ĐIỆN THẾ SINH VẬT Ở TẾ BÀO SỐNG Giữa tế bào sống môi trường xung quanh tồn chênh lệch điện loại điện bản: Điện nghỉ Điện hoạt động Điện tổn thương Thí nghiệm phát điện nghỉ Khi điện cực đặt bề mặt sợi thần kinh: chênh lệch điện Một điện cực ngoài, điện cực xuyên màng: Xuất hiệu điện điện cực Cả điện cực xuyên qua màng: chênh lệch điện ĐIỆN THẾ NGHỈ Đinh nghĩa: Ở trạng thái bình thường (trạng thái nghỉ) phía màng tế bào tồn hiệu điện - gọi điện nghỉ (điện tĩnh) Đặc điểm: • Mặt màng có điện âm so với mặt ngòai • Độ lớn điện nghỉ biến đổi chậm theo thời gian đại diện cho khả hoạt động chức tế bào Sự cân vận chuyển điện tíchqua màng khi điện nghỉ đc thiết lập:  J k + J Na − J Cl + I K + I Ba − I Cl = J: Mật độ dòng khuếch tán ion qua màng theo gradien nồng độ I: Mật đọ dòng ion đc vận chuyển qua màng lực điện trường Mật độ dòng đại lượng vectơ, véctơ mật độ có phương vuông góc với màng có hướng từ Phương trình Goldmann: [ ] [ ] + RT PK K E0 = ln F PK K + [ ] [ Na ] + PNa Na + + PNa + [ ] [Cl ] + PCl Cl − + PCl − E0 - điện nghỉ P: Hệ số thấm màng với ion ĐIỆN THẾ HOẠT ĐỘNG Định nghĩa: Là điện xuất phía màng tế bào tế bào nhận kích thích đạt ngưỡng Đặc điểm: • Mặt màng tế bào tích điện dương so với mặt • Xuất thời gian ngắn biến đổi nhanh chóng theo giai đoạn • Có khả lan truyền, điều kiện sinh lý không đổi, tốc độ lan truyền số • Hình dạng biên độ giữ nguyên trình lan truyền • Không thể phát sinh xung điện hoạt động trước kết thúc pha tái phân cực • Thời gian tồn xung điện nhọn giai đoạn trơ màng tế bào Thuộc tính trơ đảm bảo cho việc dẫn truyền xung thần kinh theo chiều định • Điện hoạt động có tính chất chỗ giai đoạn phát triển điện hoạt động Khử cực (AA’): ứng với hiệu điện phía màng biến đổi từ giá trị điện nghỉ tới Quá khử cực (A’BB’): hiệu điện phía màng vượt giá trị Phân cực lại (B’C): hiệu điện màng biến đổi từ giá trị điện nghỉ Quá phân cực (CD): hiệu điện màng có giá trị âm điện nghỉ Điện hoạt động đảm bảo cho trình dẫn truyền hưng phấn thần kinh dọc theo sợi thần kinh Quá trình lan truyền điện hoạt động: Khi vùng màng bị đảo phân cực, hai môi trường điện ly nội bào ngoại bào xuất chênh lệch điện vùng hưng phấn với vùng gần yên tĩnh màng SỰ DẪN TRUYẾN XUNG ĐỘNG THẦN KINH Cơ chế phát sinh điện hoạt động (xung thần kinh) • Khi có kích thích tính thấm màng thay đổi xuất dòng ion Na+ vào tế bào giảm hiệu điện màng đạt ngưỡng phát sinh điện hoạt động • Thứ tự hoạt động kênh ion việc phát sinh điện hoạt động: • Kênh Na: có cổng phía màng Cổng kênh mở tác dụng thay đổi điện Bình thường, cổng đóng, ngăn không cho ion Na+ vào tế bào theo gradient nồng độ Khi có kích thích, cổng kênh mở cho lượng lớn Na+ vào màng phía màng tạm thời tích điện dương Tính thấm Na tăng vài ms, sau cổng Na+ đóng lại • Kênh K+: có cổng nằm phía màng Sau mở kênh Na+, tính thấm màng K+ thay đổi cách mở kênh K+, cho phép ion K+ màng (theo gradien nồng độ) • Bơm Kali-Natri ATPase: bắt đầu hoạt động, bơm Na+ K+ vào (ngược chiều gradien nồng độ) để đưa tế bào trở trạng thái nghỉ ban đầu DẪN TRUYỀN HƯNG PHẤN THEO SỢI THẦN KINH Đặc điểm: • Xung thần kinh có đặc tính lan truyền dọc theo sợi thần kinh Biên độ xung thần kinh sợi thần kinh vào khoảng 120mV (cao mức ngưỡng khử cực màng 5-6 lần) – có ý nghĩa với vận tốc độ tin cậy dẫn truyền hưng phấn • Trong trình lan truyền, biên độ xung thần kinh không giảm • Đối với sợi thần kinh có đường kính nhau, tốc độ truyền sợi có bao myelin lớn sợi bao myelin • Xung điện động truyền nhanh TB TK lớn tuỷ sống chậm sợi tơ TK bé Cơ chế dẫn truyền xung thần kinh Giữa vùng hưng phấn vùng không hưng phấn bên cạnh phát sinh dòng điện cục kéo theo khử cực vùng bên cạnh tính thấm với ion tăng lên xuất điện hoạt động Dẫn truyền trogn axon có bao myelin • Bao myelin có điện trở suất lớn bề dầy -3 µm -> Cách điện ngăn môi trường axon • Những vùng màng đc bọc myelin vận chuyển ion qua màng phát sinh hiệu điện hoạt động • Sự dẫn truyền xung điện động theo cách nhảy bước có lợi tốc độ truyền tiết kiệm lượng • Chính dòng điện truyền theo MT điện li bao myelin nhân tố định lan truyền xung điện động Nếu MT điện li bao myelin điện hoạt động không lan truyền đc ĐIỆN THẾ HOẠT ĐỘNG CỦA TỔ CHỨC SỐNG Điện hoạt động đc ghi thể tổ chức sống kết điện trường tổ chức sống tạo trình hoạt động Điện hoạt động tổ chức sống điện hoạt động TB sống khái niệm khác hẳn Điện hoạt