Меню

Способность тканей проводить электрический ток это

Тест с ответами по теме «Основы электролечения»

Электрический ток — это вид материи, посредством которой осуществляется связь и взаимодействие между движущимися зарядами.

Электрический ток — это вид материи, посредством которой осуществляется связь и взаимодействие между движущимися зарядами.

1. Аппараты УВЧ-терапии работают на частоте

1) 27.12 мГц и 40.68 мГц;+
2) 460 мГц;
3) 100 мГц;
4) 110 мГц;
5) 440 мГц.

2. В методе интерференцтерапии используют

1) два постоянных низкочастотных импульсных тока;
2) постоянный ток низкого напряжения и небольшой силы;
3) переменные синусоидальные токи с частотами в пределах от 3000 до 5000 Гц;+
4) переменный синусоидальный ток малой силы и низкого напряжения, беспорядочно меняющийся по амплитуде и частоте в пределах 100-2000 Гц;
5) синусоидальный ток высокого напряжения и небольшой силы.

3. В методе ультратонотерапии применяется

1) высокочастотный ток высокого напряжения и малой силы;
2) синусоидальный переменный ток высокого напряжения и небольшой силы;+
3) переменный низкочастотный ток;
4) импульсный ток низкой частоты;
5) электрический ток постоянного напряжения.

4. В методе электросна применяется диапазон частот

1) 1 — 160 Гц;+
2) 170-500 Гц;
3) 600-900 Гц;
4) 1000-1500 Гц;
5) 1000-1500 Гц.

5. Воздействие при ультратонотерапии вызывает на коже ощущение

1) вибрации;
2) охлаждения;
3) тепла;+
4) сокращения мышц;
5) жжения.

6. Воздействие при ультратонотерапии осуществляется с помощью

1) индукторов;
2) вакуумных электродов;+
3) конденсаторных пластин;
4) излучателей;
5) рефлекторов.

7. Глубина проникающего действия СВЧ-излучения для СМВ (сантиметрового) диапазона составляет

1) 1 мм;
2) 3-5 мм;
3) 3-5 см;+
4) 10 см;
5) 10-12 см.

8. Дарсонвализация противопоказана при

1) синдроме Рейно;
2) неврастениях;
3) ночном недержание мочи;
4) расстройствах кожной чувствительности;+
5) трещинах заднего прохода.

9. Действующим фактором в методе амплипульстерапии является

1) постоянный ток;
2) импульсный ток высокой частоты и напряжения, малой силы;
3) импульсный синусоидальной формы ток, модулированный колебаниями низкой частоты;+
4) импульсный ток прямоугольной формы;
5) переменный высокочастотный ток.

10. Действующим фактором в методе гальванизации является

1) переменный ток малой силы и высокого напряжения;
2) постоянный импульсный ток низкой частоты, малой силы;
3) постоянный ток низкого напряжения и небольшой силы;+
4) ток высокой частоты и напряжения;
5) ток ультравысокой частоты.

11. Действующим фактором в методе диадинамотерапии является

1) импульсный ток высокой частоты и напряжения, малой силы;
2) импульсный ток синусоидальной формы;
3) импульсный ток низкой частоты полусинусоидальной формы с задним фронтом, затянутым по экспоненте;+
4) импульсный ток прямоугольной формы;
5) импульсный ток треугольной формы.

12. Действующим фактором в методе электросна является

1) постоянный ток низкого напряжения и малой силы тока;
2) синусоидальный ток;
3) импульсный ток полусинусоидальной формы импульсов;
4) импульсный ток прямоугольной формы импульсов;+
5) экспоненциальный ток.

13. Действующим физическим фактором в УВЧ-терапии является

1) постоянный ток;
2) переменное ультравысокочастотное электрическое поле;+
3) импульсный ток;
4) постоянное поле высокого напряжения;
5) переменное электрическое поле низкой частоты.

14. Диадинамотерапия назначается при всех заболеваниях, кроме

1) артрозов;
2) облитерирующего атеросклероза периферических артерий;
3) межпозвонкового остеохондроза с корешковым синдромом;
4) переломов в ранний период;+
5) атонического колита.

15. Для диадинамофореза используют вид тока

1) ОВ (однополупериодный волновой);
2) КП (короткий период);
3) ОР (однополупериодный ритмический);
4) ДН (двухполупериодный непрерывный);+
5) ДП (длинный период).

16. Для подведения электромагнитного СВЧ-излучения к телу человека применяют

1) конденсаторные пластины;
2) индукторы;
3) излучатели-рефлекторы;+
4) свинцовые электроды;
5) световоды.

