Рассмотрим законы изменения c(t) при различных способах введения лекарства

1 способ. Однократное введение лекарственного препарата – инъекция.

Представим себе организм как систему объемом V, после введения в которую лекарственного препарата массой m0, начинается его удаление из организма. Распределение препарата по организму предполагается равномерным. Скорость удаления p препарата из организма прямо пропорциональна его массе в организме: p=-km, k – коэффициент удаления препарата из организма. Скорость изменения массы лекарственного вещества в организме равна скорости его выведения p: dm/dt=p, следовательно, dm/dt=-km.

Решение это дифференциального уравнения, с учетом начального условия, что при t=0 масса введенного лекарства m=m0, . Концентрация лекарственного препарата в организме (например, в крови), c=m/V:

или , где V – объем крови, с0 – начальная концентрация

Концентрация лекарственного препарата в крови будет постепенно снижаться по убывающему экспоненциальному закону. Таким образом, при однократном способе введения лекарства не удаётся поддерживать в крови его постоянную концентрацию.

2-й способ. Непрерывное введение препарата с постоянной скоростью – инфузия (капельница).

В этом случае изменение массы лекарственного препарата в организме dm/dt определяется не только скоростью его удаления р, но и скоростью введения Q – количеством лекарственного вещества, вводимого в организм на единицу времени: dm/dt=Q-km. Решим это дифференциальное уравнение с учетом, что при t=0 масса m=0:

Введем новую переменную U=Q-km, dU=-kdm, dm=-dU/k, ∫dm/Q-km=1/k∫dU/U

Тогда получаем ; и, наконец,

Концентрация лекарства в крови

В начальный момент времени t=0, c=0.

При tà∞ величина à0 и càQ/kV

Через некоторое время после начала введения лекарства устанавливается постоянная концентрация c=Q/kV

3-й способ. Сочетание непрерывного введения лекарственного препарата с введением нагрузочной дозы. При этом фармакокинетическая модель привет вид: . Если выбрать соответствующие скорость введения лекарства Q=kVcопт и нагрузочную дозу m0=Q/k=Vcопт, постоянная концентрация с=сопт устанавливается мгновенно.

1. Влияние физических полей на биосферу

Шумовое воздействие – одна из форм вредного физического воздействия на окружающую природную среду. Загрязнение среды шумом возникает в результате недопустимого превышения естественного уровня звуковых колебаний. С экологической точки зрения в современных условиях шум становится не просто неприличным для слуха, но и приводит к серьезным физиологическим последствиям для человека. В урбанизированных зонах развитых стран мира от действия шума страдают десятки миллионов людей.

В зависимости от слухового восприятия человека упругие колебания в диапазоне частот от 16 до 20 000 Гц называют звуком, менее 16 Гц – инфразвуком, от 20 000 до 1х109 – ультразвуком и свыше 1х109 – гиперзвуком. Человек способен воспринять звуковые частоты лишь в диапазоне 16-20 000 Гц.

Единица измерения громкости звука, равная 0,1 логарифма отношения данной силы звука к пороговой (воспринимаемой ухом человека) его интенсивности, называется децибелом (дБ). диапазон слышимых звуков для человека составляет от 0 до 170 дБ.

Естественные природные звуки на экологическом благополучии человека, как правило, не отражаются. Звуковой дискомфорт создают антропогенные источники шума, которые повышают утомляемость человека, снижают его умственные возможности, значительно понижают производительность труда, вызывают нервные перегрузки, шумовые стрессы и т.д. Высокие уровни шума (> 60 дБ) вызывают многочисленные жалобы, при 90 дБ органы слуха начинают деградировать, 110-120 дБ считается болевым порогом, а уровень антропогенного шума свыше130 дБ – разрушительный для органа слуха предел. Замечено, что при силе шума в 180 дБ в металле появляются трещины.

Основные источники антропогенного шума – транспорт (автомобильный, рельсовый и воздушный) и промышленные предприятия. Наибольшее шумовое воздействие на окружающую среду оказывает автотранспорт (80 % от общего шума). В настоящее время на автомобильных дорогах Москвы, Санкт-Петербурга и других крупных городов России уровень шума от транспорта в данное время достигает 90-100 дБ и даже ночью в некоторых районах не опускается ниже 70 дБ (предельно допустимый уровень шума для ночного времени – 40 дБ).
Под биологическим загрязнением понимают привнесение в экосистемы в результате антропогенного воздействия не характерных для них видов живых организмов (бактерий, вирусов и др.), ухудшающих условия существования естественных биотических сообществ или негативно влияющих на здоровье человека. основными источниками биологического воздействия являются сточные воды предприятий и кожевенной промышленности, бытовые промышленные свалки, кладбища, канализационная сеть, поля орошения и др. Из этих источников разнообразные органические соединения и патогенные микроорганизмы попадают в почву, горные породы и подземные воды. По данным санэпидстанцией, патогенные кишечные палочки обнаруживаются в подземных водах на глубине до 300 м от поверхности земли.

Процессы взаимодействия электромагнитных полей с живой клеткой, живым организмом довольно сложные и в настоящее время в полной мере не исследованы. Взаимодействия электромагнитных полей с биологическим объектом определяется (23,25,26):

- параметрами излучения (частотой или длиной волны, когерентностью колебания, скоростью распространения, поляризацией волны);

- физическими и биохимическими свойствами биологического объекта, как среда распространения электромагнитных полей (диэлектрической проницаемостью, электрической проводимостью, длиной электромагнитной волны в ткани, глубиной проникновения, коэффициентом отражения от границы воздух - ткань).

Живые организмы, состоящие из множества клеток, имеющих, в свою очередь, огромное число молекул, атомов, заряженных частиц, сами являются источниками электромагнитных колебаний в широком диапазоне частот – от ультравысоких до инфранизких (27). Эти колебания могут иметь случайный и периодический характер. Эволюция биообъектов происходила под действием внешних (экзогенных) и внутренних (эндогенных) электромагнитных полей. В процессе жизнедеятельности организмов возникают волновые и колебательные процессы, отображающие, например, электроэнцефалограммой, обусловленной электрической активностью мозга, электрокардиограммой, характеризующей работу сердца и т.п.

Чувствительность биологических систем к внешним электромагнитным полям зависит от диапазона частот и интенсивности излучений.

Влияние электромагнитных полей на человеческий организм может быть как полезным (лечебным), так и вредным. Лечебное воздействие электромагнитных полей используется в гипертермии, лазерной хирургии, физиотерапии, диатермии и т.д. полезное действие электромагнитных полей используется в медицинской диагностике. Исключительный интерес представляют миллиметровые волны с точки зрения воздействия на биологические объекты, представляющие собой термодинамически неравновесные системы (диссипативные структуры).