trị bệnh.
1. Trong chẩn đoân vă điều trị bệnh.
Ngăy nay, phương phâp đo điện trở bằng dòng điện thụ động đê được sử dụng rộng rải trong việc nghiín cứu quâ trình diễn biến xảy ra ở tế băo, mô sống vă câc tổ chức sinh học dưới tâc nhđn của câc yếu tố vật lý, hoâ học cũng nhưở câc quâ trình biến đổi trong trạng thâi bệnh lý.
Vì sử dụng với nguồn điện âp có giâ trị nhỏ, do đó tâc nhđn năy không gđy nín những biến đổi nhiều về tính chất lý hoâ trong tổ chức sống cũng như không lăm tổn thương đến đối tượng nghiín cứu lă câc tổ chức sinh vật.
Thực nghiệm cho ta thấy rằng, tình trạng bệnh lý biến đổi có liín quan nhiều đến sự thay đổi về giâ trị điện trở, điện dẫn vă câc thông số điện điện của tế băo. Khi một tổ chức sinh học bị viím nhiễm thì ngay trong giai đoạn đầu, thể tích tế băo bị trương lín, khoảng không gian giữa câc tế băo bị thu hẹp lại, điện trở của mô tăng lín rất nhanh. Dấu hiệu dễ dăng thấy nhất lă dưới tâc dụng của dòng điện có tần số thấp, điện trở của mô lúc năy được xâc định chủ yếu bởi điện trở của câc thănh phần chất dịch ở khoảng gian băo.
Ở giai đoạn đầu trong quâ trình viím, câc thănh phần vă nhất lă cấu trúc tế băo chưa có sự thay đổi đâng kể. Thể tích tế băo biến đổi không đâng kể, nín giâ trịđiện dung của nó chưa có sự thay đổi nhiều.
Hiển nhiín rằng: Khi tăng giâ trị điện trở mă điện dung vẫn giữ nguyín không thay đổi thì đó lă dấu hiệu của sự trương tế băo, ngược lại nếu giảm điện trở mă vẫn giữ nguyín giâ trị điện dung thì đó lă dấu hiệu của sự giảm thể tích của tế băo.
Ở giai đoạn sau trong qúa trình viím nhiễm, ta thấy có sự thay đổi về cấu trúc tế băo một câch rõ rệt, hiện tượng viím lăm tăng độ thấm qua măng tế băo. Vì vậy lăm thay đổi tính dẫn điện của tế băo vă mô sống, dẫn đến sự giảm giâ trịđiện dung vă điện trở.
Ngăy nay hiện tượng điện sinh học được ứng dụng nhiều cho việc chẩn đoân, điều trịứng dụng trong y học dựa văo câc tham số trín. Chẳng hạn, âp dụng phương phâp đo điện trở để xâc định nhên âp, đo độ chính
82
lệch điện trở giữa nữa mặt bín phải vă bín trâi, đo điện ốc tai, khảo sât phản ứng cơ bằng câch đo suất Galvanic. Xâc định mức độ tổn thương tế băo dưới câc tâc nhđn thông qua câc giâ trịđo độ điện dẫn, đo giâ trịđiện trở thuần vă trở khâng của da...
2. Phđn cực trong hệ thống sống.
Nhiều nhă khoa học cho rằng, sự phđn cực câc ion chủ yếu xảy ra trín bề mặt của măng tế băo. Quan niệm phđn cực măng đê xâc định lă tế băo sống giống như một vật thể, mă bản thđn nó có chứa câc chất điện phđn trong cấu trúc thănh phần của hệ. Câc chất điện ly thường nằm ở trạng thâi tự do.
Thật vậy, khi ở trạng thâi sinh lý bình thường, tế băo không cho một số chất đi qua chẳng hạn nhưđối với ion Na+ mă chỉ thấm một chiều đối với ion K+.
Khi có điện trường bín ngoăi, câc ion trong tế băo sẽ di chuyển về câc cực điện tương ứng, tuỳ thuộc văo dấu của điện tích. Cuối cùng câc ion trâi dấu sẽ tập trung ở hai phía đầu cực của măng tế băo. Tương ứng với sự tích tụ điện tích ion ở phía bín trong măng, thì môi trường bín ngoăi măng tế băo ở phía đối diện cũng có sự tích tụ câc điện tích ion mang dấu ngược lại. Như vậy, hai phía cực của măng sẽ xuất hiện hai lớp điện tích bề mặt. Hiện tượng tạo thănh trín tế băo được mô tả giống như hai bản cực của một tụđiện vă cùng giữ vai trò tích điện trong chất điện môi.
