0288

szybkość ta zależna jest od stężenia c i od temperatury T według prawa Arrheniusa

_ E_

k — Ae ^kT    16.1

gdzie A oznacza stałą, związaną z prawdopodobieństwem zderzenia reagujących molekuł, a E — energię aktywacji (energia konieczna do przejścia cząsteczki w stan o podwyższonej energii, w którym jest zdolna do realizacji danej przemiany chemicznej). Procesy biologiczne przebiegają w przybliżeniu zgodnie z prawem Arrheniusa. Wartość energii aktywacji daje przy tym wgląd w mechanizm przebiegu procesu. Jednak oznaczenie energii aktywacji jest kłopotliwe, jeżeli w ogóle możliwe. Dlatego dla wyrażania wpływu temperatury na procesy biologiczne wprowadza się współczynnik Van’t Hofla, inaczej współczynnik Q_ia. Współczynnik 0i_O definiuje się stosunkiem szybkości przebiegu procesu w temperaturze T — 10 K do jego szybkości w temperaturze T, czyli

16.2

Stąd znając współczynnik Q_w można energię aktywacji otrzymać ze wzoru:

J    £.01

E £ {1,9T* Ig 0_1O}    albo E £ {0,467* _{Ig Gl0}}

Dla procesów biologicznych jest na ogół 1,2 < Q₁₀< 4, przy czym dla większości procesów jest Q_J0 = 2. Dla procesów o charakterze fizycznym, np. dyfuzji i procesów fotochemicznych jest Q_J0 s 1. Dla reakcji chemicznych 2< Q ₁₀< 3, dla enzymatycznych natomiast Q_l0 < 2. Z wartości Q₁₀ można zatem sugerować, jaki jest mechanizm procesu. Na przykład dla pobudzenia nerwu Q₁₀ ^ 1,7, co odpowiada reakcjom enzymatycznym, natomiast dla pobudzenia płytek mięśniowych Q_l0 = 2,6, to sugeruje chemiczny charakter procesu.

16.2. Rozkład temperatury w organizmie człowieka

W przybliżeniu stałą temperaturę utrzymuje tylko wnętrze ciała ludzkiego. Powłoka zewnętrzna o grubości zależnej od warunków otoczenia, zmienia temperaturę zależnie od tych warunków. Grubość tej powłoki dochodzi do 2,5 cm, co stanowi 20 do 30% masy ciała, a przy znacznym ochłodzeniu nawet do 50%.

Ciepło wytworzone w narządach o wysokim poziomie metabolizmu (wątroba, serce, nerki, mózg, mięśnie) jest przez krew, nagrzewającą się w tych narządach, rozprowadzana po całym organizmie. W ten sposób z krwią, a więc drogą konwekcji, ciepło dostaje się także do powłoki powierzchniowej. Przy niższych temperaturach otoczenia zewnętrzna powierzchnia ciała ma temperaturę niższą od jego wnętrza. W powłoce powierzchniowej istnieje wtedy spadek temperatury warunkujący transport ciepła drogą przewodnictwa

294