động tim • Những hiệu điện lớn (có thể lớn 1mV) quan trọng y khoa đc ghi đo thể hiệu sinh bơở hoạt động tim • Cơ chế lý sinh điều khiển nhịp tim: Hệ TKTW không điều khiển trực tiếp hoạt động tim Sự co bóp tự động nhịp nhàng ngăn tim đc kích thích điều hoà hệ mô “đặc biệt” nằm tim, hệ bao gồm hai nút mô (SA: xoang, AV: nhĩ thất) hệ thống dẫn truyền xung điện kích thích đc cấu thành từ tế bào đặc biệt Mô hình đơn giản tim • Dung dịch điện ly TB tim (Vùng gian bào) tạo nên MT dẫn điện thống Khi tất TB tim trạng thái “tĩnh”, điện điểm Khi vùng tim bị kích hoạt MT dẫn điện không đẳng nữa, vùng bị kích hoạt có điện âm so với vùng khác (hậu đảo phân cực) • Trong chu kì hoạt động tim, kết phân cực tim hình thành cực nhĩ cực thất tích điện trái dấu Tâm nhĩ tâm thất co bóp lệch pha Các điện hoạt động khác đc dùng nhiều chẩn đoán a, Điện não: Não có cấu tạo phức tạp, gồm khoảng 1010 TB TK, TB nguồn điện tí hon mà điện hoat động luôn biến đổi Tính chất điện não đồ nhiều thông số định, nhiên thực tế chủ yếu người ta dựa vào tần số chúng: • Sóng điện não dao động có tần số, biên độ hình dáng khác nhau: • Sóng delta (0,5 – Hz): xuất ngủ sâu hay bệnh lý hôn mê • Sóng theta (4 – Hz): thường gặp trẻ em, lứa tuổi 10 biên độ số lượng sóng theta giảm nhiều, người khoẻ mạnh khong phải lúc đo đc sóng Biên độ khoảng 20 - 50µm • Sóng alpha (8 – 13 Hz): xuất đa số TH người lớn khoẻ mạnh đk thư giãn giác quan tinh thần Biên độ khoảng 20 -100 µm • Sóng beta (14 – 30 Hz): ghi đc đa số người, người khoẻ mạnh chiếm tỉ lệ nhỏ, biên độ sóng khoảng - µm • Sóng gamma: 30 – 50 Hz b, Điện cơ: • Dạng điện hoạt động phụ thuộc cấu trúc đơn vị vận động, loại điện cực vị trí điện cực (Xuyên vào hay tiếp xúc bề mặt) • Điện hoạt động đơn vị vận động chuỗi xung giống hình dạng biên độ • Điện đồ đc dùng chẩn đoán rối loạn TK để theo dõi phục hồi dây TK sau tổn thương TÁC DỤNG CỦA DÒNG ĐIỆN LÊN CƠ THỂ • Phản ứng TK với kích thích điện • Tế bào TK nhạy cảm kích thích điện • Cường độ thời gian tác động kích thích điện đại lượng đo đc dễ điều tiết • Kích thích điện thường xung vuông Định luật tất không: Với kích thích điện có thời gian kéo dài định • Nếu cường độ nhỏ, phản ứng thần kinh xuất chỗ đặt điện cực kích thích, biểu xung hiệu cso đặc tính biên độ tăng dần theo cường độ kích thích Đó pư chỗ • Nếu kích thích có cường độ đủ lớn, nghĩa vượt qua giới hạn xác định gọi ngưỡng kích thích tạo đc TB hay TK trạng thái hưng phấn biểu điện hoạt động, sau lan dọc theo TB có biên độ không đổi suốt trình lan truyền Mối quan hệ xuất hưng phấn thông số kích thích: Ngưỡng thời gian C: khoảng thời gian ngắn mà xung điện phải kéo dài để gây nên hưng phấn tế bào Ở động vật có xương sống, C = vài µs Nếu thời gian kích thích < C đáp ứng tế bào Ngưỡng kích thích b hay reobazo: cường độ nhỏ mà xung kích thích phải đạt để gây nên trạng thái hưng phấn hay thần kinh Cronacxi: khoảng thời gian ngắn mà xung điện có cường độ 2b cần phải kéo dài để gây nên hưng phấn thần kinh hay • Hợp kích thích: Trường hợp kích thích ngưỡng gây nên trạng thái hưng phấn tế bào Xảy khi: - kích thích ngưỡng tác dụng vào vị trí tế bào cách khoảng thời gian đủ ngắn (cộng tác dụng theo thời gian) - kích thích ngưỡng đồng thời tác dụng vào vị trí đủ gần tế bào (cộng tác dụng theo không gian) Các thông số điện thể a, Độ dẫn điện mô tế bào Độ dẫn điện tế bào mô điều kiện định đại lượng không đổi – đặc trưng cho trạng thái sinh lý chức tế bào Thông số điện đối tượng là: độ dẫn điện L điện trở R, có mối liên hệ: L= R R = ρ l S ρ : điện trở suất ; l: chiều dài đối tượng ; S: bề mặt tiết diện ngang đối tượng Việc xác định điện trở suất hệ thống sống vấn đề khó khăn phức tạp do: • Các đối tượng hệt thống không đồng nhất, đa pha • Trên bề mặt TB có lớp chất lỏng với độ dẫn điện cao bình thường tách lớp vỏ đc tách lớp vỏ TB chết Người ta xác định đc tương đối độ dẫn điện mô khác thể: • Các mô mỡ mô có điện trở suất nhỏ nhất, ρ≈ 10 Ώm • Da khô xương có điện trở suất lớn nhất, ρ≈ 106 Ώm • Các chất dịch thể tuỷ sống, máu dẫn điện tốt, ρ≈ 1Ώm Độ dẫn điện mô quan phụ thuộc tình trạng hoạt động chúng, cỏ thể đc dùng chẩn đoán VD: Khi tổ chức bị viêm, TB trương lên, khoảng gian bào hẹp lại độ dẫn điện giảm xuống b, Tổng trở TB mô Trong thể tồn vô số màng SV, màng có tính chất tương tự tụ điện, gần không cho dòng điện chiều qua cho dòng điện xoay chiều qua, điện