Электрические явления в организме человека. Как человеческий организм вырабатывает электричество

Электричество внутри нашего тела. Зачем организму человека электричество

Есть ли электрические импульсы в нашем организме?

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

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.

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.

Животные организмы имеют два вида генераторов электричества: внутренние и наружные. К внутренним относятся мозг и сердце, к наружным пять органов чувств (зрение, слух, вкус, обоняние и осязание).

В головном мозге биотоки вырабатываются в том месте, где располагается ретикуло-эндотелиальная формация. От головного мозга биотоки поступают в спинной мозг, а оттуда по нервным сплетениям направляются ко всем органам и тканям. Далее очень мелкие нервы проникают во все органы грудной и брюшной полости, в кости, мышцы, сосуды, связки туловища и конечностей. Нервные ткани являются специфическими проводниками биотоков. Нервы играют в организме ту же роль, которую играют металлические (алюминиевые, медные) провода с изоляцией в электротехнике. В виде тончайшей сеточки они пронизывают все внутренние органы и мягкие ткани организма. В конце своего пути биотоки покидают нервные окончания и переходят в межклеточное пространство неспецифических проводников электричества внутренних органов, мышц, сосудов, кожи и т.д. Все ткани человеческого тела состоят на 95% из воды с растворенными в ней солями. Поэтому живые ткани являются прекрасными проводниками электричества.

В сердце биотоки генерируются в синусовом узле. От него концентрированный поток электронов проходит по пучку Гисса, нервные ветви которого заканчиваются клетками Пуркинье, диффузно расположенными в миокарде. Клетки Пуркинье передают биоимпульсы к мышечным клеткам сердца. Под действием биоимпульсов происходит сжатие сердечной мышцы - систола. Далее сердечные биотоки покидают пределы сосредоточения и «растекаются» по всему телу. Благодаря этому электрокардиограф фиксирует наличие биотоков на контактных металлических пластинках, которые соприкасаются с кожей грудной клетки, ног и рук.

Диастола (то есть расширение сердца и увеличение объёма полостей желудочков и предсердий) происходит благодаря резиноподобного действия толстых стенок сердечных мышц. Если взять мячик из мягкой резины (или из поролона) и сжать его кистью руки, то его объём можно уменьшить в 5 раз. Для сердца это будет сжатие (систола) от действия электрического импульса на мышечные волокна, который вырабатывается в собственной сердечной «электростанции». После того, как кисть руки кончит сжимать резиновый мячик, разожмётся, моментально мячик увеличивается в размере в 5 раз по причине эластичности (как у резины). Это этап расправления резинового меча, аналогичный сердечной диастоле. Диастола сердца происходит благодаря «резиновой» эластичности миокарда, а не благодаря повторному воздействию электрических импульсов на миокард с целью насильственного увеличения объёма сердца. Инфаркт сердца - это возникновение ограниченного, спазмированного участка сердечной мышцы, который из-за склероза сосудов внутри этого участка, потерял свою эластичность и не увеличил свой объём после прекращения сжатия, не расширился как резинка.

Естественная смерть старых людей происходит по причине прекращения выделения электрической энергии «электростанцией» мозга или «электростанцией» сердца. Исследования электрофизиологов показали, что ретикуло-эндотелиальная формация вырабатывает электричества в ватах в сутки при бодрствовании человека (то есть во время работы в дневное время суток) в 5 - 10 раз больше, чем её генерируется в мозгу спящего человека (то есть ночью). Хорошо известно, что основное количество электрической энергии тратится на работу мышц конечностей и туловища и на интеллектуальную работу мозга. Если измерять электрическую энергию, которую вырабатывает ретикуло-эндотелиальная формация (в ватах за сутки), то на протяжении жизни (например, на протяжении 80 лет) её количество меняется. Самое высокое количество энергии вырабатывает мозг человека в юношеском и молодом возрасте, то есть в возрасте 18 - 27 лет. В это время мышечная и интеллектуальная сила мужчин и женщин самая высокая. Самое низкое количество электроэнергии вырабатывается внутри мозга детей до года и стариков после 70 лет. Вот почему дети и старики ослаблены в физическом отношении и нуждаются в посторонней помощи. Также хорошо известно, что дети и старики ослаблены и в интеллектуальном отношении.

