BIOFIZYKA (wykład I )
Fizyka (z gr. φύσις (physis) - "natura") – nauka o przyrodzie w najszerszym znaczeniu tego słowa.
Fizycy badają właściwości i przemiany materii i energii oraz oddziaływanie między nimi.
Fizyka postuluje istnienie praw przyrody (przyczyn pierwotnych), czyli elementarnych praw, którym podlegają wszystkie zjawiska we wszechświecie.
Tworząc hipotezy i teorie fizyki, fizycy budują relacje pomiędzy wielkościami fizycznymi.
Biofizyka jest dziedziną naukowa z pogranicza fizyki i biologii, zajmująca się badaniem procesów fizycznych związanych z funkcjonowaniem określonych obiektów żywych: organizmów, organów, tkanek, komórek. Takich procesów i przemian jak: energetyczne, zjawiska elektryczne, mechanika ruchów. Bada struktury cząsteczkowe i procesy fizyczne w komórce. Biofizyka podejmuje również próby ustalenia uniwersalnych praw biologicznych niezależnych od konkretnej formy życia. Dziedzina ta w zakresie badania organicznych struktur cząsteczkowych zazębia się z biochemią i tu wyznaczenie ścisłej granicy między tymi dziedzinami staje się już trudne.
Kartezjusz:
„... postanowiłem obracać czas, jaki mi pozostał do życia, wyłącznie na to, aby starać się nabyć pewną znajomość przyrody, z której by można było wyciągnąć dla sztuki lekarskiej reguły bardziej pewne niż te, jakie posiadano dotąd.”
PODRĘCZNIKI:
• Wybrane zagadnienia z biofizyki, Miękisz, VOLUMED, Wrocław 1998
• Biofizyka, Jaroszyk, PZWL, Warszawa 2001
• Podstawy biofizyki, Pilawski, PZWL, Warszawa 1975
Fizjoterapia jest pojęciem nierozerwalnie związanym z "rehabilitacją medyczną". Przez fizjoterapię rozumie się
fizykoterapię,
masaż,
kinezyterapię.
Fizykoterapia - jedna z form fizjoterapii i część medycyny fizykalnej, w której na organizm oddziałuje się rozmaitymi bodźcami fizycznymi:
pobieranymi z natury (Słońce, borowina)lub wytwarzanymi specjalnymi urządzeniami (krioterapia, prądy różnego rodzaju).
• Elektroterapia
• Prąd stały
• Galwanoterapia
• Jontoforeza (Jonoforeza)
• Kąpiele elektryczno-wodne
• Prąd małej częstotliwości
• Elektrostymulacja
• Impulsy trójkątne
• Impulsy prostokątne
• Prąd faradyczny
• Przezskórna stymulacja elektryczna - TENS
• Prądy diadynamiczne - Prądy DD, czyli prądy Bernarda
• Prąd średniej częstotliwości
• Prądy interferencyjne Nemeca
• Prądy stereointerferencyjne
• Modulowane prądy średniej częstotliwości
• Pola elektromagnetyczne wielkiej częstotliwości
• Diatermia krótkofalowa
• Diatermia mikrofalowa
• Magnetoterapia - oddziaływanie polem magnetycznym
• Ultrasonoterapia - Ultradźwięki
• Areozoloterapia - Wziewania
• Balneoterapia
• Woda mineralna
• Borowina
• Kąpiel
• Kąpiel solankowa
• Kąpiel kwaso-węglowa
• Kąpiel siarko-wodorowa
• Klimatologia i lecznictwo uzdrowiskowe
• Laseroterapia
• Helioterapia - kąpiele słoneczne
• Światłolecznictwo
• Promieniowanie podczerwone
• Promieniowanie nadfioletowe
• Hydroterapia - kąpiele, półkąpiele, natryski, polewania, okłady w tym
• Bicze szkockie
• Termoterapia - oddziaływanie temperaturą
• Krioterapia - oddziaływanie zimnem
• Krioterapia miejscowa - np. owiewanie zimnym powietrzem
• Krioterapia ogólna - np. zabieg w kriokomorze
• Ciepłolecznictwo
• Sauna
• Łaźnia sucha - Łaźnia rzymska
• Parafina
Siła (F) jest wektorową miarą oddziaływań fizycznych między ciałami.
Jednostką siły w układzie SI jest niuton [N]. Nazwa tej jednostki pochodzi od nazwiska wybitnego fizyka Isaaca Newtona.Siła ma wartość jednego niutona (1N) jeżeli masie 1 kilograma nadaje przyspieszenie 1 m/s2 (metr na sekundę kwadratową).
Przyspieszenie w ruchu ciała:
Siła powodująca zmianę ruchu ciała:
Przyspieszenie w ruchu ciała wyraża się czasami w postaci:
Wówczas n jest tzw. przeciążeniem ciała.