trở mô dòng điện chiều lớn Với dòng điện xoay chiều điện trở có điện dung Như điện trở TB mô tổng trở điện trở dung kháng chúng Khi có hiệu điện xoay chiều đặt vào mô sống: U= Umaxcos ωt dòng điện chạy qua mô biến thiên sau: I= Imax cos (ωt – φ) Góc lệch pha φ # nói lên tính chất “sống: mô, mô chết φ = Giá trị góc lệch pha tổng trở mô sống cố định vùng tần số dòng điện lớn do: đối tượng SV : hệ trở thuần, điện dung song điện dung điện dung tĩnh mà điện dung phân cực nghĩa dung kháng khoảng tần số không thay đổi điện dung tĩnh C= const tần số tăng dung kháng Xc giảm, tổng trở giảm, góc lệch tăng Nguy hiểm điện Dòng điện qua thể gây nên hiệu ứng sinh lý khác tuỳ thuộc vào yếu tố dòng điện, gây tổn thương hay cảm giác đau đớn nặng dẫn đến tử vong Mức độ gây tổn thương cho thể dòng điện phụ thuộc chủ yếu cường độ, thời gian qua đường dẫn truyền thể cường độ yếu tố định độ nghiêm trọng tác hại Ngưỡng “không buông”: dòng điện mức gây co cứng nắm bàn tay mà duỗi đc theo ý muốn.; thông số quan trọng, dòng điện ngưỡng đc coi nguy hiểm người Với dòng xoay chiều tần số yếu tố định độ lớn ngưỡng không buông Mối nguy hiểm lớn điện tác dụng kích thích TK Một nguy hiểm khác điện tác dụng nhiệt Dây nóng để dây dẫn có điện khác không, dây nguội dây trung hoà đất để mặt đất có điện không Tác dụng dòng điện chiều ứng dụng điều trị a Ion liệu pháp: Khi cho dòng điện chiều chạy qua chất điện ly, ion có dung dịch chuyển động theo hướng xác định tuỳ theo dấu Ion liệu pháp dùng tích chất để đưa thuốc cần thiết dạng ion vào thể Các ion vào thể theo cách không thấm sâu có tác dụng chỗ nông (ngoài da) Tuy nhiên, nhờ thâm nhập qua đường bạch huyết or mạch máu, xảy tác dụng sâu b Galvani liệu pháp: đưa dòng điện chiều I vài chục mA , kéo dài nhiều phút Dựa tác dụng sinh lý gây cho dòng điện chiều qua hệ sống như: • Làm giảm ngưỡng kích thích sợi vận động • Giảm tính đáp ứng thần kinh cảm giác giảm đau • Gây giãn mạch • Tăng cường trao đổi chất c Điện giải liệu pháp: đặt điện cực trực tiếp vào nơi cần điều trị tiêu diệt khối u nhỏ * Dùng dòng xung điện: Xung điện dòng điện hiệu điện tồn thời gian ngắn dòng xung điện chuỗi nối tiếp xung điện giống Nó dc đặc trưng bởi: • Thời gian tồn xung τ: khoảng thời gian kéo dìa xung • Chu kỳ dòng xung điện T: khoảng thời gian từ bắt xung đến bắt đầu xung • Tần số dòng xung điện f= 1/T đo đơn vị Hz • Biên độ xung điện hay cường độ xung điện: độ lớn cực đại xung điện • Dạng xung điện: xung vuông, xung cưa, xung hình thang, xung hàm mũ e, xung hình chuông Ứng dụng dòng điện xoay chiều (hạ tần trung tần) tác dụng điều trị • Kích thích co cơ: dòng xoay chiều có xung ngắn tần số từ 40 – 180 Hz Tác dụng sử dụng điều trị bệnh thoái hoá thần kinh vận động chống teo Ngoài việc kích thích co làm tăng lưu thông máu, hồi phục dinh dưỡng • Các xung vuông có tần số cường độ thích hợp dùng để gây “choáng điện” điều trị số bệnh tinh thần có chu kỳ • Xung vuông biên độ 150V, kéo dài 1-2 ms kích thích tim từ lồng ngực dùng cấp cứu trường hợp ngừng tim • Dùng kích thích tim trường hợp bệnh nhân bị đau tim Tác dụng dòng điện cao tần ứng dụng điều trị • Năng lượng dòng cao tần biến thành nhiệt nơi có dòng điện qua • Sự phân bố nhiệt thể không đồng phụ thuộc vào tần số • Tác dụng nhiệt làm tăng lưu thông máu, dịu đau, tăng cường chuyển hoá vật chất, • Dòng nhiệt điện thường định để điều trị bệnh viêm thần kinh, bệnh da, giảm đau khớp nông • Cắt đốt nhiệt điện CÁC ĐỊNH LUẬT QUANG HÌNH CƠ BẢN - MẮT Các định luật quang hình học: a, Định luật truyền thẳng ánh sáng: “Trong môi trường suốt, đồng tính đẳng hướng ánh sáng truyền theo đường thẳng” b, Định luật tác dụng độc lập chùm tia sáng: “Tác dụng chùm tia sáng khác độc lập với Điều nghĩa tác dụng chùm tia sáng không phụ thuộc vào có mặt chùm tia sáng khác” c, Định luật phản xạ ánh sáng: Nếu tia sáng từ MT quang học sáng MT quang học khác mặt phân giới hạn hai MT tia sáng bị phản xạ hoàn toàn hay phần tuân theo định luật phản xạ ÁS: • Tia tới tia phản xạ nằm mặt phẳng với pháp tuyến mặt phản xạ vẽ từ điểm tới • Góc phản xạ góc tới • Tia tới tia phản xạ có tính thuận nghịch d, Định luật khúc xạ ánh sáng: Nếu tia sáng tới mặt phân giới hạn hai MT đẳng hướng mà truyền sang MT thứ tuân theo định luật khúc xạ ÁS: • Tia tới tia khúc xạ nằm mặt phẳng với pháp tuyến mặt phân giới vẽ từ điểm tới • Tỷ số sin góc tới sin