Bioelektriske fenomener

Bioelektriske fenomener

Begynnelsen på studiet av elektriske fenomener som forekommer i levende vev går tilbake til andre halvdel av 1700-tallet, da det ble oppdaget at noen fisk (elektrisk rokke, elektrisk ål) bruker elektriske utladninger når de jakter, bedøver og immobiliserer byttet sitt. Det har blitt antydet at forplantningen av en nerveimpuls er strømmen av en spesiell "elektrisk væske" langs nerven. I 1791-1792 Italienske vitenskapsmenn L. Galvani og A. Volta var de første som ga en vitenskapelig forklaring på fenomenet "dyreelektrisitet". Med sine nå klassiske eksperimenter etablerte de pålitelig det faktum at det eksisterer elektriske fenomener i en levende kropp. Senere ble bioelektriske fenomener oppdaget i plantevev.

Fra synspunktet til moderne ideer om bioelektriske fenomener, er det klart at alle livsprosesser er uløselig knyttet til ulike former for bioelektrisitet. Spesielt bioelektriske fenomener bestemmer forekomsten av eksitasjon og dens ledning langs nervefibre, forårsaker prosessene med sammentrekning av muskelfibre i skjelett-, glatte- og hjertemuskler, utskillelsesfunksjonen til kjertelceller, etc. Bioelektriske fenomener ligger til grunn for absorpsjonsprosesser i mage-tarmkanalen, oppfatningen av smak og lukt, aktiviteten til alle analysatorer, etc. Det er ingen fysiologisk prosess i en levende organisme som ikke er assosiert med bioelektrisitet i en eller annen form.

Men hva er egentlig bioelektriske fenomener, hvor kommer de fra, hva er deres deltakelse i livsprosesser? For å lette forståelsen av essensen av bioelektriske fenomener, kan enhver levende organisme representeres som en kompleks blanding av væsker og ulike kjemiske forbindelser. Mange av disse forbindelsene (både de som kommer inn i kroppen i form av mat, og de som er isolert fra den under metabolisme, og mellomstoffer dannet under metabolisme) er i form av positivt eller negativt ladede partikler - ioner.

Omfordelingen av disse ionene og deres transport, som stadig finner sted i livets prosess, er årsaken til forekomsten av bioelektriske fenomener. I praksis bestemmes alle bioelektriske fenomener gjennom forskjellen i elektrisk potensial mellom to punkter av levende vev, som kan registreres av spesielle elektriske enheter - galvanometre. Ved hjelp av mikroelektroder er det for eksempel mulig å måle potensialforskjellen mellom ytre og indre side av cellemembranen (membranen).

Denne potensialforskjellen kalles hvilepotensialet, eller membranpotensialet. Dens tilstedeværelse skyldes ujevn fordeling av ioner (primært natrium- og kaliumioner) mellom det indre innholdet i cellen (dens cytoplasma) og miljøet som omgir cellen. Størrelsen på membranpotensialet er forskjellig: for en nervecelle er det 60-80 millivolt (mV), for tverrstripete muskelfibre - 80-90 mV, for hjertemuskelfibre - 90-95 mV, og for hver type celle ved hvile den potensielle verdien er strengt definert og gjenspeiler intensiteten av metabolske prosesser som skjer i denne cellen.

I en eksitert celle registreres en annen type potensial - det såkalte aksjonspotensialet, som i motsetning til hvilepotensialet beveger seg i form av en eksitasjonsbølge langs celleoverflaten med en hastighet på opptil flere titalls meter per sekund . I hvert begeistret område får potensialet motsatt fortegn. Forekomsten av et aksjonspotensial er assosiert med en selektiv økning i cellemembranens permeabilitet for natriumioner.

Det finnes andre typer potensialer, spesielt det såkalte skadepotensialet, eller avgrensningspotensialet. Denne typen elektrisk aktivitet registreres mellom skadede og intakte (uskadede) vevsområder. Det kan antas at dens forekomst stimulerer utvinningen (regenerering) reserver av cellen (vevet).

Bioelektriske fenomener (ifølge