Электрический ток в организме человека.

Электрический ток в организме человека — постоянный поток ионов, электрических импульсов, постоянное перемещение ионов между внутренней и внешней сторонами мембраны.

Достигается это благодаря обладанию мембраной потенции, \ электрическим потенциалом\.

Электрический потенциал — возможности мембраны по перемещению электрических зарядов. В роли зарядов выступают заряженные химические частицы — ионы натрия и калия а также кальция и хлора. Из них только ионы хлора заряжены отрицательно \ -\, а остальные — положительно \ +\.

Обладая электрическим потенциалом, мембрана перемещает в клетку и из клетки с помощью ионных насосов указанные выше ионы.

В электрическом отношении клеточная мембрана представляет собой оболочку, обладающую разной проницаемостью для разных ионов. В невозбужденной клетке мембрана более проницаема для К+,и Сl. Поэтому ионы К+ в силу концентрационного градиента стремятся выйти из клетки, перенося свой положительный заряд во внеклеточную среду. Ионы Cl, наоборот, входят внутрь клетки, увеличивая тем самым отрицательный заряд внутриклеточной жидкости. Такое перемещение приводит к поляризации клеточной мембраны невозбужденной клетки. Наружная ее поверхность становится положительной, а внутренняя — отрицательной. В этом положении микроэлектроды регистрируют так называемый трансмембранный потенциал покоя \ ТМПП\, имеющий отрицательную величину\ -90мВ \2 с.7\.

При возбуждении клетки резко увеличивается проницаемость мембраны клетки для ионов Na, которые быстро устремляются внутрь клетки. При этом меняется заряд мембраны. Внутренняя поверхность становится положительной, а наружная -отрицательной. При этом наблюдается потенциал действия, достигающий +20мВ. Т.е. потенциал изменяется от -90мВ до +20мВ.\2с.7\. Для того, чтобы каналы оказались прозрачными для ионов натрия, достаточно уменьшить напряжение на 20 мВ. С учетом электропроводности и структуры нервных тканей этому состоянию соответствует усредненное состояние электрического поля 40В\м и плотность тока

4А\м2.\3\.

Согласно многочисленным исследованиям воздействия электромагнитных полей на человека неопасной считается плотность тока в организме человека около 10мА\м2,что соответствует при частоте 50Гц напряженности внешних полей 20кВ\м и 4кА\м \3\.

Любая клетка организма, его отдельные органы или организм в целом могут находится в двух физиологических состояниях - физиологическом покое и активном, деятельном состоянии.

В состоянии физиологического покоя между содержимым клетки и внеклеточной жидкостью существует разность потенциалов которая именуется мембранным потенциалом \ МП \ или потенциалом покоя \ ПП \.

В состоянии покоя внутри клетки регистрируется отрицательный заряд. В скелетной клетке он составляет - 90 мВ, в гладко - мышечной около -30мВ, в нервной — от -40 до -90мВ, в секреторной — 20мВ\ 25 с. 53 55\. В скелетной мышце -60 - -90мВ, сердечной мышце - -80 - -90мВ. \4\.

Активность клетки связана с возникновением потенциала действия. В результате чего заряд мембраны меняется на противоположный +30 мВ. После этого происходит возврат уровня потенциала к исходному. Учитывая что уровень МП,к примеру, в крупных нейронах — около -90мВ, размах пика ПД в них составляет 120мВ, длительность процессов характеризующих ПД — около 1мс. Т.е. электрический импульс в нейроне составляет 120мВ., а его продолжительность 1мс.

Первоисточником электрических импульсов в живом организме человека являются

• атипичные кардиомиоциты \ клетки \ синусового узла сердца,
• клетка \нейрон\ центральной нервной системы,
• нейронная активность глаза.

Мембранный потенциал покоя сердечной клетки составляет — 90мВ, а мембранный потенциал действия -+ 20 мВ \2 с. 7-8 \

Размах пика ПД сердечной мышцы — 110мВ.

Потенциал покоя нейрона головного мозга составляет -70мВ.,а потенциал действия - + 55мВ, абсолютная амплитуда — 125мВ.\5с. 34\. Собственная частота колебаний головного мозга — 72 — 90 Гц.\6\.

