaqənin universal xassəsinin xas inkişafıdır.

Yuxarıda qeyd olunanlarla əlaqədar olaraq, həyatı təmin edən prosesləri idarə edə bilmək üçün insan və ya heyvan orqanizmində entropiyanın təyin edilməsi metodunu işləyib hazırlamaq vəzifəsini qoymuşuq.

İnsan və ya heyvan orqanizmindəki entropiya O 2-nin atmosferdən bədənə keçməsi mərhələlərində kinetikası ilə xarakterizə edilə bilər ki, bu da inhalyasiya edilmiş havada və alveollarda olan havada O 2 tərkibindən asılıdır. ağciyərlər (alveolyar), qırmızı qan hüceyrəsinin ağciyərlərdə oksigenlə tam doyma vaxtı, ağciyərlərdə alınan O 2-nin bədən hüceyrələrinə sərbəst buraxılması üçün eritrositlərə verilən vaxt və birləşmənin gücü. O 2 ilə eritrosit hemoglobin.

Məlumdur ki, inhalyasiya edilən havada O2 tərkibi onun tənəffüs zonasındakı tərkibindən asılıdır. Açıq yerlərin havasında O 2-nin təbii tərkibi qapalı məkanlara nisbətən daha yüksəkdir və orta hesabla 20,9% təşkil edir. Alveolyar havada O 2 tərkibi fərdi homeostatik sabitlərdən biridir və (digər şeylər bərabərdir: yaş, oksigen çatışmazlığına qarşı müqavimət və s.) orqanizmin performans və ümumi sağlamlığının göstəriciləri ilə qarşılıqlı əlaqədə olur [Sirotinin N.N., 1971; Evgenieva L.Ya., 1974; Karpman V.L., Lyubina B.G., 1982; Meerson F.Z., 1981 və s.].

Məlumdur ki, eritrositlərin ağciyər kapilyarlarında qalma müddəti ağciyər qan axınının sürətindən asılıdır və 0,25-0,75 s-dir. Bu vaxt qanın oksigenləşməsi üçün kifayətdir, çünki normal olaraq eritrosit 0,25 saniyədə O 2 ilə tamamilə doyurulur [Zayko N.N., Byts Yu.V., Ataman A.V. və başqaları.Patoloji fiziologiya (tibb universitetlərinin tələbələri üçün dərslik). - "Loqolara", 1996]. Beləliklə, 0,25 s-ə bərabər olan ağciyərlərdə eritrositin oksigenlə tam doyma vaxtı eritrositin alveolyar havanın O 2 ilə effektiv (birbaşa və ya açıq) təması dövrünü və ya mərhələsini xarakterizə edir. Məlumdur ki, eritrositin oksigenlə doyması üçün ağciyərlərdən növbəti keçidindən əvvəl eritrositin ağciyərlərə qəbul etdiyi oksigeni orqanizmin hüceyrələrinə buraxdığı vaxt eritrositin qeyri-effektiv (dolayı və ya qapalı) təması dövrünü və ya mərhələsini xarakterizə edir. alveolyar havanın O 2 ilə dövran edən qanın. Bu dövrün (fazanın) müddəti dövran edən qan eritrositinin alveolyar havanın O 2 ilə birbaşa təmas müddətini əhəmiyyətli dərəcədə üstələyir və qan dövranının sürətindən və ya qan dövranında dövran edən qanın tam dövriyyəsinin vaxtından (T) asılıdır. (bütün başqa şeylər bərabər olduqda) ürək döyüntüsündən (HR) təsirlənən bədən ) [Babsky E.B., Zubkov A.A., Kositsky G.I., Xodorov B.I. İnsan fiziologiyası. - M.: Tibb, 1966. - S.117]. Məsələn, normal bir yetkin insanda ürək dərəcəsi 75 döyüntü/dəq (əzələ istirahət vəziyyəti) ilə T orta hesabla 21,5 s-dir. Ürək kütləsinin bədən çəkisinə nisbətindəki məlum yaş, cins və növlərarası fərqləri nəzərə alaraq [Zhedenov V.N. Heyvanların və insanların ağciyərləri və ürəyi. 2-ci nəşr. M., 1961. - 478 s.] heyvanlarda və insanlarda müxtəlif ürək dərəcələrində T-nin qiymətini aşağıdakı riyazi ifadə ilə təyin etmək olar:

T = [ (0,44 ⋅ 75) / (X ⋅ A) ] ⋅ 21,5 ; (1)

T - bədəndə dövran edən qan cərəyanı ilə eritrositin tam dövriyyəsi vaxtı (tədqiq olunan heyvanda və insanda dövran edən qanın tam dövriyyəsi vaxtı, dövran edən qanın tam dövriyyəsi zamanı). ağciyər və sistemli dövranlar), s;

0,44 - insan ürəyinin orta nisbi kütləsi (ümumi bədən kütləsinə nisbətdə), 75 döyüntü/dəq ürək dərəcəsi ilə 21,5 s tam qan dövranı vaxtı ilə xarakterizə olunur, %;

75 - ürək dərəcəsi (HR), bu zaman bir insanda dövran edən qanın tam dövranı orta hesabla 21,5 s, döyüntü/dəq;

21,5 - ürək dərəcəsi 75 vuruş/dəq, s olan bir insanda dövran edən qanın tam dövriyyəsi vaxtı;

X tədqiq olunan insanlar və heyvan növləri üçün faktiki və ya (ölçmək mümkün deyilsə) orta nisbi ürək kütləsi xarakteristikasıdır, %; ([Jedenov V.N. Heyvanların və insanların ağciyərləri və ürəyi. 2-ci nəşr. M., 1961. - 478 s.]-ə görə ürəyin ümumi bədən çəkisindən çəkisi kişilərdə orta hesabla 1/215 və 1/250-dir. qadınlar);

A - fərdin müayinəsi zamanı ölçülən faktiki ürək dərəcəsi, döyüntü/dəq.

Bu məlumdur [Eckert R., Randall D., Augustine J. Animal fiziologiyası. T.2. M., 1992], eritrosit hemoglobinin O 2 ilə əlaqəsinin gücü və ya oksihemoqlobinin dissosiasiyaya qarşı müqaviməti, digər şeylər bərabərdir, ondan asılıdır. pH dəyəri Qanın (pH), məsələn, CO 2-nin artması ilə gərginlik azalır və bununla da hemoglobinin O 2 ilə əlaqəsinin gücünü azaldır (hemoqlobinin O 2 üçün yaxınlığı) O 2-nin qan plazmasına və oradan ətrafdakı toxumalara buraxılmasına qədər. Bədəndə CO 2 və O 2 konsentrasiyalarının dəyişməsi arasında qarşılıqlı (qarşılıqlı rəy) əlaqənin olduğu da məlumdur. Buna görə də, bədənin hər hansı bir hissəsindəki CO 2 tərkibi təbii olaraq hemoglobinin O 2 ilə əlaqəsinin gücünə təsir edərsə, bu qüvvənin O 2-nin bədənin strukturlarına sonrakı hərəkətinə təsiri nəzərə alına bilər. alveolyar O 2 konsentrasiyası.

Bununla birlikdə, ayrıca götürüldükdə, atmosfer O 2-nin bədənin strukturları ilə qarşılıqlı təsirinə təsir edən bu fizioloji göstəricilər (ağciyərlərdə dövran edən qan eritrositinin alveolyar O 2 ilə birbaşa və dolayı əlaqə mərhələləri və onun konsentrasiyası) tam xarakterizə edə bilməz. onun entropiyası, çünki bu halda onların metabolik proseslərə birgə təsiri nəzərə alınmır.

İxtiranın məqsədi dövran edən qan eritrositinin ağciyərlərdə alveolyar O 2 ilə birbaşa və dolayı təmas fazalarının qarşılıqlı təsiri və onun konsentrasiyası ilə insan və ya heyvan orqanizmində entropiyanı müəyyən etməkdir.

Bu problem dövran edən qan eritrositinin alveolyar O 2 ilə birbaşa təması vaxtının 0,25 s-ə bərabər olan vaxtının nəzərə alınmasından, tam bitmə vaxtının müəyyən edilməsindən ibarət olan insan və ya heyvan orqanizmində entropiyanın təyini üçün ixtira üsulu ilə həll edilir. insan ürəyinin orta nisbi kütləsinin faizlə ifadə edilən 0,44-ə bərabər olan məhsulunun sayına nisbətinə uyğun olaraq dəqiqədə ürək döyüntülərinin faktiki sayında bədəndə dövran edən qan axını ilə eritrositin dövriyyəsi. dəqiqədə ürək döyüntüləri ilə ifadə edilən 75, tədqiq olunan şəxsin ürəyinin nisbi kütləsinin faizlə ifadə edilən məhsuluna, dəqiqədə tədqiq zamanı mövcud olan faktiki ürək döyüntülərinin sayına vurulur. dəqiqədə 75 ürək döyüntüsündə 21,5 sayına bərabər olan dövran edən qan cərəyanı ilə eritrositin tam dövriyyəsi zamanı, alveolyar havada O 2 tərkibinin faizi ilə ifadə edilən və xarakterizə edilən bir ölçü. insan və ya heyvan orqanizmindəki entropiya, dövran edən qanın eritrositinin alveolyar O 2 ilə birbaşa təması zamanının eritrositin axını ilə tam dövriyyəsi vaxtına nisbətinin məhsulundan alınan dəyərlə müəyyən edilir. alveolyar havada O 2 faizi ilə dəqiqədə ürək döyüntülərinin faktiki sayında bədəndə dolaşan qan.

burada α insan və ya heyvan orqanizmində entropiyadır, %;

0,25 - bədəndə dövran edən qanda qırmızı qan hüceyrəsinin oksigenlə tam doyma vaxtına uyğun gələn rəqəm, s;

T - bədəndə dövran edən qan axını ilə eritrositin tam dövriyyəsi vaxtı, s;

İnsan və ya heyvan orqanizmində entropiyanı təyin etmək üçün təklif olunan metod ürək dərəcəsinin (HR) artması ilə dövran edən qanda eritrositin oksigenlə birbaşa təmaslarının ümumi (müəyyən vaxt ərzində) müddətini nəzərə almağa əsaslanır. alveolyar havada artır və dolayı təmaslar azalır, bu da bədəndə metabolizmin artması və sərbəst enerjinin ətraf mühitə dönməz şəkildə yayılmasının artması ilə müşayiət olunur. Beləliklə, bir insanda (məsələn, 10 dəqiqə) ürək dərəcəsi 75 vuruş / dəq (T = 21,5 s) olan bir eritrositin alveolyar havanın O 2 ilə birbaşa təmaslarının ümumi müddəti 7 s (yəni). , 600 s/21,5 s = 27 ,9 dövran edən qanın dövrəsi;27,9·0,25 s≈7 s), 100 döyüntü/dəq (T=16,1 s) - 9,3 s və ürək dərəcəsi 180 olduqda döyüntü/dəq (T =8,96 s) - 16,7 s. Eyni zamanda, eyni zamanda, dövran edən qan eritrositinin alveolyar havanın oksigeni ilə dolayı təmaslarının ümumi müddəti 75 döyüntü/dəq 593 s [yəni 600 s/21,5 s = dövran edən qanın 27,9 inqilabı; 27,9·(21,5 s-0,25 s)=593 s], ürək dərəcəsi 100 döyüntü/dəq - 591 s, 180 döyüntü/dəq ilə - 583 s. Belə ki, təklif olunan metodda eritrositin atmosferlə (alveolyar hava-atmosfer) birbaşa təması fazasının vaxt vahidində artması və ürək dərəcəsinin artması ilə orqanizmin atmosferə açıqlığı, maddələr mübadiləsi və entropiya artır. atmosferlə qaz mübadiləsi olmadan əks fazada azalma.

Cədvəldə 12 müxtəlif növ heyvanda entropiyanın (α) müəyyən edilməsi nümunələri göstərilir ki, bu da bu heyvan növlərinin orta ömür uzunluğu (D orta) haqqında ədəbiyyatda mövcud olan məlumatlarla müqayisə edilir. Yuxarıdakı məlumatlara əsasən, α və statistik orta ömür uzunluğu (D orta) arasındakı əlaqəni xarakterizə edən aşağıdakı güc reqressiya tənliyi əldə edildi:

burada 5.1845 empirik əmsaldır;

R 2 - D orta və α arasında yaxınlaşmanın etibarlılığının dəyəri.

Sadələşdirmək üçün riyazi ifadə 3 korrelyasiya əmsalı r D orta / D o orta = 0,996 ilə düstur 4 hazırladıq; R<0,001:

burada D o orta gözlənilən orta ömür uzunluğudur;

5.262 - empirik əmsal;

R 2 - D o orta və α arasında yaxınlaşmanın etibarlılığının dəyəri.