В 89% случаев смерть старого человека происходит по причине инсульта, инфаркта, раковой опухоли или от наличия другой болезни (пневмонии, диабета, цирроза печени и так далее). Но в 11% случаев смерть старого человека происходит от старости, то есть - по естественным причинам. Что это за причины? Естественная смерть старых людей происходит по причине прекращения выделения электрической энергии «электростанцией» мозга или «электростанцией» сердца. Нервные клетки электрических генераторов в мозгу и в сердце стареют и перестают функционировать, перестают вырабатывать электрические потенциалы. Возникает или остановка дыхания, или остановка сердцебиения, что неизбежно приводит к гибели всего организма. Естественная смерть старого человека от остановки дыхания происходит в 24% случаев, а в 76% случаев смерть происходит от прекращения деятельности электростанции сердца, от остановки сердца. Механизм смерти стариков от остановки дыхания следующий. Из ретикуло-эндотелиальной формации поток биоимпульсов поступает в продолговатый мозг, откуда дыхательный центр направляет электрические импульсы дыхательным мышцам грудной клетки. Происходит увеличение объёма грудной клетки и лёгких, то есть - происходит вдох, и воздух закачивается а в легочное «бронхиальное дерево». Далее следует выдох. Электрические импульсы поступают к мышцам - антагонистам, которые уменьшают объём грудной клетки и лёгких, то есть - происходит выдох, происходит выталкивание воздуха из легочного «бронхиального дерева». У старых людей отмирают клетки ретикуло-эндотелиальной формации мозга, и генерация электрических токов в (количественном отношении, в ватах в сутки) прогрессивно уменьшается. Смерть - это полное прекращение работы ретикуло-эндотелиальной формации мозга. При этом в первую очередь останавливается дыхание, так как оно осуществляется благодаря работе дыхательных мышц грудной клетки. Как только дыхательный центр мозга перестаёт подавать биоимпульсы к дыхательным мышцам, возникает смерть от удушья.

Если у какого-то человека быстрее стареет генератор электричества в сердце (который так же состоит из нескольких тысяч нервных клеток), то смерть происходит от прекращения выработки электричества внутри «электростанции» сердца. Генератор электричества в сердце прекращает «выстреливать» электрические токи, а поэтому происходит остановка сердечной деятельности. Не происходит сердечная систола, возникает остановка сердечных сокращений и организм умирает.

Спортивная медицина доказывает, что ежедневные и не слишком интенсивные занятия любительским спортом поддерживают высокий тонус ретикуло-эндотелиальной формации и сердечная «электростанция» намного дольше (до 100 и более лет) выделяет электрические импульсы. Спортсмен усилием воли заставляет напряженно работать мышцы, а для их работы необходимо большое количество электрической энергии, которые производятся в мозгу и в сердце их генераторами электричества. Тренировки заставляют работать на полную мощность «электростанции», которые расположены внутри мозга и сердца, заставляют и в старости сохранять мощную генерацию электричества. Регулярные мышечные усилия заставляют выделять электричество в «электростанциях» мозга и сердца достаточно долгое время (100 лет и более). Чрезмерное физическое перенапряжение приводит к истощению генераторов электричества в мозгу и сердце, что приближает момент остановки их деятельности, что предрекает быструю гибель организма. Практическая медицина доказывает, что дольше живёт тот человек, который занимается не умственным трудом, а ежедневным, умеренным физическим трудом! Современные люди, особенно городские жители, мало двигаются, редко делают интенсивную физическую работу, а поэтому их «биологические электростанции» быстро дряхлеют. Ежедневный спорт в лесу или на открытом стадионе (где повышенно содержание кислорода) - это залог долгой жизни.

