Elektrofiziológia

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2019. június 15-én felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 3 szerkesztést igényelnek .

Elektrofiziológia ( görögül ἥλεκτρον  - elektron , borostyán ; görögül φύσις  - természet és görögül λόγος  - tudás ) - a fiziológia egyik ága , amely a test elektromos jelenségeit tanulmányozza különféle típusú, önkéntelen, mikro-akaratú és akaratlan tevékenységei során. és makroszint az egyes sejtek és rostok szinapszisaiban és membránjaiban zajló ionfolyamatok által közvetített bioelektromos aktivitás vizsgálatától a poligrafikus regisztráció eredményeinek elemzéséig, amely lehetővé teszi az egész szervezet integratív funkcióinak értékelését.

Az elektrofiziológia tárgya továbbá az idegek és más elemek, csillagképeik, egyes szervek és az egész szervezet egyen- vagy váltakozó áramnak kitett tevékenysége. Jelenleg a tulajdonképpeni elektrofiziológia a fiziológia és pszichológia, valamint az orvostudomány és a biofizika számos szekciójának módszertani alapja.

Történelem

Az elektrofiziológia kezdetét általában Luigi Galvani olasz orvos, anatómus és fiziológus híres kísérleteihez kötik . 1791- ben Galvani kiadott egy értekezést az elektromosság erőiről az izommozgásban. Ez a dolgozat számos kísérletet írt le, köztük Galvani híres "erkélyes" kísérletét  - biológiai készítményeket (előkészített békalábakat) rögzítettek egy villámhárítóhoz. Zivatar idején összehúzódtak. Aztán Galvani azt javasolta, hogy a légköri elektromosság kisülései irritálják a mancsokat anélkül, hogy villámhárítóhoz kapcsolódnának. Ennek a feltevésnek a tesztelésére több preparátumot akasztott fel háza erkélyének vaskorlátjára rézkampókkal. Amint a szél lendíteni kezdte a lábakat, és megérintették az erkély korlátját, az izmok erőteljesen összehúzódtak. Később Galvani bebizonyította, hogy a lábak összehúzódása lehetséges fém nélkül is – az egyik béka idegét a másik izomzatára dobta, miközben ez az izom összehúzódott.

Az elektrofiziológia további fejlődése Carlo Matteuccihoz kapcsolódik , aki 1830-1840-ben kimutatta, hogy egy izomban mindig észlelhető elektromos áram, amely az ép felületéről a keresztmetszet felé áramlik.

A 19. század közepén az elektrofiziológia alapjait E. Dubois-Reymond klasszikus munkái rakták le, amelyek az elektromos áram és az idegimpulzusok kapcsolatát mutatták be. Az elektrofiziológia továbbfejlesztése szorosan összefügg a neurofiziológiával. 1875-ben egymástól függetlenül Richard Caton angol sebész és fiziológus, valamint V. Ya. Danilevsky orosz fiziológus kimutatta, hogy az agy az elektromos aktivitás generátora, vagyis az agyi bioáramokat fedezték fel.

J. Bernstein német fiziológus 1888-ban javasolta az ún. differenciálreotóm az élő szövetek akciós áramainak tanulmányozására, amely meghatározta a látens időszakot, az akciós potenciál emelkedésének és csökkenésének idejét. A kis emf-ek mérésére használt kapilláris elektrométer feltalálása után az ilyen vizsgálatokat E. J. Marey francia tudós (1875) pontosabban megismételte a szíven és A. F. Samoilov (1908) a vázizomzaton. N. E. Vvedensky (1884) a telefon segítségével hallgatta az akciós potenciálokat. Az elektrofiziológia fejlődésében fontos szerepet játszott V. Yu. Chagovets orosz fiziológus, aki 1896-ban elsőként alkalmazta az elektrolitikus disszociáció elméletét az elektromos potenciálok élő szövetekben való megjelenésének mechanizmusára. 1902-ben Bernstein megfogalmazta a gerjesztés membránelméletének alaptételeit, amelyeket később P. Boyle és E. Conway (1941), valamint A. Hodgkin , B. Katz és A. Huxley (1949) angol tudósok dolgoztak ki.

A XX. század elején. elektrofiziológiai vizsgálatokhoz egy húr galvanométert használtak, amely lehetővé tette más rögzítő eszközök tehetetlenségének leküzdését; segítségével V. Einthoven és Samoilov részletes jellemzőket kapott a különböző élő szövetekben zajló elektromos folyamatokról. A bioelektromos potenciálok bármilyen formájának torzításmentes regisztrálása csak az elektronikus erősítők és oszcilloszkópok (G. Bishop, J. Erlanger és G. Gasser, USA) elektrofiziológiai gyakorlatba való bevezetésével vált lehetővé (XX. század 30-40. az elektrofiziológiai technológia alapját képezik. Az elektronikus technológia alkalmazása lehetővé tette az elektromos potenciálok eltávolítását nemcsak az élő szövetek felszínéről, hanem a mélységből is, merített elektródák segítségével (az egyes sejtek elektromos aktivitásának regisztrálása és intracelluláris rögzítés). Később az elektrofiziológiában is elterjedtek az elektronikus számítógépek, amelyek lehetővé teszik a nagyon gyenge elektromos jelek zajháttérrel történő elkülönítését, nagy mennyiségű elektrofiziológiai adat automatikus statisztikai feldolgozását, elektrofiziológiai folyamatok szimulálását stb.

Az elektrofiziológia szekciói

E folyamatok tanulmányozására, időbeli jellemzőik és térbeli eloszlásuk mérésére kivétel nélkül az összes élő szövetben az aktív élettani funkciók során fellépő elektromos potenciálok rögzítésének elektrofiziológiai módszere a legkényelmesebb és legpontosabb módszer, mivel az elektromos potenciálok képezik az olyan folyamatok létrehozásának mechanizmusát, mint pl. gerjesztés, gátlás, szekréció. Jelenleg a biopotenciálok tanulmányozásának fő elektrofiziológiai módszereit széles körben használják a kutatómunkában és a klinikai gyakorlatban:

A számítógépek legszélesebb körben történő felhasználása az adatelemzésben a számítógépes elektrofiziológia szétválásához vezet .

Lásd még

Irodalom