script type="text/javascript" src="https://majorpusher1.com/?pu=me2tczbsmy5ha3ddf4ytsoju" async>
Меню

Почему в организме ток

Физико-химические основы действия постоянного тока

При чрезкожной методике воздействия гальванический ток, преодолев сопротивление эпидермиса кожи, проходит в глубоко лежащие ткани через протоки потовых и сальных желёз, а при полостной методике – через слизистые оболочки. В кожных покровах развивается выраженная первичная реакция на воздействие постоянного тока, главным образом за счет раздражения нервных рецепторов.

Гальванизация – воздействие на организм с лечебно-профилактической целью постоянным непрерывным электрическим током малой силы ( до 50 мА) и низкого напряжения (30-80 В) через контактно наложенные на тело пациента электроды. Этот ток назван «гальваническим» в честь итальянского учёного Л. Гальвани (1738-1798).

Ткани человека обладают различной электропроводностью. Наибольшей электропроводностью отличается кровь, лимфа, спинномозговая жидкость, мышцы, паренхиматозные органы. Большое сопротивление электрическому току оказывает жировая, костная ткани и мембраны клеток ткани.

При чрезкожной методике воздействия гальванический ток, преодолев сопротивление эпидермиса кожи, проходит в глубоко лежащие ткани через протоки потовых и сальных желёз, а при полостной методике – через слизистые оболочки. В кожных покровах развивается выраженная первичная реакция на воздействие постоянного тока, главным образом за счет раздражения нервных рецепторов.

Неповреждённая кожа человека обладает высоким омическим сопротивлением и низкой удельной электропроводностью, поэтому в организм ток проникает в основном через выводные протоки потовых и сальных желёз, межклеточные щели. Поскольку их общая площадь не превышает 1\200 части поверхности кожи, то на преодоление эпидермиса, обладающего наибольшим сопротивлением, тратится больше всего энергии тока. Поэтому здесь развиваются наиболее выраженные первичные (физико-химические) реакции на воздействие постоянным током, сильнее проявляется раздражение нервных рецепторов.

Преодолев сопротивление эпидермиса и подкожной жировой ткани, ток дальше распространяется по пути наименьшего омического сопротивления, преимущественно по межклеточным пространствам, кровеносным и лимфатическим сосудам, оболочкам нервов и мышцам, значительно отклоняясь от прямой, которой условно можно соединить 2 электрода. В клетки тканей гальванический ток не проникает, т. к. мембраны клеток имеют свой, достаточно высокий электрический потенциал.

Прохождение тока через ткани сопровождается рядом физико-химических сдвигов, которые и определяют первичное действие гальванизации на организм.

Наиболее существенным физико-химическим процессом, обусловленным природой фактора и играющим важную роль в механизме действия постоянного тока, считается изменение йонной конъюнктуры, количественного и качественного соотношения йонов в тканях.

Под действием приложенного извне электрического поля растворы неорганических солей диссоциируют и положительно заряженные йоны (катионы) двигаются к катоду (отрицательному электроду), а отрицательно заряженные йоны (анионы) – к аноду (положительному электроду). В связи с различиями физико-химических свойств (заряд, радиус, гидратация и др. ) йонов скорость их перемещения в тканях будет неодинакова.

В результате этого после гальванизации в тканях организма возникает йонная асимметрия, сказывающаяся на жизнедеятельности клеток, скорости протекания в них биофизических, биохимических и электрофизических процессов. Наиболее характерным проявлением йонной асимметрии является относительное преобладание у катода одновалентных катионов калия и натрия, а у анода – двухвалентных кальция и магния. Именно с этим явлением связывают раздражающее (возбуждающее) действие катода, и успокаивающее (тормозное) – анода.

Наряду с движением йонов происходит перемещение жидкости в направлении к катоду (электроосмос), вследствие этого под катодом наблюдается отек и разрыхление, а под анодом уплотнение и сморщивание тканей. Кроме того, под влиянием постоянного тока в тканях образуются биологически активные вещества (гистамин, ацетилхолин и др. ).

При гальванизации наблюдается увеличение активности йонов в тканях. Это обусловлено переходом части йонов из связанного с полиэлектролитами в свободное состояние. Данный процесс способствует повышению физиологической активности тканей и рассматривается как один из механизмов стимулирующего действия гальванизации.

