Контрольная работа №1

Дать определение порога слышимости, его численное значение.        

Звук - упругие колебания частиц среды, распространяющиеся в виде продольной волны и воспринимаемые ухом человека в диапазоне частот от 16 Гц до 20 кГц. Распространение звука сопровождается изменением давления в среде. Именно изменения давления вызывают колебания барабанной перепонки, которые и определяют начало такого сложного процесса, как возникновение слуховых ощущений. Распространение звуковой волны сопровождается переносом энергии.

Интенсивность звука — это энергия, переносимая волной через единицу площади за единицу времени. В однородной среде интенсивность звука, испущенного в данном направлении, убывает по мере удаления от источника звука. При использовании волноводов можно добиться и увеличения интенсивности. Типичным примером такого волновода в живой природе является ушная раковина. Есть минимальная  частота, которую слышит человек - это порог слышимости.

Порог слышимости — минимальная величина звукового давления, при которой звук данной частоты может быть ещё воспринят ухом человека.  Величину порога слышимости принято выражать в децибелах, принимая за нулевой уровень звукового давления   2·10⁻⁵Н/м² или 20·10⁻⁶Н/м² при частоте 1 кГц (для плоской звуковой волны), что соответствует интенсивности звука

I₀ = 1·10⁻¹²Вт/м². Порог слышимости зависит от частоты звука.                                                                   При действии шумов и других звуковых раздражителей порог слышимости для данного звука повышается, причём повышенное значение порога слышимости сохраняется некоторое время после прекращения действия мешающего фактора, а затем постепенно возвращается к исходному уровню.                                                              У разных людей и у одних и тех же лиц в разное время порог слышимости может различаться. Он зависит от возраста, физиологического состояния, тренированности. Однако с возрастом верхняя граница этого диапазона уменьшается.

Возраст	Верхняя граница частоты, Гц
Маленькие дети	22 000
До 20 лет	20 000
35 лет	примерно 15 000
50 лет	примерно 12 000

При дальнейшем увеличении амплитуды начнут колебаться соседние волокна базилярной мембраны и, как только они коснутся волосковых клеток, слуховое ощущение снова возрастет. Постепенно область возбуждения базилярной мембраны расширяется, и слуховые ощущения скачками нарастают.

Величину приращения звукового давления или интенсивности звука, соответствующую скачку -  называют порогом различения интенсивности звука.

Число градаций интенсивности, различаемое на средних частотах, не превышает 250, на низких и высоких частотах резко уменьшается и в среднем по диапазону составляет ~150.

Диаграмма слышимости. Чтобы сформировалось слуховое ощущение, интенсивность звуковых волн должна превысить не­которое минимальное значение, называемое порогом слышимости. Оно имеет для различных частот различные значения звуко­вого диапазона (нижняя кривая на рис.17.1). Это означает, что слуховой аппарат обладает не одинаковой чувствительностью к звуковым воздействиям на разных частотах. Максимальной чувствительностью ухо человека обладает в области частот 1000- 3000 Гц. Здесь пороговое значение интенсивности звука мини­мально и составляет 10^-12 Вт/м². С увеличением интенсивности звука возрастает и ощущение громкости. Однако звуковые волны с интенсивностью порядка 1-10 Вт/м²вызывают уже ощущение боли.                                                                                                                                    

Порог болевого ощущения слуховой — это значения звукового давления и интенсивности звука, при которых у человека возникают выраженные болевые ощущения (что связано, в частности, с достижением предела растяжимости барабанной перепонки). Он также зависит от частоты звука (верхняя кривая на рис. 17.1 см.выше), но в меньшей степе­ни, чем порог слышимости.                                               Болевое ощущение определяет границу динамического диапазона слышимости человека, который в среднем составляет 140 дБ для тонального сигнала и 120 дБ для шумов со сплошным спектром.    

Болевой порог: Im = 10 Вт/м2.      

Превышение данного порога приводит к акустической травме.

Область частот и интенсивностей звука, ограниченная верх­ней и нижней кривыми на рис. 17.1, называется областью слышимости.     

В физике и технике логарифм отношения двух интенсивно­стей называют уровнем интенсивности.   

Уровни интенсивности Отношение интенсивностей, соответствующих порогам слышимости и болевого ощущения, столь велико (Im /I0 = 10¹³), что на практике используют логарифмическую шкалу, вводя специальную безразмерную характеристику уровень интенсивности.                                                                                                                             Уровнем интенсивности называют десятичный логарифм отношения интенсивности звука к порогу слышимости :     

Отношения интенсивно­сти некоторого звука I   к интенсивности на пороге слышимости I ₀ = 10^-12 Вт/м²,  называется уровнем интенсивности звука L и измеряется обычно в децибелах:L(дБ)=10lgI/I₀.                                                                                                                  На пороге слышимости(I = I о)уровень интенсивности звукаL = 0,                         а на пороге болевого ощущения (I =10 Вт/м²) L= 130 дБ.                                                     Если человек слышит звуки, приходящие с одного направления от нескольких некогерентных источников, то их интенсивности складываются:          I=I_I+I₂+…                                                                                                                                         В этом случае для уровня интенсивности результирующего сигнала получаетсяследующая формула:    L_Б =1g (10^L₁ + 10^L₂ +...)                                             здесь величины L_1, L_2,... должны быть выражены в белах.                                          Высокий  уровень интенсивности звука приводит к необратимым изменениям в слуховом аппарате.  Так, звук в 160 дБ может вызвать разрыв барабанной перепонки и смещение слуховых косточек в среднем ухе, что приводит к необратимой глухоте. При 140 дБ человек ощущает сильную боль, а продолжительное действие шума в 90-120 дБ приводит к поражению слухового нерва.

