an toàn điện và các biện pháp bảo vệ an toàn điện

Khi tìm hiểu phần Lý thuyết về ảnh hưởng của dòng diện, trong đó có nói về các ảnh hưởng sinh lý học của dòng điện đối với cơ thể người, một câu hỏi đặt ra là : Dòng điện giá trị lớn có

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ- VIỄN THÔNG

Báo cáo tiểu luận môn:

An toàn bức xạ và an toàn điện trong y tế

Đề Tài:

Ảnh hưởng sinh lý học của dòng điện siêu nhỏ đến cơ thể người

Giáo viên hướng dẫn: Th.s Phạm Mạnh Hùng Sinh viên thực hiện: Lê Đức Anh

MSSV: 20111114

Hà nội, 12/2015

Mục lục

Lời nói đầu 3

I)Vi dòng là gì và liệu pháp vi dòng 4

II) Cơ thể người là một trường điện từ 6

III) Các ảnh hưởng của chấn thương hay mất cân bằng nội mô8

IV)Cấu trúc và chức năng của tế bào 9

V) Ti thể và vai trò của ATP 11

VI) ATP và ảnh hưởng cảu vi dòng 13

VII) Tần số vi dòng chỉ đinh 14

VIII) Tổng kết các lợi ích của vi dòng 15

Lời nói đầu

Trong môn học an toàn bức xạ và an toàn điện trong y tế, chúng em được học hai nội dung chính : an toàn bức xạ trong y tế và an toàn điện trong y tế Trong phần an toàn điện trong y

tế có nhiều nội dung chi tiết như sau : Các khái niệm chung về an toàn điện, Lý thuyết về ảnh hưởng của điện , Các phương pháp phòng chống điện giật và các thiết bị kiểm tra an toàn điện đặc biệt Khi tìm hiểu phần Lý thuyết về ảnh hưởng của dòng diện, trong đó có nói về các ảnh hưởng sinh lý học của dòng điện đối với cơ thể người, một câu hỏi đặt ra là : Dòng điện giá trị lớn có thể gây tác động, phần lớn là nguy hiểm đối với cơ thể người, vậy các dòng điện rất nhỏ có thể gây ảnh hưởng đến cơ thể người hay không? Trong quá trình tìm hiểu để trả lời câu hỏi này, em tìm thấy những tài liệu viết về dòng điện rất nhỏ ( được gọi là vi dòng), và thấy rằng không những dòng điện có biên độ rất nhỏ không những có thể gây tác động đến cơ thể người, và trái với các dòng điện giá trị lớn thường gây nguy hiểm

và cần các biện pháp an toàn điện, thì dòng điện siêu nhỏ đã được chứng minh là có tác động tích cực đến cơ thể người, thậm chí còn được ứng dụng trong các biện pháp trị liệu trong y học và được nghiên cứu trong khoa học điện sinh học tế bào Thông qua những bài viết về vi dòng em đã có cái nhìn mới về dòng điện đối với con người, đồng thời hiểu thêm

về các hoạt động của cơ thể con người Vì vậy, em làm bài tiểu luận này với mục đích chia

sẻ một phần nào đó những tìm hiểu của mình về những tác động của dòng điện siêu nhỏ, những tác động tích cực tới cơ thể con người mà dòng điện thông thường hay các dòng điện lớn không thể làm được thậm chí gây nguy hiểm khiến cho đối với chúng con người cần các biện pháp bảo vệ an toàn thay vì các ứng dụng chữa bệnh tiềm năng như ở vi dòng

I) Vi dòng là gì và liệu pháp vi dòng là gì ?

Vi dòng là một dòng điện cỡ một phần triệu của một ampe (micro-ampe) Ampe là đơn vị cường độ dòng điện, 1 Ampe tương ứng với dòng chuyển động của 6.24xđiện tử trong một giây qua một diện tích dây dẫn, như vậy vi dòng tuy là dòng điện nhỏ nhưng cũng có dòng chuyển động tới 6.24x điện tử trong một giây Giá trị này không thể là vô nghĩa, và cũng như dòng điện thông thường , vi dòng cũng có khả năng gây ảnh hưởng nhất định lên cơ thể, thậm chí các dòng điện sinh học trong cơ thể thông thường được tìm thấy có cường độ

cỡ vi dòng Do khả năng gây ảnh hưởng tới cơ thể của vi dòng, mà đã ra đời các liệu pháp

