Электрическая проводимость биологических объектов в норме и патологии

Живой организм с точки зрения электрохимии можно рас­сматривать как систему, состоящую из клеток и межклеточно­го пространства, заполненных растворами электролитов. В об­щую электропроводимость вносят вклад неорганические ионы: калия, натрия, хлора, карбонатов, фосфатов; а также ионы ор­ганических кислот, белков и других органических соединений. Большое влияние на электрическую проводимость биологических сред оказывают меж- и внутриклеточные мембраны, осо­бенно при использовании постоянного тока. В этом случае на мембранах под действием постоянного электрического поля за счет перераспределения ионов возникает нарастающая до некоторого предела электродвижущая сила (ЭДС) противоположного направления, что уменьшает электрическую проводимость сиcтемы в целом. В связи с этим в медико-биологических исследо­ваниях измерения, как правило, проводят при переменном токе с частотой более 1 кГц.

В соответствии с законами электрической проводимости луч­ше проводят ток биожидкости и ткани небольшой плотности, со­держащие много воды и высокоподвижных ионов. Это кровь, лимфа, желудочный сок, моча, спинномозговая жидкость, мыш­цы, подкожная клетчатка. Низкая электрическая проводимость у нервной ткани, жира, кожи и костной ткани (табл. 24.2).

Изучение электропроводящих свойств тканей и органов жи­вых организмов имеет большое значение для понимания особен­ностей их строения и функционирования в норме и патологии. Так, удельная электрическая проводимость мочи в норме лежит в пределах 1,6-2,3 См/м. При заболеваниях почек (нефрит, нефросклероз, гломерулонефрит) электрическая проводимость может уменьшаться до 0,9-1,4 См/м, что связано с уменьшением концентрации NaCl и увеличением содержания белка. При диабете электрическая проводимость мочи также понижена до 0,9-1,4 См/м из-за повышенного содержания сахара, являюще­гося неэлектролитом.

Электрическая проводимость желудочного сока зависит глав­ным образом от содержания в нем свободной соляной кислоты. В норме удельная электрическая проводимость желудочного со­ка составляет 1,0-1,25 См/м. Значения свыше 1,25 См/м указы­вает на гиперкислотность, в пределах 0,8-1,0 - на гипокислот-ность, а менее 0,8 - свидетельствуют о бескислотности.

Показано, что при воспалительных процессах электрическая проводимость клеток сначала уменьшается вследствие набуха­ния клеток и увеличения клеточного объема, затем увеличивается в связи с ростом проницаемости мембран.

Электрическая проводимость крови изменяется в процессе свертывания. При появлении в крови фибрина и затем кровяно­го сгустка электрическая проводимость падает до тех пор, пока не начинаются ретракция и фибринолиз, сопровождающиеся выделением сыворотки из сгустка, его растворением и некоторым увеличением электрической проводимости крови. На определе­нии электрической проводимости крови основано изучение кро­венаполнения органов и сосудов. Электрическая проводимость цельной крови меньше, чем других клеточных жидкостей, по­этому при наполнении сосудов кровью их электрическое сопро­тивление повышается. Метод изучения кровообращения в пече­ни, сердце, почках, кровотока в сосудах на основе кондуктометрических измерений получил название реографии.

Определение электрической проводимости тканей широко используется в диагностике. Электрическая проводимость боль­шинства тканей и сред организма лежит в основе таких физиотерапевтических методов лечения, как ионофорез, электростиму­ляция, диатермия, ультравысокочастотная терапия и т. п. При ионофорезе лекарственные вещества вводятся в организм через неповрежденную кожу, сквозь поры потовых желез с помощью постоянного тока; в местах приложения электродов образуются кожные депо ионов, откуда лекарственный препарат постепен­но перемещается к очагу поражения. В зависимости от заряда ионов лекарственных препаратов они вводятся с положитель­ного или отрицательного электродов.

Измерение электрического сопротивления кожи имеет боль­шое практическое значение для клинической рефлексологии, так как позволяет объективно определять местонахождение биологически активных (акупунктурных) точек на нашем теле. В области акупунктуры (1-3 мм²) кожа имеет низкое электросо­противление (1-3 кОм), тогда как остальные участки кожи име­ют электросопротивление 20-100 кОм. В совокупности акупунк-турные точки составляют систему прямой и обратной связи на­ших органов с окружающей средой. Поэтому рефлексология использует их и в диагностических, и в терапевтических це­лях, оказывая на эти точки различные воздействия (иглоука­лывание, электропунктура, облучение лазером).

Знание и понимание основных закономерностей электриче­ской проводимости клеток и тканей необходимо для того, что­бы освоить соответствующие разделы таких курсов, как физиология человека, патофизиология, физиотерапия, общая и ком­мунальная гигиена.

Глава 25