На поверхности тела величина потенциала достигает 03-1В.

Если все электричество, которое вырабатывается живыми тканями человеческого организма на протяжении суток принять за 100%, то 50% этого количества вырабатывается сердцем, 40% мозгом и только 10% органами чувств.

Если человек перенес сильную травму, тогда болевые рецепторы могут вырабатывать до 90% всего количества электрических импульсов, вырабатываемых человеком за сутки.

Как показали исследования, внутренние органы и ткани человеческого организма поглощают около 5% поступающей к ним энергии биотоков. Остальные 95% электричества поступает и сосредоточивается на акупунктурных точках.

Наибольшее количество электричества усваивает сердце — 7%, поперечно полосатая мускулатура \бицепс\ - 6%, желудок — 5%, мозг — 4%, кишечник — 3%, печень и почки — 2%,легкие — 2%, гладкая мускулатура — 1%,кости — 025% \7\.

Основное назначение тока \электрических импульсов\ возникающих в организме человека:

• сокращение сердечной мышцы \импульсы клеток сердца\,
• выработка и передача нервных импульсов \нейронов\.

Перераспределение электрических зарядов на мембране и изменение электрических потенциалов лежат в основе работы нейрона с нервными импульсами\8\.

 

Источники сердечного импульса.

 

Эксперименты показывают, что сердечный импульс возникает спонтанно в сино — артериальном узле — деликатной части нервно - мускульной ткани, расположенной в мышечной стенке правого предсердия, самой маленькой камере сердца Этот крошечный островок обладает замечательным и уникальным свойством — спонтанно генерировать свои собственные врожденные электрические импульсы \ 9\.

Синусовый узел — группа специализированных клеток,расположенных в стенке правого предсердия впереди от отверстия верхней полой вены. Мембрана этих клеток характеризуется повышенной проницаемостью для натрия и кальция. Медленный ток натрия, в результате чего потенциал покоя синусового узла составляет \ -50 - -60мВ\ и имеет три важных следствия:

• постоянную инактивацию быстрых натриевых каналов,
• потенциал действия с порогом -40мВ,обусловленный в первую очередь движением ионов через медленные каналы,
• регулярную спонтанную деполяризацию.

В диастолу поступление натрия в клетку приводит к тому, что мембрана клетки постепенно становится все менее отрицательной. Когда достигается пороговый потенциал, то открываются кальциевые каналы, уменьшается проницаемость мембраны и развивается потенциал действия. Восстановление нормальной проницаемости кальция возвращает клетки синусового узла в состояние покоя \10\.

Импульсные возбуждения, исходящие из синусового узла, называются синусовым импульсом У здорового человека синусовый импульс — электрические импульсы с частотой 60 — 90 в мин. \1 — 07в сек.\,

Проводящая система сердца.

Проводящая система сердца — комплекс анатомических образований сердца \ узлов, пучков, волокон \ состоящих из атипичных мышечных волокон \сердечные проводящие мышечные волокна \ и обеспечивающих координированную работу разных отделов сердца \ предсердий и желудочков\, направленную на обеспечение нормальной сердечной деятельности.

Эти пучки и узлы, сопровождаемые нервами и их рецепторами, служат для передачи импульсов с одного отдела сердца на другое, обеспечивая последовательность сокращения миокарда отдельных камер сердца \11\.

Импульс возбуждения, исходящий из синусового узла, выйдя за его пределы, охватывает возбуждением правое предсердие, в котором находится синусовый узел. Далее, по проводящей системе, а именно по межпредсердечному пучку Бахмана, электрический импульс переходит на левое предсердие и возбуждает его. Скорость проведения импульсов в предсердиях 1м\сек \12\.

Одновременно с возбуждением предсердий. импульс, выходящий из синусового узла направляется к нижней веточке Бахмана, к атриовентрикулярному \ предсердно - желудочковому \ соединению. В нем происходит физиологическая задержка импульса \ замедление его проведения. Проходя по атриовентрикулярному соединению, электрический импульс не вызывает возбуждение прилежащих слоев.