góc khúc xạ đại lượng không đổi với hia sin i1 = n 21 MT quang học cho trước: sin i - chiết suất tỉ đối MT2 với MT1 • Chiết suất MT so với chân không gọi chiết suất tuyệt đối MT • Chiết suất tỉ đối hai MT tỉ số chiết suất tuyệt đối chúng MT có chiết suất tuyệt đối lớn MT chiết quang • n1.sini1 = n2.sini2 • Phản xạ toàn phần: Hiện tượng góc tới lớn góc giới hạn, ÁS không vào MT2, cường độ tia phản xạ cường độ chùm tia tới n2 igh=arcsin n i2= ∏ • Hiện tượng đc áp dụng rộng rãi dụng cụ quang học VD: Ống dẫn sáng đc dùng thiết bị nội soi; hay kỹ thuật truyền tín hiệu bưu điện sợi cáp quang đóng vai trò quan trọng việc truyền tín hiệu xa Một số dụng cụ quang hình a, Gương phẳng – gương cầu • Gương phẳng phần mặt phẳng, phản xạ đc hoàn toàn ÁS chiếu tới Kích thước hình học nguồn sáng ảnh ảnh vật đối xứng với vật qua gương • Gương cầu chỏm cầu phản xạ ÁS Khi mặt phản xạ lõm (quay phía tâm mặt cầu) ta có gương cầu lõm Khi mặt phản xạ lồi (quay phía tâm mặt cầu) ta có gương cầu lồi Ảnh điểm ảnh thật giao tia thật, ảo giao đường kéo dài thêm tia thật không truyền đến b, Bản mặt song song • Đối với mặt song song góc tới góc ló tia sáng Bản mặt song song làm dịch chuyển tia sáng song song với tai sáng khoảng ∆  − sin i   ∆ = d sin i −  n − sin i   d: chiều dày bản; i: góc tới tia sáng; n: chiết suất tỉ đối vật liệu làm với MT chứa • Vì nhìn qua mặt song song thấy điểm S vật nằm điểm S’ (chính ảo ảnh S) tức S’ gần với bề mặt S khoảng: ∆' =  − sin i  ∆  ∆ ' = d − hay  sin i n − sin i   ∆' = d n −1 n Tính đồng quy chùm tia đc bảo toàn • Khi góc tới i ≈ 0; Δ ≈ chùm tia tới lệch với pháp tuyến góc nhỏ 3 Lăng kính Lăng kính ba mặt khối đồng suốt đc giới hạn cặp mặt phẳng làm với góc Các mặt phẳng đc gọi mặt lăng kính Góc hai mặt lăng kính góc chiết quang lăng kính Giao tuyến mặt cạnh lăng kính Mặt đối diện với cạnh đáy lăng kính δ = i1 + i − α δ +α  sin i = sin     Với i ' = α  δ + α  α  n sin = sin 2   với α bé δ bé nên đặt: sin  δ + α   δ + α  α α =  nên δmin= (n-1)α = sin  2 2     α: góc chiết quang ; δ: Góc lệch Lăng kính có góc chiết quang bé gọi nêm quang học Lăng kính đc dùng rộng rãi máy quang phổ để phân tích chùm xạ phức tạp thành thành phần đơn sắc d, Mặt cầu phản xạ (đề cương) Mắt dụng cụ bổ trợ a, Quang hình học mắt Theo cấu tạo mắt phương diện quang hình mắt đc cấu tạo MT chiết quang ngăn cách mặt cầu khúc xạ tạo nên lưỡng chất cầu: • Lưỡng chất cầu giác mạc quang hệ tạo nên giác mạc ngăn cách với MT không khí với thuỷ dịch • Lưỡng chất cầu thuỷ tinh thể trước mặt cong trước thuỷ tinh thể ngăn cách thuỷ dịch với thuỷ tinh thể • Lưỡng chất cầu thuỷ tinh thể sau mặt cong phía sau thủy tinh thể ngăn cách thuỷ tinh thể với dịch thuỷ tinh Ba lưỡng chất cầu có trục hợp lại thành hệ quang học Hệ đc coi nhhư ghép hệ quang học có chiết suất khác Hệ quang học mắt có tâm điểm nên ta thay ba hệ quang học gồm lưỡng chất cầu lưỡng chất cầu tổng hợp – Con mắt ước lược b, Khả điều tiết mắt • Mắt bình thường nghỉ có tiêu điểm võng mạc Khi nhìn vật AB vô cực ảnh A’B’ AB võng mạc Cho vật AB tiến lại gần mắt, quang hệ mắt thay đổi ảnh vật lùi dần sau võng mạc mắt không trông rõ vật Để nhìn rõ vật mắt phải tăng độ tụ quang hệ: giữ thuỷ tinh thể bóp lại nén cho thuỷ tinh thể phồng thêm lên Hoạt động mắt đc gọi điều tiết • Điểm cực cận Cc: điểm mà khoàng cách từ đến mắt ngắn mà mắt nhìn rỗ • Điểm cực viễn Cv: điểm mà vật đặt mắt điều tiết 1 − =R • Hiệu số Lv Lc biên độ điều tiết mắt Lv; Lc đc đo mét, R đo điôp • Với mắt bình thường Lv = ∞ ; Lc = 20 cm nên R = điôp • Mắt người lứa tuổi, sức khoẻ bình thường có biên độ điều tiết xấp xỉ nhau, không phân biệt mắt cận thị viễn thị c, Khả phân ly mắt Thị lực T mắt: T = α ( phut ) với α góc phân ly tối thiểu; α nhỏ khả phân ly mắt tốt Vì α bé nên ta xác định theo độ dài AB = d khoảng cách OH = l α ≈ l d d radian với radian = 3394,28 phút nên α = 3394,28 phut nên T = 3394,28 d l l Do có phương pháp để đánh giá thị lực mắt: • Cố định d, thay đổi l • Cố định l, thay đổi d Khả phân ly mắt phụ thuộc vào trạng thái sinh lý, bệnh lý, tính chất TB TK cảm thụ ánh sáng mắt, vào độ rọi bước sóng ÁS Kết nhiều phép đo cho thấy mắt bình thường điều kiện chiếu sáng bước sóng trung bình góc phân ly tối thiểu α = phút Khi cho ÁS có độ rọi nhỏ, lớn chiếu vào mắt kiểm tra thị lực nhiều vùng khác võng mạc người thấy TB nón có khả phân ly tốt TB que