Внутри глаза также имеется специфический генератор биотоков в виде сетчатки. Когда свет попадает на сетчатку глаза, возникает поток электронов, который дальше распространяется по зрительному нерву и передается в кору головного мозга. Благодаря выработке биотоков сетчаткой глаза человек получает возможность видеть окружающий мир. Зрение дает человеку более 80% информации.

Внутреннее ухо является генератором электроимпульсов, которые возникают при воздействии звуковых волн. Чувствительные слуховые клетки кортиева органа расположены на основной мембране внутреннего уха (улитка) и приходят в возбуждение при колебаниях основной мембраны. Из улитки биотоки проходят по слуховому нерву в продолговатый мозг, а дальше в кору головного мозга.

Кожные рецепторы воспринимают прикосновение, давление, болевое раздражение, холодовое и тепловое воздействие. При гистологическом исследовании в коже обнаружено большое количество нервных окончаний в виде кисточек, корзинок, розеток, окруженных капсулой. Тактильную чувствительность воспринимают клетки Меркеля, Фатера-Пачини и тельца Мейснера. Свободные окончания осевых цилиндров в виде заострений и пуговчатых утолщений воспринимают болевую чувствительность. Колбы Краузе, тельца Мейснера и Руффини воспринимают чувство холода и тепла. На 1 квадратном сантиметре кожи находится 200 болевых рецепторов, 20 тактильных, 12 холодовых и 2 тепловых. Воздействие давления, тепла, холода, укола и других видов травмы на эти кожные рецепторы приводит к возникновению биоимпульсов, которые по мелким и крупным нервным стволам передаются в спинной мозг, далее в продолговатый мозг и кору полушарий. Кожные рецепторы относятся к самым мелким генераторам электричества в организме человека.

Обонятельные нервы берут свое начало на так называемых митральных клетках обонятельной луковицы. Воздействие пахучих веществ на эти клетки приводит к возникновению биоимпульсов. Нервные обонятельные клетки заканчиваются в грушевидной извилине коры головного мозга.

Вкусовые рецепторы расположены на языке и представлены микроскопическими «вкусовыми почками», которые объединяются во вкусовые сосочки. При воздействии химических веществ вкусовые сосочки языка вырабатывают биоимпульс, т.е. вкусовые сосочки играют роль генераторов электрического тока. Вкусовые нервы относятся к волокнам лицевого, языкоглоточного и блуждающего нервов. По ним биоимпульсы проходят к таламусу и заканчиваются в опекулярной области коры головного мозга. В этой области возникают электропотенциалы после раздражения вкусовых рецепторов химическими веществами.

Если все электричество, которое вырабатывается перечисленными органами (головным мозгом, сердцем, пяти органами чувств) на протяжении суток принять за 100%, то 50% этого количества вырабатывает сердце, 40% - мозг, и только 10% - органы чувств (сетчатая оболочка глаза - 7%, внутреннее ухо - 2%, и 1% - тактильные, обонятельные и вкусовые рецепторы). Конечно, если человек перенес сильную травму, то тогда болевые рецепторы (тактильные органы чувств) могут выработать до 90% всего количества биоимпульсов, выработанных человеком за сутки.

Из сказанного можно сформулировать второй закон биоэлектрофизики : в организме человека имеется 7 биологических генераторов биотоков. Физиологические исследования нервных тканей давно установили факт существования двух различных по функциональной деятельности нервных клеток: эфферентных и афферентных. В эфферентной электрической цепи биотоки распространяются от центра (мозга) к периферии (кожным покровам), проходя через все внутренние органы и ткани. В афферентных путях биотоки распространяются от внешних генераторов электричества (органов чувств) к центральной нервной системе (сначала к спинному, а потом - к головному мозгу). Это положение относится ко второму закону биоэлектрофизики.