17. Для проведения интерференцтерапии используют

1) излучатели;
2) металлические электроды;+
3) индукторы;
4) стеклянные электроды;
5) конденсаторные пластины.

18. Для электромагнитного излучения ДМВ (дециметрового) диапазона глубина проникающего действия составляет

1) 5-9 мм;
2) 1-2 см;
3) 5-9 см;+
4) 15 см;
5) сквозное проникновение.

19. Единицей измерения силы тока в системе СИ является

1) Ватт;
2) миллиметр;
3) Вольт;
4) Ампер;+
5) Джоуль.

20. За одну условную физиотерапевтическую единицу определена работа

1) приказом МЗ СССР № 1440 от 1984 г.;+
2) приказом МЗ СССР № 14 от 1984 г.;
3) приказом МЗ СССР № 40 от 1987 г.;
4) приказом МЗ СССР № 14 от 1987 г.;
5) приказом Минздрава России №1705 от 2012 г..

21. За одну условную физиотерапевтическую единицу принято время

1) 5 мин;
2) 8 мин;+
3) 10 мин;
4) 12 мин;
5) 15 мин.

22. Из ниже перечисленных тканевых образований и органов наиболее высокой электропроводностью обладают все перечисленные, кроме

1) кровь;
2) мышечная ткань;
3) паренхиматозные органы;
4) костная ткань;+
5) спинномозговая жидкость.

23. Из нижеперечисленных утверждений верно

1) гальванический ток повышает чувствительность тканей к действию лекарственных веществ;+
2) гальванический ток назначают в острой стадии гнойного процесса;
3) гальванический ток оказывает бактериостатическое действие;
4) гальванический ток обладает бактерицидным действием;
5) гальванический ток хорошо проводится через все ткани без исключения.

24. К высокочастотной электротерапии относится

1) дарсонвализация;+
2) магнитотерапия;
3) интерференцтерапия;
4) амплипульстерапия;
5) диадинамические токи.

25. Какой ток используется для модуляции синусоидального тока при амплипульстерапии

1) высокой частоты;
2) сверхвысокой частоты;
3) низкой частоты;+
4) ультравысокой частоты;
5) сверхнизкой частоты.

26. Количество условных единиц выполнения физиотерапевтических процедур в год для среднего медперсонала составляет

1) 10 000 ед;
2) 15 000 ед;+
3) 20 000 ед;
4) 25 000 ед;
5) норматив определяется специальной комиссией.

27. Лекарственный электрофорез показан при всех перечисленных заболеваниях, кроме

1) болезни Бехтерева средней активности;
2) обострения хронического артрозо-артрита плечевого сустава;
3) иридоциклита острой стадии;
4) эпилепсии;+
5) нарушения мозгового кровообращения в восстановительном периоде.

28. Максимальная продолжительность процедуры местной гальванизации составляет

1) 3-5 мин;
2) 10 мин;
3) 15 мин;
4) 20-30 мин;+
5) 40 мин.

29. Микроволновая терапия как лечебный метод характеризуется использованием

1) электромагнитного поля диапазона СВЧ (сверхвысокой частоты);+
2) электрического поля;
3) электромагнитного поля диапазона ВЧ (высокой частоты);
4) низкочастотного переменного магнитного поля;
5) электрического тока.

30. Наиболее точной характеристикой переменного тока следует считать

1) ток, периодически изменяющийся по величине и направлению;+
2) ток, возникающий в тканях под действием высокочастотного магнитного поля, образующегося внутри спирали;
3) направленное движение электрических зарядов колебательного характера;
4) упорядоченное движение электрических зарядов;
5) ток, изменяющийся по величине.

31. Наибольшее время проведения процедуры амплипульстерапии при назначении на несколько полей составляет

1) 5-10 мин;
2) 10-15 мин;
3) 15-20 мин;
4) 20-30 мин;+
5) 30-40 мин.

32. Норма нагрузки в смену медицинской сестры по массажу в условных единицах (у.е.) составляет

1) 18 у.е.;
2) 21 у.е.;
3) 26 у.е.;
4) 30 у.е.;+
5) 36 у.е..

33. Оптимальная концентрация большинства препаратов для лекарственного электрофореза составляет

1) от 0,5 до 1,0%;
2) от 2 до 5%;+
3) 2%;
4) 1%;
5) 10% и более.

34. Основные эффекты транскраниальной электростимуяции верны все, кроме

1) стимуляция репаративных процессов в тканях;
2) обезболивающее действие;
3) противовоспалительное действие;
4) восстановление нарушенного сердечного ритма;+
5) потенцирование действия фармакологических препаратов.