Bir heyvan növünün ömrünün bədəndəki entropiyadan əldə edilən asılılığı paradoksal sayılan gəmirici “Çılpaq köstəbək siçovulu”nun (Heterocephalus glaber) uzunömürlülüyünü yalnız bu məməlinin məskunlaşması ilə izah etməyə imkan verir. ventilyasiya edilmiş yeraltı şərait (diametri 2-4 sm, dərinliyi 2 m-ə qədər, uzunluğu 5 km-ə qədər olan tunellər) inhalyasiya edilmiş havada O 2-nin olduqca aşağı tərkibi ilə 8 ilə 12% arasında (orta hesabla) 10% və bir çox digər heyvanlar üçün ölümcül olan CO 2 konsentrasiyası (10%). Bu gəmiricilərin dəri və selikli qişalarının səthində yüksək konsentrasiyalı karbon qazının tərkibinə dair məlumatlar var [Shinder A. Ağrı hiss etməyən heyvan // Həftəlik 2000. - 06.27-07.03.2008. No 26 (420)], digər heyvan növlərində müşahidə olunmur. Çılpaq mol siçovulunun mövcudluğunun müəyyən edilmiş şərtləri ağciyərlərin alveollarında O 2-nin olduqca aşağı konsentrasiyasına səbəb olur (3,5%) və cədvəldə göstərilən məlumatlara görə, digərləri ilə müqayisədə entropiyanı 8 dəfədən çox azaldır. bərabər kütləli gəmiricilər, görünür, bu növün fərdlərinin ömrünün əhəmiyyətli dərəcədə (15 dəfədən çox) artmasına səbəb olur. Əlimizdə olan ədəbiyyatda Heterocephalus glaber-in göstərilən uzunömürlülük fenomeni genetik nöqteyi-nəzərdən onun bədəninin əldə edilmiş xüsusi bir xüsusiyyəti ilə izah olunur, lakin bu, hələ də əmələ gəlməsinin və möhkəmlənməsinin əsas səbəbini (xarici səbəbini) xarakterizə etmir. gəmiricilərin bu növündə bu xüsusiyyət. Əldə edilən nəticələrdən belə çıxır ki, (digər şeylər bərabər olduqda) bir orqanizmin ömrü, çox güman ki, ontogenez prosesindəki vəziyyətlərinin müddəti ilə müəyyən edilən, qırmızı qan hüceyrələrinin dövrandakı qarşılıqlı təsirinin intensivliyi ilə xarakterizə olunan orta çəkili dəyərdir. atmosfer oksigeni ilə qan.

Lakin ədəbiyyatın təhlilinə əsaslanaraq (Gavrilov L.A., Gavrilova N.S. Biology of life gorunt M.: Наука. 1991. - 280 s.) heyvanlar aləminin qanunlarını problemlərin dərk edilməsinə köçürmək düzgün hesab edilməməlidir. ilk növbədə sosial-iqtisadi amillərlə (tibbi xidmətin səviyyəsi, əməyin mühafizəsi və asudə vaxtının səmərəliliyi, maddi təminat və mənəvi rahatlıq) müəyyən edilən insanın uzunömürlülüyü. Homo sapiensin sosial-iqtisadi həyat şəraiti onun təkamülü zamanı əhəmiyyətli dərəcədə dəyişdiyi üçün 4-cü düsturda müəyyən edilmiş və əks olunmuş nümunədən istifadə edərək müasir insanın ömrünün ölçülməsi bu şərtlərin insan orqanizminə təsirini nəzərə alaraq əlavə edilməlidir. uzunömürlülük.

Paleolitdə (2,6 milyon il əvvəl), yaşayış şəraiti heyvanlardan az fərqlənən bir insanın orta ömrü 31 ilə bərabər idi [Bujilova A.P. Paleolit ​​dövründə kollektiv dəfnlərin semantikası məsələsinə dair. Kitabda: İnsan etiologiyası və əlaqəli fənlər. Müasir tədqiqat metodları. Ed. Butovskoy, M.: Etiologiya və Antropologiya İnstitutu, 2004. S.21-35], meymunlar üçün, məsələn, erkək qorilla üçün alınan nəticəyə uyğundur:

α (qoril üçün)=(0,25 s/21,5 s)·14,4%=0,167%;

D təxminən orta =5,262·0,167 -1 =31,5 il.

B.Ts-nin hesablamalarını nəzərə alaraq. Urlanis [Urlanis B.Ts. SSRİ-də gözlənilən ömür uzunluğunun artırılması // Sosial Tədqiqatlar: Sat. - M.: Nauka, 1965. - S. 151, 153; Urlanis B.Ts. Yaş haqqında eskiz // Həftə. - 1966. - No 40], burada o, ən qabaqcıl və çiçəklənən ölkələrin nümunəsindən istifadə edərək, statistik olaraq sübut edir ki, canlıların növlərindən biri kimi insanlar üçün növə xas və ya xarakterik bioloji ömür uzunluğu (təyin edilmişdir. normal olaraq müəllif) 90 yaş olmalıdır, biz əlavə 58 ili nəzərə alaraq 4-cü düsturu tənzimlədik, onu 5-ci düstura çevirdik ki, fikrimizcə, kişilər və qadınlar normal sosial-iqtisadi iş və həyat şəraitində yaşamalıdırlar. . Beləliklə, məsələn, bir yetkində alveolyar havada O 2 konsentrasiyasının normal olaraq 14,4% olduğunu nəzərə alsaq [Babsky E.B., Zubkov A.A., Kositsky G.I., Xodorov B.I. İnsan fiziologiyası. - M.: Medicine, 1966. - S.117, 143], sonra (əzələ istirahət vəziyyətində kişilər üçün xarakterik dəqiqədə 72 vuruş orta ürək dərəcəsi və ümumi bədən çəkisinin 1/215 ürək çəkisi ilə) ) bədəndə dövran edən qanın tam dövriyyə müddəti 21,4 s-ə bərabərdir, α və Do ortadır:

α=(0,25 s/21,4 s)·14,4%=0,168%;

D təxminən orta =5,262·0,168 -1 =31,3 il.

Nəticədə, normal sosial-iqtisadi şəraitin kişilərin ömür uzunluğuna töhfəsi: 90 yaş - 31,3 yaş = 58,7 yaş.

Əzələ istirahəti vəziyyətində olan qadınlar üçün orta ürək dərəcəsi xarakteristikası 78 döyüntü/dəq və ürək çəkisi ümumi bədən çəkisinin 1/250 hissəsi ilə bədəndə dövran edən qanın tam dövranı dövrü 22,7 s, α və D o orta:

α=(0,25 s/22,7 s)·14,4%=0,158%;

D təxminən orta =5,262·0,158 -1 =33,3 il.

Nəticədə, normal sosial-iqtisadi şəraitin qadınların gözlənilən ömür uzunluğuna töhfəsi: 90 yaş - 33,3 yaş = 56,7 yaş.

Əldə edilmiş bu məlumatlara əsasən, yuxarıda qeyd edildiyi kimi, biz normal sosial-iqtisadi şəraitin gözlənilən ömür uzunluğuna töhfəsinin kişilər və qadınlar üçün orta dəyərini 58 yaşa bərabər qəbul etdik.

Məlumdur ki, insana spesifik (normal) ömür müddətini təmin edən normal sosial-iqtisadi şəraitdən fərqli olaraq, tədqiq olunan region və yaşadığı müddətlə bağlı real sosial-iqtisadi şərait orta ömür müddətini formalaşdırır. Məsələn, 2011-ci ildə Rusiyada orta ömür uzunluğu (Rosstat-a görə) kişilər üçün 64,3 il, qadınlar üçün 76,1 il idisə, mövcud (2011-ci ildə) sosial-iqtisadi şəraitin gözlənilən töhfəsi rusiyalının gözlənilən ömür uzunluğu idi:

64,3 yaş - 31,3 yaş = 33,0 il (kişilər üçün);

76,1 yaş - 33,3 yaş = 42,8 yaş (qadınlar üçün).

Normal və orta ömür uzunluğunun ifadələrində "normal və orta" ifadələrinin semantik məzmunu, ilk növbədə, həyatın sosial-iqtisadi şərtlərini (normal - ideala yaxın, nailiyyət üçün ən əlverişli şərtləri xarakterizə edir) nəzərə alır. növün, bioloji ömür uzunluğu, orta - müəyyən bir yaşayış dövrü ərzində bölgədəki faktiki şərtləri əks etdirir). Yuxarıdakıları nəzərə alaraq, insanın gözlənilən ömür müddəti (L) aşağıdakı riyazi ifadə ilə hesablanmalıdır:

D o = 5,262 ⋅ α - 1 + A; (5)

burada A sosial-iqtisadi şəraitə görə gözlənilən yaşayış illərinin sayıdır (ideal vəziyyətə yaxın, normal olaraq təyin edilmiş şəraitdə - 58 il; digər şərtlərdə - Azərbaycanda orta ömür uzunluğuna dair məlum statistik məlumatlardan çıxmaqla əldə edilən illərin sayı. Bu yaşayış dövründə rayon kişilər üçün 31,3 il, qadınlar üçün 33,3 ildir). Qalan simvolların təyinatı yuxarıda verilmişdir.

Görkəmli müasir gerontoloq akademik D.F. Çebotarev qeyd edir ki, növlərin gözlənilən ömrü orta ömür uzunluğunun artırılması üçün əsl təlimat rolunu oynamalıdır. Bu dəyərlər arasındakı fərq şəraiti və həyat tərzini yaxşılaşdırmaqla asanlıqla inkişaf etdirilə bilən ehtiyatı təmsil edir. O, gerontologiyanın taktiki vəzifəsini vaxtından əvvəl qocalmaya qarşı mübarizə və bir insanın mütləq sahib olduğu və müasir orta və növ ömür uzunluğu arasında istifadə olunmamış dövrlə müəyyən edilən ehtiyatların ən azı qismən inkişaf etdirilməsi, praktiki sağlamlığın bütün ömrü boyu qorunması hesab edir. üçüncü yaş adlanan bütün dövr (60 yaşdan 90 yaşa qədər). O, strateji vəzifəni aktiv uzunömürlülüyün insanın növ ömründən kənara çıxması hesab edir [Çebotarev D.F. Yaşlanmanın fizioloji mexanizmləri. L.: Nauka, 1982. - 228 s.]. Gerontologiyanın son məqsədlərini müəyyən edən “Ömrə təkcə illər deyil, həm də illərə ömür əlavə etmək” düsturu bu elmin həm taktiki, həm də strateji məqsədlərini özündə cəmləşdirir və qocalmanın həm tibbi, həm də sosial problemlərini özündə birləşdirir. Buna görə də, normal ömür müddətindən kənarda aktiv uzunömürlülüyə nail olmaq üçün işləyən belə bədən ehtiyatlarının inkişafını qiymətləndirməyə imkan verən vasitələrin hazırlanması mürəkkəb qocalma probleminin həlli istiqamətində mühüm ilkin addımlardan biri hesab edilməlidir. Bununla əlaqədar olaraq, biz hesab edirik ki, insan və heyvan orqanizmlərinin atmosferə açıqlığını təyin etmək üçün işləyib hazırladığımız metod bu problemi uğurla həll etmək üçün mühüm vasitədir, çünki o, məsələn, atmosferi müəyyən etməyə və aprior qiymətləndirməyə imkan verir. orqanizmin uzunömürlülük ehtiyatının ontogenez mərhələlərində və müxtəlif funksional vəziyyətlərdə inkişafı, insanlarda və heyvanlarda bu ehtiyatın formalaşmasında oxşar və fərqli cəhətləri müəyyən etmək.

Təklif olunan metodun insanlarda və bəzi heyvanlarda müxtəlif funksional vəziyyətlərdə (əzələ istirahəti, fiziki fəaliyyət, ürək-damar və tənəffüs sistemlərinin pozğunluqları, neonatal dövr və postnatal ontogenezin körpəlik dövrü) istifadəsinə dair nümunələr verək.

Bir kişidə, orta iş yerinə yetirərkən, ürək dərəcəsi 100 döyüntü / dəqdir, ekshalasiya olunan havanın son hissələrində PGA-12 qaz analizatoru ilə ölçülən alveolyar havada O 2 konsentrasiyası 14,4% səviyyəsində saxlanılır. Beləliklə, orta iş yerinə yetirərkən insan bədənindəki entropiya:

α=(0,25 s/15,4 s)·14,4%=0,23%.

Bu entropiya dəyəri ilə 2011-ci ildə normal və orta ömür uzunluğu ola bilər:

D o normal =(5,262·0,23 -1)+58 yaş=80,9 yaş;

D haqqında orta = (5,262·0,23 -1) + 33,0 il = 55,9 il.

Ürək-damar və tənəffüs sistemlərinin pozğunluğu olan bir kişidə əzələ istirahətində ürək dərəcəsi 95 vuruş / dəq, orta iş yerinə yetirərkən - 130 vuruş / dəq, alveolyar havada O 2 konsentrasiyası ilə ölçülür. göstərilən şərtlərdə PGA-12 qaz analizatoru, 16,1% -ə bərabərdir. Beləliklə, bədəndəki entropiya:

- (əzələ istirahəti vəziyyətində) α 1 =0,25 s/16,2 s·16,1%=0,25%;

- (orta ağır işlərin görülməsi vəziyyətində) α 2 =0,25 s/11,9 s·16,1%=0,34%.

