Электричество в живых организмах
окружающая клетку, В – цитоплазма.
То есть выяснил эквивалентную схему клеточной мембраны. Первоначально, он
установил эту схему для мембраны эритроцитов.
Фрикке использовал при измерениях частоты до 4,5 МГц, это значит, что ему
содействовало развитее техники – появление генераторов высокой частоты.
Дальнейшие исследования показали, что емкость мембраны примерно 1 мкФ/см2,
а удельное сопротивление протоплазмы близко к 100 Ом*см. Напротив, удельное
сопротивление мембраны у разных клеток оказалось разным: у яйцеклетки
морского ежа удельное сопротивление мембраны составляет всего 100 Ом*см2, а
у водоросли нителлы – 105 Ом*см2. Обратите внимание на единицы измерения:
Ом*см2! В электрофизиологии удельным сопротивлением мембраны называется
сопротивление1см2 мембраны, то есть произведение ?l в формуле R= ?l/S.
Итак, мы подошли к самой постановке вопроса о системе связи в организме.
Когда вы читали предыдущий текст, ваш мозг принимал сигналы от глаз и
посылал команды глазным мышцам. Как? Каким образом сигналы попадали от
глаза к мозгу и от мозга к глазным мышцам? Через нервы. В грубом сравнении
нервы могут показаться аналогом телефонной линии. Это далеко не так.
Рассмотрим две причины. Во-первых: передают сигнал не нервы, а аксоны или
длинные нервные отростки. Нерв – пучок аксонов с множеством вспомогательных
клеток питающих аксон и “подводящих” к нему кислород. И, во-вторых, сам
аксон не простой проводник. Рассмотрим пример:
Возьмем аксон кальмара и сравним его схему со схемой обыкновенного
проводника.
а)
б)
Электрические схемы передачи сигналов. Схема аксона (а) состоит
из продольных сопротивлений ri емкости мембраны C сопротивления
мембраны rm и источник э.д.с. Em. Техническая система передачи
сигналов (б) состоит из источника тока E нагрузки H и выключателя K.
Даже с первого взгляда видно, что схемы кардинально отличаются.
Под водой…
К
аждому из нас приходилось слышать об электрических рыбax. Для меня долгое
время оставалось загадкой, как сравнительно небольшой электрический угорь
может выработать разность потенциалов 800 – 900 В. Как же устроены эти
рыбы?
Основу вырабатывающих органов составляют столбики из плоских клеток,
лежащих друг на друге как пары медь – цинк в вольтовом столбе. К одной
поверхности каждой клетки подходят нервное окончание. Когда орган находится
в покое, обе стороны каждой клетки имеют одинаковый потенциал и ток через
орган не идет. Когда же по всем нервным волокнам проходят импульсы
постсинаптическая мембрана резко повышает свою проницаемость к ионам и
потенциал падает до нуля. Это приводит к возникновению тока текущего через
клетку. Так появляется разряд у ската и звездочета. У рыб, более
продвинутых по ступеням эволюции, как электрический угорь, нильская щука и
нильский сом органы устроены несколько иначе. Мембрана с той стороны
клетки, на которую действует синапс, оказалась электрически возбудимой, так
что при проходе нервного импульса она не только снижает свой потенциал до
нуля, а перезаряжается, что обеспечивает более высокую разность
потенциалов, генерируемую клетками.
Список литературы:
М.Б.Буркнблит Е.Г.Гаоглева. “Электричество в живых организмах”.
1. Энциклопедия для детей “Аванта +” том 2: Биология.
Л. Элиот, У. Уилкокс “Физика”
Г.Р. Иваницкий “Мир глазами биофизики”
Е. Кнорре “Живое в прожекторах науки”
| |  скачать работу |
Электричество в живых организмах |