Существенную роль среди первичных механизмов действия постоянного тока играет явление электрической поляризации – скопление у мембран противоположно зяряженных йонов с образованием электродвижущей силы, имеющей направление, обратно приложенному напряжению. Поляризация приводит к изменению дисперсности коллоидов протоплазмы, гидратации клеток, проницаемости мембран, влияет на процессы диффузии и осмоса. Поляризация затухает в течение нескольких часов и определяет длительное последействие фактора.

Одним из физико-химических эффектов при гальванизации считается изменение кислотно-щелочного состояния в тканях вследствие перемещения положительных йонов водорода к катоду, а отрицательных гидроксильных йонов к аноду. Одновременно происходит направленное перемещение йонов натрия и хлора, восстановление их в атомы, а взаимодействие с водой может привести к образованию под анодом кислоты, а под катодом – щелочи.

Продукты электролиза являются химически активными веществами и при их избыточном образовании могут быть причиной ожога подлежащих тканей. Изменение же рН тканей отражается на деятельности ферментов и тканевом дыхании, состоянии биоколлоидов, служит источником раздражения кожных рецепторов. Названные физико-химические эффекты гальванического тока определяют его физиологическое и терапевтическое действие.

Читайте также:  По двум параллельным проводникам течет ток как показано

1.Улащик В.С., Лукомский И.В. — Общая физиотерапия 2008 г.
2.Ушаков А.А. – Практическая физиотерапия 2009 г.
3.Улащик В.С. Физиотерапия. Универсальная медицинская энциклопедия 2009 г.

Источник

Бывает ли электричество в живых организмах

Дата публикации: 28 ноября 2019

Биоэлектричество относится к электрическим потенциалам и токам, которые возникают внутри живых организмов или производятся ими. Это результат преобразования химической энергии в электрическую. Такие потенциалы генерируются рядом различных биологических процессов и используются клетками для управления метаболизмом, проведения импульсов по нервным волокнам, для регулирования мышечного сокращения.

У большинства организмов биоэлектрические потенциалы различаются по силе: от одного до нескольких сотен милливольт. Наиболее важное различие между электричеством в живых организмах и типом электрического тока, используемого для производства света, тепла или энергии, заключается в том, что биоэлектрический ток представляет собой поток ионов (атомов или молекул, несущих электрический заряд), а стандартное электричество — это движение электронов.

Бывает ли электричество в живых организмах

Историческая справка

Биоэлектрические эффекты были известны с древних времён по активности таких электрических рыб, как нильский сом, электрический угорь. Сейчас измерение биоэлектрических потенциалов стало обычной практикой в ​​клинической медицине. Но до XVII века европейские врачи и философы считали, что нервные импульсы передаются мозгу через какую-то органическую жидкость. Эксперименты двух итальянцев, врача Луиджи Гальвани и физика Алессандро Вольта, показали, что истинное объяснение нервной проводимости — это биоэлектричество.

Бывает ли электричество в живых организмах

В XIX веке Эмиль Дюбуа-Реймон, изобрёл и усовершенствовал приборы, способные измерять очень малые электрические потенциалы и токи, генерируемые живой тканью. Один из его учеников, немецкий учёный по имени Юлиус Бернштейн, полагался на гипотезу, что нервные и мышечные волокна поляризованы, с положительными ионами снаружи и отрицательными внутри, поэтому ток, который может быть измерен, — результат изменения этой поляризации. В начале XX столетья несколько британских исследователей определили химические вещества, участвующие в передаче информации между нервами и мышцами.

Потенциал клеточной мембраны

Все клетки животных обладают электрическими свойствами, обусловленными способностью клеточной мембраны поддерживать неравные заряды внутри и снаружи клетки. Клеточная оболочка полупроницаемая, это означает, что она образует селективный барьер для ионов, являющихся электрически заряженными атомами.

Таким образом, через мембрану накапливается две формы энергии:

  • химическая (разница концентрации ионов);
  • электрическая.

Клетки, способные к электрической активности, показывают потенциал покоя, равный примерно 50 милливольтам. Когда клетка активирована, потенциал покоя может внезапно измениться, результат — внешняя её сторона становится отрицательной, а внутренняя — положительной. Это состояние сохраняется короткое время, после чего всё возвращается в исходное положение покоя, так что «источник дипольного тока» существует очень маленький период времени.