Ürək-damar və tənəffüs sistemlərinin pozğunluqları olan bir insanın normal və orta ömür uzunluğu:

D o1 =(5,262·0,25 -1)+58 yaş=79,0 il (əzələ istirahəti vəziyyətində normal);

D o2 = (5,262·0,34 -1) + 58 yaş = 73,5 il (orta dərəcədə çətin işlərin görülməsi vəziyyətində normal);

D o1 =(5,262·0,25 -1)+33,0 yaş=54,0 il (əzələ istirahəti vəziyyətində orta hesabla);

D o2 = (5,262·0,34 -1) + 33,0 il = 48,5 il (orta ağır işlərin görülməsi vəziyyətində orta).

Yeni doğulmuş oğlan uşağında ürək dərəcəsi 150 döyüntü/dəq, ümumi bədən çəkisində ürəyin çəkisi 0,89%, alveolyar havada O 2 konsentrasiyası 17,8% təşkil edir. 1/2 və bir ildən sonra uşağın alveolyar havasında ürək dərəcəsi və O 2 miqdarı müvafiq olaraq 130 və 120 döyüntü/dəq, 17,3 və 17,2%-ə qədər azaldı. Beləliklə, bədəndəki entropiya:

Yeni doğulmuş körpədə α=0,25 s/5,31 s·17,8%=0,84%,

Doğuşdan sonra 1/2 il α=0,25 s/6,13 s·17,3%=0,70%,

Doğuşdan bir il sonra α=0,25 s/6,64 s·17,2%=0,65%.

Bədənin müəyyən edilmiş funksional vəziyyətləri ilə ölçülən normal ömür uzunluğu aşağıdakılara bərabər olacaqdır:

Yeni doğulmuş uşaq üçün D o =(5,262·0,84 -1)+58 yaş=64,3 yaş

doğumdan sonra 1/2 il D o =(5,262·0,70 -1)+58 yaş=65,5 yaş

Doğuşdan bir il sonra D o =(5,262·0,65 -1)+58 yaş=66,1 yaş.

Orta ömür uzunluğu:

Yenidoğulmuşda D o =(5,262·0,84 -1)+33,0 yaş=39,3 yaş

doğumdan sonra 1/2 il D o =(5,262·0,70 -1)+33,0 yaş=40,5 yaş

Doğuşdan bir il sonra D o =(5,262·0,65 -1)+33,0 yaş=41,1 yaş.

Göstərilən şərtlərdə bədəndəki entropiyanın dəyərindəki müəyyən edilmiş fərqlər, yeni doğulmuş uşaqların daha çox məruz qaldığı sağlamlıq problemləri riskinə uyğundur, yəqin ki, kifayət qədər formalaşmamış metabolik mexanizmlər səbəbindən. Xüsusilə, bədən çəkisi baxımından körpələr və kiçik uşaqlar böyüklərə nisbətən daha çox su içirlər, daha çox qida qəbul edirlər və daha çox hava ilə nəfəs alırlar [Dyachenko V.G., Rzyankina M.F., Soloxina L.V. Sosial pediatriya üçün bələdçi: dərslik / V.G. Dyaçenko, M.F.Rzyankina, L.V. Soloxin / Ed. V.G. Dyaçenko. - Xabarovsk: Dalnevostochnı nəşriyyatı. dövlət bal. un-ta. - 2012. - 322 s.]. Təklif olunan metodun sınaqdan keçirilməsinin bu nəticələri ədəbiyyat məlumatlarına uyğundur ki, bədənin bioloji yaşı sabit bir dəyər deyil, yaş, fiziki fəaliyyət, sağlamlıq, psixo-emosional stress və digər amillərin yaratdığı müxtəlif şəraitdə dəyişir [Pozdnyakova N.M. , Proshchaev K O.I., İlnitsky A.N., Pavlova T.V., Başuk V.V. Klinik praktikada bioloji yaşın qiymətləndirilməsi imkanlarına dair müasir baxışlar // Fundamental Tədqiqatlar. - 2011. - No 2 - S.17-22].

Ev sərçəsində əzələ istirahətində ürək dərəcəsi 460 döyüntü/dəq, uçuşda isə 950 döyüntü/dəq təşkil edir (bu heyvan növünün orta ömrü 1,2 il, ürəyin nisbi kütləsi isə 1,5% təşkil edir; [Jedenov V.N. Heyvanların və insanların ağciyərləri və ürəyi 2-ci nəşr M., 1961. - 478 s.]), alveolyar havada O 2 konsentrasiyası 14,4% -dir. Beləliklə, bu şərtlər altında bir ev sərçəsinin bədənindəki entropiya bərabər olacaq:

- (əzələ istirahəti vəziyyətində) α 1 = (0,25 s/1,03 s) · 14,4% = 3,49%;

- (uçuş zamanı) α 2 = (0,25 s/0,50 s) · 14,4% = 7,20%.

Bu sərçənin orta ömrü belə olacaq:

- (əzələ istirahəti vəziyyətində) D o =(5,262·3,49 -1)=1,5 il;

- (uçuş zamanı) D o = (5,262·7,20 -1) = 0,73 il.

Təklif olunan metoddan istifadə nümunələrindən belə çıxır ki, insan və ya heyvan orqanizmində entropiyanın artması ilə fərdlərin normal və orta ömür müddəti azalır və əksinə. Təklif olunan metoddan istifadə nəticəsində əldə edilən nəticələr fizioloji tədqiqatların məlum nəticələrinə uyğundur [Marshak M.E. Karbon qazının fizioloji əhəmiyyəti. - M.: Tibb, 1969. - 145 s.; Ağadjanyan N.A., Elfimov A.İ. Orqanizm hipoksiya və hiperkapniya şəraitində işləyir. M.: Tibb, 1986. - 272 s.; Aqadjanyan N.A., Katkov A.Yu. Bədənimizin ehtiyatları. M.: Znanie, 1990. - 240 s.], orqanizmi O 2 çatışmazlığına və artıq CO 2-yə öyrətməyin sağlamlığın yaxşılaşdırılmasına, səmərəliliyin artırılmasına və gözlənilən ömrün uzadılmasına təsirini təyin etdi. Bu müəlliflərin tədqiqatları etibarlı şəkildə müəyyən etdi ki, O 2 çatışmazlığı və artıq CO 2 üçün məşq ürək dərəcəsini, ağciyər tənəffüsünün tezliyini və dərinliyini və alveolyar havada O 2 məzmununu azaldır, bu cür təlimin göstərilən faydalı təsiri bədəndə onun atmosferə açıqlığının əldə edilmiş azalması və sərbəst enerjinin ətraf mühitə dönməz şəkildə yayılması ilə izah edilə bilər.

Belə ki, ağciyər tənəffüsünün könüllü gecikmələri və O 2 15-9% və CO 2 5-11% olan hipoksik-hiperkapnik hava qarışıqlarının inhalyasiyası ilə sistematik məşq zamanı alveolyar hava O 2 8,5; 7,5%. Nəticədə (ürək sürətində, məsələn, 50 vuruş / dəq) T = 32,25 s; α=0,0659%; 0,0581%. Sonra normal ömür uzunluğu olacaq:

D o =(5,262·0,0659 -1)+58 yaş=138 il;

D o1 =(5,262·0,0581 -1)+58 yaş=149 il.

Kişilər üçün orta ömür uzunluğu:

D o =(5,262·0,0659 -1)+33,0 il=113 il;

D o1 =(5,262·0,0581 -1)+33,0 il=124 il.

Beləliklə, insan və ya heyvan orqanizmində entropiyanın təyin edilməsi üçün iddia edilən metodda ixtira problemi həll edilir: insan və ya heyvan orqanizmində entropiya dövran edən qan eritrositinin alveolyar O 2 ilə təmas fazalarının qarşılıqlı təsiri ilə müəyyən edilir. ağciyərlər və onun konsentrasiyası.

ƏDƏBİYYAT

1. Ağadjanyan N.A., Elfimov A.İ. Orqanizm hipoksiya və hiperkapniya şəraitində işləyir. M.: Tibb, 1986. - 272 s.

2. Aqadjanyan N.A., Katkov A.Yu. Bədənimizin ehtiyatları. M.: Bilik, 1990. - 240 s.

3. Babski E.B., Zubkov A.A., Kositski G.İ., Xodorov B.İ. İnsan fiziologiyası. - M.: Tibb, 1966. - S. 117, 143.

4. Bujilova A.P. Paleolit ​​dövründə kollektiv dəfnlərin semantikası məsələsinə dair. Kitabda: İnsan etiologiyası və əlaqəli fənlər. Müasir tədqiqat metodları. Ed. Butovskoy, M.: Etiologiya və Antropologiya İnstitutu, 2004. - S.21-35.

5. Qavrilov L.A., Qavrilova N.S. Həyat müddətinin biologiyası. M.: Nauka, 1991. - 280 s.

6. Dyachenko V.G., Rzyankina M.F., Soloxina L.V. Sosial pediatriya üçün bələdçi: dərslik / V.G. Dyaçenko, M.F.Rzyankina, L.V. Soloxin / Ed. V.G. Dyaçenko. - Xabarovsk: Dalnevo-stoch nəşriyyatı. dövlət bal. Universitet, 2012. - 322 s.

7. Evgenieva L.Ya. İdmançının nəfəsi.- Kiyev, Zdorov, 1974.- 101 s.

8. Jedenov V.N. Heyvanların və insanların ağciyərləri və ürəyi. 2-ci nəşr. M., 1961. - 478 s.

9. Zaiko N.N., Byts Yu.V., Ataman A.V. və başqaları.Patoloji fiziologiya (tibb universitetlərinin tələbələri üçün dərslik). - "Loqolara", 1996.

10. Karpman V.L., Lyubina B.G. İdmançılarda qan dövranının dinamikası. M.: Bədən tərbiyəsi və idman, 1982. - 135 s.

11. Marşak M.E. Karbon qazının fizioloji əhəmiyyəti. - M.: Tibb, 1969. - 145 s.

12. Meerson F.Z. Uyğunlaşma, stress və qarşısının alınması. M., 1981.

13. Nikolis G., Prigozhy I. Kompleksin idrakı. M., 1990. - S.293.

14. Pozdnyakova N.M., Proshchaev K.I., İlnitsky A.N., Pavlova T.V., Başuk V.V. Klinik praktikada bioloji yaşın qiymətləndirilməsi imkanlarına dair müasir baxışlar // Fundamental Araşdırma, 2011. - No 2 - S. 17-22.

15. Priqoji İ.R. Geri dönməz proseslərin termodinamikasına giriş. Per. ingilis dilindən M., 1960.

16. Priqoji I. Mövcuddan yaranmağa. - M., 1985. - 113 s.

17. Sirotinin N.N. Hipoksiya zamanı tənəffüsün tənzimlənməsi və tənəffüs funksiyasının fizioloji uyğunlaşması // Fiziol. diri SSRİ, 1971. - T.7. - №12.

18. Urlanis B.Ts. SSRİ-də gözlənilən ömür uzunluğunun artırılması // Sosial Tədqiqatlar: Sat. - M.: Nauka, 1965. - S. 151, 153.

19. Urlanis B.Ts. Yaş haqqında eskiz // Həftə, 1966. - No 40.

20. Frank G.M., Kuzin A.M. Həyatın mahiyyəti haqqında. - M., 1964. - 350 s.

21. Çebotarev D.F. Yaşlanmanın fizioloji mexanizmləri. L.: Nauka, 1982. - 228 s.

22. Şinder A. Ağrı hiss etməyən heyvan // Həftəlik 2000.-06.27-07.03.2008. № 26 (420).

23. Eckert R., Randall D., Augustine J. Heyvan fiziologiyası. T.2. M., 1992.

24. Stahl W.R. Primatlarda və digər məməlilərdə orqan çəkiləri, Elm, 1965, 150, S.1039-1042.

25. Stahl W.R. Məməlilərdə tənəffüs dəyişənlərinin miqyası. J. Tətbiq. Physiol., 1967, 22, S.453-460.

İnsan və ya heyvan orqanizmində entropiyanın təyini üsulu, ürəyin bədən çəkisinə nisbətən nisbi kütləsinin % (X), ürək döyüntülərinin sayı (A) və ağciyərlərin alveolyar havasındakı oksigen miqdarı ilə xarakterizə olunur. % (Co 2) müəyyən edilir və hesablama aşağıdakı düsturla aparılır: α=(0,25/T)·Co 2, burada α % ilə entropiyadır, T eritrositin dövran edən qanla tam dövriyyəsi vaxtıdır. saniyədə axın, T=[(0.44·75)/( X·A)]·21.5 isə.

Oxşar patentlər:

İxtira tibbə, yəni pulmonologiyaya, allerqologiyaya, kardiologiyaya, funksional diaqnostikaya aiddir. Aortanın elastik və funksional xüsusiyyətləri qeyri-invaziv arterioqrafiya ilə qeydə alınan nəbz dalğasının xüsusiyyətlərini təhlil etməklə qiymətləndirilir.

