Лазеры. 2

Содержание

1.1.Введение. Лазеры…………………………………………………………………………………...…3

1.2. История применения лазеров в медицине…………………………………………………………..8

1.3. Лазеротерапия……………………………………………………………………………………...…9

1.4. Особенности лазерной хирургии………………………………………………………………..….10

2. Приложение к самостоятельной  работе студента…………………………………………………...13

2.1 Активный транспорт. Натрий-калиевый насос…………………………………………………….13

2.2 Трансплантация………………………………………………………………………………………14

2.3 Проводники 1 и 2 рода……………………………………………………………………………....16

2.4 Блокада ножек пучка Гиса…………………………………………………………………………..17

2.5 Интерференция света в тонких пленках……………………………………………………………18

2.6 Список литературы…………………………………………………………………………………..20

Лазеры

Лазеры или оптические квантовые генераторы – это современные источники когерентного излучения, обладающие целым рядом уникальных свойств. Создание лазеров явилось одним из самых замечательных достижений физики второй половины XX века, которое привело к революционным изменениям во многих областях науки и техники. К настоящему времени создано большое количество лазеров с различными характеристиками – газовых, твердотельных, полупроводниковых, излучающих свет в различных оптических диапазонах. Лазеры могут работать в импульсном и непрерывном режимах. Мощность излучения лазеров может изменяться в пределах от долей милливатта до 1012–1013 Вт (в импульсном режиме). Лазеры находят широкое применение в военной технике, в технологии обработки материалов, в медицине, оптических системах навигации, связи и локации, в прецизионных интерференционных экспериментах, в химии, просто в быту и т. д. Хотя первый оптический квантовый генератор был построен сравнительно недавно (1960 г.), современную жизнь уже невозможно представить без лазеров.

Одним из важнейших свойств лазерного излучения является чрезвычайно высокая степень его монохроматичности, недостижимая в излучении нелазерных источников. Это и все другие уникальные свойства лазерного излучения возникают в результате согласованного, кооперативного испускания световых квантов многими атомами рабочего вещества.

Чтобы понять принцип работы лазера, нужно изучить процессы поглощения и излучения атомами квантов света. Атом может находиться в различных энергетических состояниях с энергиями E1, E2 и т. д. В теории Бора эти состояния называются стабильными. На самом деле стабильным состоянием, в котором атом в отсутствие внешних возмущений может находиться бесконечно долго, является только состояние с наименьшей энергией. Это состояние называют основным. Все другие состояния нестабильны. Возбужденный атом может пребывать в этих состояниях лишь очень короткое время, порядка 10–8 с, после этого он самопроизвольно переходит в одно из низших состояний, испуская квант света, частоту которого можно определить из второго постулата Бора. Излучение, испускаемое при самопроизвольном переходе атома из одного состояния в другое, называют спонтанным. На некоторых энергетических уровнях атом может пребывать значительно большее время, порядка 10–3 с. Такие уровни называются  метастабильными.

Переход атома в более высокое энергетическое состояние может происходить при резонансном поглощении фотона,  энергия которого равна разности энергий атома в конечном и начальном состояниях.

Переходы между энергетическими уровнями атома не обязательно связаны с поглощением или испусканием фотонов. Атом может приобрести или отдать часть своей энергии и перейти в другое квантовое состояние в результате взаимодействия с другими атомами или столкновений с электронами. Такие переходы называются безизлучательными.

В 1916 году А. Эйнштейн предсказал, что переход электрона в атоме с верхнего энергетического уровня на нижний может происходить под влиянием внешнего электромагнитного поля, частота которого равна собственной частоте перехода. Возникающее при этом излучение называют вынужденным или индуцированным. Вынужденное излучение обладает удивительным свойством. Оно отличается от спонтанного излучения. В результате взаимодействия возбужденного атома с фотоном атом испускает еще один фотон той же самой частоты, распространяющийся в том же направлении. На языке волновой теории это означает, что атом излучает электромагнитную волну, у которой частота, фаза, поляризация и направление распространения точно такие же, как и у первоначальной волны. В результате вынужденного испускания фотонов амплитуда волны, распространяющейся в среде, возрастает. С точки зрения квантовой теории, в результате взаимодействия возбужденного атома с фотоном, частота которого равна частоте перехода, появляются два совершенно одинаковых фотона.

