Bioelektriske fænomener

Bioelektriske fænomener

Begyndelsen af ​​undersøgelsen af ​​elektriske fænomener, der forekommer i levende væv, går tilbage til 2. halvdel af det 18. århundrede, hvor det blev opdaget, at nogle fisk (elektrisk rokke, elektrisk ål) bruger elektriske udladninger, når de jager, bedøver og immobiliserer deres bytte. Det er blevet foreslået, at udbredelsen af ​​en nerveimpuls er strømmen af ​​en speciel "elektrisk væske" langs nerven. I 1791-1792 De italienske videnskabsmænd L. Galvani og A. Volta var de første til at give en videnskabelig forklaring på fænomenet "dyreelektricitet". Med deres nu klassiske eksperimenter etablerede de pålideligt det faktum, at der findes elektriske fænomener i en levende krop. Senere blev bioelektriske fænomener opdaget i plantevæv.

Fra de moderne ideer om bioelektriske fænomener er det klart, at alle livsprocesser er uløseligt forbundet med forskellige former for bioelektricitet. Især bioelektriske fænomener bestemmer forekomsten af ​​excitation og dens ledning langs nervefibre, forårsager sammentrækningsprocesserne af muskelfibre i skelet-, glatte og hjertemuskler, udskillelsesfunktionen af ​​kirtelceller osv. Bioelektriske fænomener ligger til grund for absorptionsprocesser i mave-tarmkanalen, opfattelsen af ​​smag og lugt, aktiviteten af ​​alle analysatorer osv. Der er ingen fysiologisk proces i en levende organisme, der ikke er forbundet med bioelektricitet i en eller anden form.

Men hvad er bioelektriske fænomener egentlig, hvor kommer de fra, hvad er deres deltagelse i livsprocesser? For at lette forståelsen af ​​essensen af ​​bioelektriske fænomener kan enhver levende organisme repræsenteres som en kompleks blanding af væsker og forskellige kemiske forbindelser. Mange af disse forbindelser (både dem, der kommer ind i kroppen i form af mad, og dem, der er isoleret fra det under metabolisme, og mellemstoffer dannet under metabolisme) er i form af positivt eller negativt ladede partikler - ioner.

Omfordelingen af ​​disse ioner og deres transport, som konstant finder sted i livets proces, er årsagen til forekomsten af ​​bioelektriske fænomener. I praksis bestemmes alle bioelektriske fænomener gennem forskellen i elektrisk potentiale mellem to punkter af levende væv, som kan registreres af specielle elektriske enheder - galvanometre. Ved hjælp af mikroelektroder er det for eksempel muligt at måle potentialeforskellen mellem yder- og indersiden af ​​cellemembranen (membranen).

Denne potentialforskel kaldes hvilepotentialet eller membranpotentialet. Dens tilstedeværelse skyldes den ujævne fordeling af ioner (primært natrium- og kaliumioner) mellem det indre indhold af cellen (dens cytoplasma) og miljøet omkring cellen. Størrelsen af ​​membranpotentialet er forskellig: for en nervecelle er den 60-80 millivolt (mV), for tværstribede muskelfibre - 80-90 mV, for hjertemuskelfibre - 90-95 mV, og for hver celletype kl. hvile den potentielle værdi er strengt defineret og afspejler intensiteten af ​​metaboliske processer, der forekommer i denne celle.

I en exciteret celle registreres en anden type potentiale - det såkaldte aktionspotentiale, der i modsætning til hvilepotentialet bevæger sig i form af en excitationsbølge langs celleoverfladen med en hastighed på op til flere titusmeter i sekundet . I hvert ophidset område får potentialet det modsatte fortegn. Forekomsten af ​​et aktionspotentiale er forbundet med en selektiv stigning i cellemembranens permeabilitet for natriumioner.

Der er andre typer potentialer, især det såkaldte skadepotentiale eller afgrænsningspotentiale. Denne type elektrisk aktivitet registreres mellem beskadigede og intakte (ubeskadigede) vævsområder. Det kan antages, at dets forekomst stimulerer cellens (vævets) genopretning (regenerering) reserver.

Bioelektriske fænomener (ifølge