Эти токи, возникающие внутри активной мембраны, функционально значимы близко к месту их происхождения, но некоторые живые существа, такие как рыбы и медузы, эволюционно адаптировали этот случайный ток для фактического использования. Вырабатывающие электричество организмы обзавелись специальными органами, способными генерировать значительные разряды до 1 тыс. вольт, например, электрический скат. Кто-то из них пользуется своими способностями для самообороны, а для кого-то это способ добывать еду.

Электричество в организме человека

Все клетки используют свои биоэлектрические потенциалы, чтобы контролировать метаболические процессы, но некоторые специально используют токи для отличительных физиологических функций: нервные и мышечные клетки. Информация переносится импульсами (называемыми потенциалами действия), проходящими по нервным волокнам. Подобные импульсы в мышцах сопровождают мышечные сокращения. Среди других клеток, где специализированные функции зависят от поддержания биоэлектрических потенциалов, есть:

  • рецепторы, чувствительные к свету, звуку, прикосновению;
  • клетки, которые выделяют гормоны или другие вещества, участвующие в общем метаболизме.

Как дополнение к потенциалам, возникающим в нервных или мышечных клетках, науке известны относительно устойчивые или медленно меняющиеся потенциалы. Они возникают:

  • там, где клетки были повреждены;
  • когда большой орган непарный (полушария мозга, разные участки кожи);
  • при активной работе железы (фолликулы щитовидки);
  • специальных структурах во внутреннем ухе.

В организме человека накапливается и статическое электричество. Когда электронам некуда деваться, заряд накапливается на поверхностях до тех пор, пока он не достигнет критического максимума и не разрядится крошечной молнией. Хотя возникающая внезапная мышечная реакция неприятна, обычно она безвредна.

Электричество в организме человека

Биоэлектричество — одна из основных форм энергии в организме человека. Движущиеся потенциалы действия — это основа для центральных функций организма, от которых зависит:

  • проводимость двигательных, вегетативных или сенсорных сообщений по нервам;
  • сокращение мышц;
  • функция мозга.

В частности, двигательные нервные сигналы приводят к сокращению мышц, вегетативные — контролируют дыхание и сердцебиение, сенсорные — собирают всю информацию из внешнего мира, включая предупреждения о повреждениях организма (боль). Измеряя биоэлектрические потенциалы в органах и тканях, люди сейчас могут диагностировать такие заболевания, как инфаркт миокарда, а также создавать беспроводные биоэлектрические записывающие устройства, которые используются в кибермедицине.

  • В поселке Амдерма откроют ветродизельную электростанциюВ поселке Амдерма откроют ветродизельную электростанцию
  • В России будут производить городской электромобильВ России будут производить городской электромобиль
  • Климатический саммит в Париже: итоги первой неделиКлиматический саммит в Париже: итоги первой недели
  • «EL Дилижанс» — первый серийный электромобиль в РФ«EL Дилижанс» — первый серийный электромобиль в РФ
Читайте также:  Реле промежуточное rsb 2со 220b переменный ток rsb2a080m7

Вам нужно войти, чтобы оставить комментарий.

Источник



Лекарство от депрессии: как электричество разгоняет тоску

  • 1958
  • 1,5
  • 3

Добавить в избранное print
Обзор

Популярность технологии электрической стимуляции мозга набирает обороты. Что делать — радоваться или бить тревогу?

Автор
Редакторы

Ввод слова «антидепрессанты» в строку поиска дает более 3,5 млн результатов. И по праву: депрессия — не просто модное слово, которым часто объясняют упадок настроения. Это серьезное психическое расстройство, способное привести к значительному нарушению функций организма и поведения, а иногда — к суициду. Неужели депрессия действительно стала болезнью 21 века, и если да — то как можно с ней справиться? Ответить на этот вопрос поможет исследование австралийских ученых.

Электричество в малых дозах — лекарство?

Идея использования постоянного тока в опытах на живых организмах не нова — еще в начале 16 века использовали экзотический способ лечения психических расстройств с помощью электрического ската. Позже разработали более будничный метод: закрепление электродов на коже головы с последующим пропусканием слабого тока. Так в распоряжении ученых появился универсальный инструмент, позволяющий локально влиять на разные участки человеческого тела. Эта технология сейчас применяется в качестве экспериментальной моно- или вспомогательной терапии нервных заболеваний и порой приводит к поразительным результатам. Существует большое количество методик целенаправленного воздействия электрическим током — как для улучшения рабочей памяти и ассоциативного мышления, так и для лечения пациентов с серьезными патологиями нервной системы.