Индуцированное излучение является физической основой работы лазеров.

На рис. 1 схематически представлены возможные механизмы переходов между двумя энергетическими состояниями атома с поглощением или испусканием кванта света.

Рассмотрим слой прозрачного вещества, атомы которого могут находиться в состояниях с энергиями E1 и E2 > E1. Пусть в этом слое распространяется излучение резонансной частоты перехода ν = ΔE / h. Согласно распределению Больцмана, при термодинамическом равновесии большее количество атомов вещества будет находиться в нижнем энергетическом состоянии. Некоторая часть атомов будет находиться и в верхнем энергетическом состоянии, получая необходимую энергию при столкновениях с другими атомами. Обозначим населенности нижнего и верхнего уровней соответственно через n1 и n2 < n1. При распространении резонансного излучения в такой среде будут происходить все три процесса, изображенные на рис. 1. Эйнштейн показал, что процесс (a) поглощения фотона невозбужденным атомом и процесс (c) индуцированного испускания кванта возбужденным атомом имеют одинаковые вероятности. Так как n2 < n1 поглощение фотонов будет происходить чаще, чем индуцированное испускание. В результате прошедшее через слой вещества излучение будет ослабляться. Это напоминает появление темных фраунгоферовских линий в спектре солнечного излучения. Излучение, возникающее в результате спонтанных переходов, некогерентно, распространяется во всевозможных направлениях и не дает вклада в проходящую волну.

Чтобы проходящая через слой вещества волна усиливалась, нужно искусственно создать условия, при которых n2 > n1, т. е. создать инверсную населенность уровней. Такая среда является термодинамически неравновесной. Идея использования неравновесных сред для получения оптического усиления впервые была высказана В. А. Фабрикантом в 1940 году. В 1954 году русские физики Н. Г. Басов и А. М. Прохоров и независимо от них американский ученый Ч. Таунс использовали явление индуцированного испускания для создания микроволнового генератора радиоволн с длиной волны λ = 1,27 см. За разработку нового принципа усиления и генерации радиоволн в 1964 году все трое были удостоены Нобелевской премии.

Среда, в которой создана инверсная населенность уровней, называется активной. Она может служить резонансным усилителем светового сигнала. Для того, чтобы возникала генерация света, необходимо использовать обратную связь. Для этого активную среду нужно расположить между двумя высококачественными зеркалами, отражающими свет строго назад так, чтобы он многократно прошел через активную среду, вызывая лавинообразный процесс индуцированной эмиссии когерентных фотонов. При этом в среде должна поддерживаться инверсная населенность уровней. Этот процесс в лазерной физике принято называть накачкой.

Начало лавинообразному процессу в такой системе при определенных условиях может положить случайный спонтанный акт, при котором возникает излучение, направленное вдоль оси системы. Через некоторое время в такой системе возникает стационарный режим генерации. Это и есть лазер. Лазерное излучение выводится наружу через одно (или оба) из зеркал, обладающее частичной прозрачностью. На рис. 2 схематически представлено развитие лавинообразного процесса в лазере.

Существуют различные способы получения среды с инверсной населенностью уровней. В рубиновом лазере используется оптическая накачка, атомы возбуждаются за счет поглощения света. Но для этого недостаточно только двух уровней. Каким бы мощным не был свет лампы–накачки, число возбужденных атомов не будет больше числа невозбужденных. В рубиновом лазере накачка производится через вышерасположенный третий уровень (рис. 3).

После вспышки мощной лампы, расположенной рядом с рубиновым стержнем, многие атомы хрома, входящего в виде примеси в кристалл рубина (около 0,05 %), переходят в состояние с энергией E3, а через промежуток τ ≈ 10–8 с они переходят в состояние с энергией E2. Перенаселенность возбужденного уровня E2 по сравнению с невозбужденным уровнем E1 возникает из-за относительно большого времени жизни уровня E2.