İxtiralar qrupu tibbi diaqnostikaya aiddir. Nəbzlə daşınan məlumatların toplanması üçün cihaz bir sensor komponentini ehtiva edir və göstərilən sensor komponenti korpusda quraşdırılmış elektrik maşını, göstərilən elektrik maşınına qoşulmuş bir vint, göstərilən vintdən kənarda yerləşən qaldırıcı struktur və sensor zonddan ibarətdir. müəyyən edilmiş qaldırıcı konstruksiyaların bazasında sabitlənmişdir.

İxtira tibb, məhkəmə tibb, diaqnostik məqsədlər üçün ölçmə sahəsinə, o cümlədən istintaq təcrübəsinə aiddir. İnteraktiv psixofizioloji test (IPT) imtahan verən şəxsə test suallarının təqdim edilməsini, test edilən şəxsin fiziki parametrlərinin sensorlarından istifadə edərək psixogenezin parametrlərinin müəyyən edilməsini və təhlilini, nəticələrin nümayişini və mühakimə yürütməsini əhatə edir.

İxtira tibb və tibbi texnologiya sahəsinə aiddir və insanın ürək-damar sisteminin (CVS) vəziyyətini qiymətləndirmək üçün, o cümlədən insanın ürək məlumatlarının uzaqdan monitorinqi vasitəsilə avtomatlaşdırılmış elektron diaqnostikanın həyata keçirilməsi, həmçinin profilaktik müayinə üçün istifadə edilə bilər. koronar arteriya xəstəliyi ürək (CHD) inkişaf riskini müəyyən etmək üçün əhalinin.

İxtira tibbə, yəni oftalmologiyaya aiddir və psevdoeksfoliasiya sindromunun (PES) göz təzahürləri olan xəstələrdə göz içi təzyiqinin (GİB) gündəlik dəyişmələrinin maksimum dəyərini proqnozlaşdırmaq üçün nəzərdə tutulub.

İxtira xəstənin tənəffüsünün təmassız monitorinqi üçün vasitələrə aiddir. Xəstəyə elektromaqnit siqnalının verilməsi və xəstədən əks olunan siqnalın qəbulu, əks olunan siqnalın ilk siqnalı əldə etmək üçün çevrilməsi, fazanın dəyişdirilməsi mərhələləri daxil olmaqla, xəstənin ekshalasiyadan inhalyasiyaya və ya əksinə dəyişikliyi aşkar etmək üçün bir üsul. əks olunan elektromaqnit siqnalının və onun ikinci siqnalın əldə edilməsinə çevrilməsi, birinci siqnalın zaman törəməsi və ikinci siqnalın zaman törəməsi ilə eyni vaxtda birinci sıfır kəsişmələri üçün hesablama vahidindən istifadə etməklə aşkarlanması, zaman törəməsi ilə eyni vaxtda ikinci sıfır kəsişməsi. birinci siqnal və ikinci siqnalın zaman törəməsi və birinci siqnalın zaman törəməsi və ikinci siqnalın zaman törəməsi ilə eyni vaxtda üçüncü sıfır kəsişmələri, birinci və ikinci vektorların təyin edilməsi və onların nöqtə hasilinin hesablanması. ekshalasiyadan xəstənin inspirasiyasına və ya əksinə dəyişmə üçün göstərici dəyəri, göstərici dəyərini əvvəlcədən müəyyən edilmiş hədd dəyəri ilə müqayisə edərək və ekshalasiyadan xəstənin inspirasiyasına dəyişikliyi göstərən və ya əksinə göstərici dəyəri hədd dəyərindən azdırsa.

İxtira tibbə, yəni cərrahiyyəyə aiddir və öd daşı xəstəliyi olan xəstələrdə xolesistektomiya əməliyyatı zamanı istifadə oluna bilər. Bunun üçün ilk olaraq xəstələrin bədən kütləsi indeksi (BKİ), qlikemiyanın səviyyəsi, qlükozuriya müəyyən edilir, qan təzyiqi ölçülür, onurğa osteoxondrozunun və diz oynaqlarının artrozunun olması müəyyən edilir.

İxtira tibb sahəsinə, yəni uşaq kardiologiyasına aiddir və uşaqlarda və yeniyetmələrdə əsas arterial hipertoniyanın formasını müəyyən etmək üçün istifadə oluna bilər. Esansiyel arterial hipertenziyası olan uşaqlarda və yeniyetmələrdə sol mədəciyin vuruş həcminin dəyəri exokardioqrafiyaya əsasən müəyyən edilir, qan zərdabında qurğuşun miqdarı və gündüz sistolik qan təzyiqinin hipertoniya vaxt indeksinin dəyəri hesablanır. reqressiya təhlili düsturundan istifadə edərək: IV SBP günü = 0,12 + 0, 0035*UO+0,13*Pb syv., burada IV SBP günü gün ərzində hipertoniya SBP-nin vaxt indeksidir; SV - exokardioqrafiyaya görə sol mədəciyin vuruş həcmi; Pb quru - qan serumunda qurğuşun tərkibi. Sistolik qan təzyiqinin hipertoniya vaxt indeksinin dəyəri 0,25 ilə 0,50 aralığında olduqda, əsas arterial hipertenziya forması labil, 0,50-dən çox dəyərlərlə - əsas arterial hipertansiyonun sabit bir forması kimi müəyyən edilir. Metod, atom udma spektrofotometriyasına görə qan zərdabında qurğuşun tərkibini və exokardioqrafiyaya əsasən sol mədəciyin vuruş həcmini təyin etməklə uşaq və yeniyetmələrdə əsas arterial hipertoniyanın formasını təyin etməyə imkan verir. 1 tab., 3 pr.

İxtira idman təbabətinə, yəni idmançıların sağlamlığının prenozoloji diaqnostika metoduna aiddir. İdmançının hərtərəfli klinik və laborator müayinəsi ağır fiziki fəaliyyətin dayandırılmasından 12-16 saat sonra aparılır. Tədqiqatın həcmi bədənin morfofunksional vəziyyəti üçün proqnostik əhəmiyyətli meyarları qiymətləndirərkən fiziki stressə ən həssas orqan və sistemlər nəzərə alınmaqla müəyyən edilir. Tədqiqat biokimyəvi, hematoloji, immunoloji və funksional göstəricilərin, həmçinin orqanizmin vitamin və minerallarla doyma göstəricilərinin təyini və təhlilini əhatə edir. Və bu göstəricilər normal dəyərlərdən əhəmiyyətli dərəcədə fərqli olaraq sabit olaraq dəyişərsə, idmançının orqan və sistemlərində qeyri-spesifik dəyişikliklər diaqnoz qoyulur. Metod, məşq və rəqabət dövrü zamanı bədənin orqan və sistemlərində əhəmiyyətli dəyişikliklərin erkən diaqnostikasını təmin edir ki, bu da sonradan patoloji vəziyyətlərin daha da inkişafının qarşısını almaq üçün vaxtında tədbirlər görməyə və bununla əlaqədar olaraq peşəkar performansı qoruyub saxlamağa və nəticə əldə etməyə imkan verir. davamlı yüksək idman nəticələri.

İxtira tibbi avadanlıqlara aiddir. Bir insanın fiziki fəaliyyəti şəraitində qan təzyiqini ölçmək üçün bir cihaz, brakiyal arteriyanın yerində pnevmatik manşet altında bir ölçmə nəbz dalğası sensorunu və qolun diametrik olaraq əks tərəfində kompensasiya edən nəbz dalğası sensorunu ehtiva edir. Ölçmə və kompensasiya sensorlarının çıxışları müvafiq gücləndiricilərə qoşulur, onlar bir çıxarıcıya qoşulur, onun çıxışı təzyiq ölçən cihazın çıxışı olan bandpass filtrinə qoşulur. Cihaz əlavə olaraq ikinci zolaqlı filtr, birinci və ikinci müqayisəedicilər, mənfi həddi gərginliyin birinci və ikinci mənbələri, birinci və ikinci gözləmə multivibratorları, 2I məntiq elementi və qəbuledilməz sensor yerdəyişməsi haqqında məlumat siqnalı yaratmaq üçün bir cihazla təchiz edilmişdir. İxtiranın istifadəsi bu barədə operativ məlumat almaqla, sensorların quraşdırma yerindən qəbuledilməz yerdəyişməsi hallarında yanlış həyəcan siqnallarını və qan təzyiqinin ölçülməsində səhvləri aradan qaldıracaq. 4 xəstə.

İxtira tibbə, yəni daxili xəstəliklərə aiddir. Xəstə sınaqdan keçirilir, klinik əlamətlər müəyyən edilir və hər biri qiymətləndirilir, diaqnostik göstərici hesablanır. Eyni zamanda, klinik əlamətlər müəyyən edilir: onun mərhələsi və müddəti nəzərə alınmaqla arterial hipertenziya; diabetes mellitus, xəstənin yaşı və ağırlaşmaları nəzərə alınmaqla müddəti; koronar ürək xəstəliyi və onun müddəti, angina pektorisinin olması, miyokard infarktı və onun müddəti; xəstənin yaşı; müalicəyə uyğunluq; siqaret. Sadalanan əlamətlərdən hər hansı birinin olmaması 0 balla qiymətləndirilir. Bundan sonra balların cəmi hesablanır, alınan dəyərdən asılı olaraq "səssiz" insult keçirmə ehtimalının yüksək, orta və ya aşağı olması proqnozlaşdırılır. Metod, xəstədə şiddətinin fərdi xüsusiyyətlərini nəzərə alaraq klinik əhəmiyyətli əlamətləri müəyyən etmək və sıralamaqla əldə edilən "səssiz" bir vuruşun varlığını etibarlı şəkildə təyin etməyə imkan verir. 3 xəstə, 4 stol, 3 keçmiş.

İxtira tibbə, yəni profilaktik təbabətə aiddir və onun vaxtında korreksiyası üçün ürək-damar xəstəliklərinin inkişaf riski yüksək olan gəncləri müəyyən etmək üçün nəzərdə tutulub. Ürək-damar xəstəliklərinin qarşısının alınması üzrə Milli Təlimatlara uyğun olaraq ürək-damar xəstəliklərinin inkişafı üçün aparıcı risk faktorlarını müəyyən etmək üçün sorğu aparılır. Sorğunun nəticəsi ballarla qiymətləndirilir: psixoloji gərginliyin səviyyəsi kişilər üçün 3,01-4, qadınlar üçün 2,83-4 olduqda 0 bal verilir; kişilər üçün 2,01-3, qadınlar üçün 1,83-2,82 olduqda 1 bal verilir; kişilər üçün 2 və ya daha az, qadınlar üçün 1,82 və ya daha az olduqda 2 bal verilir; Respondent siqaret çəkmədikdə 0 bal, respondent gündə 1-dən az siqaret çəkdikdə 1 bal, gündə 1 və daha çox siqaret çəkdikdə 2 bal; gündə 13,7 qram və ya daha az etanol istehlak etdikdə 0 bal, 13,8 qramdan 27,4 qrama qədər istehlak etdikdə - 1 bal, 27,5 qram və daha çox istehlak etdikdə - 2 bal; qan təzyiqi 129/84 mmHg-dən az olarsa, 130-139/85-89 mmHg aralığında olarsa, 0 bal təyin edilir. - 1 bal, əgər 140/90 mmHg. və daha çox - 2 bal; bədən kütləsi indeksi 24,9 kq/m2 və ya daha az olduqda 0 bal, 25-29,9 kq/m2 intervalında olduqda - 1 bal, 30 kq/m2 və daha çox olduqda - 2 bal verilir; son altı ay və ya daha çox müddətdə 3 MET/dəq və ya daha çox enerji yanması ilə müşayiət olunan fiziki fəaliyyətə görə 0 bal, son altı aydan az müddətdə 3 MET/dəq enerji yanması ilə müşayiət olunan fiziki fəaliyyətə görə - 1 bal, 3 MET/dəq-dən az enerji yanması ilə müşayiət olunan fiziki fəaliyyətə görə 2 bal verilir; gündə 500 q və ya daha çox tərəvəz və meyvə istehlak etdikdə 0 bal, 500 q-dan az istehlak etdikdə - 1 bal, gündəlik rasionda tərəvəz və meyvə olmadıqda - 2 bal; istirahətdə ürək dərəcəsi dəqiqədə 50-dən 69-a qədər olduqda, 0 bal, dəqiqədə 70-dən 79-a qədər - 1 bal, dəqiqədə 80 və ya daha çox - 2 bal; anamnezində mənfi ürək-damar xəstəlikləri olan 55 yaşa qədər kişilərdə və 65 yaşa qədər qadınlarda birinci dərəcəli qohumlarda koronar arteriya xəstəliyi və ya ÜÇX təzahürü zamanı 0 bal, ürək-damar xəstəlikləri müsbət anamnezi ilə xəstəliklər - 1 bal. Ballar ümumiləşdirilir və əgər cəmi 8 bal və daha çox olarsa, respondent ürək-damar xəstəliklərinin inkişafı üçün yüksək risk qrupu kimi təsnif edilir və profilaktik tədbirlər tövsiyə olunur. Metod risk faktorlarını qiymətləndirərək gənclərdə ürək-damar xəstəlikləri riskini müəyyən etməyə imkan verir. 1 tab., 1 pr.

