生物電現(xiàn)象?細(xì)胞水平的生物電現(xiàn)象主要有兩種表現(xiàn)形式,一種是在安靜時(shí)所具有的靜息電位,另一種是受到刺激時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)作電位。1.靜息電位 指細(xì)胞在安靜時(shí)存在于細(xì)胞膜兩側(cè)的電位差。靜息電位都表現(xiàn)為膜內(nèi)較膜外為負(fù),那么,生物電現(xiàn)象?一起來(lái)了解一下吧。
什么是生物電
我們?nèi)梭w是由許許多多細(xì)胞纖攜構(gòu)成的。細(xì)胞是我們機(jī)體最基本的單位,也是一個(gè)生物電的基本單位,它們還是一臺(tái)臺(tái)的“微型發(fā)電機(jī)”。植物有植物電、動(dòng)物有動(dòng)物電、人體有生物電,一切事物的變化都有電產(chǎn)生。一個(gè)活細(xì)胞,不論是興奮狀態(tài),還是安靜狀態(tài),它們都不斷地發(fā)生電荷的變化,科學(xué)家們將這種現(xiàn)象稱為"生物電現(xiàn)象"。
生物電的產(chǎn)生原理
細(xì)胞浸浴在細(xì)胞液中,細(xì)胞膜的內(nèi)外存在許多帶電離子。在安靜狀態(tài)時(shí),這些離子相對(duì)穩(wěn)定,當(dāng)受到刺激時(shí),細(xì)胞膜的通透力發(fā)生變化,各種離子便活躍起來(lái),在細(xì)胞膜內(nèi)外川流不息,出現(xiàn)鉀鈉離子交換,便產(chǎn)生了生物電。
人體所有器官都會(huì)產(chǎn)生生物電現(xiàn)象,并且以電的形式--動(dòng)作電位,通過(guò)相應(yīng)的神經(jīng)纖維把興奮傳導(dǎo)到大腦中樞,大腦中樞以動(dòng)作電位的方式,把神經(jīng)沖動(dòng)信號(hào)通過(guò)相應(yīng)的神經(jīng)纖維傳到效應(yīng)器,從而產(chǎn)生器官或組織的功能活動(dòng)。
生物電在臨床的應(yīng)用
心電圖,也叫"心電描記器",是用來(lái)檢查人的心臟疾病的一種儀器,它可以記錄下心肌電位改變所產(chǎn)生的波形圖象。醫(yī)生們只要對(duì)心電圖進(jìn)行分析,便可以判斷受檢人的心跳是否規(guī)則、有否心臟肥大、有否心肌梗塞等疾病。
還有一個(gè)是腦電圖,原理相同,只是比起心電來(lái),腦電比較微弱,因此科學(xué)家要將腦電放大100萬(wàn)倍才可反映出腦組織的變化,如腦內(nèi)是否長(zhǎng)腫瘤、有否可能發(fā)生癲癇病等。
細(xì)胞生物電現(xiàn)象是細(xì)胞中表現(xiàn)出的靜息電位和動(dòng)作電位。
靜息電位是指細(xì)胞在不動(dòng)時(shí),存在于細(xì)胞膜內(nèi)外兩側(cè)的電位差,例如體內(nèi)所有細(xì)胞都體現(xiàn)出細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)帶負(fù)電,外側(cè)帶正電的情況。而動(dòng)作電位是指在神經(jīng)纖維一端記錄靜息電位同時(shí),在纖維另一端纖鉛歲用電刺激,經(jīng)過(guò)極短潛伏期之后,在記錄靜息電位的基礎(chǔ)上有一個(gè)迅速的生物電變化。細(xì)胞生激鏈物電現(xiàn)毀睜象產(chǎn)生的原因是因?yàn)榧?xì)胞膜內(nèi)外離子分布不均勻,同時(shí)細(xì)胞膜對(duì)離子的選擇通透性。
您好,生物電現(xiàn)象可以通過(guò)以下方法用物理手段進(jìn)行檢測(cè):
1. 電生理正數(shù)學(xué)技術(shù):使用電極接觸到生物體表面或內(nèi)部,記錄生物電信號(hào)。例如,腦電圖(EEG)和心電圖(ECG)就是通過(guò)這種方法得出的。
2. 細(xì)胞水平檢測(cè):使用玻璃碼搜微電極監(jiān)測(cè)單個(gè)細(xì)胞的電位變化和離子流量。這一方法通常用于觀察神經(jīng)元和心肌細(xì)胞的活動(dòng)。
3. 分子生物學(xué)技術(shù):通過(guò)在細(xì)胞膜或離子通道等位置插入熒光探針、舉模首熒光素或發(fā)光素等物質(zhì),來(lái)監(jiān)測(cè)離子流量的變化。這種方法可以直接觀測(cè)分子水平上的電生理現(xiàn)象。
4. 其他物理方法:例如,磁共振成像(MRI)可用于檢測(cè)腦部神經(jīng)元的活動(dòng)狀態(tài),而X射線衍射等方法則可用于觀測(cè)單個(gè)蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)和電荷。