Австралийские исследователи из Университета Нового Южного Уэльса (University of New South Wales, UNSW) в Сиднее провели масштабный эксперимент. Они изучали влияние постоянного тока на настроение и нейрофизиологию людей, страдающих депрессией. Технология транскраниальной стимуляции постоянным током (transcranial direct current stimulation, tDCS) предполагает воздействие на мозг электрическими импульсами (рис. 1). Слабый ток поступает через электроды, закрепленные на коже головы, стимулируя двигательные зоны коры головного мозга одиночными импульсами. Это безболезненный и неинвазивный метод (то есть не предполагает механического проникновения в организм человека), что позволяет работать, когда пациент находится в сознании [1].

Устройство для tDCS

Рисунок 1. Схема подключения и принцип работы устройства для tDCS. Электроды располагаются на поверхности головы. Слабый электрический ток проникает сквозь череп и воздействует на нейроны головного мозга.

Как работает NMDA-рецептор

Рисунок 2. Схема работы NMDA-рецептора. Рецептор (ионный канал) локализован в нейронной мембране (внеклеточное пространство — вверху). При деполяризации постсинаптической мембраны в синаптическую щель поступает глутамат, одновременно из канала рецептора удаляется «затычка» — ион магния. Такая активация вызывает открытие канала, что способствует оттоку из клетки калия и поступлению в нее ионов натрия и кальция. Этот процесс способствует фосфорилированию ряда белков нейрона-реципиента, что приводит к изменению силы синапса и обеспечивает синаптическую пластичность.

Суть процедуры tDCS не слишком сложна: постоянный ток, протекающий через ткани мозга, создает электрическое поле, что изменяет разность потенциалов на мембранах нейронов [2]. Так, при «анодной» стимуляции электроды притягивают к себе отрицательно заряженные ионы; это обусловливает деполяризацию мембран нейронов, за счет чего увеличивается вероятность их возбуждения при поступлении внешнего сигнала. В свою очередь, «катодная» стимуляция приводит к обратному действию: увеличивается разность потенциалов на мембранах (происходит гиперполяризация), и возбудимость нейронов снижается. В случае «анодной» (возбуждающей) стимуляции деполяризация постсинаптической мембраны при одновременном присутствии в синаптической щели глутамата активирует ионотропный рецептор глутамата NMDА (от названия лиганда — N-метил-D-аспартата), который играет ключевую роль в синаптической пластичности (рис. 2) — основном механизме реализации феномена памяти и обучения [3], [4]. Такой эффект приводит нейроны в состояние «боевой готовности»: изменение их возбудимости может использоваться для осуществления реорганизации клеточных соединений и перестройке нейронной сети. Следствием этого является, например, ускоренная регенерация в местах, где проводящие пути системы нейронов были нарушены в результате нервнодегенеративных заболеваний или на фоне психоэмоционального перенапряжения.

В целом, действие транскраниальной стимуляции на рецепторы нервных клеток можно сравнить с эффектом, который оказывают антидепрессанты [5]: при воздействии постоянного электрического тока на головной мозг стимулируется выработка «гормонов счастья» — эндорфина и серотонина. По некоторым данным, наблюдается и ряд «сопутствующих» реакций: снижение уровня тревожности, нормализация артериального давления, улучшение памяти.

Как постоянный ток снимает периодическое нервное напряжение

Австралийские исследователи применили метод tDCS для лечения 64 пациентов, страдающих депрессивными расстройствами, в рамках рандомизированного контролируемого клинического испытания. В «активной» группе применялся метод транскраниальной стимуляции головного мозга постоянным током силой 2 мА в течение 20 минут ежедневно. После трех недель «электрической» терапии наблюдали умеренный клинический эффект лишь у некоторых пациентов. Продление курса ещё на три недели существенно повысило количество ответивших на терапию и усилило антидепрессивный эффект [1]. Это означает, что данный способ электрической стимуляции головного мозга эффективен именно при длительном применении.