35. Основным документом, регламентирующим соблюдение правил техники безопасности в ФТО (ФТК), является

1) ОСТ 42-21-16-86;+
2) правила устройства, эксплуатации и техники безопасности ФТО (ФТК);
3) правила устройства электроустановок;
4) положение о физиотерапевтическом отделении;
5) инструкция по технике безопасности.

36. При воздействии током Дарсонваля применяют

1) один электрод;+
2) два электрода;
3) три электрода;
4) четыре электрода;
5) соленоид.

37. При дарсонвализации применяют

1) переменное электрическое поле;
2) низкочастотный переменный ток;
3) постоянный ток низкого напряжения;
4) переменный высокочастотный импульсный ток высокого напряжения и малой силы;+
5) электромагнитное поле.

Читайте также:  Амплитудное значение синусоидального тока это

38. При использовании флюктуоризации применяют токи, имеющие частоту колебаний

1) 100 Гц;
2) 5 000 Гц;
3) 2,5 кГц;
4) 10 Гц – 20 кГц;+
5) 880 кГц.

39. При проведении диадинамотерапии с целью стимуляции нервно-мышечного аппарата силу тока назначают до появления

1) слабой вибрации;
2) умеренной вибрации;
3) сокращения стимулируемой мышцы;+
4) ощущения жжения под электродами;
5) выраженной вибрации.

40. При флюктуоризации используют вид тока

1) низкочастотный переменный ток;
2) постоянный ток низкого напряжения;
3) высокочастотный импульсный ток;
4) апериодический, шумовой ток низкого напряжения;+
5) постоянный ток прямоугольной формы.

41. Противопоказанием для амплипульстерапии является

1) артериальная гипертензия I-II степени;
2) хронический бронхит, вне обострения;
3) тромбофлебит;+
4) ревматоидный артрит;
5) цисталгии.

42. Противопоказания к электросонтерапии верны все, кроме

1) отслойка сетчатки;
2) энурез;+
3) высокая степень близорукости;
4) эпилепсия;
5) экзема, дерматит кожи лица.

43. Согласно требованиям толщина гидрофильной прокладки в электроде должна составлять

1) 0,5 см;
2) 1,0-1,5;+
3) 1,0;
4) 3,0 см;
5) 5,0 см.

44. Ток Дарсонваля вызывает

1) снижение чувствительности нервных рецепторов кожи;+
2) раздражение рецепторов в мышце, вызывая ее сокращение;
3) угнетение процессов обмена;
4) снижение регенерации;
5) гипотермию кожи.

45. Физико-химические эффекты в тканях, возникающие в результате воздействия постоянным электрическим током, верны все, кроме

1) электроосмос;
2) электродиффузия;
3) поляризация;
4) конденсация;+
5) электролиз.

46. Физические параметры постоянного тока применяемого для гальванизации и электрофореза

1) напряжение до 80 В, сила тока до 50 мА;+
2) напряжение 150 В, сила тока 1 А;
3) частота 1-160 Гц, сила тока до 10 мА, длительность импульсов 0,2-0,5 мс;
4) напряжение 200 В, сила тока до 2 мА;
5) частота до 600 Гц, сила тока 2 А, длительность импульсов 0,2-0,5 мс.

47. Физические характеристики тока для амплипульстерапии

1) переменный синусоидальный ток с частотой 5 000 Гц, модулированный низкими частотами от 10 до 150 Гц;+
2) постоянный непрерывный электрический ток малой силы (до 50 мА) и низкого напряжения (30—80 В);
3) импульсные токи прямоугольной формы с частотой от 60-100 до 2000 Гц с переменной и постоянной скважностью;
4) переменный синусоидальный ток с частотой 10 000 Гц, модулированный низкими частотами;
5) переменный синусоидальный ток с частотой 4 000- 5 000 кГЦ, модулированный частотой 100 ГЦ.

48. Электрический ток — это

1) вид материи, посредством которой осуществляется связь и взаимодействие между движущимися зарядами;+
2) направленное движение носителей электрических зарядов любой природы;
3) смещение положительных и отрицательных зарядов, атомов и молекул под действием внешнего поля;
4) ток, который изменяется во времени по силе или направлению;
5) направленное движение носителей положительных электрических зарядов.

49. Электрическое поле ультравысокой частоты проникает в ткани на глубину

1) до 1 см;
2) 2-3 см;
3) 9-13 см;
4) сквозное проникновение;+
5) 13-15 см.