總之,物理方法可以為生物學(xué)研究提供有力的和技術(shù),用于檢測(cè)和研究生物電現(xiàn)象。
生物有電并非怪事,它早已存在,不過(guò)人們研究它、應(yīng)用它,還只是近年的事。2000年前,古羅馬帝國(guó)流行一種奇怪的治病方法,用來(lái)治療頭痛、風(fēng)痛等癥狀。當(dāng)一個(gè)人痛風(fēng)發(fā)作時(shí),醫(yī)生把病人帶到海邊潮濕沙灘上,在病人腳底放一條黑色大魚,此時(shí)病人就會(huì)感到腳底地發(fā)麻,一直麻到膝蓋為止,如此反復(fù)進(jìn)行,可以治愈疾病。據(jù)說(shuō),此法曾治好許多達(dá)官貴人的病。到了1758年,英國(guó)科學(xué)家卡文迪許開始著手探究上述治病方法的奧秘。他把大墨魚埋在潮濕沙灘里,上面接一萊頓瓶,結(jié)果萊頓瓶發(fā)出火花,由此證明大黑魚放出的是電,卡文迪許證明電鲼放電不久,意大利科學(xué)家加伐尼在1791年發(fā)現(xiàn)在青蛙肌肉中也蘊(yùn)藏著電配態(tài)能,他把這種電稱為“生物電”。這便是生物電名字的由來(lái)。
19世紀(jì),內(nèi)科學(xué)用電位器測(cè)得神經(jīng)細(xì)胞膜突然受到刺激產(chǎn)生0.1伏特電。至此,人們?cè)俨粦岩缮镫姷拇嬖冢掖_認(rèn)任何生物體中,都有生物電。20世紀(jì)50年代后,人們才揭開了其中奧秘。原來(lái),生物的每個(gè)細(xì)胞都有完整的細(xì)胞膜,細(xì)胞膜有兩層脂肪分子,細(xì)胞內(nèi)帶電離子必須通過(guò)離子通道才能穿過(guò)細(xì)胞膜。在平時(shí),細(xì)胞內(nèi)鉀離子多,細(xì)胞外溶液中鈉離子多,細(xì)胞內(nèi)外產(chǎn)生電勢(shì)差,這就是膜電位。一旦細(xì)胞膜通道打開,細(xì)胞外高濃度溶液流向細(xì)胞內(nèi),就產(chǎn)生動(dòng)作電位。
心肌細(xì)胞可分為兩個(gè)類型,一為工作細(xì)胞,分為心房肌和心室肌,含有豐富的橡物肌原纖維,執(zhí)行收縮功能,具有興奮性,傳導(dǎo)性,收縮性。二為自律細(xì)胞,主要包括竇房結(jié)和浦肯野細(xì)胞,興奮性,傳導(dǎo)性,自律性,不具收縮性。特殊的傳導(dǎo),竇房結(jié),房室交界,房室束,浦肯野纖維網(wǎng)。
心肌細(xì)胞的生物電現(xiàn)象,
(一)工作細(xì)胞的跨膜電位及其形成機(jī)制
1.靜息電位:心室肌細(xì)胞在靜息狀態(tài)下膜兩側(cè)呈極化狀態(tài),膜內(nèi)電位比膜外電位約低 90
mV。
2.工作細(xì)胞的靜息電位的形成機(jī)制:K+在細(xì)胞內(nèi)的濃度遠(yuǎn)高于細(xì)胞外,細(xì)胞膜對(duì) K+有通
透性,于是,K+外流,使得細(xì)胞膜內(nèi)負(fù)電荷增多,細(xì)胞外正電荷增多,隨之產(chǎn)生內(nèi)向電場(chǎng),
電場(chǎng)力阻友如盯止 K+外流,當(dāng) K+濃度梯度形成的化學(xué)力與電場(chǎng)力取得平衡時(shí),K+外流停止,此時(shí),
細(xì)胞內(nèi)外形成的電位差即是靜息電位。
3.工作細(xì)胞的動(dòng)作電位的主要特征:復(fù)極化過(guò)程比較復(fù)雜,持續(xù)時(shí)間很長(zhǎng),動(dòng)作電位下
降支與上升支很不對(duì)稱。
4.工作細(xì)胞動(dòng)作電位的構(gòu)成:(1)去極化過(guò)程又稱 0 期。(2)復(fù)極化過(guò)程:分為 1 期(快
速?gòu)?fù)極初期)、2 期(期,是整個(gè)動(dòng)作電位持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)的主要原因,也是心肌細(xì)胞的動(dòng)
作電位區(qū)別于骨骼肌和神經(jīng)細(xì)胞動(dòng)作電位的主要特征)和 3 期(快速?gòu)?fù)極末期)。
以上就是生物電現(xiàn)象的全部?jī)?nèi)容,生物電是生物的器官、組織和細(xì)胞在生命活動(dòng)過(guò)程中發(fā)生的電位和極性變化。它是生命活動(dòng)過(guò)程中的一類物理、物理一化學(xué)變化,是正常生理活動(dòng)的表現(xiàn),也是生物活組織的一個(gè)基本特征。200多年前,人類就發(fā)現(xiàn)動(dòng)物體帶電的事實(shí)。