Bevezetés a biofizikába

Második kiadás

Szerzők: Maróti Péter – Laczkó Gábor

Kiadás éve: 2013

ISBN 978 963 315115 0

Súly: 468 g

Egyéb információk: 272 oldal, B/5, kartonált, fóliázott

TARTALOM

ELŐSZÓ

TRANSZPORT, BIOENERGETIKA, BIOMEMBRÁNOK

1. TRANSZPORTFOLYAMATOK

Áttekintés

A transzportfolyamatok általános jellemzése

1.1. FOLYADÉKOK ÉS GÁZOK ÁRAMLÁSA

1.1.1. Összenyomhatatlan folyadékok és gázok

A kontinuitási egyenlet

Az áramerősség egyszerű meghatározása

Fick nulladik törvénye

1.1.2. Ideális folyadékok

Bernoulli törvénye

1.1.3. Viszkózus folyadékok; a Newton-féle súrlódási törvény

A Hagen–Poiseuille-törvény

Modern viszkoziméterek és orvos-biológiai alkalmazásaik

A Silanos-viszkoziméter

1.1.4. Lamináris és turbulens áramlás

1.1.5. Lüktető áramlás rugalmas falú csövekben

1.1.6. Nem-newtoni folyadékok

A vér néhány áramlástani tulajdonsága

1.2. A DIFFÚZIÓ

1.2.1. Fick első törvénye

1.2.2. Az általánosított kontinuitási egyenlet

1.2.3. Fick második törvénye

1.2.4. Egydimenziós szabad diffúzió

1.2.5. A szövetek oxigénellátása

Henry törvénye

A vér oxigénfelvétele és a Bohr-effektus

Az agykéreg oxigénellátásának modellje

1.3. ENERGIAÁRAMLÁS (HŐÁRAMLÁS)

1.3.1. Hővezetés

1.3.2. Hőkonvekció

1.3.3. Hősugárzás

A Newton-féle lehűlési törvény

1.3.4. Párolgás

1.3.5. Az ember és környezet közti hőcsere

1.3.6. A hőközlés/hőelvonás orvosi alkalmazásai

2. EGYENSÚLYI TERMODINAMIKA

2.1. TERMODINAMIKAI ALAPFOGALMAK, ALAPMENNYISÉGEK

A rendszer

Ideális gázok (állapotegyenlet és speciális folyamatok)

Reális (van der Waals) gázok és gőzök

Reverzibilitás, irreverzibilitás

Hőmennyiség (Q)

Munka

Belső energia (U)

Entalpia (H)

2.2. A TERMODINAMIKA ELSŐ FŐTÉTELE

2.3. A TERMODINAMIKA MÁSODIK FŐTÉTELE

2.3.1. Termodinamikai valószínűség, Boltzmann-eloszlás

2.3.2. Rendezetlenség. Az entrópia (S)

Az entrópia statisztikai értelmezése

Az entrópia fenomenologikus értelmezése

Speciális folyamatok entrópiaváltozása

Az entrópiatétel (a termodinamika második főtétele)

2.3.3. A Gibbs szabadenergia (G)

A Gibbs–Helmholtz egyenlet

Hidrofób kölcsönhatás

3. KVANTITATÍV BIOENERGETIKA

3.1. A BIOENERGETIKA TÁRGYKÖRE

3.2. A SZABADENERGIA-VÁLTOZÁS MEGJELENÉSI FORMÁI

3.2.1. Foszforilációs (foszfát-) potenciál

Oldatok Gibbs szabadenergiája

Az ATP és az ADP előfordulása és tulajdonságai

Az ATP hidrolízise

Az ATP szerepe a bioenergetikában

3.2.2. A redoxpotenciál

Redoxreakciók élő rendszerekben

A középponti potenciál pH-függése

A redoxpotenciál meghatározásának főbb problémái biológiai redox rendszerekben

A mitokondriális légzési lánc

3.2.3. Az ion elektrokémiai potenciálja

Proton elektrokémiai potenciál

Az energia átmeneti tárolása a proton elektrokémiai potenciálja formájában

3.2.4. A fényenergia

3.3. A REDOX REAKCIÓK ÉS AZ ATP SZINTÉZIS KAPCSOLATA: A KEMIOZMOTIKUS (MITCHELL-) ELMÉLET

4. A MEMBRÁNON KERESZTÜLI TRANSZPORT ÁLTALÁNOS JELLEMZÉSE

4.1. A PASSZÍV DIFFÚZIÓ

4.2. A KÖZVETÍTETT DIFFÚZIÓ

4.2.1. A közvetített diffúzió kinetikája, a Michaelis–Menten egyenlet

4.2.2. Lehetséges transzportmechanizmusok (modellek)

(a) Ionofórok

(b) Permeázok (kétállapotú kapuzott pórusok)

4.3. AKTÍV TRANSZPORT

5. SEMLEGES RÉSZECSKÉK MEMBRÁNEGYENSÚLYA, OZMÓZIS

5.1. VAN’T HOFF TÖRVÉNYE

Az ozmózisnyomás mérése

5.2. AZ OZMOTIKUS NYOMÁS ÉLETTANI JELENTŐSÉGE

Oldatok

Izotóniás oldatok

Hipotóniás oldatok

Hipertóniás oldatok

A Starling-effektus

Dialízis és hemodialízis

6. A MEMBRÁNPOTENCIÁL

6.1. A MEMBRÁNPOTENCIÁL EREDETE

6.1.1. Diffúziós potenciálok

6.1.2. Elektrogén ionpumpák

6.1.3. Felületi potenciálok

6.2. A DIFFÚZIÓS POTENCIÁL

6.2.1. A Donnan-potenciál

6.2.2. A Goldman-potenciál

Az ionáram sűrűsége: a Nernst–Planck egyenlet

A Nernst–Planck egyenlet megoldása: a membrán áram-feszültség karakterisztikája

6.3. KÍSÉRLETI MÓDSZEREK A MEMBRÁNPOTENCIÁL MÉRÉSÉRE

6.3.1. Elektromos mérések (mikroelektródák)

Speciális eljárások

Feszültségrögzítés (voltage clamp)

Egyetlen ioncsatornára vonatkozó mérések

6.3.2. Optikai mérések

6.4. A NYUGALMI POTENCIÁL

6.5. AZ AKCIÓS POTENCIÁL

6.5.1. Az akciós potenciál általános jellemzői

Ingerküszöb

„Minden vagy semmi” válasz

Önregenerálódás

Holtidő (refrakter periódus)

6.5.2. A zakciós potenciál jelenségszintű (fenomenologikus) leírása

6.5.2.1. Ionáramok az akciós potenciál alatt

Az ionáramok időfüggése

Áram-feszültség jelleggörbék

Membránpermeabilitások

6.5.2.2. Az akciós potenciál terjedése

A lokális köráram-modell

Mielin hüvelyű idegrostok

A terjedés sebessége

Gerjeszthetőségi gyakoriság (frekvencia)

<p style="margin-le