Opis
Nowoczesny podręcznik biofizyki przygotowany przez wybitnych specjalistów z wielu dziedzin o uznanym dorobku naukowym i reprezentujących różne ośrodki akademickie z całej Polski. Układ podręcznika obejmuje cztery części: Część pierwsza – zawiera podstawowe informacje dotyczące procesów transportu materii energii oraz ładunku w układach biologicznych i strukturalnych właściwości materii. Część druga – to biofizyka układów biologicznych, która opisuje funkcjonowanie układów: krążenia, oddechowego i nerwowego, narządów zmysłów słuchu i wzorku oraz narządu ruchu, przedstawione z punktu widzenia biofizyki. Nowością w tej części jest rozdział dotyczący biofizyki układu wydalniczego, który w tego typu pracach nie występuje często. Część trzecia – uwzględnia wpływ czynników fizycznych na organizm człowieka, jak promieniowanie z całego zakresu widma promieniowania elektromagnetycznego, a także czynników mechanicznych i temperatury. Część czwarta – dotyczy podstaw biofizycznych metod obrazowania. Pozwoli Czytelnikowi zapoznać się z licznymi technologiami, dającymi wgląd w strukturę i funkcjonowanie organizmu. Publikacja bogato ilustrowana, zawiera liczne ryciny, schematy i tabele, które ułatwiają przyswojenie wiedzy. Podręcznik adresowany do studentów kierunków: lekarskiego, lekarsko-dentystycznego, a także innych kierunków medycznych i przyrodniczych. Podsumowując, sądzę, że istnieje kilka powodów, dla których warto przeczytać ten podręcznik z biofizyki. Po pierwsze, chęć zrozumienia natury życia, ponieważ biofizyka łączy w sobie zasady fizyki z procesami biologicznymi. Pozwala to lepiej zrozumieć podstawowe mechanizmy funkcjonowania organizmów żywych na poziomie molekularnym i komórkowym. Po drugie, wiedza zawarta w książce jest interdyscyplinarna, co pozwala poszerzyć horyzonty i pomóc w zrozumieniu związków między różnymi dziedzinami nauki. Po trzecie, ważne jest opieranie się na aktualnej wiedzy, zwłaszcza w tej dziedzinie. Stale pojawiają się nowe odkrycia i osiągnięcia, dlatego ważne jest śledzenie najnowszych publikacji, aby być na bieżąco z postępami nauki. Lektura tej pozycji z pewnością będzie wspomagać rozwój intelektualny studentów medycyny czy biotechnologii. Sądzę, że czytelnicy zainteresowani rozwojem intelektualnym zrozumieją złożone zjawiska natury po przestudiowaniu tej pozycji. Wierzę, że przeczytanie podręcznika może dostarczyć aktualnej i rzetelnej wiedzy z biofizyki. Fragment recenzji prof. dr. hab. Jacka Wąsika Spis treściI. PODSTAWY TRANSPORTU MATERII, ENERGII I ŁADUNKU ELEKTRYCZNEGO W UKŁADACH BIOLOGICZNYCH 1 1. Biotermodynamika 3 1.1. Wprowadzenie – Leszek Kubisz, Feliks Jaroszyk 3 1.2. Podstawowe pojęcia procesów i układów termodynamicznych 3 1.2.1. Układ termodynamiczny i jego parametry termodynamiczne – Leszek Kubisz, Feliks Jaroszyk 3 1.2.2. Procesy odwracalne i nieodwracalne – Leszek Kubisz, Feliks Jaroszyk 4 1.2.3. Zasady termodynamiki – Leszek Kubisz, Feliks Jaroszyk, Andrzej Pilawski 5 1.2.4. Energia i entalpia swobodna, procesy egzo- i endoergiczne – Leszek Kubisz, Feliks Jaroszyk, Andrzej Pilawski 8 1.2.5. Potencjał chemiczny – Leszek Kubisz, Feliks Jaroszyk, Andrzej Pilawski 10 1.3. Zjawiska transportu masy – Leszek Kubisz, Feliks Jaroszyk, Andrzej Pilawski 11 1.3.1. Dyfuzja 11 1.3.2. Osmoza 12 1.4. Zjawiska transportu ładunku elektrycznego – podstawy bioelektryczności – Leszek Kubisz, Feliks Jaroszyk, Andrzej Pilawski 14 1.4.1. Potencjał elektrochemiczny 14 1.4.2. Potencjał elektrodowy 14 1.4.3. Potencjał dyfuzyjny 15 1.4.4. Potencjał błonowy 16 1.4.5. Równowaga Donnana 16 1.5. Elementy termodynamiki nierównowagowej – Leszek Kubisz, Feliks Jaroszyk, Andrzej Pilawski 17 1.5.1. Stan stacjonarny 17 1.5.2. Procesy sprzężone 19 1.5.3. Dyssypacja energii 20 1.6. Klasyfikacja procesów transportu – Leszek Kubisz 21 2. Strukturalne właściwości materii – Sławomir Grzegorczyn 23 2.1. Stany skupienia, oddziaływania międzycząsteczkowe 23 2.1.1. Podział na fazy ciał (gazowa, ciekła, stała, plazma) ze względu na oddziaływania molekularne i warunki zewnętrzne 23 2.1.2. Faza ciała a molekularne oddziaływania składników, struktura wewnętrzna ciał 24 2.1.3. Izotropia i anizotropia – ich znaczenie w budowie i właściwościach faz stałych 25 2.1.4. Właściwości mechaniczne ciał stałych 25 2.1.5. Faza ciekła 26 2.2. Oddziaływania molekularne i ich rola w kształtowaniu struktur biologicznych 29 2.3. Stany powierzchniowe 30 2.4. Właściwości i znaczenie wody 32 2.5. Polimery a biopolimery 33 II. BIOFIZYKA UKŁADÓW BIOLOGICZNYCH 37 3. Biofizyka układu krążenia – Anna Marcinkowska-Gapińska, Leszek Kubisz 39 3.1. Wprowadzenie 39 3.2. Budowa i zadania układu krążenia 39 3.3. Prawa hemodynamiki 44 3.4. Opory przepływu krwi i jej ciśnienie 51 3.5. Właściwości krwi 55 3.6. Mikrokrążenie i procesy wymiany 59 3.7. Sprężyste właściwości naczynia 64 3.8. Mechaniczna i elektryczna czynność serca 67 3.8.1. Praca, moc i wydajność serca 68 3.8.2. Efekty akustyczne w układzie krążenia, tony serca 69 3.9. Przewodzenie pobud