Лазер на рубине работает в импульсном режиме на длине волны 694 мм (темно-вишневый свет), мощность излучения может достигать 106–109 Вт в импульсе. Исторически это был первый действующий лазер, построенный американским физиком Т. Майманом в 1960 г.

Одним из самых распространенных в настоящее время является газовый лазер на смеси гелия и неона. Общее давление в смеси составляет порядка 102 Па при соотношении компонент He и Ne примерно 10 : 1. Активным газом, на котором в непрерывном режиме возникает генерация на длине волны 632,8 нм (ярко-красный свет), является неон. Гелий – буферный газ, он участвует в механизме создания инверсной населенности одного из верхних уровней неона. Излучение He–Ne лазера обладает исключительной, непревзойденной монохроматичностью. Расчеты показывают, что спектральная ширина линии генерации He–Ne лазера составляет примерно Δν ≈ 5·10–4 Гц. Это фантастически малая величина. Время когерентности такого излучения оказывается порядка τ ≈ 1 / Δν ≈ 2·103 с, а длина когерентности c τ ≈ 6·1011 м.

На практике многие технические причины мешают реализовать столь узкую спектральную линию He–Ne лазера. Путем тщательной стабилизации всех параметров лазерной установки удается достичь относительной ширины Δν / ν порядка 10–14–10–15, что примерно на 3–4 порядка хуже теоретического предела. Но и реально достигнутая монохроматичность излучения He–Ne лазера делает этот прибор совершенно незаменимым при решении многих научных и технических задач. Первый гелий-неоновый лазер был создан в 1961 году. На рис.  4 представлена упрощенная схема уровней гелия и неона и механизм создания инверсной населенности лазерного перехода.

Накачка лазерного перехода E4 → E3 в неоне осуществляется следующим образом. В высоковольтном электрическом разряде вследствие соударений с электронами значительная часть атомов гелия переходит в верхнее метастабильное состояния E2. Возбужденные атомы гелия не упруго сталкиваются с атомами неона, находящимися в основном состоянии, и передают им свою энергию. Уровень E4 неона расположен на 0,05 эВ выше метастабильного уровня E2 гелия. Недостаток энергии компенсируется за счет кинетической энергии соударяющихся атомов. На уровне E4 неона возникает инверсная населенность по отношению к уровню E3, который сильно обедняется за счет спонтанных переходов на ниже расположенные уровни. При достаточно высоком уровне накачки в смеси гелия и неона начинается лавинообразный процесс размножения идентичных когерентных фотонов. Если кювета со смесью газов помещена между высокоотражающими зеркалами, то возникает лазерная генерация. На рис. 5 изображена схема гелий-неонового лазера.

Современные высокостабильные гелий-неоновые лазеры производятся в моноблочном исполнении. Для этого используется стеклообразное вещество – ситалл, обладающий практически нулевым температурным коэффициентом расширения. В куске ситалла в форме прямоугольного параллелепипеда просверливается канал, к торцам которого на оптическом контакте приклеиваются лазерные зеркала. Канал заполняется смесью гелия и неона. Катод и анод вводятся через дополнительные боковые каналы. Такая моноблочная конструкция обеспечивает высокую механическую и тепловую стабильность.

История применения лазеров в медицине

В 1964 году был разработан и опробован аргоновый ионный лазер. Это был лазер непрерывного излучения с сине-зеленой областью спектра и длиной волны в 488 нм. Это газовый лазер и контролировать мощность его было легче. Гемоглобин хорошо поглощал его излучение. Спустя короткое время стали появляться лазерные системы на основе аргонового лазера, которые помогали в лечении заболеваний сетчатки глаза.

В том же 64 году в лаборатории Bell был разработан лазер на алюмоитриевом гранате, легированным неодимом (Неодимовый лазер Nd:YAG) и углекислотный лазер (СО2). СО2- это газовый лазер, у которого излучение имеет непрерывный характер, с длиной волны 1060 нм. Вода очень хорошо поглощает его излучение. А так как мягкие ткани у человека в основном состоят из воды, то лазер СО2 стал хорошей альтернативой обычному скальпелю. При использовании этого лазера для разрезания тканей сводится к минимуму кровопотеря. В 70-х годах углекислотные лазеры нашли широкое применение в госпиталях при институтах в США. Сфера применения в то время для лазерных скальпелей: гинекология и отоларингология.