Metod tibb sahəsinə, yəni klinik diaqnostikaya aiddir və risk faktorlarının, suboptimal sağlamlıq vəziyyətinin və endotel disfunksiyasının inteqral qiymətləndirilməsindən istifadə etməklə qeyri-infeksion xroniki xəstəlikləri və ya onlara meylliliyi olan sağlam fərdləri müəyyən etmək üçün nəzərdə tutulub. Xəstə “Suboptimal sağlamlıq vəziyyətinin qiymətləndirilməsi” sualına cavab verir. SHS-25”, siqaret çəkmə tarixçənizi və gündə çəkilən siqaretlərin sayını göstərir. Bundan əlavə, manjet testindən istifadə edərək xəstənin çəkisi, boyu, sistolik və diastolik qan təzyiqi, qanda qlükoza, ümumi qan xolesterini ölçülür, damar divarının sərtliyi və nəbz dalğasının əks olunma göstəriciləri ölçülür. Siqaret çəkənlərin indeksləri, bədən çəkisi və endotel funksiyasının göstəriciləri hesablanır. Kompüter məlumatlarının emalı tənliklərə uyğun olaraq həyata keçirilir. Hesablamalardan əldə edilən ən yüksək qiymətə əsasən, subyekt beş qrupdan birinə təyin ediləcək: optimal sağlamlıq vəziyyəti, patoloji vəziyyətlərin inkişaf riskinin aşağı olmasının suboptimal sağlamlıq vəziyyəti, patoloji vəziyyətlərin inkişaf riski yüksək olan suboptimal sağlamlıq vəziyyəti, ürək-damar fenotipi. ürək-damar patologiyasının inkişaf riskinin aşağı olmasının suboptimal sağlamlıq vəziyyəti, ürək-damar patologiyasının inkişaf riski yüksək olan suboptimal sağlamlıq vəziyyətinin ürək-damar fenotipi. Metod, risk faktorlarını müəyyən etmək və qiymətləndirmək və suboptimal sağlamlıq vəziyyətini təyin etməklə, preklinik mərhələdə sağlamlıq sapması olan sağlamlıq vəziyyətini qiymətləndirməyə imkan verir. 1 pr.

İxtira tibb sahəsinə aiddir və stomatoloqlar tərəfindən müxtəlif sahələrdə istifadə oluna bilər. Stomatoloji prosedurlara başlamazdan əvvəl xəstənin psixo-emosional stress dərəcəsini və psixofizioloji vəziyyətini müəyyən etmək üçün testlərdən istifadə olunur, həmçinin ilk testdən əvvəl (P1), iki test arasında (P2) və ikinci testdən sonra nəbz səviyyəsini müəyyənləşdirir (P2). P3). Yüngül dərəcədə psixo-emosional stress, P2 və P1 arasındakı fərqlə müqayisədə P3 və P2 arasındakı fərq 15 vuruş/dəqdən çox olmayan sabit psixofizioloji vəziyyət olduqda, psixo-emosional vəziyyət qiymətləndirilir. stabil olaraq və xəstənin diş müdaxiləsinə hazır olduğu ifadə edilir. Orta dərəcədə psixo-emosional stress olduqda, P2 və P1 arasındakı fərq ilə optimal vəziyyətlə müqayisədə P3 və P2 arasındakı fərqlə birlikdə 15 döyüntü/dəqdən çox olmayan sərhəd psixofizioloji vəziyyət, psixo-emosional vəziyyət labil olaraq qiymətləndirilir və diş müdaxiləsindən əvvəl xəstəyə relaksasiya təsirinin ehtiyacı ifadə edilir. Şiddətli psixo-emosional stress, P2 və P1 arasındakı fərqlə müqayisədə P3 və P2 arasındakı fərq 15 döyüntü/dəqdən çox olan qeyri-sabit psixofizioloji vəziyyət olduqda, psixo-emosional vəziyyət aşağıdakı kimi qiymətləndirilir. diş müdaxiləsi üçün əlverişsizdir, onun gecikməsini tələb edir. Metod diş müdaxiləsindən əvvəl xəstənin psixo-emosional vəziyyətinin sürətli qiymətləndirilməsini həyata keçirməyə imkan verir. 3 pr.

İxtiralar qrupu tibb sahəsinə aiddir. Dolayı metoddan istifadə edən qan təzyiqi ölçmə sistemi ölçülən arteriyaya xarici təmas qüvvəsi tətbiq etmək üçün bir cihaz, arterial ifadə sensoru və dəyərlər əsasında arterial dövrün sistolik və diastolik dövrlərini təyin etmək üçün ölçmə və qeyd cihazı ehtiva edir. sensor tərəfindən qeydə alınır. Ölçmə və qeyd edən cihaz diastolik dövr ərzində diastolik təzyiqi arteriyanın tam tıxanmasından əvvəl, sistolik dövrdə isə arteriya tıxandığı zaman sistolik təzyiqi ölçür. Sensor xarici qüvvənin qəbulundan əvvəl, zamanı və sonra əhəmiyyətli simptomları qeyd edir. Qan təzyiqi obliterasiya yolu ilə ölçüldükdə, xarici qüvvələr tərəfindən qan axınına və arterial divara təsir etmədən sistolik və diastolik dövrlər fərqləndirilməklə arterial sikl əldə edilir. Arteriyaya xarici qüvvə tətbiq edin və hər dövrdən arterial ifadəni qeyd edin. Xarici qüvvə, ölçüləcək dövrdə qan təzyiqini bərabərləşdirənə qədər artırılır. Göstərilən qan təzyiqi sistolik və ya diastolik dövrlərin hər hansı birində arterial tələffüz əlaməti yox olduqda, müəyyən bir arterial dövrədə ölçülür. Boşaltma yolu ilə diastolik qan təzyiqi ölçüldükdə, arteriya bağlanana qədər ona xarici qüvvə tətbiq olunur. Xarici qüvvə diastolik dövrdə qan təzyiqini bərabərləşdirənə qədər zəifləyir. Diastolik təzyiq, arterial dövrünün diastolik dövründən arterial ifadəli əlamətin göründüyü anda arterial ifadəli əlamət qeydə alındıqda ölçülür. İxtiralar qrupunun istifadəsi dolayı yolla qan təzyiqinin ölçülməsinin dəqiqliyini artıracaq. 3 n. və 29 z.p. f-ly, 13 xəstə.

İxtira tibbi avadanlıqlara aiddir. Arterial qanın pulsasiyasını qeyd etmək üçün cihazda nəbz generatoru, işıq mənbəyi, fotodetektor, cərəyan/gərginlik çeviricisi, alternativ gərginlik gücləndiricisi, sinxron demodulyator və diapazon filtri var. Bundan əlavə, cihaza akselerometr, analoqdan rəqəmsal çevirici, mikrokontroller, adaptiv filtr və çıxma vahidi daxildir. Zolaqlı filtrin çıxışı analoqdan rəqəmsal çeviricinin birinci girişinə, akselerometrin çıxışı analoqdan rəqəmə çeviricinin ikinci girişinə, analoqdan rəqəmsal çeviricinin çıxışına qoşulur. mikrokontrolörün girişinə qoşulur, mikrokontrolörün birinci çıxışı çıxarma blokunun birinci girişinə, mikro nəzarətçinin ikinci çıxışı birinci giriş adaptiv filtrinə, çıxma blokunun çıxışı adaptiv filtrin ikinci girişi, adaptiv filtrin çıxışı çıxarma blokunun ikinci girişinə qoşulur. İxtiranın istifadəsi subyektin təsadüfi hərəkətləri nəticəsində yaranan hərəkət artefaktlarının mövcudluğunda insan arterial pulsasiya siqnalının qeydə alınmasının səs-küy toxunulmazlığını artırmağa imkan verəcək. 1 xəstə.

İxtira biologiya və təbabətə, yəni ətraf mühitin və orqanizmin daxili mühitinin insan və ya heyvan sağlamlığına təsirinin öyrənilməsinə aiddir. Metod bədəndəki entropiyanın öyrənilməsinə aiddir. Bunun üçün ürəyin bədən çəkisinə nisbətdə nisbi kütləsini, ürək sancmalarının sayını və ağciyərlərin alveolyar havasındakı oksigen miqdarını təyin edin. Hesablama aşağıdakı düsturla aparılır: α·Co2, burada α - entropiyadır, T - eritrositin dövran edən qan axını ilə saniyədə tam dövriyyəsi vaxtı, T·21,5 ilə. Metod canlı sistemləri birləşdirən orqanizmin əsas xarakteristikasını ölçməyə imkan verir ki, bu da bioloji yaşı, sağlamlıq vəziyyətini təyin etmək, sağlamlıq problemlərinin qarşısını almaq və ömrü uzatmaq üçün müxtəlif vasitələrin təsirini öyrənmək üçün istifadə edilə bilər. 1 masa

Bilik bazasında yaxşı işinizi göndərin sadədir. Aşağıdakı formadan istifadə edin

Tədris və işlərində bilik bazasından istifadə edən tələbələr, aspirantlar, gənc alimlər Sizə çox minnətdar olacaqlar.

haqqında yerləşdirilib http://allbest.ru

RF TƏHSİL VƏ ELM NAZİRLİYİ

Federal Dövlət Muxtar Təhsil Təşkilatı ali peşə təhsili

"SANKT PETERBURQ DÖVLƏT Aerokosmik Alət Mühəndisliyi Universiteti"

İQTİSADİ TƏHLÜKƏSİZLİK idaresi

Canlı sistemlərdə entropiya

Fənn üzrə: Müasir təbiət elminin konsepsiyaları

Tamamladı: tələbə

Nəzarətçi:

İqtisad elmləri doktoru elmlər,

Professor A.V.Samoilov

Sankt-Peterburq 2014

Həyatın elektron dövrəsi

Həyatın entropiyası

Kvant biofizikasının nailiyyətlərinə əsaslanan diaqnostika texnologiyaları

Nəticə

Biblioqrafiya

Baxım

Dərinin elektro-optik parametrlərini qeyd etməklə insanın funksional vəziyyətinin öyrənilməsi üsullarını, iştirak edən biofiziki proseslərin xarakterinə görə iki şərti qrupa bölmək olar. Birinci qrupa ölçmə müddəti 1 saniyədən çox olan "yavaş" üsullar daxildir.

Bu zaman tətbiq olunan potensialların təsiri altında toxumalarda ion depolarizasiya cərəyanları stimullaşdırılır və ölçülmüş siqnala əsas töhfə ion komponenti tərəfindən verilir. Ölçmə vaxtının 100 ms-dən az olduğu "sürətli" üsullar toxuma keçiriciliyinin elektron komponenti tərəfindən stimullaşdırılan fiziki proseslərin qeydinə əsaslanır.

Bu cür proseslər əsasən kvant mexaniki modelləri ilə təsvir olunur, buna görə də onları kvant biofizikasının metodları kimi təyin etmək olar.

Sonunculara stimullaşdırılmış və daxili lüminessensiyanı qeyd etmək üsulları, həmçinin qaz boşalmasında gücləndirmə ilə stimullaşdırılmış elektron emissiyası metodu (qaz boşalmasının təsviri üsulu) daxildir. Kvant biofizikası üsullarının həyata keçirilməsi üçün biofiziki və entropiya mexanizmlərini daha ətraflı nəzərdən keçirək.

Həyatın elektron dövrəsi

“Mən dərindən əminəm ki, biz özümüzü molekulyar səviyyə ilə məhdudlaşdırsaq, heç vaxt həyatın mahiyyətini dərk edə bilməyəcəyik... Bioloji reaksiyaların heyrətamiz incəliyi elektronların hərəkətliliyi ilə bağlıdır və bunu yalnız nöqteyi-nəzərdən izah etmək olar. kvant mexanikası”. A. Szent-Gyorgyi, 1971

Həyatın elektron sxemi - bioloji sistemlərdə enerjinin dövranı və çevrilməsi. Günəş işığının fotonları yaşıl bitki orqanellələrinin xloroplast membranlarında cəmləşmiş xlorofil molekulları tərəfindən udulur.

İşığı udmaqla xlorofil elektronları əlavə enerji alır və əsas vəziyyətdən həyəcanlanmış vəziyyətə keçir. Fotosistem (PS) adlanan zülal-xlorofil kompleksinin nizamlı təşkili sayəsində həyəcanlanan elektron molekulların istilik çevrilmələrinə enerji sərf etmir, lakin onun yanında yerləşən maddə olsa da, elektrostatik itələməni dəf etmək qabiliyyətini əldə edir. xlorofildən daha yüksək elektron potensiala malikdir. Nəticədə həyəcanlanan elektron bu maddəyə keçir.

Elektronunu itirdikdən sonra xlorofildə sərbəst elektron boşluğu yaranır. Və ətrafdakı molekullardan bir elektron alır və donor elektronları xlorofilin elektronlarından daha az enerjiyə malik olan maddələr ola bilər. Bu maddə sudur.