Существуют определенные законы, которым подчиняется движение электрического тока внутри человеческого организма. Организм человека и животного – это сложные электрические системы, где существуют генератор электричества, проводники (периферическая нервная система), объекты частичного поглощения биотоков (внутренние органы) и объекты полного поглощения биотоков (акупунктурные точки). В теле животного есть свои «электростанции» (головной мозг, сердце, сетчатка глаза, внутреннее ухо, вкусовые рецепторы и т. д.), «линии электропередач» (нервные ветви различной толщины), «потребители» биотоков (мозг, сердце, легкие, печень, почки, желудочно-кишечный тракт, железы внутренней секреции, мышцы и т. д.) и поглотители балластного электричества (в виде биологически активных точек, расположенных под кожей).
Если рассматривать человеческий организм с «технических» позиций, то человек является автономной саморегулирующейся электрической системой. Физика называет три главные составные части электрической цепи: генератор электрического тока, система электропередачи (проводники тока) и потребитель (поглотитель) электричества. Например, электростанция вырабатывает электрический ток, линия электропередач (ЛЭП) передает электричество на большие расстояния потребителю (заводу, фабрике, жилым домам и т. д.). Из физики электричества известно, что электрический ток в цепи будет проходить только в том случае, если на одном конце проводника образовался избыток электронов, а на другом конце – их недостаток. Электроток движется от плюсового электрического заряда к минусовому. Условия для движения электротока не возникнут до тех пор, пока в электрической цепи не появится разность потенциалов. Генератор электричества создает избыток электронов в одном месте, а потребители электричества играют роль непрерывных поглотителей электронов. Если бы потребители электричества не поглощали электроны, а постепенно их накапливали, то с течением времени их потенциал сравнялся бы с электрическим потенциалом генератора, и тогда движение электричества в цепи прекратилось бы. Поэтому первый закон биоэлектрофизики можно сформулировать следующим образом: для движения электрических токов в цепи обязательно необходимо присутствие трех составных частей в виде генератора (электрического плюса), который вырабатывает электроны, проводника тока, который передает электроны с одного места в другое, и потребителя электричества (электрического минуса), который поглощает электроны.
Хорошо известно, что благодаря биотоку, движущемуся по нервным тканям, происходит перистальтика кишечника, сокращение мышечной ткани сердца, работа мышечно-суставного аппарата (благодаря которой человек ходит, совершает трудовую деятельность). Мышление и проявление эмоций осуществляется также вследствие движения биотоков по нервным клеткам коры головного мозга. Поступление биотоков по нервным стволам к речевому аппарату делает возможным общение людей друг с другом. Биоимпульсы, исходящие из головного мозга, регулируют синтез белков в печени, гормонов в железах внутренней секреции, влияют на выделительную функцию почек, устанавливают периодичность дыхательных движений. Человека в целом надо воспринимать как сложную электротехническую (кибернетическую) систему, которая способна к умственной и физической деятельности и размножению. Конечно, «электротехническое» строение живого организма значительно сложнее, чем банальная электрическая цепь. Но общие принципы их деятельности одинаковы.

Современную жизнь невозможно представить без электричества, этот тип энергии используется человечеством наиболее полно. Однако далеко не все взрослые люди способны вспомнить из школьного курса физики определение электрического тока (это направленный поток протекания элементарных частиц, имеющих заряд), совсем мало кто понимает, что же это такое.

Что такое электричество

Наличие электричества как явления объясняется одним из главных свойств физической материи – способностью обладать электрическим зарядом. Они бывают положительными и отрицательными, при этом объекты, обладающие разнополюсными знаками, притягиваются друг к другу, а «равнозначные», наоборот, отталкиваются. Движущиеся частицы также являются источником возникновения магнитного поля, что лишний раз доказывает связь между электричеством и магнетизмом.