d, Các tật quang hình mắt dụng cụ bổ trợ Hiện tượng quang sai • Cầu sai: Sự sai sót quang hình chùm tia sáng song song qua TK cầu mỏng chùm tia rộng, tia gần trục hội tụ điểm xa quang tâm tia gần mép TK • Sắc sai: Khi chiếu ÁS trắng qua TK tia sáng có bước sóng khác hội tụ hay phân kỳ điểm khác trục TK tán sắc ÁS • Để khử bỏ sai sót quang hình học người ta sử dụng phương pháp ghép TK phân kỳ hội tụ trục Để khử sắc sai người ta ghép loại TK khác chất Các tật quang hình mắt dụng cụ bổ trợ • Cận thị: mắt trạng thái nghỉ (không điều tiết) có mặt phẳng tiêu nằm trước võng mạc nhìn vật vô cực ảnh vật nằm trước võng mạc Viễn điểm mắt gần so với mắt bt Để khắc phục ta phải dùng thấu kính mỏng phân kỳ làm tác dụng bổ trợ, tác dụng làm giảm độ tụ mắt cận • Viễn thị: trạng thái nghỉ có mặt phẳng tiêu nằm sau võng mạc nên nhìn vật mà không điều tiết ảnh vật sau võng mạc Muốn sửa tật phải dùng thấu kính mỏng hội tụ bổ trợ, tác dụng làm tăng độ tụ mắt • Cận thị viễn thị nhiều nguyên nhân vê thấy trục mắt dài ngắn mắt bt, bán kính cong lưỡng chất cầu lớn nhỏ so với mắt bt thay đổi chiết suất MT mắt mắc chúng cận thị hay viễn thi Khi bệnh đục thuỷ tinh thể phát sinh, MT tạo nên thuỷ tinh thẻ đặc lại, tỉ trọng, chiết suất tăng làm độ tụ tăng dẫn đến mắt bị cận Sau cắt bỏ thuỷ tinh thể, độ tụ giảm nhiều dẫn đến mắt bị viễn nặng • Mắt người già: Khả điều tiết mắt người già mắt bt, mắt người già có cận điểm xa không nhìn rõ vật gần Để khắc phục phải đeo thêm thấu kính cầu hội tụ, độ tụ không 3,5 điôp • Loạn thị: tật mắt độ tụ không theo phương mặt cầu khúc xạ mắt hoàn toàn hình cầu ảnh vật vong mạc ảnh nhoè  Trường hợp độ cong mặt cầu khúc xạ thay đổi theo phương mắt mắc bệnh loạn thị không  Trường hợp độ cong mặt cầu khúc xạ thay đổi theo phương mắt mắc chứng bệnh loạn thị Loạn thị có loại: theo quy tắc không theo quy tắc  Cách sửa tật loạn thị: Phối hợp TK cầu trụ thích hợp TÁC DỤNG CỦA ÁNH SÁNG LÊN CƠ THỂ SỐNG Đại cương tác dụng ÁS lên thể sống • Những phản ứng xảy thể sống có tham gia ÁS đc gọi phản ứng quang sinh • Khi ÁS đến thể sinh vật, tương tác ÁS thể sinh vật đc thể qua hệ quả:  Về phía chùm tia sáng: Có thay đổi cường độ, bước sóng, hướng truyền…  Về phía thể sinh vật: xảy trình quang sinh gồm giai đoạn a, Các giai đoạn trình quang sinh • Hấp thụ ÁS sắc tố chất khác tạo nên trạng thái kích thích, nghĩa xuất tích luỹ lượng bên phân tử • Khử trạng thái kích thích phân tử:  Hoặc giải phóng lượng kích thích trình quang lý  Hoặc phản ứng quang hoá dẫn tới sản phẩm quang hoá không bền vững • Những phản ứng tối, trung gian với tham gia sản phẩm quagn hoá không bền nói để tạo nên sản phẩm quang hoá bền vững • Các hiệu ứng sinh vật b, Phân loại trình quang sinh Dựa quan điểm hiệu ứng sinh vật chia làm nhóm lớn: • Các phản ứng phá huỷ biến tính: lại chia làm nhóm nhỏ tuỳ theo mức độ phá huỷ biến tính: gây bệnh lý, gây đột biến di truyền gây tử vong • Các phản ứng sinh lý chức năng: phản ứng xảy với tham gia lượng tử ÁS, kết tạo sản phẩm cần thiết cho TB hay thực chức sinh lý bình thường chúng Có thể tạm chia làm nhóm nhỏ:tạo lượng, thông tin, sinh tổng hợp c, Một số đặc điểm trình quang sinh • Hiệu suất lượng tử φ = Số phân tử bị kích hoạt / số phân tử hấp thụ ÁS - Cho biết hiệu suất sử dụng lượng trình quang sinh đc khảo sát • Phổ tác dụng: đường cong biểu diễn phụ thuộc hiệu ứng sinh vật ÁS tới gây nên vào bước sóng ÁS • Nhu cầu lượng:  Đối với trình khử hoạt tính đòi hỏi lượng hẳn so với trình phá huỷ biến tính Đồng thời số photon mà đối tượng bị chiếu hấp thụ đủ gây nên đối tượng hiệu ứng xác định gảm chuyển sang đối tượng có kích thước nhỏ  Vi khuẩn hấp thụ ÁS mạnh nhiều so với phân tử men tiết diện hấp thụ photon tỉ lệ với trọng lượng phân tử  Năng lượng ÁS bị hấp thụ phân tán cách sau:  Biến thành nhiệt hay xạ nhờ tượng phát quang  Kích thích chuỗi phản ứng phức tạp quang hợp  Dẫn tới phá huỷ cấu trúc phân tử: khử hoạt tính TB, virus, men tia tử ngoại gây nên • Sự di chuyển lượng hệ sinh vật:  Trong hệ sinh vật có hai loại phân tử A B; chiếu ÁS kích thích vào hệ sinh vật ta thấy phổ hấp thụ hệ trùng với phổ hấp thụ phân tử A Sau hệ phát quang phổ phát quang hệ lại trùng với phổ phát quang B Nếu cắt nguồn sáng kích thích, hệ khôn gphát quang chứng tỏ phân tử A hấp thụ lượng, lượng đc di chuyển từ A sang B từ B phát quang  Nhiều chế di chuyển lượng có ý nghĩa