1969 год стал  годом разработки первого импульсного  лазера на красителях, а уже  в 1975 году появился первый эксимерный  лазер. Начиная с этого времени  лазер стал активно использоваться  и внедряться в различные сферы  деятельности.

Широкое распространение лазеры в медицине начали получать в 80-х годах в больницах и клиниках США. В большинстве своем тогда использовались углекислотные и аргоновые лазеры и применялись они в хирургии и офтальмологии. В недостатки лазеров того времени можно записать то, что у них было постоянное непрерывное излучение, которое исключало возможность более точной работы, что приводило к тепловым поражениям тканей вокруг обрабатываемой зоны. Успешное применение лазерных технологий в то время требовало колоссального опыта работы.

Следующим шагом в разработке лазерных технологий для медицины стало изобретение импульсного лазера. Такой лазер позволял воздействовать исключительно на проблемную зону, без повреждения окружающих тканей. И в 80-х годах появились первые импульсные лазеры на красителях. Это стало началом применения лазеров в косметологии. Такие лазерные системы могли удалять капиллярные гемангиомы и родимые пятна. Чуть позже появились лазеры способные удалять татуировки. Это были лазеры с модуляцией добротности (Q-switched lser).

Начало 90-х годов были разработаны и внедрены технологии сканирования. Точность лазерной обработки теперь контролировалась компьютером и появилась возможность проводить лазерную шлифовку кожи (лазерный пилинг), что значительно подняло популярность лазерной косметологии илазерной хирургии.

Сегодня область применения лазеров в медицине очень широкая. Это хирургия, офтальмология, стоматология, нейрохирургия, косметология, урология, гинекология, кардиология и т.д. Вы можете себе представить, что когда то лазер лишь был неплохой альтернативой скальпелю, а сегодня с его помощью можно удалять раковые клетки, производить очень точные операции на различных органах, диагностировать серьезные заболевания на самых ранних стадиях, такие как рак. Сейчас лазерные технологии в медицине идут в сторону развития комбинированных методов лечения, когда на ряду с лазерной терапией применяют физиотерапию,медикаменты, УЗ. К примеру в лечении гнойных заболеваний был разработан комплекс мероприятий, который включает лазерную обработку, использование антиоксидантов и различных биологически активных материалов.

Лазеротерапия

Лазеротерапия - лечебное применение оптического излучения, источником которого является лазер.

Методики лазеротерапии

Для лазеротерапии чаще всего используют оптическое излучение красного и инфракрасного диапазонов, генерируемое в непрерывном или импульсном режимах. Частота следования импульсов составляет 10-5000 Гц. Выходная мощность излучения достигает 60 мВт. В клинической практике используют воздействие лазерным излучением на очаг поражения и расположенные рядом ткани, рефлексогенные и сегментарно-метамерные зоны (расфокусированным лучом), а также на место проекции пораженного органа, задних корешков, двигательных нервов и биологически активных точек (лазеропунктура). Лазеропунктуру проводят по контактной методике, в которой излучатель устанавливают непосредственно на кожу или слизистые оболочки больного. В зависимости от техники облучения выделяют стабильную и лабильную методики лазеротерапии. Стабильная методика осуществляется без перемещения излучателя, который находится в фиксированном (чаще контактно) положении в течение всей процедуры. При лабильной методике излучатель произвольно перемещают по полям, на которые делят облучаемую зону (облучение по полям). В течение одной процедуры облучают одновременно 3-5 полей, а их общая площадь не должна превышать 400 см2' другом варианте излучатель медленно перемещают по спирали к центру с захватом здоровых участков кожи на 3-5 см по периметру патологического очага (сканирование лазерным лучом).

