Fenomeni bioelettrici

Fenomeni bioelettrici

L'inizio dello studio dei fenomeni elettrici che si verificano nei tessuti viventi risale alla seconda metà del XVIII secolo, quando si scoprì che alcuni pesci (pastinaca elettrica, anguilla elettrica) utilizzano scariche elettriche durante la caccia, lo stordimento e l'immobilizzazione della preda. È stato suggerito che la propagazione di un impulso nervoso sia il flusso di uno speciale “fluido elettrico” lungo il nervo. Nel 1791-1792 Gli scienziati italiani L. Galvani e A. Volta furono i primi a dare una spiegazione scientifica al fenomeno dell'“elettricità animale”. Con i loro esperimenti ormai classici, stabilirono in modo affidabile il fatto dell'esistenza di fenomeni elettrici in un corpo vivente. Successivamente furono scoperti fenomeni bioelettrici nei tessuti vegetali.

Dal punto di vista delle idee moderne sui fenomeni bioelettrici, è chiaro che tutti i processi vitali sono indissolubilmente legati a varie forme di bioelettricità. In particolare, i fenomeni bioelettrici determinano l'insorgenza dell'eccitazione e la sua conduzione lungo le fibre nervose, provocano i processi di contrazione delle fibre muscolari dei muscoli scheletrici, lisci e cardiaci, la funzione escretoria delle cellule ghiandolari, ecc. I fenomeni bioelettrici sono alla base dei processi di assorbimento nel tratto gastrointestinale, della percezione del gusto e dell'olfatto, dell'attività di tutti gli analizzatori, ecc. Non esiste alcun processo fisiologico in un organismo vivente che non sia associato alla bioelettricità in una forma o nell'altra.

Ma cosa sono esattamente i fenomeni bioelettrici, da dove provengono, qual è la loro partecipazione ai processi vitali? Per facilitare la comprensione dell'essenza dei fenomeni bioelettrici, qualsiasi organismo vivente può essere rappresentato come una miscela complessa di liquidi e vari composti chimici. Molti di questi composti (sia quelli che entrano nel corpo sotto forma di cibo, sia quelli isolati da esso durante il metabolismo, sia le sostanze intermedie formate durante il metabolismo) sono sotto forma di particelle - ioni caricate positivamente o negativamente.

La ridistribuzione di questi ioni e il loro trasporto, che avviene costantemente nel processo della vita, è la ragione del verificarsi dei fenomeni bioelettrici. In pratica tutti i fenomeni bioelettrici sono determinati attraverso la differenza di potenziale elettrico tra due punti di tessuto vivente, che può essere registrata da appositi apparecchi elettrici: i galvanometri. Utilizzando microelettrodi, ad esempio, è possibile misurare la differenza di potenziale tra il lato esterno e quello interno della membrana cellulare (membrana).

Questa differenza di potenziale è chiamata potenziale di riposo o potenziale di membrana. La sua presenza è dovuta alla distribuzione non uniforme degli ioni (principalmente ioni sodio e potassio) tra il contenuto interno della cellula (il suo citoplasma) e l'ambiente che circonda la cellula. L'entità del potenziale di membrana è diversa: per una cellula nervosa è 60-80 millivolt (mV), per le fibre muscolari striate - 80-90 mV, per le fibre muscolari cardiache - 90-95 mV e per ciascun tipo di cellula a resto il valore potenziale è rigorosamente definito e riflette l'intensità dei processi metabolici che si verificano in questa cellula.

In una cellula eccitata viene registrato un altro tipo di potenziale: il cosiddetto potenziale d'azione, che, a differenza del potenziale di riposo, si muove sotto forma di un'onda di eccitazione lungo la superficie cellulare ad una velocità fino a diverse decine di metri al secondo . In ciascuna zona eccitata il potenziale acquisisce il segno opposto. La comparsa di un potenziale d'azione è associata ad un aumento selettivo della permeabilità della membrana cellulare agli ioni sodio.

Esistono altri tipi di potenziali, in particolare il cosiddetto potenziale di danno o potenziale di demarcazione. Questo tipo di attività elettrica viene registrata tra aree di tessuto danneggiate e intatte (non danneggiate). Si può presumere che la sua comparsa stimoli le riserve di recupero (rigenerazione) della cellula (tessuto).

Fenomeni bioelettrici (secondo