vi dòng Liệu pháp vi dòng là một sự gây kích thích sử dụng xung áp thấp để truyền vi dòng tới cơ thể Hiểu về tác động sinh học của vi dòng tới cơ thể là thực sự cần thiết trong sự phát triển các liệu biện pháp trị liệu vi dòng Liệu pháp vi dòng dựa trên cơ sở rằng các dòng điện cỡ micro-ampe xấp xỉ gần sát với các dòng điện sinh học xuất hiện tự nhiên trên cơ thể,

và do đó có khả năng tăng cường hiệu quả hồi phục và chữa lành các mô của cơ thể Liệu pháp vi dòng tạo ra các tín hiệu điện xuất hiện tự nhiên như là khi cơ thể đang phục hồi các

mô tổn thương Nó hoạt động được bởi vì khả năng kích thích sinh lý và sự phát triển của tế bào Một nghiên cứu kinh điển đã chỉ ra rằng sự kích thích vi dòng có thể tăng sự sản sinh APT (một hợp chất có tên tiếng anh là adenosine triphosphate) gần 500% Sự tăng dòng điện thực sự sẽ làm giảm kết quả thu được Như vậy vi dòng có thể tạo được các tác động

mà dòng điện lớn hơn không thể Nghiên cứu này cũng chứng minh khả năng của vi dòng trong việc tăng cường sự vận chuyển axit-amin và sự tổng hợp protein (là một nhóm các hợp chất hữu cơ gồm carbon, hydro, oxy và nitơ)

Hình 1 Mô tả kết quả nghiên cứu kinh điển về sự kích thích vi dòng

Chúng ta có thể nhận ra tác dụng trị liệu của vi dòng thông qua cơ chế trong đó sự chấn thương ảnh hưởng đến khả năng điện sinh học của các tế bào vị tổn thương Mỗi khi có sự chấn thương hay biến dạng mô, có một sự giảm sút ATP và sự phá hủy bơm chuyển Natri Các tế bào tăng điện trở của chúng và khu vực tổn thương sẽ có một điện trở cao hơn mô lân cận Điều này làm giảm sự dẫn điện qua vùng tổn thương và giảm điện dung tế bào, dẫn tới

sự suy yếu của quá trình làm lành vết thương và viêm Các tế bào giảm khả năng nhận các chất dinh dưỡng, nước, chất khoáng, …v.v và cũng giảm khả năng loại bỏ độc tố Tất cả những điều này được cảm nhận ở người qua cảm giác đau nhức Đây không phải một môi trường hỗ trợ phục hồi và chữa lành mô Các tế bào của mô bị tổn thương tạo ra một dòng điện do sự thất thoát các ion bên trong tế bào ( nội bào) và sự rối loạn cơ chế bơm Natri Hiện tượng này được đặt tên là “dòng điện vết thương” Dòng điện tổn thương khi đó làm biến đổi các mô hình điện thế thông thường Các tế bào không bị tổn thương cố gắng giúp khôi phục lại chức năng bình thường cho các mô bị tổn thương bằng cách khôi phục điện thế bình thường Hình 2 mô tả “dòng điện vết thương” hay “dòng điện chỗ bị thương” (current of injury)

Hình 2

Cơ thể của chúng ta có hệ thống điện sinh học riêng, và trong mô cũng vậy Khi một mô bị tổn thương, dòng điện trong bản thân mô đó dừng lại, nhưng vẫn còn dòng ở rìa của mô bị thương, tại đó dòng tạo ra một trường điện Cường độ của điện trường này giảm dần từ rìa của mô bị thương tới bên trong mô (bằng 0) Sự chênh lệch điện thế giữa trường điện của tế bào bị thương với các tế bào lành xung quanh tạo ra “dòng điện tại vết thương” mà ta vừa

đề cập ở trên Tuy nhiên chỉ tại rìa mô bị thương,tại đó trường điện tích cực nhất nên mô bị thương sẽ được chữa lành từ rìa