Лечебное действие лазеротерапии

На основании многочисленных данных основными лечебными эффектами лазеротерапии можно считать следующие:

1. коррекция клеточного и гуморального иммунитета;

2. повышение неспецифической резистентности организма;

3. улучшение реологических свойств крови и микроциркуляции;

4. регуляция гемостатического потенциала крови;

5. сосудорасширяющее действие;

6. нормализация кислотно-основного состояния крови и ее кислородтранспортной функции;

7. нормализация протеолитической активности;

8. повышение антиоксидантной активности крови;

9. стимуляция гемопоэза;

10. стимуляция внутриклеточных систем репарации ДНК при радиационных поражениях;

11. нормализация обменных процессов (белкового, липидного, углеводного, энергетического обмена);

12. нормализация и стимуляция регенераторных процессов;

13. противовоспалительное действие;

14. дезинтоксикационное действие;

15. антиаллергическое действие.

Лазерное излучение проникает в ткани на различную глубину, что зависит, от длины волны и от поглощающих свойств тканей. Под действием энергии лазерного излучения повышаются окислительно-восстанопительные процессы в тканях, повышается потребление тканями кислорода, стимулируются трофические и регенераторные процессы. Улучшаются процессы кровоснабжения тканей, повышается клеточный иммунитет. Лазерное излучение оказывает бактериостатическое действие, усиливает процессы регенерации костной ткани, оказывает противовоспалительное, рассасывающее действие. Лазеротерапия активизирует кровоснабжение головного мозга, ускоряет регенерацию нерва, улучшает трофику хрящевой ткани, снижает свертываемость крови, оказывает болеутоляющее, гипотензивное действие. Активация этих комплексов стимулирует синтез белков и нуклеиновых кислот, гликолиз, липолиз и окислительное фосфорилирование клеток. Сочетанная активация пластических процессов и накопление макроэргов приводит к усилению потребления кислорода и увеличению внутриклеточного окисления органических веществ, т.е. усиливает трофику облучаемых тканей. В облученных тканях происходят фазовые изменения локального кровотока и увеличение транскапиллярной проницаемости эндотелия сосудов микроциркуляторного русла. При лазерном облучении пограничных с очагом воспаления тканей или краев раны происходит стимуляция фибробластов и формирование грануляционной ткани. Уменьшение импульсной активности нервных окончаний С-афферентов приводит к снижению болевой чувствительности (за счет периферического афферентного блока), а также возбудимости проводящих нервных волокон кожи. При продолжительном воздействии лазерного излучения активируется нейроплазматический ток, что приводит к восстановлению возбудимости нервных проводников. Лазерное излучение усиливает деятельность иммунокомпетентных органов и систем и приводит к активации клеточного и гуморального иммунитета.

Особенности лазерной хирургии

Лазерная хирургия  позволяет использовать лазер для стерильного и бескровного рассечения и разрушения тканей. При этом лазерные хирургические установки отличаются высокой точностью, что позволяет воздействовать на отдельные клетки, органы и организм в целом. Такие установки, обладая универсальными свойствами, имеют широкие возможности воздействия на живую ткань путем облучения, иссечения, испарения и коагуляции (свертывания) биологических тканей лазерным излучением.

Лазерные хирургические установки применяются в основном в офтальмологии, отоларингологии и в амбулаторной хирургии. Но с каждым днем сфера их применения расширяется.

В хирургии применяются лазеры высокой интенсивности, которые вызывают необратимые изменения в тканях. При помощи лазерного скальпеля можно коагулировать ткани, испарить их, просто рассечь и удалить.

Лазеры дают при операции ряд преимуществ: под воздействием лазерного луча уничтожается любая инфекция , запаиваются кровеносные сосуды, лазерный луч действует очень точно, отсекая только те ткани, которые подлежат удалению, не затрагивая здоровых тканей. Проникая глубоко в ткани, лазерный луч активирует клетки, что способствует укорочению восстановительного периода после операции.

Большим плюсом лазерных установок является то, что их можно совмещать с эндоскопическими инструментами во время проведения операций эндоскопическим способом (при этом способе делают небольшие разрезы на коже для введения специальных инструментов, которыми хирург управляет, наблюдая за ходом операции через монитор).