Fotosistem sudan elektronları götürərək onu molekulyar oksigenə oksidləşdirir. Beləliklə, Yer atmosferi davamlı olaraq oksigenlə zənginləşir.

Hərəkətli elektron struktur olaraq bir-biri ilə əlaqəli olan makromolekullar zənciri boyunca köçürüldükdə enerjisini bitkilərdə, müvafiq şəraitdə isə heyvanlarda anabolik və katabolik proseslərə sərf edir. Müasir konsepsiyalara görə həyəcanlanmış elektronun molekullararası ötürülməsi güclü elektrik sahəsində tunel effekti mexanizmi vasitəsilə baş verir.

Xlorofillər elektron donor və qəbuledici arasında potensial quyuda ara pillə rolunu oynayır. Enerji səviyyəsi aşağı olan donordan elektronları qəbul edir və günəşin enerjisindən istifadə edərək, onları o qədər həyəcanlandırırlar ki, donordan daha yüksək elektron potensialı olan maddəyə keçə bilirlər.

Bu, fotosintez prosesində çox mərhələli olsa da, yeganə işıq reaksiyasıdır. Sonrakı avtotrof biosintetik reaksiyalar işıq tələb etmir. Onlar yaşıl bitkilərdə NADPH və ATP-yə aid olan elektronların tərkibində olan enerji hesabına baş verir. Karbon qazı, su, nitratlar, sulfatlar və digər nisbətən sadə maddələrdən elektronların böyük axını səbəbindən yüksək molekullu birləşmələr yaranır: karbohidratlar, zülallar, yağlar, nuklein turşuları.

Bu maddələr heterotroflar üçün əsas qida maddəsi kimi xidmət edir. Elektron nəqliyyat sistemləri tərəfindən də təmin edilən katabolik proseslər zamanı elektronlar, fotosintez zamanı üzvi maddələr tərəfindən tutulduqları qədər təxminən eyni miqdarda sərbəst buraxılırlar.

Katabolizm zamanı ayrılan elektronlar mitoxondrial tənəffüs zənciri ilə molekulyar oksigenə ötürülür. Burada oksidləşmə fosforlaşma ilə əlaqələndirilir - ADP-yə bir fosfor turşusu qalığının əlavə edilməsi ilə ATP sintezi (yəni ADP-nin fosforlaşması). Bu, heyvanların və insanların bütün həyat prosesləri üçün enerji təchizatını təmin edir.

Hüceyrədə olan biomolekullar “yaşayır”, enerji və yüklər və deməli məlumat mübadiləsi apararaq, delokalizasiya olunmuş p-elektronların inkişaf etmiş sistemi sayəsində. Delokalizasiya bir p-elektron buludunun molekulyar kompleksin bütün strukturunda müəyyən bir şəkildə paylanması deməkdir. Bu, onlara təkcə öz molekulları daxilində deyil, həm də struktur olaraq ansambllarda birləşdikdə molekuldan molekula keçməyə imkan verir. Molekullararası köçürmə hadisəsini 1942-ci ildə C.Vays kəşf etmiş, bu prosesin kvant mexaniki modelini isə 1952-1964-cü illərdə R.S. Mulliken.

Eyni zamanda, bioloji proseslərdə p-elektronların ən vacib missiyası təkcə onların delokalizasiyası ilə deyil, həm də onların enerji statusunun xüsusiyyətləri ilə əlaqələndirilir: onlar üçün yerin enerjiləri ilə həyəcanlı vəziyyətlər arasındakı fərq əhəmiyyətli dərəcədə azdır. p-elektronlarınkından daha çox və təxminən hn fotonun enerjisinə bərabərdir.

Bunun sayəsində günəş enerjisini toplaya və çevirə bilən p-elektronlardır, bunun sayəsində bioloji sistemlərin bütün enerji təchizatı onlarla bağlıdır. Buna görə də p-elektronları adətən “həyat elektronları” adlandırırlar.

Fotosintez və tənəffüs zənciri sistemlərinin komponentlərinin reduksiya potensialının miqyasını müqayisə edərək, fotosintez zamanı p-elektronları tərəfindən çevrilən günəş enerjisinin ilk növbədə hüceyrə tənəffüsünə (ATP sintezi) xərcləndiyini yoxlamaq asandır. Beləliklə, xloroplastda iki fotonun udulması hesabına p-elektronları P680-dən ferredoksinə keçir və onların enerjisini təxminən 241 kJ/mol artırır. Onun kiçik bir hissəsi p-elektronların ferredoksindan NADP-yə köçürülməsi zamanı sərf olunur. Nəticədə maddələr sintez olunur, sonra heterotroflar üçün qidaya çevrilir və hüceyrə tənəffüsü üçün substratlara çevrilir. Tənəffüs zəncirinin başlanğıcında p-elektronların sərbəst enerji ehtiyatı 220 kJ/mol təşkil edir. Bu o deməkdir ki, bundan əvvəl p-elektronların enerjisi cəmi 20 kJ/mol azalıb. Nəticə etibarilə, yaşıl bitkilərdəki p-elektronların saxladığı günəş enerjisinin 90%-dən çoxu onlar tərəfindən heyvanlarda və insanlarda mitoxondrilərin tənəffüs zəncirinə daşınır.

Mitoxondrial tənəffüs zəncirindəki redoks reaksiyalarının son məhsulu sudur. Bütün bioloji əhəmiyyətli molekullar arasında ən az sərbəst enerjiyə malikdir. Deyirlər ki, su ilə bədən həyati proseslərdə enerjidən məhrum olan elektronları buraxır. Əslində, suda enerji ehtiyatı heç bir şəkildə sıfır deyil, lakin bütün enerji y bağlarında olur və bədən temperaturunda və heyvanların və insanların bədəninin digər fiziki-kimyəvi parametrlərində bədəndə kimyəvi çevrilmələr üçün istifadə edilə bilməz. Bu mənada suyun kimyəvi aktivliyi kimyəvi aktivlik şkalası üzrə istinad nöqtəsi (sıfır səviyyə) kimi götürülür.

Bütün bioloji əhəmiyyətli maddələrdən su ən yüksək ionlaşma potensialına malikdir - 12,56 eV. Biosferdəki bütün molekulların ionlaşma potensialı bu dəyərdən aşağıdır; dəyərlər diapazonu təxminən 1 eV-dir (11,3-dən 12,56 eV-ə qədər).

Suyun ionlaşma potensialını biosferin reaktivliyi üçün istinad nöqtəsi kimi götürsək, biopotensiallar miqyasını qura bilərik. Hər bir üzvi maddənin biopotensialının çox xüsusi mənası var - bu, müəyyən bir birləşmənin suya oksidləşməsi zamanı ayrılan enerjiyə uyğundur.

BP ölçüsü müvafiq maddələrin sərbəst enerjisinin ölçüsüdür (kkal ilə). 1 eV = 1,6 10 -19 J olsa da, ionlaşma potensialı miqyasından biopotensial miqyasa keçərkən, Faraday sayını və müəyyən bir maddənin redoks cütü ilə O 2 arasındakı standart reduksiya potensialındakı fərqi nəzərə almaq lazımdır. /H 2 O redoks cütü.

Foton udulması sayəsində elektronlar bitki fotosistemlərində ən yüksək biopotensiallara çatır. Bu yüksək enerji səviyyəsindən onlar diskret olaraq (addım-addım) biosferin ən aşağı enerji səviyyəsinə - su səviyyəsinə enirlər. Bu pilləkənin hər pilləsində elektronların buraxdığı enerji kimyəvi bağların enerjisinə çevrilir və beləliklə, heyvanların və bitkilərin həyatına təkan verir. Suyun elektronları bitkilər tərəfindən bağlanır və hüceyrə tənəffüsü yenidən su əmələ gətirir. Bu proses biosferdə mənbəyi günəş olan elektron dövranı əmələ gətirir.

Orqanizmdə sərbəst enerjinin mənbəyi və anbarı olan proseslərin digər sinfi reaktiv oksigen növlərinin (ROS) iştirakı ilə orqanizmdə baş verən oksidləşdirici proseslərdir. ROS yüksək reaktiv kimyəvi hissəciklərdir, bunlara oksigen tərkibli sərbəst radikallar (O 2 3/4 ·, HO 2 ·, HO·, NO·, ROO), eləcə də asanlıqla sərbəst radikallar əmələ gətirə bilən molekullar (tək oksigen, O 3 , ONOOH, HOCl, H 2 O 2, ROOH, ROOR). ROS-a həsr olunmuş əksər nəşrlər onların patogen təsirləri ilə bağlı məsələləri müzakirə edir, çünki uzun müddətdir ki, ROS-un bədəndə normal metabolizm pozulduqda və sərbəst radikalların başlatdığı zəncirvari reaksiyalar zamanı hüceyrənin molekulyar komponentləri qeyri-spesifik olaraq meydana gəldiyinə inanılırdı. zədələnmiş.

Bununla belə, indi aydın olur ki, superoksid yaradan fermentlər faktiki olaraq bütün hüceyrələrdə mövcuddur və bir çox normal fizioloji hüceyrə reaksiyaları ROS istehsalının artması ilə əlaqələndirilir. ROS həmçinin bədəndə daim baş verən qeyri-enzimatik reaksiyalar zamanı əmələ gəlir. Minimal hesablamalara görə, istirahətdə insan və heyvan tənəffüsü zamanı ROS istehsalı üçün 10-15% -ə qədər oksigen istifadə olunur və artan aktivliklə bu nisbət əhəmiyyətli dərəcədə artır. Eyni zamanda, orqan və toxumalarda ROS-un sabit səviyyəsi, onları aradan qaldıran güclü fermentativ və qeyri-fermental sistemlərin hər yerdə olması səbəbindən normal olaraq çox aşağıdır. Bədənin onlardan dərhal xilas olmaq üçün niyə belə intensiv şəkildə ROS istehsal etdiyi sualı hələ ədəbiyyatda müzakirə edilməmişdir.

Müəyyən edilmişdir ki, hormonlara, nörotransmitterlərə, sitokinlərə və fiziki amillərə (işıq, temperatur, mexaniki stress) adekvat hüceyrə reaksiyaları ətraf mühitdə ROS-un müəyyən tərkibini tələb edir. ROS özləri hüceyrələrdə biotənzimləyici molekulların təsiri altında inkişaf edən eyni reaksiyalara səbəb ola bilər - enzimatik sistemlərin aktivləşdirilməsi və ya geri dönən inhibəsindən genom fəaliyyətinin tənzimlənməsinə qədər. Geniş spektrli yoluxucu və qeyri-infeksion xəstəliklərə aydın müalicəvi təsir göstərən hava ionları adlanan bioloji aktivlik onların sərbəst radikallar (O 2 3/4 ·) olması ilə əlaqədardır. Digər ROS-ların - ozon və hidrogen peroksidin - terapevtik məqsədlər üçün istifadəsi də genişlənir.

Mühüm nəticələr son illərdə Moskva Dövlət Universitetinin professoru V.L. Voeikov. Bütün seyreltilmemiş insan qanının ultra zəif lüminessensiyasının tədqiqi ilə bağlı çoxlu eksperimental məlumatlara əsaslanaraq, müəyyən edilmişdir ki, qanda ROS ilə əlaqəli reaksiyalar davamlı olaraq baş verir və bu müddət ərzində elektron həyəcanlı vəziyyətlər (EES) yaranır.

Oxşar proseslər fizioloji vəziyyətə yaxın şəraitdə amin turşularının yavaş oksidləşməsini təşviq edən amin turşuları və komponentləri olan model sulu sistemlərdə başlana bilər. Elektron həyəcan enerjisi sulu model sistemlərdə və qanda radiativ və qeyri-radiativ şəkildə miqrasiya edə bilər və EMU yaradan prosesləri intensivləşdirmək üçün aktivləşdirmə enerjisi kimi istifadə edilə bilər, xüsusən də zəncirlərin degenerativ budaqlanmasının induksiyası səbəbindən.

Qanda və su sistemlərində baş verən ROS ilə əlaqəli proseslər, aşağı və çox aşağı intensivlikli amillərin təsirinə yüksək həssaslığı qoruyarkən, onların salınım xarakterində, intensiv xarici amillərin təsirinə qarşı müqavimətdə ifadə olunan özünü təşkil etmə əlamətlərini göstərir. Bu mövqe müasir aşağı intensivlikli terapiyada istifadə edilən bir çox təsirləri izah etmək üçün əsas yaradır.

Qəbul edən V.L. Voeikovun nəticələri bu dəfə maye mühitdə EVS-nin bədəndə yaradılması və istifadəsi üçün başqa bir mexanizm nümayiş etdirir. Bu fəsildə təqdim olunan konsepsiyaların inkişafı bioloji sistemlərdə enerjinin yaranması və nəqlinin biofiziki mexanizmlərini əsaslandırmağa imkan verəcəkdir.