Chính xác ứng dụng của vi dòng tới các mô tổn thương là làm tăng lưu lượng dòng điện vào bên trong mô, cho phép các tế bào trong vùng bị tổn thương lấy lại được điện dung của nó Điện trở được giảm, cho phép điện sinh học chạy qua thiết lập lại cân bằng nội mô Quá trình này giúp bắt đầu và duy trì nhiều phản ứng sinh hóa mà xuất hiện trong việc chữa lành ATP được bổ sung trong các mô tổn thương, hoạt động vận chuyển qua màng tế bào tăng, cho phép dòng chảy dinh dưỡng vào trong tế bào và dòng chảy chất thải ra ngoài tế bào Quá trình này làm bắt đầu xuất hiện các mô khỏe mạnh ATP cũng cung cấp nguồn năng lượng mà các mô cần để tổng hợp protein Các tín hiệu điện khởi đầu quá trình làm lành

bằng việc làm đầy lại ATP, tăng cường vận chuyển các ion qua màng tế bào, và tạo điều kiện cho sự tổng hợp protein Điều này cho phép các vi dòng bên ngoài chạy song song với dòng của cơ thể Do đó các liệu pháp vi dòng có thể xem như một xúc tác hữu ích giúp cho việc khơi mào và di trùy nhiều phản ứng điện hóa diễn ra trong quá trình chữa lành

Các nghiên cứu lâm sàng đã chỉ ra rằng sự kích thích bên ngoài có thể :

 Làm cho các biểu mô và nguyên bào sợi di duyển tới một vị trí vết thương

 Tăng nồng độ ATP trong các mô

 Tăng cường sự tổng hợp DNA và protein

 Đẩy mạnh chữa lành các mô mềm hay các vết loét

 Gia tăng sự phục hồi các mô thần kinh bị tổn thương

 Giảm phù

 Hạn chế sự tăng phát triển của các tác nhân gây bệnh khác nhau

II) Cơ thể người là một trường điện từ

Mô cơ thể là một tập hợp các chất hóa sinh được hình thành, bao bọc và liên kết theo các cấu trúc đặc biệt tạo thành một hệ thống điện/sinh/hóa Tuy nhiên, nếu quan sát sâu hơn nữa, xuống tới mức phân tử, thậm chí sâu hơn nữa là mức hạ nguyên tử, chúng ta sẽ nhìn thấy các đơn vị năng lượng dao động với tốc độ cực lớn.Mối quan hệ điện từ giữ các đơn

vị năng lượng này cùng với nhau trong một lien kết mạnh mẽ Nếu có phép thuật có thể thu nhỏ chúng ta, đủ nhỏ để quan sát các phân tử ở mức hạ nguyên tử, bạn sẽ chắc chắn phát hiện ra rằng có một vùng không gian lớn lấp đầy bởi năng lượng thay vì thấy các vật chất nguyên tử Năng lượng này có thể tồn tại dưới dạng các hạt hay các sóng(lưỡng tính sóng hạt) “Trong thế giới lượng tử, các hạt cổ điển như các hạt electrons tồn tại cùng lúc như các sóng, và các sóng có thể làm những việc mà các hạt không làm được” Hinh 3 Minh họa lưỡng tính sóng hạt của năng lượng

Ở mức nguyên tử, chúng ta đã biết rằng các điện tử quay xung quang hạt nhân trên một

số quỹ đạo có năng lượng xác định Khi chạy xung quanh hạt nhân nguyên tử, đầu tiên chúng di chuyển theo một hướng sau đó lại di chuyển theo hướng khác,dao động quanh quỹ đạo của chúng, theo một tần số nhất định, tùy theo loại hạt hạ nguyên tử và năng lượng của nó Để chuyển dời một điện tử từ một quỹ đạo thấp hơn tới một quỹ đạo cao hơn,yêu cầu một lượng tử của năng lượng với các đặc tính tần số rất cụ thể Một electron

sẽ chỉ nhận năng lượng của tần số phù hợp để di duyển từ một mức năng lượng tới một mức khác Nếu điện tử rơi từ một quỹ đạo cao hơn xuống một quý đạo thấp hơn, nó sẽ giải phóng năng lượng với cùng tần số như vậy Tần số nguyên tử yêu cầu này được gọi

là tần số cộng hưởng Các nguyên tử và phân tử có các tần số cộng hưởng riêng biệt, mà

sẽ chỉ có thể bị kích thích bởi năng lượng có đặc tính tần số đúng như tần số cộng

hưởng Ví dụ một ca sĩ có thể làm vỡ một chiếc cốc thủy tinh bằng cách ngân một nốt biên độ cao với tần số giống như các tần số cộng hưởng của chiếc cốc Mọi thứ tồn tại ở trạng thái dao động, mọi trường điện từ được đặc trưng bở dao động, hay tần số, đều có thể đo lường được Cơ thể con người cũng không loại trừ Để đơn giản hóa có thể hình dung một người đang tồn tại ở một tần số dao động riêng biệt, có thể thay đổi sự năng động mỗi giây phụ thuộc vào các trạng thái tâm lý của người đó, các căng thẳng bên trong hay bên ngoài, bệnh tật, v.v…