quan trọng nghiên cứu tác dụng ÁS, tác dụng xạ ion hoá lên thể sống ta ý tới chế cộng hưởng chế êxiton  Thuyết cộng hưởng di chuyển lượng: Dạng chuyển lượng di chuyển lượng lượng tử từ phân tử bị kích thích tới phân tử khác nằm cách xa so với khoảng cách nguyên tử Dạng không phát quang, không hao phí lượng nhiệt, va chạm phân tử chất cho chất nhận lượng Hiệu suất từ 100% đến nhỏ 1% Trong chế di chuyển lượng cộng hưởng phân chia điện tích tức điện tử không bị tách riêng Năng lượng toàn phần liên kết giàu lượng chia thành số phần để cung cấp cho dạng di chuyển lượng khác nhau, phần lớn dành cho dạng di chuyển lượng cộng hưởng tương tác tĩnh điện  Thuyết êxiton di chuyển lượng: Quá trình dịch chuyển lỗ trống theo sát điện tử điện tử chưa rơi vào bẫy, cặp điện tử - lỗ trống gọi êxiton Dạng di chuyển êxiton thực khoảng cách lớn Nó đc áp dụng khảo sát di chuyển lượng hệ thống chứa sắc tố sinh vật rodopsin, diệp lục… Một số trình quang sinh a, Quang hợp: • Quang hợp hiệu ứng gây ÁS khử CO2 tạo O2 hyđrocacbon Quá trình gồm chuỗi phản ứng Các phản ứng sáng xảy nhanh, phản ứng tối xảy chậm không phụ thuộc vào ÁS Kết trình dấn đến tích tụ lượng lấy từ ÁS bị hấp thụ chất tạo thành Sơ đồ tổng quát xảy xanh: CO2 + 2H2O + nhf = (CH2O) + O2 + H2O • Quang hợp trình truyền điện tử Tốc độ hấp thụ CO2 từ MT xung quanh phụ thuộc vào cường độ ÁS chiếu tới hay tốc độ hấp thụ ÁS Sự quang hợp xảy đặc biệt ảnh hưởng ÁS cớ bước sóng 7.000A • Chất diệp lục sắc tố trình quang hợp Tính chất đặc biệt quan trọng phân tử diệp lục có mặt mối liên kết kép liên hợp Hệ liên hợp tạo khả truyền lượng hưng phấn tới phân tử, nguyên tử chúng nằm cách không xa Về phương diện lượng, trình quang hợp làm tăng lượng tự tức làm giảm tương đối entropi hệ b, Sinh tổng hợp sắc tố vitamin • Là phản ứng quang sinh lý chức có tầm quan trọng lứon tồn phát triển sống Trong chuỗi tự nhiên phản ứng sinh tổng hợp dẫn đến tạo thành TB sắc tố vitamin, có tồn phản ứng quáng hoá kết luận, lượng tử ÁS, chất tổng hợp đc • Phản ứng quang hoá cần thiết giúp cho cảm ứng tổng hợp (tăng tính nhạy cảm) men, men lại góp phần vào việc thực giai đoạn định trình sinh tổng hợp chất c, Tác dụng quang động lực (TDQĐL) • Khái niệm: tổn thương không hồi phục số chức sinh lý cấu trúc đối tượng sinh vật tác dụng ÁS với có mặt O2 chất hoạt hoá  Chất hoạt hoá đóng vai trò chất xúc tác thiếu đc động lực thúc đẩy phát triển phản ứng Chất hoạt hoá (chất màu) tham gia phản ứng chất có lực hoá học lớn với O2 nhỏ với chất khử Chúng có cấu trúc dạng vòng, mối liên kết đôi có khả lân quang có nghĩa có khả giữ lượng hấp thụ thời gian dài(Không nhỏ 10-9 nên chúng đc gọi chất màu  Với TDQĐL lên thể TB, chức bị tổn thương Với TH cụ thể, tất chức bị huỷ hoại mà hay vài chức xác định có tính nhạy cảm cao sau phá huỷ hàng loạt cấu trúc khác  Phổ tác dụng TDQĐL phải trùng với phổ hấp thụ chất màu  Tham gia trực tiếp vào phản ứng quang hoá thứ cấp trạng thái singlet mà phân tử kích thích trạng thái triplet Chất màu đóng vai trò xúc tác quang hoá trạng thái triplet đc tái tạo cuối phản ứng • TDQĐL lên protid acid nucleic  Với protid: QĐL làm giảm hoạt tính men, ức chế tính kháng nguyên chúng TDQĐL lên chất protid phụ thuộc vào đặc tính lý hoá chúng: độ nhớt, khả khuếch tán, khả di chuyển, sức căng mặt  Với acid nuclêic: QĐL làm giảm cách đáng kể độ nhớt khả lắng acid nuclêic điển hình guanidin • TDQĐL lên dược chất: điều trị thường dùng nhiều loại thuốc tham gia vào phản ứng QĐL VD: loại sulphonamid hay loại barbiturat • TDQĐL lên hoạt động hệ TK: Hoạt động TK thay đổi chịu TDQĐL • TDQĐL lên thể sinh vật: QĐL gây nhiều tác dụng khác làm thay đổi tốc độ phân chia TB, biến đổi trình trao đổi chất, làm cho TB chết • Sơ đồ tổng quát trình TDQĐL: Ánh sáng -> chất cảm ứng -> trạng thái triplet chất cảm ứng -> biến đổi oxy hoá với tham gia chất (thường có O2) -> quang sản phẩm -> biến đổi có tính cấu trúc phần tử vĩ mô -> hiệu ứng sinh vật d, Tác dụng tia tử ngoại lên hệ thống sống • Tia tử ngoại mặt trời ảnh hưởng lên tất trình trao đổi chất sinh lý chức mổi sinh vật Một vài trường hợp có ý nghĩa định đến hoạt động sống thể Phổ chia làm vùng:  Vùng bước sóng ngắn (100-275nm) làm thay đổi cấu trúc protid, lipid có tác dụng diệt trùng  Vùng bước sóng trung (275-320 nm) có tác dụng chống còi xương, tạo sắc tố, thúc đẩy tạo thành biểu mô, làm tốt trình tái