Биоелектрични явления

Биоелектрични явления

Началото на изучаването на електрическите явления, възникващи в живите тъкани, датира от втората половина на 18 век, когато е открито, че някои риби (електрически скат, електрическа змиорка) използват електрически разряди, когато ловуват, зашеметяват и обездвижват плячката си. Предполага се, че разпространението на нервен импулс е потокът на специална "електрическа течност" по протежение на нерва. През 1791-1792г Италианските учени Л. Галвани и А. Волта са първите, които дават научно обяснение на феномена "животински електричество". Със своите вече класически експерименти те надеждно установиха факта за съществуването на електрически явления в живо тяло. По-късно биоелектричните явления са открити в растителните тъкани.

От гледна точка на съвременните представи за биоелектричните явления е ясно, че всички жизнени процеси са неразривно свързани с различните форми на биоелектричество. По-специално, биоелектричните явления определят възникването на възбуждане и неговото провеждане по нервните влакна, предизвикват процесите на свиване на мускулните влакна на скелетните, гладките и сърдечните мускули, екскреторната функция на жлезистите клетки и др. Биоелектричните явления са в основата на абсорбционните процеси в стомашно-чревния тракт, усещането за вкус и мирис, дейността на всички анализатори и др. Няма физиологичен процес в живия организъм, който да не е свързан под една или друга форма с биоелектричеството.

Но какво точно представляват биоелектричните явления, откъде идват, какво е участието им в жизнените процеси? За да се улесни разбирането на същността на биоелектричните явления, всеки жив организъм може да бъде представен като сложна смес от течности и различни химични съединения. Много от тези съединения (както тези, които влизат в тялото под формата на храна, така и тези, изолирани от него по време на метаболизма, и междинните вещества, образувани по време на метаболизма) са под формата на положително или отрицателно заредени частици - йони.

Преразпределението на тези йони и техният транспорт, които непрекъснато се извършват в процеса на живот, е причина за възникването на биоелектрични явления. На практика всички биоелектрични явления се определят чрез разликата в електрическия потенциал между две точки от жива тъкан, която може да се регистрира със специални електрически уреди - галванометри. С помощта на микроелектроди, например, е възможно да се измери потенциалната разлика между външната и вътрешната страна на клетъчната мембрана (мембрана).

Тази потенциална разлика се нарича потенциал на покой или мембранен потенциал. Наличието му се дължи на неравномерното разпределение на йони (предимно натриеви и калиеви йони) между вътрешното съдържание на клетката (нейната цитоплазма) и околната среда около клетката. Големината на мембранния потенциал е различна: за нервната клетка е 60-80 миливолта (mV), за набраздените мускулни влакна - 80-90 mV, за сърдечните мускулни влакна - 90-95 mV, а за всеки тип клетка при останалата потенциална стойност е строго определена и отразява интензивността на метаболитните процеси, протичащи в тази клетка.

В една възбудена клетка се регистрира друг вид потенциал - така нареченият потенциал на действие, който за разлика от потенциала на покой се движи под формата на вълна на възбуждане по повърхността на клетката със скорост до няколко десетки метра в секунда. . Във всяка възбудена зона потенциалът придобива противоположен знак. Появата на потенциал за действие е свързана със селективно повишаване на пропускливостта на клетъчната мембрана за натриеви йони.

Има и други видове потенциали, по-специално така нареченият потенциал за увреждане или демаркационен потенциал. Този тип електрическа активност се записва между увредени и непокътнати (неувредени) тъканни области. Може да се предположи, че възникването му стимулира възстановителните (регенерационни) резерви на клетката (тъканта).

Биоелектрични явления (според