Какие операции можно делать при помощи хирургического лазера

При помощи хирургического лазера можно проводить небольшие операции в амбулаторных условиях совершенно бескровно. Таким образом можно удалять небольшие опухоли, бородавки, родинки, совершенно не повреждая окружающие здоровые ткани. При этом заживление после применения хирургического лазера проходит гораздо быстрее, исключается в первую очередь присоединение инфекции. А так как удаление тканей происходит с минимальным травмированием окружающих здоровых тканей, предупреждается развитие грубых рубцов: рубцы после хирургического лазера остаются едва заметные. Последнее свойство послужило причиной широкого применения хирургического лазера при производстве пластических операций.

При помощи хирургического лазера сегодня проводят небольшие гинекологические операции. Например, лечение различных заболеваний шейки матки часто проводится путем коагуляции патологической ткани лазерным лучом в этой области. Таким же способом удаляются небольшие доброкачественные разрастания (например, кондиломы). Эта методика завоевывает все большую популярность, так как при воздействии на шейку матки она позволяет строго дозировать работу хирургического лазера по глубине и площади, не повреждая соседние, здоровые ткани. При этом хирургический лазер можно использовать одновременно с кольпоскопом (эндоскопическим прибором, который позволяет в деталях рассмотреть слизистую оболочку в месте воздействия). После лазерной коагуляции не остается грубых рубцов и сужений канала шейки матки, что особенно важно для женщин, которые еще не рожали.

Хирургический лазер в отоларингологии

С его помощью проводятся амбулаторные бескровные оперативные вмешательства на ЛОР-органах, например, лечение хронического насморка. При этом во время операции удаляется часть отечной слизистой оболочки и пациент начинает дышать носом. Таким же способом можно лечить хронические фарингиты, избавить за один сеанс человека от храпа, удалить аденоиды, различные опухоли в области носоглотки и остатки небных миндалин после перенесенной ранее тонзилэктомии.

Операции на ЛОР-органах при помощи лазера отличаются тем, что они абсолютно бескровны, не дают гнойно-септических осложнений (а это очень важно, ведь такие осложнения могут перейти на ткани головного мозга) и значительно сокращают послеоперационный период.

Но самое широкое применение хирургический лазер нашел в офтальмологии, где его высокая точность позволяет проводить операции, восстанавливающие зрение.

Лазер - инструмент будущего, уже прочно вошедший в нашу жизнь.

Приложение

1.Активный транспорт. Натрий-калиевый насос

Активный транспорт отличается от пассивного тем, что требует затрат энергии. Вещества, при активном транспорте, переносятся из области низкой концентрации в область более высокой. То есть перенос веществ происходит против градиента концентрации. Важно отметить, что градиент концентрации - не единственная причина затрат энергии клетки. Активный транспорт может также включать в себя перенос веществ против электрохимического градиента. В данном случае клетка способна будет поддерживать разность электрических потенциалов, что звучит весьма необычно. Энергию для транспорта поставляет молекула фосфоенолпирувата, у которого отщепляется фосфатная группа и высвобождается доля химической энергии, передавая её специальным белкам. Эти специальные белки могут быть использованы всеми сахарами, участвующими в фосфотрансферазной системе, но есть исключения: некоторые сахара используют специфичные только для них белки. Как правило эти белки содержатся в мембране клеток. Но наибольшую эффективность активный транспорт проявляет, когда переносит различные ионы. Все реакции, которые обеспечивают активный транспорт, происходят в мембране. Ферменты, которые катализируют эти реакции, также локализованы в мембране.

