Biosähköiset ilmiöt

Biosähköiset ilmiöt

Elävissä kudoksissa esiintyvien sähköilmiöiden tutkimuksen alku juontaa juurensa 1700-luvun toiselle puoliskolle, jolloin havaittiin, että jotkut kalat (sähkörausku, sähköankerias) käyttävät sähköpurkauksia metsästessään, tainnuttaessaan ja immobilisoiessaan saalistaan. On ehdotettu, että hermoimpulssin leviäminen on erityisen "sähköisen nesteen" virtausta hermoa pitkin. Vuosina 1791-1792 Italialaiset tiedemiehet L. Galvani ja A. Volta olivat ensimmäisiä, jotka antoivat tieteellisen selityksen "eläinsähkön" ilmiölle. Nykyisin klassisilla kokeillaan he totesivat luotettavasti sähköilmiöiden olemassaolon elävässä kehossa. Myöhemmin biosähköisiä ilmiöitä löydettiin kasvien kudoksista.

Nykyaikaisten biosähköilmiöiden käsitysten näkökulmasta on selvää, että kaikki elämänprosessit liittyvät erottamattomasti erilaisiin biosähkön muotoihin. Erityisesti biosähköiset ilmiöt määrittävät virityksen esiintymisen ja sen johtumisen hermosäikeitä pitkin, aiheuttavat luuranko-, sileä- ja sydänlihasten lihaskuitujen supistumisprosesseja, rauhassolujen eritystoimintoja jne. Biosähköiset ilmiöt ovat taustalla ruoansulatuskanavan absorptioprosessit, maku- ja hajuaisti, kaikkien analysaattoreiden toiminta jne. Elävässä organismissa ei ole fysiologista prosessia, joka ei missään muodossa liity biosähköön.

Mutta mitä biosähköiset ilmiöt tarkalleen ottaen ovat, mistä ne tulevat, mikä on niiden osallistuminen elämänprosesseihin? Biosähköisten ilmiöiden olemuksen ymmärtämisen helpottamiseksi mikä tahansa elävä organismi voidaan esittää monimutkaisena seoksena nesteitä ja erilaisia ​​​​kemiallisia yhdisteitä. Monet näistä yhdisteistä (sekä ne, jotka tulevat kehoon ruoan muodossa, että ne, jotka eristetään siitä aineenvaihdunnan aikana, ja aineenvaihdunnan aikana muodostuneet väliaineet) ovat positiivisesti tai negatiivisesti varautuneiden hiukkasten - ionien - muodossa.

Näiden elämänprosessissa jatkuvasti tapahtuva ionien uudelleenjakautuminen ja niiden kulkeutuminen on syynä biosähköisten ilmiöiden esiintymiseen. Käytännössä kaikki biosähköiset ilmiöt määräytyvät kahden elävän kudoksen pisteen sähköpotentiaalieron kautta, joka voidaan tallentaa erityisillä sähkölaitteilla - galvanometreillä. Mikroelektrodien avulla voidaan esimerkiksi mitata potentiaaliero solukalvon (kalvon) ulko- ja sisäpuolen välillä.

Tätä potentiaalieroa kutsutaan lepopotentiaaliksi tai kalvopotentiaaliksi. Sen esiintyminen johtuu ionien (ensisijaisesti natrium- ja kaliumionien) epätasaisesta jakautumisesta solun sisäisen sisällön (sen sytoplasman) ja solua ympäröivän ympäristön välillä. Kalvopotentiaalin suuruus on erilainen: hermosolulle se on 60-80 millivolttia (mV), poikkijuovaisille lihassäikeille - 80-90 mV, sydänlihassäikeille - 90-95 mV ja jokaiselle solutyypille loput potentiaalinen arvo on tiukasti määritelty ja heijastaa tässä solussa tapahtuvien aineenvaihduntaprosessien intensiteettiä.

Viritetyssä solussa tallennetaan toisen tyyppinen potentiaali - ns. toimintapotentiaali, joka, toisin kuin lepopotentiaali, liikkuu viritysaallon muodossa solun pintaa pitkin jopa useiden kymmenien metrien nopeudella. sekunnissa. Jokaisella jännittyneellä alueella potentiaali saa päinvastaisen merkin. Aktiopotentiaalin esiintyminen liittyy solukalvon natriumionien läpäisevyyden selektiiviseen lisääntymiseen.

Potentiaaleja on muun tyyppisiä, erityisesti niin kutsuttu vahinkopotentiaali tai rajauspotentiaali. Tämän tyyppinen sähköinen aktiivisuus kirjataan vaurioituneiden ja ehjien (vaurioitumattomien) kudosalueiden välillä. Voidaan olettaa, että sen esiintyminen stimuloi solun (kudoksen) palautumista (regeneraatiota).

Biosähköiset ilmiöt (mukaan