50. Электропроводность тканей — это

1) направленное движение ионов в растворе электролитов;+
2) процесс передачи теплоты в результате движения молекул или атомов;
3) явление распространения тока в среде;
4) изменение структуры тканей под действием тока;
5) способность тканей проводить электрический ток.

Источник

Ткани организма, как проводники электричества второго рода

Под прохождением электрического тока через вещество подразумевают направленное движение (перенос) электрических зарядов. В зависимости от природы их носителя различают проводники первого рода и проводники второго рода.

В проводниках первого рода перенос электрического заряда осуществляется за счет направленного движения электронов. К ним относятся главным образом сплавы металлов, металлы и их расплавы.

В проводниках второго рода перенос электрического заряда осуществляется за счет направленного движения ионов. К ним относятся все электролиты. Причем в большинстве случаев используются растворы или расплавы данных соединений, так как именно в таких системах за счет действия растворителя или высокой температуры образуются в достаточных количествах свободные ионы, способные перемещаться под действием внешнего электрического поля.

Способность вещества проводить электрический ток количественно характеризуется электропроводностью L, которую можно предсказать как величину, обратную сопротивлению проводника R:

где ρ – удельное сопротивление; — удельная электрическая проводимость; S – площадь сечения проводника; l – длина проводника.

Электрическая проводимость в растворах электролита зависит от числа ионов в объёме раствора между электродами и скорости их движения.

Для оценки проводимости растворов и влияния на неё различных факторов применяют две величины: удельную (Χ) и молярную (λ) электрическую проводимость.

Удельной электрической проводимостью (Χ) называют электропроводность раствора, находящегося между параллельными электродами площадью 1 см 2 , расположенными на расстоянии 1 см (измеряется в См×см-1 или См×м -1 ).Удельная электрическая проводимость раствора электролита зависит от природы электролита, концентрации раствора и температуры.

Молярная электрическая проводимость – мера электрической проводимости всех ионов, образующихся при диссоциации 1 моля электролита при данной концентрации.

Молярная электрическая проводимость равна электрической проводимости такого объёма (V,см 3 ) раствора, в котором содержится 1 моль растворённого электролита, причём электроды расположены на расстоянии 1 см друг от друга.

Из определения удельной и молярной электрических проводимостей следует, что они связаны соотношением:

где С – концентрация, моль/дм 3 ; λ – молярная электрическая проводимость, См×см 2 /моль; Χ – удельная электрическая проводимость, См/см.

Молярная электрическая проводимость слабых электролитов меньше, чем сильных; так как даже при низких концентрациях степень диссоциации слабых электролитов мала (α‹1). Следовательно, несмотря на то, что в объёме раствора, заключённого между электродами, содержится 1 моль электролита, переносчиков электрического тока – ионов в данном объёме меньше, чем в растворе сильного электролита. Повышение молярной электрической проводимости слабых электролитов при разбавлении растворов связано с увеличением степени диссоциации.

Для слабых электролитов отношение молярной электропроводности раствора при данном разбавлении (λ) к молярной электропроводности при бесконечно большом разбавлении (λº) характеризует истинную степень электролитической диссоциации. Степень диссоциации электролита в растворе заданной концентрации можно рассчитать, измерив молярную электрическую проводимость этого раствора и зная λº.

У слабых электролитов с разбавлением раствора увеличивается степень электролитической диссоциации и молярная электропроводность; константа же диссоциации при неизменной температуре остаётся постоянной величиной (закон разбавления Оствальда). Константа диссоциации Кдис, α, λ и концентрация (разбавление) подобных растворов связаны между собою следующими уравнениями:

где V=1/C – разбавление раствора, л/г-экв.

Для сильных электролитов, диссоциирующих полностью (α=1),

Уменьшение молярной электрической проводимости при переходе от бесконечно разбавленного раствора к растворам конечных концентраций у сильных электролитов связано только с уменьшением скоростей движения ионов. Сильные электролиты не подчиняются закону разбавления.

Биотка­ни — это проводники II рода.

При прохожде­нии постоянного тока через тело человека возникает постоянное электрическое поле, т.е. человеческий организм становится слож­ным электрическим проводником. Организм в целом, а также его различные ткани представляют собой сложный электролитический раствор. Величина электропроводности зависит от содержания в тканях жидкости.

Жидкие среды организма: кровь, лимфа, моча, спинномозговая жидкость — обладают наибольшей электропроводностью.

К хорошим проводникам также относятся внутренние органы и мышечная ткань, а к плохим — кость, жировая ткань. Большим сопротивлением проводимости обладает кожа, особенно ее роговой слой. В коже ток проходит в основном через протоки потовых и сальных желез, межклеточные пространства эпидермиса.

