Тірі ағзалардың электрлік процестері. Электрорецепторлар және электрлік мүшелер. Биология, 9 сынып, дидактикалық материал.

Биоэлектрлік процестер мен мүшелер

 Биоэлектрлік - ағзаның тірі ұлпаларында кездесетін электр құбылыстары мен процестер.

Биоэлектрлік, тірі организмдердегі табиғи электрлік процестер, көптеген физиологиялық және мінез-құлықты реакциялар жиынтығы. Биоэлектрлік проблемалар сыртқы көздерден электр энергиясына ұшыраған кезде әртүрлі деңгейлерде ағзаға түскен барлық әсерлерді қамтиды. Биоэлектрлікті зерттеу физикалық, химиялық құбылыстарды түсіну, тірі ағзалардағы физиологиялық процестер және клиникада диагностикалық мақсаттарда (электрокардиография, электроэнцефалография, электромиография және т.б.) қолданылады.

Электроэнергетикалық мүше немесе биоэлектрлік мүше - тірі организмде электр энергиясын өндіру мен пайдалануға мамандандырылған жүйе.

200-ден астам балық түрлерінде биоэлектрлік орган өзін-өзі қорғауға немесе аң аулауға қатысады. Торпедо, электрлі рэйс және электр мүйізі әсіресе күшті электрлік органдарына ие, ол олар жемді иммобилизациялауға немесе өлтіруге арналған. Электр мүйізінде үш электрлік орган бар; олар дененің көп массасын және балықтың жалпы ұзындығының төрттен бесін құрайды. Бұл балық бір адамға жететін 600-ден 1000-ға дейін қуатты ток соғу қабілетіне ие бола алады. Электр сәулелері дененің екі жағында орналасқан екі үлкен, дискі тәріздес электр органдарына ие, бұл дененің дискілі тәрізді формасына ықпал етеді. Африкадағы электр латфиясы, латын Америкасының пышақ балықтары және жұлдыздық балықшылар басқа балықтарға арналған сезім органдарының өздерінің биоэлектрлік мүшелерін қолдануы мүмкін.

 Электрлік органның негізгі элементі - электролиттер деп аталатын жалпақ жасуша. Электролиттердің саны көп және электрлік органның кернеуі мен ток өндіретін қуатын түзеді. Балықтар жекелеген электролиттерді белсендіретін жүйке импульстарын белгілеу арқылы электр қуатын кенеттен шығарып тастайды, осылайша бүкіл массивтің бір мезгілде әрекет етуін қамтамасыз етеді.

 Биоэлектрлік потенциалдар - адамның, жануарлардың және өсімдіктердің ұлпаларында және жеке клеткаларында пайда болатын биоэлектрлік құбылыстар, электрлік потенциалдар, қозу мен тежелу процестерінің маңызды компоненттері.

Биопотенциал - биоэлектрлік белсенділікті көрсететін тірі ағзалардағы екі нүктесі арасындағы әлеуетті айырмашылық;

 Тірі ағзаларда биопотенциалды генераторлар ғана емес, сондай-ақ электр тогының өткізгіші және тірі ұлпалардың электрлік өткізгіштік дәрежесінің өзгеруі олардың өмірлік белсенділігіне байланысты жасушалардың немесе ұлпалардың өміршеңдігін (күйін) көрсетеді. Биоэлектрлік құбылыстардың ерекше түрі, мысалы, қан тамырлары арқылы қозғалса, мысалы, электрокинетикалық әлеует деп аталады. Бұл жағдайда тамыр қабырғасы мен қозғалатын қан арасындағы айырмашылық бар. Бұл потенциалды өзгерістердің белгілі бір патологиялық жағдайларда, диагностикалық мақсаттарда қолданылуы мүмкін.

Биоэлектрлік белсенділіктің әртүрлі формаларының пайда болуы кез-келген өмірлік белсенділікпен (бұлшықетпен ауырсыну, мидың жұмысы, жүрек белсенділігі және т.б.) бірге жүреді. Арнайы құралдардың көмегімен оларды тіркеу біздің көптеген аурулардың пайда болуы мен зерттеу мүмкіндігін кеңейтеді және оларды диагностикалауға мүмкіндік береді. Мидың жалпы электрлік белсенділігін есепке алу және талдау арқылы кейбір жүйке және психикалық ауруларды диагностикалау жүргізіледі. Жүректің электрлік белсенділігін зерттеу негізінде жүрек-тамыр жүйесі ауруларының көптеген аурулары анықталды. Бұлшықеттерде пайда болатын биоэлектрлік құбылыстардың негізінде жоғары және төменгі аяғындағы биоэлектрлік протездер жасалды.

 Зерттеу нәтижесінде көптеген балықтарда жоғары кернеулерді тудыратын арнайы электрлік органдардың, яғни «батареяның» бір түрі болғанын көрсетті. Былғары ағзаның ұзындығының 4/5 бөлігін алатын электр органдарына ие. 650 В дейінгі кернеуді береді. Әр түрлі серіппелердің кернеуі 80-ден 300 В-ге дейін өзгереді. Шаркалар электр энергиясын әртүрлі пайдаланады. Терінің астында олардың кішкентай электр сезімтал органдарын жасырады. Бұлшықетті жасайтын шағын электр өрістерінде жыртқыштар жәбірленушіні табады. Судағы бұл өрістердің мөлшері тек 5 мВ құрайды, бірақ бұл акулға сиыр балықтарын табуға жеткілікті. Көбінесе электр қуаты қорғау құралы ретінде қызмет етеді. Таңқаларлық нәрсе, бұл жоғары кернеу балық ағзасына әсер етпейді! Бірақ адамдарға шабуыл жасайтын электр балықтары бар.

Биоэлектрлік әсерлер

 Биоэлектрлік биологиялық үрдістердегі электр токтарының немесе кернеулердің пайда болуына немесе әрекетіне жатады. Биоэлектрлік құбылыстарға нервтердің жылдам сигнал беруі және бұлшықеттерде немесе бездерде физикалық процестерді қосу кіреді. Барлық ағзалардың нервтері, бұлшықеттері және бездері арасында кейбір ұқсастық бар, мүмкін, өте тиімді электрохимиялық жүйелер ерте дамыған болуы мүмкін. Ғылыми зерттеулер төмендегілерге назар аударады: нерв немесе бұлшықет тіндері; жүрек, ми, көз, құлақ, асқазан және кейбір бездер сияқты органдар; кейбір балықтардағы электрлік органдар; және зақымдалған тінмен байланысты потенциалдар.

 Тірі жасушадағы электрлік белсенділік - бұл жасушалық мембранадан тәуелді жасушалық құбылыс. Мембрана мембрананың қарсы жағында электр зарядталған иондар ретінде энергияны сақтауға арналған конденсатор тәрізді әрекет етеді. Сақталған қуат жылдам кәдеге жарату және мембраналық жүйені тұрақтандыру үшін қол жетімді, сондықтан ол шағын бұзылулармен белсендірілмейді.

 Электрлік қызметке қабілетті клеткалар тыныштық потенциалын көрсетеді, онда олардың ішкі бөліктері жасушаның сыртына қарағанда шамамен 0,1 вольт немесе одан аз теріс болады. Жасуша белсендірілген кезде демалу әлеуеті белгіге кенеттен кері қайтарылуы мүмкін; Нәтижесінде, жасушаның сыртында теріс және ішіндегі оң болады. Бұл жағдай қысқа уақытқа созылады, содан кейін жасуша өзінің бастапқы тыныштық күйіне оралады. Деполяризация және реполяризация деп аталатын бұл жүйе белсенді қаптаманың мембранасы арқылы елеулі ток ағымы арқылы жүреді, сондықтан қысқа мерзім ішінде «диполь-ток көзі» бар. Бұл көзден шағын ағымдар ағып жатқан сулы орта арқылы ағып кетеді және одан үлкен қашықтықта анықталады. Белсенді мембранадан шығатын бұл ағымдар олардың шығу жеріне өте жақын орналасқан, бірақ олардан кез-келген қашықтықта кездейсоқ болуы керек.