Движение постоянного электрического тока через живые объекты.

Движение постоянного электрического тока через живые объекты.

Поставим эксперимент. Пропустим постоянный электрический ток через сопротивление и зарегистрируем изменение тока во времени. Мы получим кривую, показанную на рисунке 1 (1): ток через сопротивление R будет оставаться постоянным в течение времени.

I

I = const (1)

I = f(t) (2)

t

Рисунок 1 - Изменение силы тока при прохождении через обычный полупроводник (1) и через живую ткань (2)

Теперь поместим живую ткань в металлические электроды и пропустим через неё ток и будем измерять изменение его величины. Мы получим кривую (2): величина тока со временем будет уменьшаться.

Чтобы разобраться в причинах такого изменения тока, рассмотрим движение ионов в растворе.

До приложения тока наблюдается объёмная электронейтральность раствора – в единице объёма раствора содержится одинаковое количество положительных и отрицательных зарядов. После приложения тока к электродам, опущенным в раствор, начинается поляризация: движение заряженных частиц к противоположно заряженному электроду и их разделение. Это приводит к образованию электродвижущей силы (ЭДС), направленной в противоположную сторону по отношению к приложенному напряжению. Эта сила называется ЭДС поляризации, и, учитывая её, уравнение закона Ома можно записать в виде:

где E(t) - ЭДС поляризации, меняющаяся со временем;

Ещё одной причиной изменения силы тока в растворах связано с тем, что некоторые металлы могут в растворе подвергаются электрохимическому окислению, при этом заряд переходит на электрод, и степень поляризации снижается. Поэтому в биологических исследованиях очень часто используют хлорсеребряные электроды, которые практически не поляризуются при слабых токах.

Но даже если использовать неполяризующиеся электроды, всё равно наблюдается поляризация – она обусловлена гетерогенностью живых тканей и, в первую очередь, наличием мембранных структур.

Высокая поляризационная ёмкость – характерное свойство живых, неповреждённых клеток.

Разрушение тканей резко усиливает ток через них. На этом основан способ определения морозоустойчивости.