Действие электрических токов на биологические структуры

1. Действие постоянного тока

В основе первичного действия постоянного тока на ткани организма лежит, главным образом, явление поляризации.

Под действием постоянного тока заряженные частицы, ионы начинают двигаться вдоль силовых линий поля и накапливаются по обе стороны биологических мембран клеток. Это есть явление поляризации.

Поляризация диэлектрика - это явление смещения электрических зарядов в пределах атома, молекулы или макроструктуры. В данном случае явление поляризации приводит к изменению функционального состояния клетки от заторможенного до возбужденного. Увеличение силы тока приводит сначала к слабому, а затем к более сильному раздражению тканей.

Лечебный метод, основанный на использовании постоянного тока малой силы (несколько десятков мА), называется гальванизацией.

На орган или объект накладывается два электрода из свинца или олова, под ними -прокладки, смоченная изотоническим раствором. Иногда процесс гальванизации совмещают с введением лекарственных веществ, которыми смачивают прокладки.

Под анодом вводятся ионы металла и положительно заряженные частицы, под катодом – кислотные радикалы и отрицательно заряженные частицы. Этот метод называется электрофорез.

2. Действие импульсных токов

Сам по себе постоянный ток раздражающего действия на организм не вызывает. Раздражающее действие возникает только в моменты изменения силы токов, поэтому в лечебных целях часто применяют импульсные токи, которые представляют собой поток импульсов или "посылок" тока на биосистему. Порог раздражения - это минимальный ток, который даёт начальное раздражающее действие на организм (i_n).

Графически отдельный импульс можно изобразить как зависимость силы тока (i) от времени (t):

i

t _ut

где t_{u –} длительность импульса

Зависимость порогового тока от длительности импульса по формуле Вейса:

i_n= , где a и b – константы, зависящие от природы ткани и её физического состояния.

Константу «b», определяющую минимальную силу порогового тока называют реобазой и обозначают так же: R=b.

R-Реобаза - это тот минимальный пороговый ток, который уже не зависит от длительности импульса. Двойная реобаза называется хронаксия (Сhr).

График изменения порогового тока

i _n

С

2R

R

t

Сhr

_u

Величина хронаксии говорит об уровне возбудимости ткани.

Реобаза и хронаксия являются количественными характеристиками в методах использования электрических токов в лечении.

3.Действие переменного тока на живые ткани

Клетки и ткани биологических объектов заполнены электролитами. При переменном токе в электрической цепи с растворами электролитов отсутствует явление поляризации в отличие от постоянного тока. И общее сопротивление в электрической цепи значительно снижается. Тем больше снижается, чем больше частота переменного тока. Зависимость общего сопротивления в электрической цепи биологических структур от частоты переменного тока называется дисперсионной кривой электропроводности.

Z 1

2

3

0 ℓnω

Кривая 1 присуща живым организмам в норме. Кривая 2 – для ткани после кратковременного перегрева, кривая 3 – мертвая (или убитая) ткань.

Сильное уменьшение электросопротивления при низких частотах свидетельствует о развитии воспалительного процесса. По крутизне дисперсионной кривой можно судить о жизнеспособности ткани, что особенно важно при трансплантации органов.