Вопрос 51. Электропроводность органов и тканей. Элек­тронная, дипольиая, мембранная и электролитическая теория поляризации. Поляризационная ёмкость, её происхождение и ди­агностическая роль.

Немецкие врачи Гебер и Остергаут обнаружили, что электро­проводность больных тканей существенно отличается от здоровых. Поэтому, основываясь на величине электропроводности или обрат­ной ей величине - сопротивлении, можно получить информацию о функциональном состоянии ткани.

Однако сопротивление живых клеток, функциональных единиц ткани, измерить достаточно трудно, т.к. ток, по величине которого в соответствии с законом Ома мы судим о величине сопротивления не является постоянной величиной, а существенно изменяется во времени.

Кроме этого, удельное сопротивление клеток неожиданно оказалось очень большим ( = 10^е - 10⁷ Ом /см), т.е. по удельному сопротивлению живую ткань следует отнести к полупроводникам.

И этого мало, при пропускании электриче­ского тока через ткань, он проходит, в ос­новном, по межклеточным пространствам, т.к. их сопротивление на несколько поряд­ков меньше (явление шунтироваиия) и, по­этому, измеренное нами сопротивление не­сет информацию не о сопротивлении клеток, а только межклеточных пространств.

Уменьшение электрического тока с течением времени обусловлено явлением поляризации. Возникновение ЭДС поляризации связано со свойством живых клеток накапливать заряды при прохождении через них тока:

I_t = (U – E_пол) / R, где U - приложенное напряжение, R - сопротивление, E_пол - ЭДС поляризации, которая является тоже функцией времени: E_пол= R  (I₀ - I_t).

Основные теории поляризации тканей - живая ткань человеческого организма чрезвычайно полиморфна – это множество самых разнообразных клеток, это огромное количество самых разнообразных молекул и т.д. Именно поэтому ни одна из су­ществующих теорий поляризации не в состоянии полностью объяснить происхождение этого явления. Мы рассмотрим основные теории поляризации, только в сумме они могут объяснить происхождение поляризации живой ткани.

Дипольная теория объясняет возникновение ЭДС поляризации в диэлектриках. При помещении полярных молекул диэлектрика в постоянное электрическое поле возникает механический момент, который начичинает поворачивать диполь в поле.

В диэлектрике возникает свое собственное поле, которое направ­лено против внешнего - это и есть ЭДС поляризации.

Мембранная теория

Э лектронная теория - любая молекула в электрическом поле превращается в диполь, в результате смещения электрического облака в сторону анода. Все ди­поли ориентируются в поле, создавая собственное поле. Электролитическая теория поляризации - электролитическая поляризация возникает между электродами, опущенными в раствор электролита, при пропускании через них элек­трического тока из-за скопления ионов противоположного знака вблизи анода и катода.

П оляризационная емкость С_пол= q / . Так как  = E_пол и ,

то , где q - количество электричества, I_o - начальный ток, I_t - конечный ток,

R - сопротивление,  - разность потенциалов.

Поляризационная емкость С_пол для живых здоровых тканей имеет большую величину (около 10 мкф/см²), при гибели ткани - стремится к нулю. Таким образом, измеряя величину поляризационной емкости можно судить о жизнеспособности ткани, что находит при­менение в трансплантологии при выборе органа для пересадки больному.

Литература: Лекционные записи.