Фосфолипиды клеточной мембраны. Физико-химические свойства. Подвижность липидных молекул (латеральная диффузия, флип-флоп переход).                                                                                                    

Клеточная мембрана — это ультратонкая пленка на поверхности клетки или клеточной органеллы, состоящая из бимолекулярного слоя липидов с встроенными белками и полисахаридами.

 

 Существуют три основные функции биологических мембран:

 • барьерная — обеспечивает селективный, регулируемый, пассивный и активный транспорт веществ;

• матричная — обеспечивает определенное взаимное расположение и ориентацию мембранных ферментов относительно субстратов с целью реализации их оптимального взаимодействия;

• механическая — обеспечивает прочность и автономность клетки и внутриклеточных структур. С учетом этого биологические мембраны опосредуют

· синтез АТФ на внутренних мембранах митохондрий и фотосинтез в мембранах хлоропластов;

· генерацию и проведение биопотенциалов;

· рецепторную (механическая, акустическая, обонятельная, зрительная, химическая, терморецепция — мембранные процессы) и многие другие.

2. Фосфолипиды (глицерофосфолипиды)— омыляемые сложные липиды, при гидролизе которых образуются жирные кислоты, спирты, фосфорная кислота, а также аминоспирты и др. соединения.
Представители: фосфатидилсерин, фосфатидилэтаноламин, фосфатидилхолин, фосфатидилинозитол

          Фосфолипиды:                                                                                                                   

-Участвуют в транспорте липидов в виде ЛП частиц;                                                         -Главные компоненты клеточных мембран;                                                               -Замедляют синтез коллагена и повышают активность коллагеназы                           -Производные ФЛ ИФ-3 и ДАГ – важнейшие вторичные посредники регуляции обмена углеводов и липидов;                                                                                         -Участвуют в свертывании крови и иммунных реакциях;                                        -Участвуют в проведении нервного импульса;                                                                                            -В переносе электронов по ЦТЭ;                             

 -Активируют лизосомальные ферменты;                                                   

-Принимают участие в процессах клеточной пролиферации, регенерации тканей.                                                                                            

 Очищенные ФЛ применяют в фармации, питании, косметики и продуктах питания.Обладают общим свойством – липиды нерастворимы в воде и растворимы в органических растворителях.      

Высокая подвижность липидных молекул обуславливает диффузию:
а) Латеральная диффузия – хаотическое тепловое перемещение молекул липидов в плоскости мембраны в пределах одного мембранного слоя. Молекулы перемещаются с помощью поступательного движения, могут совершать и вращательные движения.                                                                                                         б) Флип – флоп переход - диффузия молекул мембранных фосфолипидов поперек мембраны (молекулы перемещаются из одного слоя в другой).                                                                                                                          Большая скорость латеральной диффузии обеспечивает высокую скорость химических реакций, происходящих на мембранах, а малая скорость  «флип-флоп»-переходов способствует сохранению асимметрии мембран.                                                                                                      

3. Белки клеточной мембраны. Классификация белков.

Белки клеточной мембраны определяют специфические функции мембраны. Молекулы белков не образуют сплошного слоя.                                                    К мембранным белкам относятся белки, которые встроены в клеточную мембрану или мембрану клеточной органеллы или ассоциированы с таковой. Мембранные белки могут быть классифицированы по топологическому или биохимическому принципу. Топологическая классификация основана на локализации белка по отношению к липидному бислою.                                    Биохимическая классификация основана на прочности взаимодействия белка с мембраной. Топологическая классификация:

- Трансмембранные белки -полностью пронизывают мембрану и, таким образом, взаимодействуют с обеими сторонами липидного бислоя, катализируют реакции обмена веществ обеспечивают транспорт катионов и анионов, образуют поры.                                                                                     - Интегральные белки -постоянно встроены в липидный бислой, но соединены с мембраной только на одной стороне, не проникая на противоположную сторону.                                                                                           - Интегральные мембранные белки -прочно встроены в мембрану.              По отношению к липидному бислою интегральные белки могут быть - трансмембранными политопическими или интегральными монотопическими                                                                                                       .- Периферические мембранные белки -являются монотопическими белками. Они либо связаны слабыми связями с липидной мембраной, либо ассоциируют с интегральными белками за счёт гидрофобных, электростатических или других нековалентных сил, могут преобразовывать сигналы из внешней и внутренней среды

Существуют несколько подходов к классификации белков: по форме белковой молекулы, по составу белка, по функциям.