sinh  Vùng bước sóng dài (320-400nm) có tác dụng sinh vật yếu, gây phát quang số chất hữu • Quá trình tác dụng tia tử ngoại lên protid làm xuất phá huỷ acid amin thơm (tyrosin triptophan) dẫn tới làm biến tính khử hoạt tính men xảy theo giai đoạn sau: giai đoạn tích cực; gia đoạn quang ion hoá; giai đoạn phản ứng gốc tự điện tử solvat; giai đoạn phản ứng hoá học phá huỷ acid amin e, Thông tin thụ cảm ánh sáng • Ánh sáng mang thông tin môi trường đến cho sinh vật • Phản ứng quang hoá phân huỷ sắc tố thị giác phát sinh xung động TK truyền lên dây Tk thị giác để có cảm giác sáng phản ứng thông tin • Cơ sở phân tử thụ cảm ÁS  Ở TB que có sắc tố thụ cảm ÁS (hay sắc tố thị giác) Rodopsin: phức chất Retinal với Scotopxin  Ở TB nón có sắc tố thụ cảm Iodopsin: Phức Fotopxin với Retinal  Retinal aldehyd vitamin A1 Cấu tạo Scotopxin Fotopxin phức tạp, protêin có chứa nhóm sunlfydryl (SH) có khả phản ứng mạnh với nhiều loại hợp chất khác  Khi có ÁS tác dụng vào phân tử Rodopsin, phân ly tạo thành Scotopxin Retinal Năng lượng cung cấp cho phản ứng phân huỷ photon chùm ÁS chiếu vào mắt mang lại Phản ứng quang hoá phân huỷ Rodopsin phát sinh xung động TK truyền lên dây TK thị giác Trong bóng tối, Rodopsin đc phục hồi nhanh với phản ứng ngược qua nhiều giai đoạn trung gian tác dụng lượng hoá sinh Trong bệnh làm giảm lượng hấp thụ vitamin A hay bệnh võng mạc làm cản trở tiếp xúc TBTK thị giác với sắc tố biểu mô, tổng hợp Rodopsin bị giảm xuống nhiều chức thị giác bị ảnh hưởng Trong trình phân tích, quang biến thành hoá Quá trình cảm thụ ÁS liên quan nhiều đến chất dòng điẹn sinh vật • Ngưỡng nhìn:  Là số photon tối thiểu mà TB que phải hấp thụ để gây nên cảm giác sáng  Nó phụ thuộc vào nhiều yếu tố: bước sóng ÁS, kích thước vật khảo sát, đường kính đồng tử, thời gian ÁS tác dụng lên đồng tử Ngưỡng nhìn vào khoảng đến photon ε= hc λ nên ε ≈ 4.10 −19 J  Ngưỡng nhìn photon phản ứng với lượng là:  TB que có ngưỡng nhìn nhỏ TB nón • Độ nhạy mắt:  Là đại lượng nghịch đảo ngưỡng nhìn : E=1/ ε Ngưỡng nhìn nhỏ độ nhạy mắt lớn  Thị giác mắt cảm giác thấy nổi:  Thông thường người ta nhìn mắt muốn trông rõ vật phải định hướng mắt điều tiết để ảnh vật rơi vào điểm vàng, ta nhìn thấy nổi, rõ chi tiết, có chiều sâu xác định đc khoảng cách do:  Sự thay đổi trường nhìn: thời điểm có hai thị trường hoạt động hay chi tiết vật nhìn đc mắt  Vì hình ảnh in hai võng mạc vào điểm tương ứng Tất điểm hai mắt tạo thành vòng tròn mặt phẳng ngang  Cảm giác có đc trình quen với ngoại cảnh tạo nên kinh nghiệm Cảm giác thấy đặc biệt thấy rõ thị giác mắt • Sự lưu hình: Người ta quan sát thấy cảm giác sáng khong tức thời sau ngừng kích thích võng mạc ÁS Dùng que đỏ hơ lên bóng đêm đến tốc độ định ta thấy vòng tròn sáng, tượng lưu hình Nếu vật đc chiếu sáng thời gian lưu hình vật võng mạc 1/48 giây Thời gian lưu hình phụ thuộc vào cường độ chiếu sáng ấn tượng gây lên lâu hay mau trước Lưu ảnh cần phải có khoảng thời gian để sản phẩm phân huỷ Rodopsin biến chất thụ cảm ÁS đc phục hồi trở lại • Cảm giác màu sắc:  Chỉ có xạ điện từ có bước sóng khoảng 0,4-0,76 µm gây đc cảm giác sáng  Giác mạc có tác dụng bảo vệ cho phận nhãn cầu khỏi bị tác dụng xấu tia tử ngoại  Cảm giác màu ấn tượng chủ quan, người ta ngụ ý màu khác chất biểu bên cảm giác sáng trường hợp thị trường cấu trúc Màu đc chia làm nhóm: màu sặc sỡ màu sặc sỡ Vật thực tế không hấp thụ tí ÁS chiếu tới chúng chúng không xảy lưu xạ vật không màu  Màu phổ màu tinh khiết, tất màu lại màu pha ÁS có bước sóng xác định luôn tạo nên màu tinh khiết, nói ngược lại không  Các cặp màu bổ sung cho màu trắng gọi màu phụ  Cường độ (độ chói) đặc trưng quan trọng khác cảm giác màu phụ thuộc vào quang thông gây nên cảm giác màu Độ bão hoà đặc trưng quan trọng thứ cảm giác màu Độ bão hoà biẻu thị mức độ phân biệt màu sặc sỡ không sặc sỡ cường độ  Trong võng mạc có loại TB nón : TB đỏ, TB xanh cây, TB xanh tím Phổ hấp thụ TB không trùng nhau, có lệch chút  Thay đổi cường độ với màu đỏ cảm giác thay đổi nhanh so với thay đổi cường độ với màu xanh - tượng Purkinger  Các trường hợp rối loạn thị giác gọi loạn sắc Trong võng mạc có đủ loại tb đỏ, xanh xanh tím nhận biết đc màu sắc bình thường - mắt tricromat Mắt nhận biết đc màu đc gọi dicromat Mắt nhận biết đc màu gọi monocromat Mắt không nhận biết đc màu nào, tất cho cảm giác xám gọi acromat Có loại dicromat loạn sắc thường gặp nhất: Protanop, đơteranop, tritanop, tetranop Khả phân biệt màu sắc TB nón khả thị giác Scoto TB que  Lý sinh thị giác vấn đề phức tạp không đơn vấn đề thuộc phạm vi quang hình học mà nhiều vấn đề thuộc phạm vi sinh học phân tử, điện sinh vật [...]