Bioelektriska fenomen

Bioelektriska fenomen

Början av studien av elektriska fenomen som förekommer i levande vävnader går tillbaka till andra hälften av 1700-talet, då man upptäckte att vissa fiskar (elektrisk stingrocka, elektrisk ål) använder elektriska urladdningar när de jagar, bedövar och immobiliserar sitt byte. Det har föreslagits att utbredningen av en nervimpuls är flödet av en speciell "elektrisk vätska" längs nerven. Åren 1791-1792 De italienska forskarna L. Galvani och A. Volta var de första som gav en vetenskaplig förklaring av fenomenet "djurelektricitet". Med sina nu klassiska experiment fastslog de på ett tillförlitligt sätt det faktum att det finns elektriska fenomen i en levande kropp. Senare upptäcktes bioelektriska fenomen i växtvävnader.

Ur moderna idéer om bioelektriska fenomen är det tydligt att alla livsprocesser är oupplösligt förbundna med olika former av bioelektricitet. Speciellt bestämmer bioelektriska fenomen förekomsten av excitation och dess ledning längs nervfibrer, orsakar processerna för sammandragning av muskelfibrer i skelett-, glatta och hjärtmuskler, utsöndringsfunktionen hos körtelceller, etc. Bioelektriska fenomen ligger till grund för absorptionsprocesser i mag-tarmkanalen, uppfattningen av smak och lukt, aktiviteten hos alla analysatorer, etc. Det finns ingen fysiologisk process i en levande organism som inte är förknippad med bioelektricitet i en eller annan form.

Men vad är egentligen bioelektriska fenomen, var kommer de ifrån, vad är deras deltagande i livsprocesser? För att underlätta förståelsen av essensen av bioelektriska fenomen kan vilken levande organism som helst representeras som en komplex blandning av vätskor och olika kemiska föreningar. Många av dessa föreningar (både de som kommer in i kroppen i form av mat och de som isoleras från den under ämnesomsättningen och mellanliggande ämnen som bildas under ämnesomsättningen) är i form av positivt eller negativt laddade partiklar - joner.

Omfördelningen av dessa joner och deras transport, som ständigt sker i livets process, är orsaken till förekomsten av bioelektriska fenomen. I praktiken bestäms alla bioelektriska fenomen genom skillnaden i elektrisk potential mellan två punkter av levande vävnad, som kan registreras av speciella elektriska enheter - galvanometrar. Med hjälp av till exempel mikroelektroder är det möjligt att mäta potentialskillnaden mellan cellmembranets (membranets) yttre och inre sidor.

Denna potentialskillnad kallas vilopotential, eller membranpotential. Dess närvaro beror på den ojämna fördelningen av joner (främst natrium- och kaliumjoner) mellan det inre innehållet i cellen (dess cytoplasma) och miljön som omger cellen. Storleken på membranpotentialen är olika: för en nervcell är den 60-80 millivolt (mV), för tvärstrimmiga muskelfibrer - 80-90 mV, för hjärtmuskelfibrer - 90-95 mV, och för varje typ av cell vid vila det potentiella värdet är strikt definierat och återspeglar intensiteten av metaboliska processer som sker i denna cell.

I en exciterad cell registreras en annan typ av potential - den så kallade aktionspotentialen, som till skillnad från vilopotentialen rör sig i form av en excitationsvåg längs cellytan med en hastighet av upp till flera tiotals meter per sekund . I varje upphetsat område får potentialen motsatt tecken. Förekomsten av en aktionspotential är associerad med en selektiv ökning av cellmembranets permeabilitet för natriumjoner.

Det finns andra typer av potentialer, i synnerhet den så kallade skadepotentialen eller avgränsningspotentialen. Denna typ av elektrisk aktivitet registreras mellan skadade och intakta (oskadade) vävnadsområden. Det kan antas att dess förekomst stimulerar återhämtningen (regenerering) reserver av cellen (vävnaden).

Bioelektriska fenomen (enligt