Fenomena Bioelektrik

Fenomena bioelektrik

Awal studi tentang fenomena listrik yang terjadi pada jaringan hidup dimulai pada paruh kedua abad ke-18, ketika ditemukan bahwa beberapa ikan (ikan pari listrik, belut listrik) menggunakan aliran listrik saat berburu, memingsankan, dan melumpuhkan mangsanya. Ada pendapat bahwa perambatan impuls saraf adalah aliran “cairan listrik” khusus di sepanjang saraf. Pada tahun 1791-1792 Ilmuwan Italia L. Galvani dan A. Volta adalah orang pertama yang memberikan penjelasan ilmiah tentang fenomena “listrik hewan”. Dengan eksperimen klasik mereka, mereka dengan andal membuktikan fakta keberadaan fenomena listrik dalam tubuh makhluk hidup. Belakangan, fenomena bioelektrik ditemukan pada jaringan tumbuhan.

Dari sudut pandang gagasan modern tentang fenomena bioelektrik, jelas bahwa semua proses kehidupan terkait erat dengan berbagai bentuk bioelektrik. Secara khusus, fenomena bioelektrik menentukan terjadinya eksitasi dan konduksinya sepanjang serabut saraf, menyebabkan proses kontraksi serabut otot otot rangka, otot polos dan jantung, fungsi ekskresi sel kelenjar, dll. Fenomena bioelektrik mendasari proses penyerapan di saluran pencernaan, persepsi rasa dan bau, aktivitas semua alat analisa, dll. Tidak ada proses fisiologis dalam organisme hidup yang tidak terkait dengan bioelektrik dalam satu bentuk atau lainnya.

Namun apa sebenarnya fenomena bioelektrik itu, dari mana asalnya, apa partisipasinya dalam proses kehidupan? Untuk memudahkan pemahaman tentang esensi fenomena bioelektrik, setiap organisme hidup dapat direpresentasikan sebagai campuran kompleks cairan dan berbagai senyawa kimia. Banyak dari senyawa ini (baik yang masuk ke dalam tubuh dalam bentuk makanan, maupun yang diisolasi darinya selama metabolisme, dan zat antara yang terbentuk selama metabolisme) berbentuk partikel bermuatan positif atau negatif - ion.

Redistribusi ion-ion ini dan pengangkutannya yang terus-menerus terjadi dalam proses kehidupan menjadi penyebab terjadinya fenomena bioelektrik. Dalam praktiknya, semua fenomena bioelektrik ditentukan melalui perbedaan potensial listrik antara dua titik jaringan hidup, yang dapat direkam oleh alat listrik khusus - galvanometer. Dengan menggunakan mikroelektroda, misalnya, dimungkinkan untuk mengukur beda potensial antara sisi luar dan dalam membran sel (membran).

Beda potensial ini disebut potensial istirahat atau potensial membran. Kehadirannya disebabkan oleh distribusi ion yang tidak merata (terutama ion natrium dan kalium) antara isi internal sel (sitoplasma) dan lingkungan sekitar sel. Besarnya potensial membran berbeda-beda: untuk sel saraf 60-80 milivolt (mV), untuk serabut otot lurik - 80-90 mV, untuk serabut otot jantung - 90-95 mV, dan untuk setiap jenis sel di sisanya nilai potensial didefinisikan secara ketat dan mencerminkan intensitas proses metabolisme yang terjadi di sel ini.

Dalam sel yang tereksitasi, jenis potensial lain dicatat - yang disebut potensial aksi, yang, tidak seperti potensial istirahat, bergerak dalam bentuk gelombang eksitasi di sepanjang permukaan sel dengan kecepatan hingga beberapa puluh meter per detik. . Di setiap daerah yang tereksitasi, potensinya memperoleh tanda yang berlawanan. Terjadinya potensial aksi dikaitkan dengan peningkatan selektif permeabilitas membran sel terhadap ion natrium.

Terdapat jenis potensi lain, khususnya yang disebut potensi kerusakan, atau potensi demarkasi. Jenis aktivitas listrik ini dicatat antara area jaringan yang rusak dan utuh (tidak rusak). Dapat diasumsikan bahwa kemunculannya merangsang pemulihan (regenerasi) cadangan sel (jaringan).

Fenomena bioelektrik (menurut