Процессы происходящие в тканях под действием электрического тока

Процессы, происходящие в тканях организма под действием электрических токов и электромагнитных полей

Живые ткани являются композиционными средами. Объемное сочетание разнородных компонентов.

Одни структурные элементы тканей обладают свойствами проводников, а другие — диэлектриков.

Проводники — это вещества, в которых есть свободные заряды, способные перемещаться под действием электрического поля (ионы)

Диэлектрики –обладают связанными зарядами (диполи) определяют поляризацию биологических тканей.

Первичное действие постоянного тока связано с:

1.Направленным движением ионов,

2. их разделением и изменением их концентрации в разных элементах тканей у БМ, а так же с

3. поляризационными явлениями.

Тело – свойства проводника. В тканях возникает ток проводимости, который течет по межклеточной жидкости. Здесь ток встречает наименьшее сопротивление.

Лечебное применение: гальванизация (50 мА, 60-80В), электрофорез (50 мА, 60-80В), франклинизация, аэроионизация

Аэроионы – ионы в воздухе, образованные благодаря действию космической, почвенной и солнечной радиации. Могут присоединятся к нейтральным молекулам и взвешенным частицам. Легкие отрицательные ионы – усиливают заряд эритроцитов.

Импульсные токи НЧ: раздражающее, стимулирующее действие. Т.к. есть быстрое перемещение и накопление ионов Na и K у клеточных мембран, а во время паузы – быстрое удаление.

Лечение: динамические токи (постоянные по направлению синусоидальные импульсные токи 50 Гц и 100 Гц, I=50 мА, U=60-80В), электросон, амплипульстерапия (синусоидальные переменные токи 5000 Гц, модулированных колебаниями 50-150 Гц), стимуляторы, дефибриллятор

Токи и поля высокой частоты(>200 Гц): тепловое + осцилляторное + специфическое воздействие

При этой частоте смещение ионов соизмеримо с их смещением в результате молекулярно-теплового движения

Преимущества ВЧ прогревания:

2. Селективное прогревание тканей, зависящее от удельного сопротивления

3. Управление мощностью тепловыделения

Пассивные электрические свойства биологических тканей

Живые ткани являются композиционными средами:объемное сочетание разнородных компонентов

Биологические ткани разнородны по электропроводимости и являются:

1. Проводники (внутриклеточная и межклеточная жидкость)

· обладают свободными зарядами(ионы)

· определяют электропроводность биологических тканей

Электропроводность – способность тканей пропускать электроток под воздействием электрического поля. Связана с присутствием ионов, которые являются свободными зарядами, создающими ток проводимости. В организме определяется электрическими свойствами крови, лимф, межклеточной жидкости и цитозоля. Электрический ток выбирает путь, где наименьшее сопротивление. Чем больше в тканях жидкости, тем больше электропроводность G. Определяется: наличием свободных ионов (их концентрацией и подвижностью), явлениями поляризации

· обладают связанными зарядами(диполи)

· определяют поляризацию биотканей

· под действием внешнего электромагнитного поля возникают токи смещения (выше 30 МГц)

Диэлектрики – вещества, в которых нет свободных носителей зарядов, а только связанные заряды – диполи. При помещении во внешнее электрическое поле, диполи ориентируются вдоль силовых линий поля. Поле внутри диэлектрика слабеет, возникают токи смещения.

Полное сопротивление (импеданс Z) слагается из омического(R) и емкостного(X_C) компонентов.

Электрический диполь.

Это система двух равных по модулю и противоположных по знаку точечных зарядов.

Основная характеристика диполя

Дипольный момент направлен от минуса к плюсу.

Элекрическое поле диполя.Сам диполь является источником электр. поляпотенциал в т. А прямо пропорционален проекции дипольного момента.

