biofyzika zkouška 2

Pozitronová emisní tomografie (PET)

• Použití radionuklidů emitujících pozitrony (radionuklid je navázán na vhodný nosič, který se podílejí na biologických procesech).

• Pozitron proletí tkání nejvýše několik mm a jeho interakcí s elektrony dojde k anihilaci za vzniku dvou g fotonů, které jsou emitovány v úhlu 180°.

• Detektory registrují páry anihilačních fotonů v čase. Informace se dále zpracovává, což umožní rekonstrukci polohy, kde došlo k anihilaci. Získá se obraz prostorového rozložení radiofarmaka v organismu.

• Radiofarmaka používaná v PET mají velmi krátký poločas rozpadu (např. 18F ~110 min; 11C ~20 min) => musí být připravována přímo v nemocnici (cyklotron)

• Umožňuje detekci pikomolárních koncentrací, což v kombinaci s krátkým t1/2 přináší minimální rizika (in vivo studie)

• PET je nejcitlivější a nejselektivnější technika zobrazování procesů (metabolické funkce) v lidském těle

• Využití zejména v neurologii (funkční anatomie mozku) a onkologii (odhalování recidiv nádorů)

• Využití při vývoji nových léčiv: např. sledování průniku léčiva do nádoru

• Použití fluorodeoxyglukosy se projeví zobrazením tkání s velkou metabolickou aktivitou (mozek, játra, nádory).

• Farmakokinetika: po podání léčiva s obsahem radionuklidu je možné sledovat distribuci léčiva v organismu.

39. Termika. Tepelná bilance chemických reakcí v organismu. Produkce tepla a ztráty tepla v organismu.

Termika - makroskopický přístup, pohled na systém jako celek (zjednodušuje popis tepelných dějů). Termodynamika - studuje zákony vzájemné přeměny tepelné a jiných forem energie.

Teplo je forma energie, teplota stav určitého systému. Vztah mezi změnou teploty systému a množstvím dodané/odebrané tepelné energie: deltaQ = m * c * deltaT

deltaQ (J) přírůstek tepla, deltaT (K) přírůstek teploty, m (kg) hmotnost, c (J/kg.K) měrná tepelná kapacita

Termodynamická teplota v kelvinech (K), jednotka SI. V medicíně stupnice Celsiova. USA: stupně Fahrenheita (0°C = 32°F; 100°C = 212°F). T [K] = t [°C] + 273,15

Měření teploty - neurčujeme přímo, ale sledujeme jinou veličinu, která je na teplotě závislá.

Termodynamika biologických systémů

• Biologické systémy mají vysokou uspořádanost (organismy z buněk; buňky z biopolymerů; struktura bílkovin, nukleových kyselin).

• Biologické systémy přijímají látky a energii z okolí (otevřené systémy).

• Část energie se využije ke zvýšení uspořádanosti: DeltaexterníS = DeltainterníS ≤ 0

Biologické systémy se mohou udržovat ve stavu s vysokým stupněm uspořádání na úkor uspořádanosti vnějšího prostředí (není rozpor s II. termodynamickou větou) – termodynamika otevřených systémů.

Organismy přijímají organické sloučeniny a rozkládají je. Část uvolněné energie je využita k energetickému zásobování, část ke zvýšení vlastní organizovanosti (snížení entropie).