Həyatın entropiyası

Termodinamik baxımdan açıq (bioloji) sistemlər fəaliyyət prosesində bir sıra qeyri-tarazlıq vəziyyətlərindən keçir ki, bu da öz növbəsində termodinamik dəyişənlərin dəyişməsi ilə müşayiət olunur.

Açıq sistemlərdə qeyri-tarazlıq vəziyyətlərinin saxlanılması yalnız onlarda maddə və enerji axınları yaratmaqla mümkündür ki, bu da belə sistemlərin parametrlərinin zaman funksiyası kimi nəzərə alınması zərurətindən xəbər verir.

Açıq sistemin entropiyasında dəyişiklik xarici mühitlə mübadilə (d e S) və daxili dönməz proseslər nəticəsində sistemin özündə entropiyanın artması (d i S > 0) hesabına baş verə bilər. E.Şrödinger açıq sistemin entropiyasının ümumi dəyişməsinin iki hissədən ibarət olması konsepsiyasını təqdim etmişdir:

dS = d e S + d i S.

Bu ifadəni fərqləndirərək, əldə edirik:

dS/dt = d e S/dt + d i S/dt.

Nəticə ifadəsi o deməkdir ki, sistemin entropiyasının dəyişmə sürəti dS/dt sistemlə ətraf mühit arasında entropiya mübadiləsi sürətinə üstəgəl sistem daxilində entropiyanın yaranma sürətinə bərabərdir.

Ətraf mühitlə enerji mübadiləsi proseslərini nəzərə alan d e S/dt termini həm müsbət, həm də mənfi ola bilər ki, d i S > 0 olduqda sistemin ümumi entropiyası ya arta, ya da azala bilər.

Mənfi dəyər d e S/dt< 0 соответствует тому, что отток положительной энтропии от системы во внешнюю среду превышает приток положительной энтропии извне, так что в результате общая величина баланса обмена энтропией между системой и средой является отрицательной. Очевидно, что скорость изменения общей энтропии системы может быть отрицательной при условии:

dS/dt< 0 if d e S/dt < 0 and |d e S/dt| >d i S/dt.

Beləliklə, açıq sistemin entropiyası müsbət entropiyanın əmələ gəlməsi ilə xarici mühitin digər hissələrində konyuqativ proseslərin baş verməsi səbəbindən azalır.

Yerüstü orqanizmlər üçün ümumi enerji mübadiləsi fotosintezdə CO 2 və H 2 O-dan mürəkkəb karbohidrat molekullarının əmələ gəlməsi, ardınca tənəffüs proseslərində fotosintez məhsullarının parçalanması kimi sadələşdirilə bilər. Məhz bu enerji mübadiləsi ayrı-ayrı orqanizmlərin mövcudluğunu və inkişafını təmin edir - enerji dövranında əlaqələr. Ümumilikdə Yerdəki həyat da belədir.

Bu nöqteyi-nəzərdən canlı sistemlərin həyat fəaliyyəti zamanı entropiyasının azalması son nəticədə fotosintetik orqanizmlər tərəfindən işıq kvantlarının udulması ilə əlaqədardır, lakin bu, daha çox yerin dərinliklərində müsbət entropiyanın əmələ gəlməsi ilə kompensasiya olunur. Günəş. Bu prinsip həm də ayrı-ayrı orqanizmlərə də aiddir ki, onlar üçün xaricdən “mənfi” entropiya axını daşıyan qida maddələrinin tədarükü həmişə onların xarici mühitin digər hissələrində formalaşması zamanı müsbət entropiya istehsalı ilə bağlıdır, belə ki, sistem orqanizmində entropiyanın ümumi dəyişməsi + xarici mühit həmişə müsbətdir.

Termodinamik tarazlığa yaxın stasionar vəziyyətdə qismən tarazlıqlı açıq sistemdə sabit xarici şəraitdə daxili dönməz proseslər nəticəsində entropiyanın artım sürəti sıfırdan fərqli sabit minimum müsbət qiymətə çatır.

d i S/dt => A dəq > 0

Minimum entropiyanın qazancının bu prinsipi və ya Priqojin teoremi tarazlığa yaxın açıq sistemdə kortəbii dəyişikliklərin ümumi istiqamətini təyin etmək üçün kəmiyyət meyarıdır.

Bu şərt fərqli şəkildə təqdim edilə bilər:

d/dt (d i S/dt)< 0

Bu bərabərsizlik stasionar vəziyyətin sabitliyini göstərir. Həqiqətən də, əgər sistem stasionar vəziyyətdədirsə, daxili dönməz dəyişikliklər səbəbindən ondan kortəbii çıxa bilməz. Stasionar vəziyyətdən kənara çıxdıqda sistemdə daxili proseslər baş verərək onu stasionar vəziyyətə qaytarmalıdır ki, bu da Le Chatelier prinsipinə - tarazlıq vəziyyətlərinin sabitliyinə uyğundur. Başqa sözlə, sabit vəziyyətdən hər hansı bir sapma entropiya istehsalının sürətinin artmasına səbəb olacaqdır.

Ümumiyyətlə, canlı sistemlərin entropiyasının azalması xaricdən udulmuş qida maddələrinin parçalanması zamanı ayrılan sərbəst enerji və ya günəş enerjisi hesabına baş verir. Eyni zamanda, bu, onların sərbəst enerjisinin artmasına səbəb olur.

Beləliklə, mənfi entropiya axını daxili dağıdıcı prosesləri və kortəbii metabolik reaksiyalar nəticəsində sərbəst enerji itkisini kompensasiya etmək üçün lazımdır. Əslində, canlı sistemlərin işləməsi dəstəklənən sərbəst enerjinin dövranı və çevrilməsindən danışırıq.

Kvant biofizikasının nailiyyətlərinə əsaslanan diaqnostika texnologiyaları

Yuxarıda müzakirə edilən konsepsiyalar əsasında bioloji sistemlərin intravital fəaliyyətini öyrənməyə imkan verən bir sıra yanaşmalar işlənib hazırlanmışdır.

Bunlar, ilk növbədə, spektral üsullardır, onların arasında V.O.-nin rəhbərliyi altında müəlliflər qrupu tərəfindən hazırlanmış NADH və oksidləşmiş flavoproteinlərin (FP) daxili flüoresansının eyni vaxtda ölçülməsi texnikasını qeyd etmək lazımdır. Samoylova.

Bu texnika E.M. tərəfindən hazırlanmış orijinal optik dizaynın istifadəsinə əsaslanır. Broomberg, ultrabənövşəyi işıq (l = 365) ilə həyəcanlandıqda l = 460 nm (mavi işıq) dalğa uzunluğunda NADH floresansını və l = 520-530 nm (sarı-yaşıl işıq) dalğa uzunluğunda FP flüoresansını eyni vaxtda ölçməyə imkan verir. ).

Bu donor-akseptor cütlüyündə p-elektron donoru azaldılmış formada (NADH), akseptor isə oksidləşmiş formada (OP) flüoresanlaşır. Təbii ki, istirahətdə azalmış formalar, oksidləşmə prosesləri artdıqda isə oksidləşmiş formalar üstünlük təşkil edir.

Texnika rahat endoskopik cihazların praktiki səviyyəsinə çatdırıldı ki, bu da mədə-bağırsaq traktının, cərrahi əməliyyatlar zamanı limfa düyünlərinin və dərinin bədxassəli xəstəliklərinin erkən diaqnozunu inkişaf etdirməyə imkan verdi. İqtisadi rezeksiya üçün cərrahi əməliyyatlar zamanı toxumaların canlılıq dərəcəsini qiymətləndirmək əsaslı əhəmiyyət kəsb etdi.

İntravital flowmetriya, statik göstəricilərə əlavə olaraq, bioloji sistemlərin dinamik xüsusiyyətlərini təmin edir, çünki o, funksional testlərə və doza-təsir əlaqəsinin tədqiqinə imkan verir. Bu, klinikada etibarlı funksional diaqnostika təmin edir və xəstəliyin patogenezinin intim mexanizmlərinin eksperimental öyrənilməsi üçün bir vasitə kimi xidmət edir.

Qaz boşalmasının vizuallaşdırılması (GDV) metodu da kvant biofizikasının istiqamətinə aid edilə bilər. Dərinin səthindən elektronların və fotonların emissiyasının stimullaşdırılması elektromaqnit sahəsinin (EMF) qısa (10 μs) impulsları səbəbindən baş verir. Yaddaşlı bir nəbz osiloskopundan istifadə edərək ölçmələrin göstərdiyi kimi, EMF nəbzinin təsiri zamanı hər birinin müddəti təxminən 10 ns olan bir sıra cari (və parıltı) impulslar inkişaf edir.

Nəbzin inkişafı, buraxılan elektronlar və fotonlar səbəbindən qaz mühitinin molekullarının ionlaşması ilə əlaqədardır, nəbzin parçalanması dielektrik səthin doldurulması prosesləri və orijinalın əksinə yönəlmiş bir EMF gradientinin görünüşü ilə əlaqələndirilir. sahə. 1000 Hz təkrarlama tezliyi ilə bir sıra stimullaşdırıcı EMF impulsları tətbiq edildikdə, hər bir impulsun müddəti ərzində emissiya prosesləri inkişaf edir.

Bir neçə millimetr diametrli dəri sahəsinin parıltısının müvəqqəti dinamikasının televiziya ilə müşahidəsi və hər bir gərginlik impulsunda parıltı nümunələrinin kadr-kadr müqayisəsi demək olar ki, eyni nöqtələrdə emissiya mərkəzlərinin meydana çıxdığını göstərir. dəri. bioloji entropiya zülalı

Belə bir qısa müddətdə - 10 ns - toxumada ion-depolizasiya prosesləri inkişaf etməyə vaxt tapmır, buna görə cərəyan dərinin və ya tədqiq olunan digər bioloji toxumanın struktur kompleksləri vasitəsilə elektronların daşınması nəticəsində yarana bilər. impulslu elektrik cərəyanının axın dövrəsi. Bioloji toxumalar adətən keçiricilərə (ilk növbədə bioloji keçirici mayelər) və dielektriklərə bölünür.

Stimullaşdırılmış elektron emissiyasının təsirlərini izah etmək üçün elektronların qeyri-keçirici strukturlar vasitəsilə nəqli mexanizmlərini nəzərdən keçirmək lazımdır. Yarımkeçirici keçiricilik modelinin bioloji toxumalara tətbiqi ilə bağlı fikirlər dəfələrlə ifadə edilmişdir. Kristal qəfəsdə keçiricilik zolağı boyunca böyük molekullararası məsafələrdə elektron miqrasiyasının yarımkeçirici modeli yaxşı məlumdur və fizika və texnologiyada fəal şəkildə istifadə olunur.

Müasir konsepsiyalara görə, bioloji sistemlər üçün yarımkeçirici anlayışı təsdiqlənməmişdir. Hazırda bir-birindən enerji baryerləri ilə ayrılmış fərdi zülal daşıyıcı molekullar arasında elektron nəqlinin tunelləşdirilməsi konsepsiyası bu sahədə ən çox diqqəti cəlb edir.

Elektron nəqlinin tunel prosesləri eksperimental olaraq yaxşı öyrənilmiş və zülal zənciri boyunca elektron köçürmə nümunəsi ilə modelləşdirilmişdir. Tunel mexanizmi bir-birindən təxminən 0,5 - 1,0 nm məsafədə yerləşən bir zülalda donor-qəbuledici qruplar arasında elektron ötürülməsinin elementar aktını təmin edir. Bununla birlikdə, bir elektronun bir zülalda daha uzun məsafələrə köçürüldüyü bir çox nümunə var.

Bu vəziyyətdə transferin yalnız bir protein molekulu daxilində baş verməməsi vacibdir, lakin müxtəlif protein molekullarının qarşılıqlı təsirini əhatə edə bilər. Beləliklə, sitoxrom c və sitoxrom oksidaz və sitoxrom b5 arasında elektron köçürmə reaksiyasında qarşılıqlı təsir göstərən zülalların qiymətli daşları arasındakı məsafənin 2,5 nm-dən çox olduğu ortaya çıxdı. Elektron ötürülməsinin xarakterik vaxtı 10 -11 - 10 -6 s-dir ki, bu da GDV metodunda tək emissiya hadisəsinin inkişaf vaxtına uyğundur.

Zülalların keçiriciliyi çirkli xarakterə malik ola bilər. Eksperimental məlumatlara görə, alternativ elektrik sahəsində hərəkətlilik dəyəri u [m 2 /(V sm)] sitoxrom üçün ~ 1 * 10 -4 və hemoglobin üçün ~ 2 * 10 -4 olmuşdur. Ümumiyyətlə, məlum oldu ki, əksər zülallar üçün keçiricilik onlarla nanometr məsafələrlə ayrılmış lokallaşdırılmış donor və qəbuledici dövlətlər arasında elektron hoppanması nəticəsində baş verir. Köçürmə prosesində məhdudlaşdırıcı mərhələ yükün cari vəziyyətlər boyunca hərəkəti deyil, donor və akseptorda relaksasiya prosesləridir.