Диполь – частный случай системы эл зарядов, обладающий определенной симметрией. Общее название – эл мультиполь

Токовый диполь

— Это двухплюсная система из истока + и стока — тока в проводящей среде

Ток токового диполя: I= ЭДС/r

Эл момент токового диполя – от минуса к плюсу, от возбужденного к невозбуженному

электрическое поле токового диполя в неограниченной проводящей среде.

потенциал электрического поля токового диполя:(дипольного электрического генератора) (формула)

Откуда берется токовый диполь и дипольный момент в организме? Это распределение волны возбуждения по нервным и мышечным волокнам. Изменения эл поля сердца происходят при деполяризации и реполяризации мембраны клеток сердца. На диполь действует сила, завис от его электр момента и степени неоднородности поля

Читайте также: Декорирование бутылок тканью своими руками мастер класс

Представление об эквивалентном электрическом генераторе сердца, головного мозга и мышц

Биопотенциал органа отличен от биопотенциала клетки, так как очень трудно описать изменения во времени. Надо учитывать не только i и l кажлого из диполей, но и фазовые сдвиги между биопотенциалами под электродами. Поэтому для оценки функционального состояния органа по его электрической активности используют принцип эквивалентного генератора. Состоит в том, что орган из множества клеток, возб в различные моменты времени, представляется моделью единого генератора внутри организма. Но этот генератор создает на поверхности тела эл поле, которое изменяется в соответствии с изменением электрич активности изучаемого органа.

Модель Эйнтховена

— это модель,в которой электрическая активность миокарда заменяется действием одного эквивалентного точечного генератора(диполя). Короче: сердце – токовый диполь и эквивалентный генератор

Интегральный вектор сердца=дипольный момент сердца. Это результирующий вектор отдельных векторов-совокупности множества точечных диполей. Напряжение на поверх-ти тела – проэкция дипольного момента сердца и его БП.

Основные положения теории:

1. Сердце – токовый диполь в однородной провод среде

2. Дипольный момент сердца – все времч поворачивается, изменяет свое положение за время сердечного цикла

3. В соответствии, изменяется разность потенциалов между определенными точками на теле человека

Генез электрокардиограмм в 3 стандартных отведенияхв рамках данной модели.

Электрокардиограмма(экг) это запись с поверхности тела напряжений,которое отражают волны возбуждения по миокарду.

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ — конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

Папиллярные узоры пальцев рук — маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Физико-химические основы действия постоянного тока

При чрезкожной методике воздействия гальванический ток, преодолев сопротивление эпидермиса кожи, проходит в глубоко лежащие ткани через протоки потовых и сальных желёз, а при полостной методике – через слизистые оболочки. В кожных покровах развивается выраженная первичная реакция на воздействие постоянного тока, главным образом за счет раздражения нервных рецепторов.

Гальванизация – воздействие на организм с лечебно-профилактической целью постоянным непрерывным электрическим током малой силы ( до 50 мА) и низкого напряжения (30-80 В) через контактно наложенные на тело пациента электроды. Этот ток назван «гальваническим» в честь итальянского учёного Л. Гальвани (1738-1798).

Ткани человека обладают различной электропроводностью. Наибольшей электропроводностью отличается кровь, лимфа, спинномозговая жидкость, мышцы, паренхиматозные органы. Большое сопротивление электрическому току оказывает жировая, костная ткани и мембраны клеток ткани.

Неповреждённая кожа человека обладает высоким омическим сопротивлением и низкой удельной электропроводностью, поэтому в организм ток проникает в основном через выводные протоки потовых и сальных желёз, межклеточные щели. Поскольку их общая площадь не превышает 1\200 части поверхности кожи, то на преодоление эпидермиса, обладающего наибольшим сопротивлением, тратится больше всего энергии тока. Поэтому здесь развиваются наиболее выраженные первичные (физико-химические) реакции на воздействие постоянным током, сильнее проявляется раздражение нервных рецепторов.