На атомарном уровне существование электричества можно объяснить следующим образом. Молекулы, из которых состоят все тела, содержат атомы, составленные из ядер и электронов, циркулирующих вокруг них. Эти электроны могут при определенных условиях отрываться от «материнских» ядер и переходить на другие орбиты. Вследствие этого некоторые атомы становятся «недоукомплектованными» электронами, а у некоторых их в избытке.

Поскольку природа электронов такова, что они текут туда, где их не хватает, постоянное перемещение электронов от одного вещества к другому и составляет электрический ток (от слова «течь»). Известно, что электричество имеет направление от полюса «минус» к полюсу «плюс». Поэтому вещество с нехваткой электронов считается заряженным положительно, а с переизбытком – отрицательно, и именуется оно «ионами». Если речь идет о контактах электрических проводов, то положительно заряженный называется «нулевой», а отрицательно – «фаза».

В разных веществах расстояние между атомами различно. Если они очень маленькие, электронные оболочки буквально касаются друг друга, поэтому электроны легко и быстро переходят от одного ядра к другому и обратно, чем создается движение электрического тока. Такие вещества, например, как металлы, называются проводниками.

В других веществах межатомные расстояния относительно велики, поэтому они являются диэлектриками, т.е. не проводят электричество. Прежде всего, это резина.

Дополнительная информация . При испускании ядрами вещества электронов и их движении происходит образование энергии, которая прогревает проводник. Такое свойство электричества называется «мощность», измеряется она в ваттах. Также эту энергию можно преобразовывать в световую или другой вид.

Для непрерывного течения электричества по сети потенциалы на конечных точках проводников (от линий ЛЭП до домовой электропроводки) должны быть разными.

История открытия электричества

Что такое электричество, откуда оно берется, и прочие его характеристики фундаментально изучает наука термодинамика с сопредельными науками: квантовой термодинамикой и электроникой.

Сказать, что какой-либо ученый изобрел электрический ток, было бы неверным, ибо с древних времен много исследователей и ученых занимались его изучением. Сам термин «электричество» ввел в обиход греческий ученый-математик Фалес, это слово означает «янтарь», поскольку именно в опытах с янтарной палочкой и шерстью Фалесу получилось выработать статическое электричество и описать это явление.

Римлянин Плиний также занимался исследованием электрических свойств смолы, а Аристотель изучал электрических угрей.

В более позднее время первым, кто досконально стал изучать свойства электрического тока, стал В. Жильбер, врач английской королевы. Немецкий бургомистр из Магдебурга О.ф Герике считается создателем первой лампочки из натертого серного шарика. А великий Ньютон вывел доказательство существования статического электричества.

В самом начале 18 века английский физик С. Грей поделил вещества на проводники и непроводники, а голландским учёным Питером ван Мушенбруком была изобретена лейденская банка, способная накапливать электрический заряд, т. е. это был первый конденсатор. Американский ученый и политический деятель Б. Франклин впервые в научных терминах вывел теорию электричества.

Все 18 столетие было богатым на открытия в сфере электричества: установлена электрическая природа молнии, сконструировано искусственное магнитное поле, выявлено существование двух видов зарядов («плюс» и «минус») и, как следствие, двух полюсов (естествоиспытатель из США Р. Симмер), Кулоном открыт закон взаимодействия между точечными электрозарядами.

В следующем веке изобретены батарейки (итальянский ученый Вольта), дуговая лампа (англичанин Дейви), а также прототип первой динамо-машины. 1820 год считается годом зарождения электродинамической науки, сделал это француз Ампер, за что его имя присвоили единице для показаний силы электротока, а шотландец Максвелл вывел световую теорию электромагнетизма. Россиянин Лодыгин изобрел лампу накаливания, имеющую стержень из угля, – прародитель современных лампочек. Чуть более ста лет назад была изобретена неоновая лампа (французский ученый Жорж Клод).