Источник

ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ БИОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ

ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ БИОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ — количественная характеристика способности живых объектов (тканей) проводить электрический ток. Электропроводность обратно пропорциональна величине электрического сопротивления системы.

Измерение электропроводимости биологических систем используют для получения информации о функциональном состоянии биол, тканей, для выявления воспалительных процессов, изменения проницаемости клеточных мембран и стенок сосудов при патологии или действии на организм физических, химических и других факторов (см. Проницаемость). Измерение электропроводимости биологических систем лежит в основе многих методов оценки кровенаполнения сосудов органов и тканей (см. Реография).

При подаче разности потенциалов (U) через объект течет электрический ток силой (I), величина которой пропорциональна электропроводности (G): I=GU. Величина электропроводности зависит от количества свободных электрических зарядов и их подвижности. Чем больше количество зарядов и их подвижность, тем больше электропроводность. В клетке основными свободными зарядами являются ионы калия и органические анноны, а снаружи клетки, в межклеточных пространствах и тканевых жидкостях — ионы натрия и хлора. В биологических жидкостях (кровь, спинномозговая жидкость, моча и т. д.) электропроводность пропорциональна содержанию в них свободных ионов. Связанные заряды (ионогенные группы белков, липидов, углеводов), перемещение которых ограничено, и крупные ионы с малой подвижностью не оказывают существенного влияния на величину электропроводимости биологических систем.

Читайте также:  Акб 18650 зарядный ток

Электропроводность или сопротивление клеток, тканей, органов и целых организмов измеряют при пропускании через них постоянного или переменного синусоидальной формы тока, частота которого может изменяться от долей герца до 10 10 гц. При измерениях на переменном токе с круговой частотой ω (ω = 2πf, где f — частота в гц) общее сопротивление системы, или импеданс (см.), зависит от наличия границ раздела в системе, на которых может происходить накопление зарядов — поляризация (см.). Свойства границ раздела (в биологическом объекте это главным образом различные мембраны) могут быть описаны, если ввести понятие емкости С, сопротивление которой Хс (реактивное сопротивление в отличие от R — активного сопротивления) зависит от частоты, на которой производится измерение: Xс = 1/(ωC).

Общее сопротивление (Z) равно сумме сопротивлений реактивного Хc и активного R, если R и С соединены последовательно; при параллельном соединении R и С общее сопротивление рассчитывается по формуле:

El provod form.png

Для измерения электрических характеристик биол. объекта применяют металлические или угольные электроды (см.), которые прикладывают к объекту с помощью жидкостного контакта — тонкого слоя хорошо проводящей жидкости, чаще всего — физиологического раствора. В ряде случаев, напр. при измерении электропроводности цитоплазматических мембран, один из электродов вводится внутрь клетки, а другой подводится к клетке снаружи (см. Микроэлектродный метод исследования). При измерении электропроводимости биологических систем на постоянном и переменном токах низкой частоты важно учитывать величину поляризации электродов, поскольку за счет электродной поляризации истинные электрические параметры биол, объекта могут значительно отличаться от измеренных. Величина поляризации электродов определяется плотностью тока, которая зависит от приложенной к системе разности потенциалов, сопротивления системы, площади измерительных электродов. Чем больше площадь электродов, тем меньше плотность тока и тем меньше искажения, вносимые в измерения электродами. Поэтому для уменьшения плотности тока используют электроды с большой эффективной поверхностью, в частности платиновые электроды, покрытые платиновой чернью (их губчатое покрытие увеличивает эффективную поверхность электродов в 100 — 1000 раз). Возможно применение и так называемых неполяризующихся электродов (например, каломельных, хлорсеребряных).

Для облегчения интерпретации получаемых результатов биологическую систему (ткани, суспензии клеток) часто представляют в виде модели — электрической схемы, состоящей из набора активных сопротивлений и емкостей, являющихся как бы эквивалентами биологических структур клеток или тканей, участвующих в проведении электрического тока.

Измерение электропроводимости биологических систем на постоянном токе из-за высокой степени поляризации мембран и электродов крайне затруднено. На низких частотах переменного тока большая часть тока протекает по межклеточным промежуткам. При увеличении частоты электрического тока реактивное сопротивление емкости падает, поляризационные явления уменьшаются. Зависимость сопротивления и емкости объекта от частоты получила название дисперсии (см.). На высоких частотах общее сопротивление системы зависит только от активных сопротивлений межклеточных пространств и цитоплазмы.