Son illərdə xüsusi zülallarda bu cür "elektron yollarının" faktiki konfiqurasiyalarını hesablamaq mümkün olmuşdur. Bu modellərdə donor və akseptor arasında olan zülal mühiti bir-biri ilə kovalent və hidrogen rabitələri ilə, eləcə də van der Vaals radiusları sırası məsafəsində qeyri-valent qarşılıqlı təsirlərlə birləşən ayrıca bloklara bölünür. Beləliklə, elektron yolu, komponentlərin dalğa funksiyalarının qarşılıqlı təsirinin matris elementinin dəyərinə ən böyük töhfə verən atom elektron orbitallarının birləşməsi kimi görünür.

Eyni zamanda, elektron ötürülməsinin xüsusi yollarının ciddi şəkildə sabit olmadığı ümumiyyətlə qəbul edilir. Onlar zülal globulasının təsdiq vəziyyətindən asılıdır və müxtəlif şərtlərdə müvafiq olaraq dəyişə bilər.

Markusun işi zülalda yalnız bir optimal ötürmə trayektoriyasını deyil, həm də onların toplusunu nəzərə alan bir yanaşma hazırladı. Transfer sabitini hesablayarkən, supermübadilə qarşılıqlı təsirinə ən böyük töhfə verən donor və qəbuledici qruplar arasında zülalın amin turşusu qalıqlarının bir sıra elektron qarşılıqlı atomlarının orbitalları nəzərə alınmışdır. Məlum oldu ki, ayrı-ayrı zülallar üçün tək bir traektoriya nəzərə alınmaqla müqayisədə daha dəqiq xətti əlaqələr əldə edilir.

Biostrukturlarda elektron enerjinin çevrilməsi təkcə elektronların ötürülməsi ilə deyil, həm də elektron həyəcan enerjisinin miqrasiyası ilə əlaqələndirilir ki, bu da elektronun donor molekulundan çıxarılması ilə müşayiət olunmur. Müasir konsepsiyalara görə, bioloji sistemlər üçün ən vacibləri elektron həyəcan ötürülməsinin induktiv-rezonans, mübadilə-rezonans və eksitonik mexanizmləridir. Bu proseslər, bir qayda olaraq, yük ötürülməsi ilə müşayiət olunmayan molekulyar komplekslər vasitəsilə enerjinin ötürülməsi proseslərini nəzərdən keçirərkən vacib olur.

Nəticə

Baxılan anlayışlar göstərir ki, bioloji sistemlərdə sərbəst enerjinin əsas anbarı mürəkkəb molekulyar komplekslərin elektron həyəcanlanmış hallarıdır. Bu vəziyyətlər biosferdə mənbəyi günəş enerjisi olan və əsas "işçi maddə" su olan elektronların dövranı səbəbindən davamlı olaraq saxlanılır. Dövlətlərin bəziləri bədənin cari enerji resursunu təmin etmək üçün xərclənir, bəziləri nasos impulsunu udduqdan sonra lazerlərdə olduğu kimi gələcəkdə saxlanıla bilər.

Qeyri-keçirici bioloji toxumalarda impulslu elektrik cərəyanının axını, makromolekullar arasındakı təmas bölgəsində aktivləşdirilmiş elektron atlama ilə tunel effekti mexanizmi vasitəsilə həyəcanlanmış elektronların molekullararası ötürülməsi ilə əldə edilə bilər.

Beləliklə, ehtimal etmək olar ki, dərinin epidermisinin və dermisinin qalınlığında spesifik struktur-protein komplekslərinin formalaşması epidermisin səthində elektropunktur nöqtələri kimi eksperimental olaraq ölçülən artan elektron keçiricilik kanallarının formalaşmasını təmin edir.

Hipotetik olaraq, birləşdirici toxumanın qalınlığında "enerji" meridianları ilə əlaqəli ola biləcək bu cür kanalların mövcudluğunu güman etmək olar. Başqa sözlə, Şərq təbabəti ideyalarına xas olan və Avropa təhsilli insanın qulağına oxşayan “enerji” ötürülməsi anlayışını molekulyar zülal kompleksləri vasitəsilə elektron həyəcanlı vəziyyətlərin daşınması ilə əlaqələndirmək olar.

Müəyyən bir bədən sistemində fiziki və ya zehni işi yerinə yetirmək lazımdırsa, zülal strukturlarında paylanmış elektronlar müəyyən bir yerə daşınır və oksidləşdirici fosforlaşma prosesini, yəni yerli sistemin işləməsi üçün enerji təchizatını təmin edir.

Beləliklə, bədən cari işləməyi dəstəkləyən və nəhəng enerji ehtiyatlarının dərhal həyata keçirilməsini tələb edən və ya, məsələn, peşəkar idman üçün xarakterik olan həddindən artıq yüksək yüklər şəraitində baş verən işlərin yerinə yetirilməsi üçün əsas olan elektron "enerji anbarı" təşkil edir.

Stimullaşdırılmış impuls emissiyası da əsasən elektron ötürülməsinin tunel mexanizmi vasitəsilə elektrik keçirməyən toxumada həyata keçirilən delokalizasiya olunmuş p-elektronların daşınması hesabına inkişaf edir. Bu, GDV metodunun struktur zülal komplekslərinin işləməsinin molekulyar səviyyəsində enerji ehtiyatlarının səviyyəsini dolayı yolla mühakimə etməyə imkan verdiyini göstərir.

Biblioqrafiya

1. Qoldşteyn N.İ., Qoldşteyn R.H., Merzlyak M.N. 1992. Mənfi hava ionları superoksid mənbəyi kimi. Int. J. Biometeorol., V. 36., s. 118-122.

2. Xan, A.U. və Wilson T. Reaktiv Oksigen Növləri İkinci Elçilər kimi. Kimya. Biol. 1995. 2: 437-445.

3. Koldunov V.V., Kononov D.S., Voeikov V.L. Amin turşularının və monosaxaridlərin sulu məhlullarında gedən Maillard reaksiyası zamanı davamlı kimilüminesans rəqsləri. In: Minilliyin Döngəsində Kimilumunessensiya. Stephen Albrecht, Tomas Zimmerman və Herbert Brandl (red.) SCHWEDA-WEBERDRUCK GmbH, Druckerei & Verlag, Drezden, 2001, səh. 59-64.

4. Mullarkey CJ, Edelstein D, Brownlee M Erkən glikasiya məhsulları ilə sərbəst radikal nəsil: diabetdə sürətlənmiş aterogenez üçün mexanizm. Biochem Biophys Res Commun 1990 31 dekabr 173:3 932-9

5. Novikov C.N., Voeikov V.L., Asfaramov R.R., Vilenskaya N.D. Sulandırılmamış insan qanında və təcrid olunmuş neytrofillərdə kimilüminesensin xüsusiyyətlərinin müqayisəli tədqiqi. In: Minilliyin Döngəsində Kimilumunessensiya. Stephen Albrecht, Tomas Zimmerman və Herbert Brandl (red.) SCHWEDA-WEBERDRUCK GmbH, Druckerei & Verlag, Drezden, 2001, səh. 130-135.

6. Sauer H., Wartenberg M, Hescheler J. (2001) Hüceyrə artımı və diferensiasiya zamanı hüceyrədaxili xəbərçilər kimi reaktiv oksigen növləri. Cell Physiol Biochem;11:173-186.

7. Tiller W. Elektrodermal Diaqnostika Alətlərinin təkamülü haqqında. J Tibbdə İnkişaf. 1.1, (1988), səh. 41-72.

8. Vlessis AA; Bartos D; Müller P; Trunkey DD Faqositlərin yaratdığı hipermetabolizmdə və ağciyər zədələnməsində reaktiv O2-nin rolu. J Appl Physiol 1995 Yanvar 78:1, 112

9. Voeikov V. Reaktiv oksigen növləri, su, fotonlar və həyat. // Rivista di Biologia/Biology Forum 94 (2001), səh. 193-214

10. Voeikov V.L. Reaktiv oksigen növlərinin faydalı rolu. // "Russian Journal of Gastroenterology, Hepatology, Coloproctology" 2001, cild XI, No 4, s. 128-135.

11. Voeikov V.L. Qanda və su model sistemlərində reaktiv oksigen növlərinin tənzimləyici funksiyaları. Annotasiya: Biologiya elmləri doktoru alimlik dərəcəsi almaq üçün dissertasiya. M. MDU. 2003

12. Korotkov K. G. GDV bioelektroqrafiyasının əsasları. İncəsənət. Peterburq. SPbGITMO. 2001.

13. Lukyanova L.D., Balmuxanov B.S., Uqolev A.T. Hüceyrədə oksigendən asılı proseslər və onun funksional vəziyyəti. M.: Nauka, 1982

14. Rubin A.B. Biofizika. M. "Universitet" kitab evi. 1999.

15. Samoilov V.O. Həyatın elektron dövrəsi. İncəsənət. Sankt-Peterburq, RAS Fiziologiya İnstitutu. 2001.

16. Samoilov V.O. Tibbi biofizika. Leninqrad. VMA. 1986.

18. Çijevski A.L. Aeroionlar və həyat. M. Fikirləşdi. 1999

Allbest.ru saytında yerləşdirilib

...

Oxşar sənədlər

Entropiyanın artmasının fiziki mənası. Dissipativ strukturlarda özünütəşkilatın xüsusiyyətləri. Sosial və humanitar sistemlərdə təkamülün xüsusiyyətləri. Müxtəlif növ enerjilərin qarşılıqlı çevrilməsi proseslərinin mahiyyəti. Termodinamik tarazlıq.

test, 04/19/2015 əlavə edildi


Əlaqənin anlayışı və xassələri, onun canlı aləmdə, texnologiyada və cəmiyyətdə yayılması və əhəmiyyəti. Canlı sistemlərdə idarəetmənin mühüm aspekti kimi ikili əlaqə nəzəriyyəsinin mahiyyəti. Müsbət və mənfi əlaqələrin fərqli xüsusiyyətləri.

mücərrəd, 27/06/2010 əlavə edildi


Hüceyrələrdə mitoxondrilərin və molekulyar çeviricilərin elektron daşıma zəncirinin təşkili strukturu haqqında müasir fikirlər. Patologiyanın inkişafında enerji pozğunluqlarının rolu. Canlı hüceyrənin enerji istehlakının əsas molekulyar mexanizmləri.

test, 23/02/2014 əlavə edildi


Entropiya qeyri-müəyyənlik ölçüsü, xaos ölçüsü, onun fiziki mənası kimi. Termodinamikada entropiya geri dönməz enerji israfının ölçüsüdür və termodinamik sistemin vəziyyətinin funksiyasıdır. Kainatın entropiyası, entropiya və məlumat, negentropiya anlayışı.

mücərrəd, 24/03/2010 əlavə edildi


İstilik və entropiya. Entropiyanın fiziki mənasını anlamaqda çətinlik. Kainatın entropiyası, istilik ölümü nəzəriyyəsi. Termodinamikanın qanunlarının tətbiq dairəsi. Real sistemlərin təkamülünü təsvir etmək üçün termodinamik sistemin vəziyyətinin funksiyası kimi entropiya.

mücərrəd, 11/18/2009 əlavə edildi


“Bioenergetika” anlayışının mahiyyəti. Həyatın əhəmiyyətli əlamətləri. Xarici və aralıq metabolizm və enerji. Metabolizm: anlayış, funksiyalar. Hüceyrədə əsas qida maddələrinin katabolik çevrilmələrinin üç mərhələsi. Katabolizm və anabolizm arasındakı fərqlər.

təqdimat, 01/05/2014 əlavə edildi


Təbiətdə tapılmayan yeni bioloji sistemlərin layihələndirilməsi və yaradılması. Canlı sistemlərdə müəyyən rol oynayan süni üzvi molekulların sintezi üsulları. Rekombinant DNT texnologiyasından istifadə edərək bakteriyaların genetik modifikasiyası.

təqdimat, 11/14/2016 əlavə edildi


Struktur və funksional olaraq əlaqəli transmembran zülalları və elektron daşıyıcıları sistemi kimi tənəffüs zəncirinin ümumi xüsusiyyətləri. Mitoxondrilərdə tənəffüs zəncirinin təşkili. Enerjinin tutulmasında tənəffüs zəncirinin rolu. İnhibitorların məqsəd və məqsədləri.

mücərrəd, 29/06/2014 əlavə edildi


Xaosun ölçüsü kimi entropiya anlayışı, onun prinsipləri və klassik fizikanın inkişaf tarixində yeri. Artan mürəkkəblik strukturlarının formalaşmasının ümumi xüsusiyyətləri. Ekologiya və təbiətşünaslıq arasında əlaqənin təhlili. Novosibirskdə ekoloji vəziyyətin qiymətləndirilməsi.

mücərrəd, 21/10/2010 əlavə edildi


Yer üzündə həyatın yaranması mərhələləri, ilk prokaryotik və eukaryotik orqanizmlərin yaranması. Eukariotların təkhüceyrəli bədən quruluşundan çoxhüceyrəlilərə təkamül prosesi. Həyatın əsas xassələri və təzahürləri, entropiyanın dəyişmə qanunauyğunluqları.