И по сей день исследования и открытия в области электричества продолжаются, например, теория квантовой электродинамики и взаимодействия слабых электрических волн. Среди всех ученых, занимавшихся исследованием электричества, особое место принадлежит Николе Тесла –многие его изобретения и теории о том, как работает электричество, до сих пор не оценены по достоинству.

Природное электричество

Долгое время считалось, что электричества «самого по себе» не существует в природе. Это заблуждение развеял Б. Франклин, который доказал электрическую природу молний. Именно они, по одной из версий ученых, способствовали синтезу первых аминокислот на Земле.

Внутри живых организмов также вырабатывается электричество, которое порождает нервные импульсы, обеспечивающие двигательные, дыхательные и другие жизненно необходимые функции.

Интересно. Многие ученые считают человеческое тело автономной электрической системой, которая наделена функциями саморегуляции.

У представителей животного мира тоже имеется свое электричество. Например, некоторые породы рыб (угри, миноги, скаты, удильщики и другие) используют его для защиты, охоты, добывания пищи и ориентации в подводном пространстве. Особый орган в теле этих рыб вырабатывает электроэнергию и накапливает ее, как в конденсаторе, его частота – сотни герц, а напряжение – 4-5 вольт.

Получение и использование электричества

Электричество в наше время – это основа комфортной жизни, поэтому человечество нуждается в его постоянной выработке. Для этих целей возводятся различного рода электростанции (гидроэлектростанции, тепловые, атомные, ветровые, приливные и солнечные), способные с помощью генераторов вырабатывать мегаватты электричества. В основе этого процесса лежит преобразование механической (энергия падающей воды на ГЭС), тепловой (сжигание углеродного топлива – каменного и бурого угля, торфа на ТЭЦ) или межатомной энергии (атомного распада радиоактивных урана и плутония на АЭС) в электрическую.

Много научных исследований посвящено электрическим силам Земли, все они стремятся использовать атмосферное электричество для блага человечества – выработки электроэнергии.

Учеными предложено множество любопытных устройств генераторов тока, которые дают возможность добывать электричество из магнита. Они используют способности постоянных магнитов совершать полезную работу в виде крутящего момента. Он возникает в результате отталкивания между одноименно заряженными магнитными полями на статорном и роторном устройствах.

Электричество популярнее всех остальных источников энергии, поскольку обладает множеством преимуществ:

• легкое перемещение до потребителя;
• быстрый перевод в тепловой или механический вид энергии;
• возможны новые области его применения (электромобили);
• открытие все новых свойств (сверхпроводимость).

Электричество – это движение разнозаряженных ионов внутри проводника. Это большой подарок от природы, который люди познают с давних времен, и процесс этот еще не закончен, хотя человечество уже научилось добывать его в огромных объемах. Электричество играет огромную роль в развитии современного общества. Можно сказать, что без него жизнь большинства наших современников просто остановится, ведь недаром при отключении электричества люди говорят, что «отключили свет».

Видео

Всем привет, я Маша Осетрова, и сегодня я немного расскажу вам про электричество в теле человека.

Сюжет о Викторе Франкенштейне, создавшем монстра из неживой материи, идейно восходит к проведенным в XVIII веке опытам Луиджи Гальвани, который заставил мышцы лягушки сокращаться под действием электрического тока. Его эксперименты вдохновили многих исследователей на изучение функций электричества в теле живых существ. На сегодняшний день ученые сильно продвинулись в этой области: придумали обезболивающие, выяснили, что заставляет наше сердце биться, что происходит в голове у влюбленных и многое другое.

Между электричеством нашего организм, и электричеством, которое обеспечивает наши дома, есть два фундаментальных различия. Электричество из розетки представляет собой поток электронов. В отличие от этого практически все токи в живых существах являются потоками ионов — атомов, имеющих электрический заряд. Токи в нашем организме связаны с пятью типами частиц: четырьмя положительными ионами — натрия, калия, кальция и водорода — и одним отрицательным хлорид-аниона.