... quá trình quang hợp làm tăng năng lượng tự do tức làm giảm tương đối entropi của hệ b, Sinh tổng hợp sắc tố vitamin • Là một trong những phản ứng quang sinh lý chức năng có tầm quan trọng l on đối với sự tồn tại và phát triển của sự sống Trong chuỗi tự nhiên của các phản ứng sinh tổng hợp dẫn đến sự tạo thành trong các TB các sắc tố và vitamin, có tồn tại của các phản ứng quáng hoá do đó có thể kết... vào bẫy, cặp điện tử - lỗ trống đó gọi là êxiton Dạng di chuyển bằng êxiton có thể thực hiện trên khoảng cách lớn Nó đc áp dụng trong khảo sát sự di chuyển năng lượng ở những hệ thống chứa các sắc tố sinh vật như rodopsin, diệp lục… 2 Một số quá trình quang sinh a, Quang hợp: • Quang hợp là một hiệu ứng gây ra do ÁS trong đó sự khử CO2 tạo O2 và hyđrocacbon Quá trình này gồm 2 chuỗi phản ứng kế tiếp... ứng phức tạp như quang hợp  Dẫn tới sự phá huỷ các cấu trúc phân tử: khử hoạt tính các TB, virus, men do tia tử ngoại gây nên • Sự di chuyển năng lượng trong các hệ sinh vật:  Trong hệ sinh vật có hai loại phân tử A và B; chiếu ÁS kích thích vào hệ sinh vật ta thấy phổ hấp thụ của hệ trùng với phổ hấp thụ của phân tử A Sau đó hệ phát quang phổ phát quang của hệ lại trùng với phổ phát quang của B Nếu... quá trình sinh tổng hợp các chất c, Tác dụng quang động lực (TDQĐL) • Khái niệm: là một sự tổn thương không hồi phục một số chức năng sinh lý và cấu trúc của đối tượng sinh vật dưới tác dụng của ÁS với sự có mặt của O2 và chất hoạt hoá  Chất hoạt hoá ở đây đóng vai trò một chất xúc tác không thể thiếu đc vì nó là động lực thúc đẩy sự phát triển của phản ứng Chất hoạt hoá (chất màu) tham gia trong những... và Retinal Năng lượng cung cấp cho phản ứng phân huỷ này là do photon của chùm ÁS chiếu vào mắt mang lại Phản ứng quang hoá phân huỷ Rodopsin phát sinh các xung động TK truyền lên dây TK thị giác Trong bóng tối, Rodopsin đc phục hồi khá nhanh với phản ứng ngược qua nhiều giai đoạn trung gian dưới tác dụng của năng lượng hoá sinh Trong các bệnh làm giảm lượng hấp thụ vitamin A hay bệnh võng mạc làm... và sinh lý chức năng của mổi sinh vật Một vài trường hợp còn có ý nghĩa quyết định đến hoạt động sống của một cơ thể nào đó Phổ của nó có thể chia làm 3 vùng:  Vùng bước sóng ngắn (100-275nm) làm thay đổi cấu trúc của protid, lipid và có tác dụng diệt trùng  Vùng bước sóng trung (275-320 nm) có tác dụng chống còi xương, tạo sắc tố, thúc đẩy sự tạo thành biểu mô, làm tốt hơn các quá trình tái sinh. .. năng lượng, năng lượng đc di chuyển từ A sang B rồi từ B mới phát quang  Nhiều cơ chế di chuyển năng lượng có ý nghĩa rất quan trọng trong nghiên cứu tác dụng của ÁS, tác dụng của bức xạ ion hoá lên cơ thể sống trong đó ta chú ý tới cơ chế cộng hưởng và cơ chế êxiton  Thuyết cộng hưởng về sự di chuyển năng lượng: Dạng chuyển năng lượng này là sự di chuyển năng lượng lượng tử từ phân tử bị kích thích... ảnh hưởng Trong quá trình phân tích, quang năng đã biến thành hoá năng Quá trình cảm thụ ÁS liên quan nhiều đến bản chất dòng điẹn sinh vật • Ngưỡng nhìn:  Là số photon tối thiểu mà TB que phải hấp thụ để gây nên cảm giác sáng  Nó phụ thuộc vào nhiều yếu tố: bước sóng ÁS, kích thước vật khảo sát, đường kính đồng tử, thời gian ÁS tác dụng lên đồng tử Ngưỡng nhìn vào khoảng 1 đến 2 photon ε= hc λ nên... lại • Cảm giác màu sắc:  Chỉ có những bức xạ điện từ có bước sóng trong khoảng 0,4-0,76 µm mới gây ra đc cảm giác sáng  Giác mạc có tác dụng bảo vệ cho các bộ phận trong nhãn cầu khỏi bị tác dụng xấu của tia tử ngoại  Cảm giác màu là ấn tượng chủ quan, người ta ngụ ý màu là sự khác nhau về chất biểu hiện bên trong cảm giác sáng và trong trường hợp đó thị trường không có cấu trúc Màu đc chia làm 2 nhóm:... chất protid phụ thuộc vào các đặc tính lý hoá của chúng: độ nhớt, khả năng khuếch tán, khả năng di chuyển, sức căng mặt ngoài  Với acid nuclêic: QĐL làm giảm một cách đáng kể độ nhớt và khả năng lắng của các acid nuclêic điển hình là guanidin • TDQĐL lên dược chất: trong điều trị chúng ta thường dùng nhiều loại thuốc tham gia vào các phản ứng QĐL VD: các loại sulphonamid hay các loại barbiturat • TDQĐL