1.生物电的发觉
所有生物都有生物电现象,生物电是指生命过程中形成的电压或电流。首先发觉生物电的是一位智利的生物学家伽伐尼(L.A.,1737-1798)。1780年11月某日他碰巧发觉,当金属刀的刀刃遇到被解剖的乌龟腿外露的神经时,蛙腿会发生昏厥现象,这是哪些缘由呢?几年后,在巴黎的博物馆,他见到了展示的“电鳗”,当人用两只手同时接触这些鱼的背部和尾部时,会形成一种被电麻的觉得,这说明“电鳗”能放电,于是他立即想到蛙腿的昏厥,莫非乌龟体内也存在着一种生物电吗?经过了一系列研究,他否认了生物电的存在。1792年,他发表了知名论文《论胸肌运动中的电力》,引发世人瞩目。实验已阐明,除了植物,所有生物都有生物电活动,生物电现象是自然界普遍存在的一种电现象。
2.人体生物电形成的诱因
目前被公认的一种基本观点是:生物电来始于细胞的功能。细胞是有细胞膜、细胞核和细胞质组成。细胞膜的结构很复杂,它一方面把细胞与外界环境分开,同时膜上又存在一些孔道,容许细胞与周围环境交换个别物质。实验测得在细胞内、外存在多种离子,膜内主要是钾离子(K+)及一些大的负离子络合物(A-)(A-不能通过细胞膜),膜外主要是钠离子(Na+)和氯负离子(Cl-)。在不受外界剌激的静息状态下,实验测得活细胞的细胞膜外部带正电、内部带负电,即膜外侧电位约为-90~70毫伏。这些电位称为静息电位。
当细胞受外界剌激时,能做出主动反应,称为细胞的亢奋。生理学中将这些激动较强的组织,如神经、肌肉和胃壁等合称为可激动组织。它们的细胞所做出的主动反应是表现在当外界剌激硬度达到一定阀值时,细胞膜对离子的私密性会发生忽然变化,最后使电位发生改变。细胞内的电位可从负电位忽然变为正电位(约20~30毫伏),大概在不到1微秒的时间内,很快又恢复到原先的静息电位。这些变化的电位称为动作电位。
有些细胞(如神经细胞和心机细胞)除了在外界剌激下能形成动作电位,并且有传导激动的功能。神经系统正是靠传导各类激动对人体各脏器的生理过程起到了调节作用,使人体生命活动正常进行。
科学研究表明,生物电现象是基本的生命活动之一。生物体一旦停止了新陈代谢,生物电现象和生命活动也就终结了。与生命体的正常生理活动相随的是正常的生物电分布,当生物体发生肿瘤时,生物体的电现象也发生相应的病理智改变,这就是医学进行确诊和医治的根据。
3.人体生物电与心电图
心电图。肾脏在每位心动周期中,由除颤点、心房、心室陆续激动,伴随着生物电的变化,通过心电描记器从体表引出多种方式的电位变化的图形称为心电图。心电图是肾脏激动的发生、传播及恢复过程的客观显示。心电图用于对各类心率失常、心室心房肥大、心肌梗塞、心律失常、心肌缺血等疾病检测。
心电图的产生原理:肾脏周围的组织和汗液都能导电,因而可将人体看成为一个具有长、宽、厚三度空间的导体。肾脏好比电源,无数心肌细胞动作电位变化的总和可以传导并反映到体表。肾脏在机械性收缩之前,首先由除颤点形成电兴奋,因而惹起肾脏收缩和舒张。因为肾脏不断地进行有节奏的收缩和舒张活动,血液在腰部血管系统中不停地流动。心肌兴奋可经过身体组织传导到体表,使身体表面不同部位形成不同的电位。若果在体表(比如左右手指、左脚腕任意两个)放置两个电极,分别用导线连接到心电图机的两端,它会根据肾脏兴奋的时间次序,将体表两点间的电位差记录出来,产生一条连续的曲线,这就是心电图。
4.人体生物电与脑电图
人体组织细胞总在自发地不断形成着很微弱的生物电活动,借助在头皮上安装电极将细胞的电活动引下来并经脑电图机放大杂记录出来得到有一定波形、波幅、频率和相位的图形、曲线,即为脑电图。
当神经元受遗传、病理、电物理或抗生素剌激时,细胞膜的平衡受到破坏,形成高度去极化细胞膜去极化后恢复到原来的状态 称为,这时可形成动作电位,这个局部动作电位又会破坏下一段细胞膜的平衡状态,这一系列反复恢复和破坏细胞膜的生化化学过程,便构成了动作电位在神经元和神经细胞膜上的双向传递细胞膜去极化后恢复到原来的状态 称为,就形成了脑电讯号,其幅值范围为10-100μV,脑电图机就拾取这些非常微弱的脑联通号并进行放大处理,再以平面图的方式显示下来。当脑组织发得病理或功能改变时,这些曲线也会发生相应的改变,进而为临床确诊医治脑部及神经系统疾患,如畸形中枢神经系统感染,脑部病变与慢性肿瘤,脑血管疾患,脑损伤及脑炎等提供根据。
5.人体生物电与人工肾脏除颤器
心肌是可激动组织,肾脏有节律的跳动(收缩和舒张)正是心肌激动的结果。在心肌细胞中,有一类细胞在未遭到外界剌激下,也才能手动形成周期性动作电位,这些细胞称为起博细胞,每分钟手动激动的次数称为起博频度,这些手动起博的特点称为肾脏的自律性,这些自律性是不受神经系统所支配的。正常情况下,成人肾脏的起博频度为每分钟70次左右。
当肾脏激动的自律性遭到破坏,或心肌细胞传导激动的功能出现故障时,将影响肾脏的起博,致使泵血功能失调,甚至殃及人体生命。人工肾脏起博器,就是借助一定大小的脉冲电压来剌激肾脏,使肾脏按一定的频度收缩和舒张,达到人工起博的目的。通常脉冲的频度是每分钟72次左右,要求稳定。肾脏起博器包括三部份组成:(1)脉冲发生器,形成一定要求的脉冲电压;(2)与肾脏组织相接触的剌激电极,脉冲电压通过它来剌激心肌;(3)起博器能源,提供除颤器工作的能量。
6.航天康养身物电调养
在人体发生个别肿瘤时,可以采用外加电流的方式对人体原本的生物电进行干预,已达到调养调养的目的。例如:激动神经胸肌组织。当外加电源的电压渗透到神经、肌肉组织后,细胞膜形成离子转移,膜电位和膜私密性变化,产生动作电位发生激动,这些激动通过神经胸肌接头传到胸肌而导致胸肌收缩反应。用于调养周围性神经麻痹及胸肌萎缩疗效显著。还具有疏通筋络、镇静、镇痛、促进血液循环等作用。