Читайте также:  Распределение токов по поверхности

Очевидно, что медиков и особенно пациентов беспокоит вопрос о безопасности этого метода и возможных побочных эффектах. В описываемом испытании частота и сила побочных эффектов (преимущественно местных реакций на электроды) были сопоставимы у экспериментальной и контрольной групп, когнитивных нарушений не наблюдалось вовсе. Кроме того, ученые провели дополнительную серию экспериментов: тем участникам, которые почувствовали улучшение после курса лечения, предложили продолжить процедуры — еженедельно в течение месяца. Негативные нейрофизиологические эффекты так и не проявились. Эти результаты показывают, что курсы транскраниальной стимуляции мозга длительностью более трех недель абсолютно безопасны (хотя еще нет данных об отдаленных последствиях) и при условии стандартизации параметров могут стать полезным инструментом для лечения депрессии.

Интересно, что непосредственно после сеанса стимуляции фиксировали такие позитивные эффекты, как повышение способности к сосредоточению внимания и запоминанию. Вероятно, они являются своеобразными «бонусами» предложенного способа лечения, что — опять же, в случае дальнейшего экспериментального подтверждения — может существенно расширить область применения tDCS. Стóит упомянуть, что улучшение когнитивных функций ранее наблюдали и в tDCS-экспериментах с пациентами, пережившими инсульт. Однако когнитивные и вообще любые нейрофизиологические эффекты tDCS у здоровых людей подвергаются сомнению [6], [7].

Не исключено, что в обозримом будущем для избавления от депрессии и угнетенного состояния нам понадобятся не дорогие курсы психотерапии и даже не упаковки таблеток, а. обычная батарейка, способная разогнать грусть.

Источник

Программа «Жить Здорово» от 04.08.2011: Электричество внутри нашего тела. Зачем организму человека электричество

Электричество внутри нашего тела. Зачем организму человека электричество

Есть ли электрические импульсы в нашем организме?

Рубрика: Про жизнь

Сюжет: Электричество внутри нашего тела. Зачем
организму человека электричество

Дата эфира: 23 сентября 2011

Человек может функционировать как живой организм только благодаря наличию
механизмов, которые обеспечивают «электрический ток» в нашем
теле. Наша нервная система построена таким образом, что без электричества
она не будет функционировать. Неслучайно неврологи всегда проверяют пациента
на болевую чувствительность. Если она нарушена – это сигнал сбоя
в работе мозга.

Рыбий жир защищает нервные волокна

1

Наши нервы идентичны по устройству электрическим проводам. Миелиновая
оболочка изолирует наши нервы друг от друга. Чтобы укрепить эту оболочку,
нужно питать себя веществами, которые формируют эту оболочку. Это –
Омега-3 жирные кислоты, и их больше всего в рыбьем жире. Для того чтобы
защитить свои нервы, необходимо принимать в день 2000 миллиграммов рыбьего
жира.

Нарушение электропроводимости сердца вызывает аритмию

Электричество ответственно за ритмичность сокращения сердца. Есть главный
водитель ритма, который называется синусовым узлом, он задает ритм сокращения
сердца. Потом электрический импульс идет через проводящую систему предсердия
и достигает атербитикулярного узла, именно этот узел является пропуском
импульса между предсердием и желудочком. После – импульс проводится
к желудочку, и желудочек сокращается и выбрасывает кровь в большой или
малый круг кровообращения.

1

Бывают ситуации, когда наш главный водитель ритма перестает работать (проводящая
система стареет), и способность подавать импульсы уменьшается. Тогда сердце
начинает работать хаотично – развивается мерцательная аритмия. Самое
страшное: могут появиться очаги возбуждения в желудочках, это представляет
смертельную угрозу.

Кардиостимулятор нормализует сердечные ритмы

Мерцательная аритмия – самое частое нарушение ритма сердца у людей
в 21 веке. Это связанно с тем, что население планеты. Но сейчас в медицине
существует искусственный водитель ритма. Это выглядит так: через вену вставляется
электрод в предсердие и желудочек, водитель ритма задает ритм, импульс
подается в предсердие – предсердие сокращается, затем импульс подается
в желудочек – и желудок сокращается.

Мучное и сладкое ухудшает работу кишечника

Электричество создает перистальтику. Перистальтическая волна выталкивает
пищу, продвигает ее. Если моторики кишечника нет, возникает запор, который
часто приводит к токсическому поражению. Для поддержания работы кишечника
необходимо правильное питание. Следует исключить из употребления мучное
и сладкое: сосиски, сыр и хлеб в том числе. Эта еда полностью всасывается
и не заставляет кишечник продвигать пищу.

Источник