Y học đã xác định được rằng có các trường điện rộng tại các hoạt động bên trong cơ thể

Ví dụ, hệ thống thần kinh, đã được biết đến từ lâu là làm việc thông qua điện hóa hoặc chỉ thông qua các tín hiệu điện Trong thực tế , ở mức nguyên tử, điện giúp lien kết tất cả các phân tử với nhau Một tế bào, giống như các đơn vị gồm các cụm nguyên tử và phân

tử, do đó có moment điện, kết quả là sự tương tác của tất cả các phần tử điện hóa với nhau

Giờ chúng ta đã biết cơ thể bao gồm một ma trận dạng sợi bán dẫn lien kết với nhau tan tỏa tới mọi ngóc ngách trong cơ thể Về vĩ mô, hệ thống này gồm các mô kết nối với

nhau tạo thành xương sống, gân, cân mạc, sụn, và các dây chằng, do đó tạo nên một mạng lưới các cơ quan và tuyến Tất cả các hệ thống của cơ thể, hệ thống cơ, hệ thống mạch máu, hệ thần kinh, đường tiêu hóa, da, các mạch bạch huyết, được tạo thành từ các

mô làm cho chúng hình dạng cụ thể và các đặc điểm vật lý Các nhà sinh học tế bào ngày nay đã nhận thức được cách hệ thống sợi dày đặc này kết nối với bề mặt tế bào và bên trong tế bào bằng việc trao đổi các protein qua màng tế bào một cách nhất quán

Có một sự kết nối giữa não và phần còn lại của cơ thể đó là perineurium ( mô có nguồn gốc thuộc trung phôi bì gồm có nguyên bào sợi keo và các tế bào mỡ; hỗ trợ các cơ quan và lấp đầy không gian giữa chúng,đồng thời tạo các gân và dây chằng) với một trường điện từ sâu bên trong

III) Các ảnh hưởng của chấn thương hay mất cân bằng nội mô

Trường điện từ giữ các dao động năng lượng hay các mô hình tần số đặc trưng bởi các

sự kiễn cụ thể đã xảy ra mà đã gây chấn thương vật lý hay tâm lý Điều này giải thích tại sao ảnh hưởng của các chấn thương vật lý vẫn còn trong mô sau khi các mô đã lành Điều này cũng giải thích tại sao các chấn thương tâm lý và trí nhớ mà được “lưu trữ” ở các mô cơ thể và sau đó ảnh hưởng đến các chức năng cơ thể Chấn thương và bệnh bên trong biểu hiện như rối loạn chức năng của cân bằng nội mô Các vùng chịu ảnh hưởng của mầm bệnh được chỉ ra rằng có độ dẫn điện cao hơn so với vùng xung quanh Do đó bất kỳ rối loạn thể chất nào làm tăng hoạt động bên trong có thể đo được tại các điểm cụ thể bằng cách sử dụng một cảm biến theo từng điểm Nếu hệ thống sinh hóa ở trong một trạng thái mất cân bằng hoặc không đồng nhất, có thể là do thực tế các phần tử điện dung của tế bào không được hệ thống phân phối năng lượng đúng cách Hoặc không có

đủ năng lượng hoặc có quá nhiều năng lượng trong các phần tử điện dung của tế bào Trạng thái sai lệch này là kết quả từ sự mất cân bằng trong hệ thống điện dung trong tế bào mà do đó gây nên sự mất cân bằng dòng năng lượng, dẫn đến tình trạng chấn thương toàn than do nỗ lực của cơ thể để bù đắp cho sự mất cân bằng Chấn thương này gây nên các tín hiệu tạo cảm giác đau được truyền đi khắp các vùng liên quan của hệ thần kinh trung ương Nếu các khu vực mô nhận luồng năng lượng điện chính xác, sự tuần hoàn được cải thiện và quá trình chữa thông thường được đẩy nhanh Điều này được thể hiện bởi sự giảm đau tức thì Thí dụ, sau khi cơ thể nhận một liệu pháp điện sinh học, có điện vào tại các điểm khác nhau để điều chỉnh chức năng và các hệ thống cơ- thần kinh của

cơ thể Sự sử dụng glucogen của mô cơ tăng và lượng axitamin của mô não cũng tăng Cùng lúc đó, hoạt động của một vài enzim trong mô cũng mạnh hơn Những thay đổi này chỉ ra rằng việc điều trị có thể thúc đẩy quá trình trao đổi chất của các mô trong hoạt động của chúng để giúp tiếp thêm năng lượng cho cơ thể đề kháng với các yếu tố không thuận lợi, do đó kích thích sự phục hồi của các mô bị tổn thương