В медицине и биологии электропроводимость биологических систем чаще всего исследуют в области так называемой β-дисперсии, которая наблюдается в диапазоне частот 10 2 —10 8 гц и определяется поляризацией границ раздела и неоднородностью структуры объекта. Измерения электропроводимости биологических систем показали, что по мере повышения частоты электропроводность возрастает, достигая предельной величины. При переживании и отмирании ткани возрастает электропроводимость биологических систем на низких частотах. Это связано с тем, что при отмирании ткани растет проницаемость мембран для ионов, и они уже не являются границей, на которой может происходить поляризация. Основываясь на способности живой ткани к поляризации, Б. Н. Тарусов предложил в качестве критерия оценки жизнеспособности ткани использовать коэффициент К, численно равный отношению Rн/Rв где Rн и Rв — сопротивления ткани, измеренные соответственно на низкой и высокой частотах; при отмирании ткани он стремится к единице. Выбор частот для расчета К определяется диапазоном β-дисперсии: низкой частоте соответствует частота начала β-дисперсии, высокой — частота, при которой электропроводимость биологических систем достигает максимальной величины. Например, для мышечной ткани — это 10 3 и 10 6 гц, клеток крови и жировой ткани — 10 4 и 10 7 гц, кожи — 10 2 и 10 4 гц и т. д. На высоких частотах, когда активное и общее сопротивления не зависят от частоты, возможно исследование относительных изменений числа ионов в биол. системе, связанных с нарушением водно-солевого обмена.

Сопоставляя Данные, полученные при измерении на низких и высоких частотах, можно вычислить объем и ионную проводимость межклеточных пространств и цитоплазмы клеток, проницаемость мембран для ионов, емкостные характеристики мембраны. Если измерения проводятся в системе, где межклеточные пространства занимают достаточно большой объем (более 20—30%), например при измерениях электропроводности крови, то для вычисления параметров дисперсной фазы (эритроцитов) используют специальные формулы. Частоты, на которых наблюдается дисперсия, зависят от величины клеток и объема межклеточных пространств. Так, дисперсия электропроводимости биологических систем для клеток крови начинается на частотах порядка нескольких десятков килогерц, для мышечной ткани — несколько килогерц, жировой — сотен килогерц. При исследовании электрических характеристик плазматических мембран клеток дисперсия обнаруживается на частотах порядка нескольких десятков герц. Электрические характеристики тканей и органов на низких частотах зависят от неоднородности расположения клеток и межклеточных пространств и соотношения их объемов. Этот факт используется в реографии и реоэнцефалографии (см.) при исследовании изменений кровенаполнения ткани и эластических свойств стенок сосудов. Измерение электропроводимости биологических систем на низких частотах позволяет оценить изменения объема межклеточных пространств, в частности при развитии воспаления (см.). Так, на первых стадиях воспалительного процесса структура клеток изменяется незначительно, и импеданс клеток сохраняет свою величину. По мере набухания клеток и уменьшения объема межклеточных пространств происходит увеличение общего сопротивления системы. На более поздних стадиях развития воспаления импеданс системы уменьшается за счет возрастания проницаемости мембран для различных ионов.

Таким образом, измерение электропроводимости биологических систем или импеданса, особенно в широком диапазоне частот, может быть использовано при исследовании проницаемости клеточных мембран и других границ раздела в клетках, тканях, органах, а стандартизация (измерение удельных величин) дает возможность сравнивать данные, полученные разными исследователями. Возбуждение, изменение интенсивности метаболизма и других функций клеток приводят к изменению электропроводимости биологических систем. Методы измерения электропроводимости биологических систем используют для исследования влияния на биологические объекты различных факторов: работы (увеличение интенсивности метаболизма приводит к увеличению проницаемости мембран); психогенных (изменяется проницаемость кожи за счет работы потовых желез); физических (радиация, ультрафиолетовое излучение, температура и др.) и химических (кислоты, щелочи, спирты и др.), обычно сопровождаемых ростом проницаемости. Изменение проницаемости мембран часто зависит от дозы или концентрации действующего вещества. Так, соли меди в малых концентрациях уменьшают проницаемость мембран мышечных клеток кожи лягушки, а в концентрациях более 10 -3 М — увеличивают. Исследование электрических свойств возбудимых тканей способствовало изучению механизма проведения возбуждения по нерву п мышце. На основании измерений активного сопротивления, емкости и их дисперсии была вычислена статическая емкость клеточной мембраны (около 1 мкф/см 2 ) и впервые определена толщина ее липидного бислоя. Было найдено, что удельное сопротивление аксоплазмы и миоплазмы всего в 2—3 раза выше сопротивления внеклеточной жидкости, тогда как сопротивление мембраны выше в десятки тысяч раз. Эти данные послужили основанием для возникновения представления о «кабельной» структуре волокна. Установлены временные соотношения между изменением проницаемости мембраны для ионов и развитием потенциала действия — «импедансный спайк» (см. Биоэлектрические потенциалы, Нервный импульс). Исследование электропроводимости биологических систем может быть использовано для оценки состояния тканей при их консервации, а также эффективности действия биологически активных веществ на модельные системы. В ряде случаев проницаемость биол. мембран для ионов сопряжена с их проницаемостью для незаряженных частиц— сахаров, аминокислот и других соединений. Поэтому измерение электропроводимости биологических систем может оказаться полезным при изучении проницаемости мембран и для неэлектролитов. Исследование электпроводимости биологических систем может найти применение и в биотехнологии для оценки оптимальности среды и условий культивирования клеток.