Читайте также: Брюки из ветрозащитной ткани женские

Преодолев сопротивление эпидермиса и подкожной жировой ткани, ток дальше распространяется по пути наименьшего омического сопротивления, преимущественно по межклеточным пространствам, кровеносным и лимфатическим сосудам, оболочкам нервов и мышцам, значительно отклоняясь от прямой, которой условно можно соединить 2 электрода. В клетки тканей гальванический ток не проникает, т. к. мембраны клеток имеют свой, достаточно высокий электрический потенциал.

Прохождение тока через ткани сопровождается рядом физико-химических сдвигов, которые и определяют первичное действие гальванизации на организм.

Наиболее существенным физико-химическим процессом, обусловленным природой фактора и играющим важную роль в механизме действия постоянного тока, считается изменение йонной конъюнктуры, количественного и качественного соотношения йонов в тканях.

Под действием приложенного извне электрического поля растворы неорганических солей диссоциируют и положительно заряженные йоны (катионы) двигаются к катоду (отрицательному электроду), а отрицательно заряженные йоны (анионы) – к аноду (положительному электроду). В связи с различиями физико-химических свойств (заряд, радиус, гидратация и др. ) йонов скорость их перемещения в тканях будет неодинакова.

В результате этого после гальванизации в тканях организма возникает йонная асимметрия, сказывающаяся на жизнедеятельности клеток, скорости протекания в них биофизических, биохимических и электрофизических процессов. Наиболее характерным проявлением йонной асимметрии является относительное преобладание у катода одновалентных катионов калия и натрия, а у анода – двухвалентных кальция и магния. Именно с этим явлением связывают раздражающее (возбуждающее) действие катода, и успокаивающее (тормозное) – анода.

Наряду с движением йонов происходит перемещение жидкости в направлении к катоду (электроосмос), вследствие этого под катодом наблюдается отек и разрыхление, а под анодом уплотнение и сморщивание тканей. Кроме того, под влиянием постоянного тока в тканях образуются биологически активные вещества (гистамин, ацетилхолин и др. ).

При гальванизации наблюдается увеличение активности йонов в тканях. Это обусловлено переходом части йонов из связанного с полиэлектролитами в свободное состояние. Данный процесс способствует повышению физиологической активности тканей и рассматривается как один из механизмов стимулирующего действия гальванизации.

Существенную роль среди первичных механизмов действия постоянного тока играет явление электрической поляризации – скопление у мембран противоположно зяряженных йонов с образованием электродвижущей силы, имеющей направление, обратно приложенному напряжению. Поляризация приводит к изменению дисперсности коллоидов протоплазмы, гидратации клеток, проницаемости мембран, влияет на процессы диффузии и осмоса. Поляризация затухает в течение нескольких часов и определяет длительное последействие фактора.

Одним из физико-химических эффектов при гальванизации считается изменение кислотно-щелочного состояния в тканях вследствие перемещения положительных йонов водорода к катоду, а отрицательных гидроксильных йонов к аноду. Одновременно происходит направленное перемещение йонов натрия и хлора, восстановление их в атомы, а взаимодействие с водой может привести к образованию под анодом кислоты, а под катодом – щелочи.

Продукты электролиза являются химически активными веществами и при их избыточном образовании могут быть причиной ожога подлежащих тканей. Изменение же рН тканей отражается на деятельности ферментов и тканевом дыхании, состоянии биоколлоидов, служит источником раздражения кожных рецепторов. Названные физико-химические эффекты гальванического тока определяют его физиологическое и терапевтическое действие.

1.Улащик В.С., Лукомский И.В. — Общая физиотерапия 2008 г.
2.Ушаков А.А. – Практическая физиотерапия 2009 г.
3.Улащик В.С. Физиотерапия. Универсальная медицинская энциклопедия 2009 г.

Процессы, происходящие в тканях организма под действием электрических токов и электромагнитных полей

Живые ткани являются композиционными средами. Объемное сочетание разнородных компонентов.