Hình 4 Cơ thể người là một trường điện Ở các khu vực khác nhau trường điện cân bằng ở các giá trị khác nhau đối với người khoe mạnh

IV) Cấu trúc và chức năng của tế bào

Trong nghiện cứu về tế bào bằng phương pháp hóa học và sinh học thông thường xem tế bào như một màng lấp đầy bởi các cơ quan nhỏ ( gọi là bào quan) , mà xử lý các phản ứng thông qua khuếch tán Khi đi sâu hơn, có một lời giải thích chi tiế hơn, tế bào được lấp đầy bởi một lưới các bó sợi siêu nhỏ, mà tạo thành chất nền của tế bào Tất cả các bào quan lơ lửng và được lien kết với nhau bởi các bó sợi siêu nhỏ này

Hinh 5 Các bó sợi trong tế bào

Các glycoprotein đan nhau trên bề mặt tế bào, từ bên trong tới bên ngoài tế bào Các protein này kết nối với mạng sợi và với tế bào Mạng sợi là keo trong suốt được bọc bởi các phân tử nước Các ion hidro lien kết dọc theo keo trong suốt này tạo thành các mạng lưới nội bào có dạng cấu trúc tứ diện với không gian cho bốn electron Chức năng bán dẫn bao gồm các electron và vùng trống tại đó các electron vắng mặt ở lớp vỏ bên ngoài Các vùng trống tại đó khuyết các electron mang điện tích dương, sẽ kéo các electron

dịch chuyển thành dòng trên mô Trương điện từ tạo bởi keo trong suốt và các phân tử nước tạo thành mạng truyền tải và lưu trữ điện, các thông tin dòng diện và các thông tin dao động

Nhân tố tổ chức sơ cấp của cơ thể dường như là điện từ Tức là điện không chỉ ảnh hưởng đến quá trình trao đổi chất của tế bào riêng lẻ mà còn ảnh hưởng đến tế bào mà ở trong một tổ chức lớn hơn trong cơ thể Ở cấp độ tế bào điện có ở mọi nơi Một phần lớn của năng lượng tế bào dành cho việc phân ly các ion ( các nguyên tử và phân tử mang điện).Khi các ion mang điện âm và dương được phân ly ,tạo ra một điện thế Các tế bào tích cực hoạt động trọng việc phân ly các ion qua màng kín Các phân ly diễn ra qua màng tế bào và màng bào quan của tế bào Khi một điện tử được tạo nên, nó tượng trưng cho một nguồn dự trữ năng lượng quan trọng của tế bào, giống như nước trữ sau con đập, giống như điện trữ trong pin.Có hai hoạt động xảy ra trong phân ly ion Một ion dương sẽ di chuyển qua màng tế bào theo phía sườn âm hơn Không giống như các điện tích hút nhau mà giống như các ion dương đẩy nhau Hoạt động thứ hai là sự tập trung Các ion tập trung nhiều ở một khu vực sẽ khuếch tán về khu vực có độ tập trung ít hơn

Tế bào lợi dụng cả hai hoạt động này Các bơm ion trong màng tế bào tích di chuyển các ion Natri ra ngoài và các ion Kali và trong Một lượng lớn các ion Natri bến ngoài tế bào sau đó được sử dụng để tằng cường cho hoạt động vận chuyển, giống như nước chạy vào máy phát tuabin sản xuất ra điện năng Ví dụ, các ion Natri được cho phép giảm nồng độ gradient( sự tập trung) chảy vào tế bào, cấp năng lượng cho hoạt động vận chuyển các phân tử glucose và axitamin để tang nồng đọ gradient của chúng trong tế bào

Hình 6 Minh họa natri làm quay tua bin nhanh hơn giúp axitamin được vận chuyển nhanh hơn

V) Ti thể và vai trò của APT

Page