Читайте также:  Назовите действие электрического тока приведите пример

Библиогр.: Андреев В. С. Кондуктометрические методы и приборы в биологии и медицине, М., 1973; Биофизика, под ред. Б. Н. Тарусова и О. Р. Колье, с. 186, М., 1968; Гречин В. Б. и Боровикова В. Н. Медленные неэлектрические процессы в оценке функционального состояния мозга человека, с. 22, Л, 1982; Гуревич М. И. и др. Импедансная реоплетизмография, Киев, 1982; Егоров Ю. В. и Кузнецова Г. Д. Мозг как объемный проводник, М., 1976; Слынько П. П. Основы низкочастотной кондуктометрии в биологии, М., 1972; Хассет Дж. Введение в психофизиологию, пер. с англ., с. 53, М., 1981; Электроника и кибернетика в биологии и медицине, пер. с англ., под ред. П. К. Анохина, с. 71, М., 1963; Schwan Н. P. Electrical properties of tissue and cell suspensions, Advanc, biol. med. Phys., v. 5, p. 147, 1957.

Источник



Электропроводимость биологических тканей для постоянного и переменного токов. Ионная проводимость.

Электропроводимость тканей зависит от их функционального состояния и может быть использована как диагностический показатель. Так, например, при воспалении, когда клетки набухают, уменьшается сечение межклеточных соединений и увеличивается электрическое сопротивление.

Электропроводимость крови — 1,66 Ом*м

Электропроводность – способность веществ проводить электрический ток, обусловленная наличием в них подвижных заряженных частиц (электронов, ионов и др.). Электропроводность (L) является величиной, обратной электрическому сопротивлению (R).
При подаче на объект разности потенциалов (U) через него потечет электрический ток силой (I), величина которой пропорциональна электропроводности (L):
I = L • U или I = U / R.
Величина электропроводности зависит от количества электрических зарядов и их подвижности. Чем больше количество зарядов и их подвижность, тем больше электропроводность.
Вещества по отношению к постоянному току делят на проводники и диэлектрики. Проводники электрические – вещества, хорошо проводящие электрический ток благодаря наличию в них большого количества подвижных заряженных частиц. Они делятся на электронные (металлы), ионные (электролиты) и смешанные, где имеет место движение как электронов, так и ионов (например, плазма). Диэлектрики – твердые, жидкие и газообразные вещества, очень плохо проводящие электрический ток. Удельное сопротивление постоянному току у них составляет 108-1017 Ом • см. Особое место занимают полупроводники – вещества, электропроводность которых при обычных условиях весьма низка, но она резко возрастает с температурой. На их электропроводность влияют и другие внешние воздействия: свет, сильное электрическое поле, поток быстрых частиц и др.
Электропроводность живых тканей определяется концентрацией ионов и их подвижностью, которые весьма неодинаковы в различных тканях, в связи с чем биологические объекты обладают свойствами как проводников, так и диэлектриков.
В межклеточной жидкости с максимальным содержанием ионов удельная электропроводность достаточно высока и составляет 1 См • м-1. Напротив, в цитозоле, содержащем органеллы и крупные белковые молекулы, она понижается до 0,003 См • м-1. Удельная электропроводность плазмолеммы и внутриклеточных мембран еще ниже (1-3) • 10-5 См • м-1. Удельная электропроводность целых органов и тканей существенно меньше, чем составляющих их сред. Ее наибольшие величины (0,6-2,0 См • м-1) имеют жидкие среды организма (кровь, лимфа, желчь, моча, спинно-мозговая жидкость), а также мышечная ткань (0,2 См • м-1). Напротив, удельная электропроводность костной, жировой, нервной ткани, а в особенности грубоволокнистой соединительной ткани и зубной эмали чрезвычайно низкая (10-3-10-6 См • м-1). Электропроводность кожи зависит от толщины состояния дериватов и содержания воды. Сухая кожа является плохим проводником электрического тока, тогда как влажная хорошо проводит его. В связи с тем, что постоянный ток распространяется по пути наименьшего сопротивления, то состояние электропроводности тканей и тесно с ней связанная поляризация существенно сказываются на происходящих в организме изменениях при гальванизации (см.), лекарственном электрофорезе (см. Электрофорез лекарственных веществ) и других электротерапевтических методах.