Самый яркий пример активного транспорта - натрий-калиевый насос. У большинства клеток концентрация ионов натрия меньше, чем в среде, которая эту клетку окружает. С калием дело обстоит наоборот: концентрация ионов калия в клетках больше, чем в окружающей среде. Согласно электрохимическому градиенту ионы натрия будут стремиться проникнуть в клетку, а ионы калия - выйти из клетки в окружающую среду. Так и происходит, но в дело вступает система которая называется натрий-калиевым насосом. Эта система выкачивает из клетки ионы натрия в окружающую среду, а ионы калия накачивает. Естественно для обеспечения этих процессов нужна энергия и переносчиком таковой является молекула АТФ. Гидролиз АТФ катализируется ферментом АТФазой. АТФаза (аденозитрифосфатаза) присутствует в самой мембране клеток. Считают, что именно АТФаза и выполняет роль натрий-калиевого насоса. Согласно источнику, энергии одной молекулы АТФ достаточно для того, чтобы обеспечить перенос из клетки в окружающую среду трех ионов натрия и транспорт двух ионов калия из окружающей среды в клетку. Видимо, клетки это делают потому, что ионы калия используются чаще, чем ионы натрия. Калий увеличивает частоту сердцебиения, регулирует кислотно-щелочной баланс, водный баланс, осмотическое давление, водно-солевой баланс, является одним из тех, кто осуществляет передачу нервных импульсов, стимулирует работу некоторых ферментов, принимает участие в углеводном и белковом обмене, иногда необходим для синтеза гликогена и белков, осуществляет выделительную функцию почек, оказывает положительное влияние на деятельность кишечника, оказывает влияние на кровяное давление и много другое. Так как ионы натрия также постоянно проникают в клетку, то они тоже оказывают этим положительное влияние на работу клетки и даже целого организма. С транспортом ионов натрия связан также транспорт сахаров, аминокислот. 
Существуют также специальные транспортные белки, локализованные в периплазматическом (междумембранным) пространстве. Эти белки, для выполнения своих функций, а именно транспорта веществ через мембрану, требует некоторых затрат энергии АТФ. Это особые, белок-связывающие системы. Они связывают специфичные им сахара, аминокислоты и даже ионы, после чего переносят их к также специфичным молекулам-носителям, расположенным в мембране. 

2.Трансплантация

     Трансплантация органов и тканей (лат. transplantare пересаживать) — замещение отсутствующих или необратимо поврежденных патологическим процессом тканей или органов собственными тканями либо органами (тканями), взятыми от другого организма

     Различают  аутотрансплантацию — пересадку органов и тканей в пределах одного организма; изотрансплантацию — пересадку органов и тканей, взятых от организмов генетически идентичных (например, однояйцовых близнецов); аллотрансплантацию (устаревшее гомотрансплантация) — пересадку органов и тканей между двумя организмами одного и того же вида; ксенотрансплантацию - пересадку органов и тканей между двумя организмами разных видов. Трансплантация может быть ортотопической и гетеротопической. Ортотопическая трансплантация (греч. orthos прямой, правильный + topos место) — пересадка, при которой орган или ткань помещают на место такого же отсутствующего или удаленного органа или ткани. Гетеротопическая трансплантация (греч. heteros другой, иной, необычный + topos место) — пересадка, при которой орган или ткань помещают на несвойственное им место. Гетеротопическая трансплантация в некоторых случаях может иметь вспомогательный характер, например, когда трансплантат (сердце, печень, поджелудочная железа) выполняет вспомогательную роль в отношении пораженного, но еще в какой-то степени функционирующего органа.   

 Трансплантат — участок ткани, органа или целый орган, которые используют для трансплантации. Организм, от которого берут органы или ткани для пересадки, называют донором, а организм, которому пересаживают ткани или органы, — реципиентом. Для обозначения повторной пересадки того или иного трансплантата служит термин «ретрансплантация».   

 Различают экспериментальную  и клиническую трансплантацию. Экспериментальная  трансплантация необходима как предклинический этап разработки всех биологических, хирургических и организационных проблем пересадки тех или иных органов или тканей. В эксперименте осуществляют трансплантацию практически всех тканей и органов, включая головной мозг (пересадка головы). Экспериментальная трансплантация необходима для дальнейшего изучения иммунных реакций со стороны реципиента после трансплантацииему аллогенных или ксеногенных органов и тканей. Экспериментальная трансплантация крайне важна и для разработки новых методов иммунодепрессивной терапии, обеспечивающих необходимую иммунологическую толерантность в отношении пересаженных генетически отличных органов и тканей. Большое значение экспериментальнаятрансплантация имеет и в онкологии, особенно для изучения так называемых перевариваемых штаммов опухолей.