Przyspieszenia:
u Oddziaływanie przyspieszeń związane jest z występowaniem sił bezwładności oddziałujących w całej objętości ciała na każdy jego punkt. Przyspieszenia [m/s2] często wyraża się w wielokrotnościach normalnego przyspieszenia ziemskiego g
u Na przykład: 7g = 68,67 m/s2
u Alarmowe zatrzymanie windy a = 2,5g; t = 1s,
u Lądowanie na spadochronie a = 3-4g; t = 0,1-0,2s,
u Katapultowanie z samolotu a = 10-15g; t = 0,25s,
u Zderzenie samochodu możliwe do przeżycia a = 20-100g; t = 0,1s.
Oddziaływanie przyspieszeń:
u Skutek działania przyspieszeń zależy od wartości, czasu ich występowania i kierunku działania względem ciała.
u Przyspieszenia krótkotrwałe: oddziaływanie przyspieszeń (ułamki sekund) może nie wywołać ujemnych skutków, ale przyspieszenia rzędu dziesiątek i setek g mogą spowodować poważne uszkodzenia ciała, a nawet śmierć na skutek przemieszczania i rozerwania tkanek.
u Bardzo duże przyspieszenia występują podczas wypadków komunikacyjnych.
u Przyspieszenia o średnim i długim czasie trwania. Efekt ich działania zależy głównie od kierunku.
u Przyspieszenia podłużne, równoległe do osi długiej ciała powodują przede wszystkim przemieszczanie krwi i narządów wewnętrznych. Lepiej tolerowane jest przyspieszenie w kierunku głowy to jest przeciążenie w kierunku stóp. Powoduje spadek ciśnienia krwi w górnej części ciała. Kilkusekundowe przeciążenie rzędu 6g prowadzi do zaburzeń widzenia i utraty przytomności – czarna zasłona, krew odpływa z głowy.
u Przyspieszenie w kierunku stóp powoduje gwałtowny ból głowy, zaburzenia czynności serca, krwotoki i utratę przytomności - czerwona zasłona.
u Człowiek wytrzymuje: 3g do 3600 s; 4g do 1200 s; 5g do 480 s; 8g do kilku s; -3g około 30 s; -4,5g około 5 s; -5g około 2 s; -10g mniej niż 1s.
u Przyspieszenia poprzeczne: przód-tył lub na boki są lepiej znoszone od podłużnych, ale powyżej 12 g może dojść do zatrzymania oddechu.
• p - ciśnienie atmosferyczne w Pa
• h - wysokość n.p.m. w metrach
• p(0) – ciśnienie na poziomie morza
• a = 1.16·10-4 m-1.
Biochemiczne działanie obniżonego ciśnienia (hiperbarii) – niedotlenienie (hipoksja).
Ostra hipoksja (pow. 5500 m)
Ostra choroba wysokogórska (pow. 2500 m)
Ostry wysokościowy obrzęk płuc (pow. 3000 m)
Ostry wysokościowy obrzęk mózgu (pow. 3000 m)
Podostra, przewlekła choroba wysokogórska
Wylewy krwawe do siatkówki
Nietolerancja wysokości (pow. 5500 m)
Mechaniczne działanie obniżonego ciśnienia (hiperbarii).
Rozprężanie gazów zawartych w organizmie (jelita, uszy, płuca)
Zatory gazowe (embolie)
Wrzenie płynów ustrojowych (ebulizacja) – powyżej 19200 metrów n.p.m.
Biochemiczne działanie podwyższonego ciśnienia (hipobarii).
Ciśnienie w wodzie na głębokości h ma wartość:
gdzie p(0) – ciśnienie atmosferyczne (ok. 101300 Pa), d – gęstość wody (1000 kg/m3, g – przyspieszenie grawitacyjne (10 m/s2)
Z zależności tej wynika, że na każde 10 m głębokości ciśnienie rośnie o około 1 atmosferę (105 Pa).
Toksyczne działanie tlenu.
Parcjalne ciśnienie tlenu na poziomie morza to ok. 0.2 atmosfery; parcjalne ciśnienie tlenu w mieszance oddechowej powyżej 1.6 atmosfery jest śmiertelne dla człowieka.
Efekty toksycznego działania tlenu mogą się pojawić już na głębokości 10 m!
Drżenie mięśniowe – głównie powieki i wargi
Szum w uszach
Drgawki
Upośledzenie widzenia, czynności oddechowych, ślinotok
Narkoza azotowa (efekt „Martini”)
Halucynacje wzrokowe i słuchowe, euforia, wesołkowatość, zanik samokontroli i poczucia niebezpieczeństwa, obniżenie zdolności umysłowych i fizycznych.
Każde 10 metrów głębokości odpowiada wypiciu jednej szklanki Martini.
Zatrucie CO2 – zmęczenie, bóle głowy, zawroty głowy, nudności.
Mechaniczne działanie podwyższonego ciśnienia (hipobarii).
Dekompres...
KasiekJay