Второе важное различие связано с направлением движения частиц. Ток в электрической цепи течет вдоль проводника, в то время как распространению электрического импульса по нейрону способствует движение ионов в перпендикулярном направлении.

В книге «Искра жизни» Фрэнсис Эшкрофт собрала воедино имеющиеся на сегодняшний день знания об электрических токах в организме человека и процессах на клеточном и молекулярном уровне, управляющих передачей электрических импульсов.

В состоянии покоя на мембране всех клеток существует разность потенциалов в 70 мВ, которую также называют потенциалом покоя. Изменение этого потенциала возможно при проходе заряженных частиц через мембрану внутрь и наружу клетки через специальные шлюзы — ионные каналы.

Для управления ионными каналами соседей нервные клетки выпускают в синаптическую щель — место контакта нейронов — специальные вещества, нейромедиаторы. Они специфично взаимодействуют с ионными каналами в мембране целевой клетки, подходя к определенному типу каналов как ключ к замку. В результате взаимодействия канал открывается, пропуская через себя ионы внутрь или наружу клетки. Направление движения частиц при этом зависит от концентрации ионов и распределения зарядов.

В состоянии покоя потенциал-зависимые натриевые и калиевые каналы клеток нервной и мышечной ткани находятся в закрытом состоянии под действием потенциала покоя. Они открываются только тогда, когда потенциал смещается в положительную сторону: когда это происходит, генерируется нервный импульс.

Хотя потенциально нервные волокна могут проводить импульсы в любую сторону, обычно они передают их только в одном направлении. Двигательные нервы передают сигнал от головного и спинного мозга к мышцам для управления их сокращением, а чувствительные нервы передают информацию в обратном направлении — от органов чувств к головному мозгу.

Поддержание клеток в поляризованном состоянии жизненно важно для организма и крайне энергозатратно. Один лишь мозг использует около 10% вдыхаемого кислорода для поддержания работы натриевого насоса и подзарядки аккумуляторов нервных клеток.

Наибольшее значение для генерации нервного импульса имеют калиевые и натриевые каналы. Это подчеркивает тот факт, что яды пауков, моллюсков, актиний, лягушек, змей, скорпионов и множества других экзотических существ воздействуют именно на них и, таким образом, нарушают функционирование нервов и мышц. Многие токсины крайне специфичны и нацелены на какой-нибудь один вид ионных каналов.

Разные яды имеют разный механизм действия: некоторые из них закупоривают ионные поры, а некоторые выступают в роли «распора», фиксируя канал в открытом состоянии. Это приводит к тому, что результатом проникновения в организм одних токсинов является паралич, а других — чрезмерное возбуждение, вызывающее судороги.

К примеру, яд тетродотоксин, содержащийся во внутренностях иглобрюха, которого японцы называют «рыба фугу», обладает специфичностью к натриевым каналам. Прочно закупоривая ионные поры, он препятствует нормальной передаче нервных импульсов, вызывая паралич и зачастую приводя к летальному исходу. Тем не менее, гурманы со всего мира регулярно рискуют жизнью, чтобы отведать фугу: при правильном приготовлении она перестает быть ядовитой, и лишь слегка покалывает небо.

Еще один токсин, ради эффекта которого люди готовы рискнуть — ботокс, используемый в косметических целях для разглаживания морщин. Ботокс, он же ботулотоксин — яд бактерий вида Clostridium botulinum , — один из самых сильных известных природных ядов. Он препятствует сокращению мышц и постепенно приводит к смерти от удушья. В количестве, умещающемся на кончике иглы, он смертелен для взрослого человека, однако инъекции ботокса под кожу в ничтожных концентрациях способствуют избавлению от мимических морщин.

На этом все, читайте умные книги, не суйте пальцы в розетку и читайте портал «Чердак»! А в следующем выпуске я расскажу вам о том, как мы делаем ЭТО.