Електропровідність клітин і тканин. Дія струму на живі організми

Тема: Електричні властивості біологічних тканин.

План

1. Електропровідність клітин і тканин. Дія струму на живі організми.

2. Електричний диполь. Електрокардіографія.

3. Векторлектрокардіографія. Електрична вісь серця.

4. Фізичні основи методів електролікування

Електропровідність клітин і тканин. Дія струму на живі організми.

Функціонування органів і тканин, як і окремих клітин, супроводжується їх електричною активністю; в організмі створюються електричні поля. Якщо два електроди прикласти до різних ділянок тіла, то можна зареєструвати різницю потенціалів. Зміна в часі різниці потенціалів, що виникає під час функціонування певного органу або тканини, називаюгь електрограмою. Назва електрограми вказує на орган або тканину, функціонування яких призводить до появи різниці потенціалів: електрокардіограма, електроенцефалограма, електроміо­грама і т.д.

Електрична активність органів і тканин зводиться до дії певної сукупності струмових електричних генераторів, що знаходяться в електро­провідному середовищі (модель).

Електричний диполь. Поле диполя

Електричний диполь — це система з двох рівних за модулем, але протилежнім за злаком точкових зарядів, розміщених на відстані l один від одного (рис.1). Характеристикою електричного диполя є дипольний момент:

де l — вектор, спрямований від від'ємного до додатнього заряду.

Диполь створює своє поле. Знайдемо потенціал поля в деякій точці А, віддаленій від зарядів диполя на відстані r₁ і r₂ (рис. 2).

Потенціал поля струмового диполя в середовищі визначається формулою:

де γ – питома електропровідність середовища.

Електричні явища у серцевому м'язі

У спокої зовнішня сторона мембрани міокардіальної клітини має позитивний заряд (рис. 3, а).

Якщо підключити до різних ділянок зовнішньої поверхні мембрани міокардіоцита мікроелектроди, що з'єднані з гальванометром, то стрілка гальванометра не відхилиться від нуля — різниця потенціалів відсутня. Записуючий пристрій зареєструє горизонтальну лінію, яку називають ізоелектричною. На початку періоду деполяризації клітини (рис.3,б) від'ємний заряд з'являється на невеликій ділянці поверхні мембран, в результаті чого між збудженою і не збудженою ділянками мембрани виникає різниця потенціалів. Перезарядка клітинної мембрани відбувається послідовно за короткий час. У цей же час відбувається наростання, а потім різке зниження різниці потенціалів до нуля, оскільки мембрана всієї клітини набуває негативною заряду (рис.3, в). У результаті крива, зареєстрована на папері, опускається до біоелектричної лінії.

У фазі реполяризації процес перезарядки клітинної мембрани відбу­вається в тій самій послідовності, як і у фазі деполяризації, але з протилежним знаком електричного заряду і повільним його поширенням (рис. 3, г).

На стрічці реєструється сегмент, зміщений вниз від ізоелектричної лінії. У третій фазі реполяризації різниця потенціалів досягає максимального значення. Після цього вона починає зменшуватись у зв'язку з відновленням початкової концентрації (вихідної) іонного складу клітини і міжклітинної рідини. Зареєстрований зубець спрямований вістрям вниз (рис.3, д). При повному згасанні збудження мембрана повертається у вихідний стан поляризації спокою (рис. 3, є). Пристрій реєструє знову ізоелектричну лінію.

Отже, за період збудження клітина міокарда мас два протилежно заряджені полюси і є ніби маленьким генератором електричного струму. Збуджену клітину умовно називають диполем. Міокард складається з сукупності клітин, кожна з яких у період збудження є електричним диполем. Значення електричного потенціалу серця є алгебраїчною сумою електричних потенціалів усіх клітин міокарда. Серце, з точки зору формування в ньому електричного потенціалу, є ніби одним сумарним диполем. Поверхню серця можна розглядати як велику і іоляризовану мембрану, що охоплює єдину велику клітину. Електричні потенціали серця можна реєструвати і на поверхні тіла людини.

У процесі збудження елекгричний вектор серця (електричний вектор диполя) напрямлений вліво вниз (рис.4) від (-) до (+).

З рисунка видно, що з поверхні тіла завжди можна зареєструвати різницю потенціалів від різних точок електричного поля серця.

Біопотенціали, які виникають в органах і тканинах живого організму, надзвичайно чутливо відображають їх функціональний стан. Тому аналіз зареєстрованих біопотенціалів набув широкого використання в медико-біологічних дослідженнях і діагностиці захворювань.

Особливого поширення в медичній практиці набув метод електро­кардіографії — дослідження функціонального стану різних відділів серця, його автоматизму, збудливості й провідності шляхом графічної реєстрації зміни електричних потенціалів, які виникають у серцевому м'язі під час його збудження і проведення збудження.

Спонтанне збудження (автоматизм) серця здійснюється системою спеціальних м'язових клітин, які становлять його провідну систему. У цих м'язових утвореннях, які виконують функцію нервових волокон, формуються імпульси, що зумовлюють збудження і скорочення серцевого м'яза.

Функція провідності характеризується поширенням збудження провідною системою до міокарда.

Основу функціональної активності серця становить процес скорочення міокарда, зумовлений зміною фізико-хімічних властивостей внутрішньо­клітинної і позаклітинної рідини у м'язовому волокні.

Поиск по сайту: