Free Student HQ / FSHQ / "Штаб-Квартира свободного Студента"

Воздействие электрического тока на живые организмы

Воздействие электрического тока на живые организмы

Под воздействием электрического тока в живых организмах происходит движение заряженных частиц, поляризация тканей и их нагрев (тепловой эффект). Постоянный ток и переменный ток могут представлять опасность для организма. Поражающее действие обусловлено током, а не напряжением. Безопасной считается сила тока ниже 0,01 А (хотя даже слабые токи сказываются на функционировании нервной системы) ток выше 0,1 А опасен для жизни. Степень опасности, обусловленная током, зависит от пути распространения тока по организму, например, от того, проходит ли он через сердце или нет.

Наиболее уязвимы к воздействию тока являются мышцы. Как известно, электрический ток, проходя через мышцу, вызывает ее сокращение. При этом реакция мышцы зависит как от силы, с которой подается ток, так и от продолжительности его воздействия.

Сила тока ниже определенной пороговой величины не вызывает сокращение, так же, как и очень кратковременный импульс. Чтобы мышца после сокращения полностью расслабился, нужно, чтобы прошло какое-то время. Поэтому, если импульсы следуют один за другим, причем интервал между ними меньше времени, необходимого для сокращения, то мышца не успевает расслабиться и ее сокращение длится столько же времени, сколько подаются возбуждающие импульсы. Такое положение мышца называется тетанус. Импульсы постоянного тока оказывают примерно такое же действие на организм, как и переменный ток. Тетаническое сокращение мышц объясняет тот факт, что человек, взявшись за оголенный провод, не может его самостоятельно отпустить.

Электрический ток небольшой силы (0,01-0,025 А) может привести к расстройству дыхания (в случае сокращения дыхательных мышц), сердцебиение и т.д.; ток высшей силы (от 0,1 А) - к оборотной или необратимой остановки сердца. Действие электрического тока может также вызвать денатурацию белка, ожоги, как результат теплового эффекта.

Любая биологическая система гетерогенна, ее сопротивление электрическому току определяется изменениями в достаточно широких пределах сопротивления ее составных частей.

Сопротивление организма, прежде всего, определяется сопротивлением кожи, а эта величина, в свою очередь, зависит от ее состояния: толщины, влажности. Внутри тела ток в основном распространяется по кровеносным и лимфатическим сосудам, мышцах, и по оболочкам нервных волокон. Сопротивление тканей зависит от состояния организма.

Например, сопротивление увеличивается при воспалительных процессах, сопровождающихся набуханием клеток, так как при этом уменьшается сечение межклеточных соединений.

Уменьшение сопротивления, в свою очередь, происходит при состояниях с повышенной потливостью.

Сопротивление любой системы переменному току определятся активным и реактивным (индуктивным и емкостным) опорами. В живых системах в качестве конденсаторов выступают биологические мембраны, а системы, которые обнаруживают индуктивные свойства отсутствуют.

Поэтому полное сопротивление - импеданс - биологических систем определяется только омическим (R) и емкостным (Xc) опорами:

Зависимость импеданса от частоты переменного тока отличаются для здоровых, больных и мертвых тканей.

Исследование частотных зависимостей импеданса нашли применение в трансплантологии, где они проводятся перед пересадкой тканей и органов. Импеданс тканей и органов изменяется при наполнении кровеносных сосудов, т.е. зависит от состояния сердечно-сосудистой системы.

Регистрация импеданса тканей и органов в процессе сердечной деятельности лежит в основе диагностического метода - реографии.

Снимают реограммы сердца (реокардиограммы), головного мозга (реоэнцефалограммы), магистральных сосудов, легких, печени и конечностей. Как правило, исследования проводят при частоте 30 кГц.

Раздражение может вызвать только такой ток, продолжительность которого превышает некоторое минимальное время, необходимое для возбуждения мышечного волокна. Так как с ростом частоты тока продолжительность раздражения снижается, то после достижения некоторой предельной величины частоты (10 - 5 Гц) ток уже не вызывает сокращение мышц. В этом случае он предоставляет только тепловое воздействие. Тепловой эффект электрического тока широко применяется в медицине для прогревания тканей, для чего используют ток силой 10-15 мА, частотой 500 кГц (смещение ионов, вызываемое им, не опасно для организма), напряжением ~ 10 кВ.

Высокочастотные токи применяются в хирургии. Постоянный ток широко используется для введения лекарственных веществ - электрофореза. Под действием электрического поля ионы лекарственного вещества проникают через кожу в ткани. Отрицательно заряженные частицы вещества (анионы) вводят с катода; положительные (катионы) - с анода.

Электрофорез имеет ряд преимуществ по сравнению с обычными методами введения лекарственных препаратов, так как позволяет вводить их непосредственно в ткани, минуя пищеварительный тракт и кровь.

Импульсные токи применяются для стимуляции сердца, нервных волокон, мышц с целью восстановления их сократительной или ведущей функции. Так, пропуск через сердце кратковременных импульсов тока (порядка миллисекунд) силой 10 А вызывает равномерную деполяризацию мембран и способствует возникновению синхронного сокращения мышц миокарда.

При реанимации для этих целей используют специальный аппарат - дефибриллятор. В зависимости от амплитуды, длительности и формы импульсов ток может вызывать различное физиологическое действие на организм.

  • Категории раздела:
  •      Другое
  • Смотрите также:
  •  


    Сайт создан в 2012 г. © Все права на материалы сайта принадлежат его автору! 
    Копирование любых материалов сайта возможно только с разрешения автора и при указании ссылки на первоисточник
    Яндекс.Метрика