При воздействии на ткани переменным током, установлено, что ток опережает напряжение. Значит, емкостное сопротивление (Хс) больше, индуктивного (ХL)

Идеальная модель представляет собой схему, состоящую из резисторов и конденсаторов.

Zпослед.=√(R 2 +1/(ωC) 2 )

Значительно более сложный характер носит электропроводность клеток и тканей для переменного тока. Так как биологические объекты обладают как проводимостью, так и емкостью, то они будут характеризоваться как активным, так и реактивным сопротивлением, в сумме составляющими импеданс объекта. Импеданс биологической ткани зависит от частоты тока: при увеличении частоты реактивная составляющая импеданса уменьшается. Частотно-зависимый характер емкостного сопротивления является одной из причин зависимости импеданса биологических объектов от частоты тока, т.е. дисперсии импеданса. Изменение импеданса с частотой обусловлено также зависимостью поляризации от периода действия переменного тока. Если время, в течение которого электрическое поле направлено в одну сторону, больше времени релаксации какого-либо вида поляризации, то поляризация достигает своего максимального значения и вещество будет характеризоваться постоянными значениями диэлектрической проницаемости и проводимости. До тех пор, пока полупериод переменного тока больше времени релаксации, эффективная диэлектрическая проницаемость и проводимость объекта не будут изменяться с частотой. Если же при увеличении частоты полупериод переменного тока становится меньше времени релаксации, то поляризация не успевает достигнуть максимального значения. После этого диэлектрическая проницаемость начинает уменьшаться с частотой, а проводимость возрастать. При значительном увеличении частоты данный вид поляризации практически будет отсутствовать, а диэлектрическая проницаемость и проводимость снова станут постоянными величинами.
При изучении частотных зависимостей сопротивления и емкости биологических объектов было обнаружено три области дисперсии: ?, ? и ?. ?-Дисперсия занимает область низких частот, примерно до 1 кГц. Ее объясняют поверхностной поляризацией клеток. По мере увеличения частоты переменного тока эффект поверхностной поляризации уменьшается, что проявляется как уменьшение диэлектрической проницаемости и сопротивления ткани. B-Дисперсия занимает более широкую область частот: 103-107 Гц. В прошлом для объяснения дисперсии диэлектрической проницаемости и сопротивления в данной области обращались к теориям дипольной и макроструктурной поляризации. В настоящее время для объяснения ?-дисперсии развивается электрохимическая (электролитическая) теория поляризации биологических объектов. Ценность данного подхода состоит в том, что он позволяет учитывать при описании электрических свойств биологических тканей клеточную проницаемость и наличие ионных потоков через мембрану.
Y-Дисперсия диэлектрической проницаемости и проводимости наблюдается на частотах выше 1000 МГц. Уменьшение диэлектрической проницаемости в данном диапазоне обусловлено ослаблением эффектов поляризации, вызываемой диполями воды.
Общая картина частотной зависимости электрических параметров сохраняется для всех тканей. Некоторые индивидуальные особенности ее определяются размерами и формой клеток, величиной их проницаемости, соотношением между объемом клеток и межклеточных пространств, концентрацией свободных ионов в клетках, содержанием свободной воды и др. Изменение состояния клеток и тканей, их возбуждение, изменение интенсивности метаболизма и других функций клеток приводит к изменению электропроводности биологических систем. В этой связи изменение электропроводности используют для получения информации о функциональном состоянии биологических тканей, для выявления воспалительных процессов, изменения проницаемости клеточных мембран и стенок сосудов при патологии или действии на организм различных факторов, для оценки кровенаполнения сосудов органов и тканей и др.
Дисперсия электрических свойств тканей, обусловленная состоянием заряженных частиц, играет важную роль в действии на организм лечебных физических факторов, в особенности переменных токов, электромагнитных полей и их составляющих. Они определяют их проникающую способность, селективность и механизмы поглощения энергии факторов, первичные механизмы их действия на организм.

Источник