Đđy lă giả thuyết đưa ra để giải thích về sự xuất hiện giâ trị điện dung của một tế băo. Điện dung phụ thuộc văo hằng số điện môi của tế băo, còn giâ trịđiện trở xuất hiện được xâc định thông qua điện trở bề mặt của nó. Ngăy nay bằng phương phâp đồng vị phóng xạ đê kiểm chứng được điều đó. Măng tế băo không chỉ thấm đối với ion K+ mă còn thấm đồng thời đối với cả nhiều loại ion khâc nhau. Trong trạng thâi sinh lý bình thường hay ở quâ trình trao đổi chất bình thường, ta thấy luôn luôn xảy ra hiện tượng vận chuyển câc loại ion Na+ - K+ qua lại hai phiâ của măng.
Bằng nhiều kết quả thực nghiệm khâc nhau, ta dễ dăng thấy rằng sự phđn cực trong tế băo không chỉ xuất hiện trín bề mặt của măng mă còn xảy ra trong toăn bộ thể tích của tế băo. Thật vậy, do hiện tượng điện hưởng câc vật dẫn dưới tâc dụng của điện trường ngoăi, đê lăm cho câc điện tích tự do dịch chuyển. Câc phần tử tích điện tương ứng có sự phđn bố điện tích trở lại trín phía đối diện trong câc tế băo, nín câc lớp bín trong tế băo cũng có sự tích điện với dấu điện tích phù hợp.
83
Hình 4.5: Sự hình thănh sức điện động phđn cực.
P (t) (t)
E
Tế băo sinh vật được xem như lă một hệ đa pha, mỗi pha có tính chất hoâ lý khâc nhau, do đó điện trở vă điện dẫn của nó cũng khâc nhau. Đồng thời câc chất khi thđm nhập văo tế băo sống cũng tồn tại ở câc pha hoă tan hoăn toăn khâc nhau.
Sự phđn cực xảy ra trong toăn bộ thể tích của tế băo, ngay trín bề mặt vă kể cả câc thănh phần bín trong tổ chức sống. Đặc biệt sự phđn cực trong nội băo đóng một vai trò hết sức quan trọng.
Đa số câc dịch sinh vật trong hệ thống sống lă câc dung dịch điện ly, chứa câc ion vă câc đại phđn tử tích điện. Do đó, cơ chế phđn cực trong hệ thống sống có liín quan với tính chất của một dịch đa điện phđn trong dung dịch điện ly của đại đa số câc phđn tử sinh vật.
Trong cơ thể, đa số câc tổ chức đều có câc măng ngăn câch giữa câc cơ phận với nhau hoặc câc tổ chức riíng biệt. Theo thực tế cơ thể có cấu trúc phức tạp, giống như bản thđn chúng được chia ra thănh nhiều ngăn độc lập. Sự dịch chuyển của câc ion qua câc vâch ngăn vì thế cũng không còn tự do dưới tâc dụng của điện trường ngoăi. Câc ion tích tụ trín tế băo, mô sống, trong câc tổ chức sinh vật tạo ra một quâ trình phđn cực điện dưới tâc dụng của điện trường ngoăi như (hình 4.6) dưới đđy:
84
Hình 4.6: Sự cực tính hoâ tổ chức sống.
Ngăy nay câc số liệu thực nghiệm cho thấy rằng, quâ trình phđn cực ở hệ thống sống được xâc định không những bởi sự phđn cực của câc ion mă còn được xâc định bởi sự phđn cực (có tính lưỡng cực điện) câc chất hữu cơ. Câc phđn tử protein, nucleotid đều có giâ trị moment lưỡng cực khâ lớn, hằng số điện môi của dung dịch điện ly cũng bị thay đổi nhiều theo tần số dòng điện bín ngoăi.
Đại đa số câc phđn tử nằm trong thănh phần nguyín sinh chất đều chứa câc nhóm phđn cực, dưới tâc dụng của câc yếu tố bín ngoăi gđy tổn thương trong nguyín sinh chất. Do đó, trạng thâi thay đổi thường hình thănh hăng loạt cấu trúc mới có sựđịnh hướng khâc nhau.
Sự phđn cực điện môi trong hệ thống sống cũng có thể do sự dịch chuyển điện tích trong thănh phần cấu trúc, mă bao gồm số phần lớn lă câc phđn tử hữu cơ. Quâ trình năy thường được gọi lă sự phđn cực điện trong cấu trúc vĩ mô.