Импульс, возникший в синусовом узле, в нормальных условиях, быстро распространяется предсердиям к АВ-узлу. АВ-узел расположен с правой стороны межпредсердечной перегородки, впереди над перегородочной створкой трехстворчатого клапана.

В АВ-узле выделяют три отдельные области: верхнюю, среднюю и нижнюю. Средняя область АВ-узла обладает внутренней спонтанной активностью \ автоматизмом \, в то время. как верхняя и нижняя не способны вырабатывать импульсы. В физиологических условиях водителем ритма является синусовый узел, потому что частота его спонтанной диастолической деполяризации выше, чем в верхней и нижней областях АВ-узла, где она составляет 40-60 колебаний в минуту.

Любой фактор, уменьшающий частоту деполяризации синусового узла или увеличивающий автоматизм верхней и нижней областей АВ-узла способствует возникновению АВ-узлового ритма. \10\.

Импульсы из синусового узла достигают АВ-узел через 0,04 сек. и покидают его через последующие 0,11 сек. Эта задержка связана с низкой скоростью проведения возбуждения в тонких волокнах внутри АВ-узла, что в свою очередь определяется активацией медленных кальциевых каналов. Напротив, проведение импульса между примыкающими друг к другу клетками в желудочках определяется активацией и инактивацией быстрых натриевых каналов. Волокна, отходящие от нижней части АВ-узла,образуют пучок Гисса. Эта специализированная группа волокон проходит в межжелудочковую перегородку, а затем разделяется на левую и правую ножки. Электрический заряд достигает проводящих путей желудочков, представляемых пучком Гисса, и проходит по этому пучку. Следует отметить, что желудочки сердца возбуждаются в определенной последовательности. Сначала, в течении 0,03 сек. возбуждается межжелудочковая перегородка. Затем возбуждается верхушка сердца и примыкающие к ней области. И в последнюю очередь возбуждается основание сердца. Продолжительность возбуждения основания сердца составляет 0,02 сек.

Охватив возбуждением желудочки, импульс, начавший путь из синусового узла, угасает, потому что клетки миокарда не могут долго оставаться возбужденными. В них начинаются процессы восстановления первоначального состояния, бывшего до возбуждения \13\.

Импульсу, возникшему в синусовом узле, необходимо менее 0,2сек для деполяризации всего сердца \10\.

Особенностью клеток миокарда является то, что в естественных условиях потенциал покоя сосредоточивает около -90мВ и определяется концентрационным градиентом ионов К+.

Потенциал действия миокарда предсердий, сердечных проводящих миоцитов \волокна Пуркинье\ и миокарда поджелудочков обусловлены повышением натриевой проницаемости, т.е. активацией быстрых натриевых каналов клеточной мембраны. Во время пика потенциала действия происходит изменение знака мембранного потенциала \ с -90 до +30мВ.

В клетках рабочего миокарда \предсердия, желудочков \ мембранный потенциал \в интервалах между следующими друг за другом потенциалов действия\ поддерживается на более или менее постоянном уровне. Одновременно в клетках синусно-предсердного узла, выполняющего роль водителя ритма сердца, наблюдается спонтанная диастолическая деполяризация. При достижении критического уровня примерно -50мВ. возникает новый потенциал действия. На этом механизме основана авторитмическая активность сердечных клеток. Биологическая активность этих клеток имеет важные особенности: 1\ малую крутизну подъема потенциала действия, 2\ медленную реполяризацию, плавно переходящую в фазу быстрой реполяризации, во время которой мембранный потенциал достигает -60мВ \вместо -90мВ в рабочем миокарде, после чего начинается фаза медленной диастолической деполяризации. Сходные черты имеет электрическая активность клеток предсердно-желудочкового узла, однако скорость спонтанной диастолической деполяризации у них значительно ниже, чем у клеток синусно-предсердного узла. Соответственно ритм их потенциальной активности меньше \14\. В клетках синусового узла потенциал покоя составляет \-50мВ\. В мышечных волокнах предсердий величина мембранного потенциала составляет 80-90 мВ., в волокнах желудочков и пучка Гисса \-90мВ.\,а в волокнах Пурькинье -96мВ. Для синотриального и атриовентрикулярного узла характерна меньшая величина мембранного потенциала \-50- -65мВ \15\.

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: