Чем отличаются электричество нашего организма и электричество, которое подается к розеткам в наших домах? Как передают сигналы нервные клеточки? Почему ботокс — это яд и как он работает? Обо всем этом — в выпуске Маши Осетровой.
Всем привет, я Маша Осетрова, и сейчас я мало расскажу для вас про электричество в человеческом теле.
Сюжет о Викторе Франкенштейне, создавшем монстра из неживой материи, идейно всходит к проведенным в XVIII веке опытам Луиджи Гальвани, который принудил мускулы лягушки сокращаться под действием электрического тока. Его опыты вдохновили многих исследователей на исследование функций электричества в теле живых созданий. На сегодня Исследователи сильно продвинулись в этой области: выдумали обезболивающие, узнали, что принуждает наше сердечко биться, что происходит в голове у влюбленных и почти все другое.
Между электричеством нашего организм, и электричеством, которое обеспечивает наши дома, есть два базовых различия. Электричество из розетки представляет собой поток электронов. В отличие от этого фактически все токи в живых созданиях являются потоками ионов — атомов, имеющих электрический заряд. Токи в нашем организме связаны с пятью типами частиц: 4-мя положительными ионами — натрия, калия, кальция и водорода — и одним отрицательным хлорид-аниона.
2-ое принципиальное различие связано с направлением движения частиц. Ток в электрической цепи течет вдоль проводника, в то время как распространению электрического импульса по нейрону содействует движение ионов в перпендикулярном направлении.
В книжке «Искра жизни» Фрэнсис Эшкрофт собрала воедино имеющиеся на сегодня познания об электрических токах в человеческом организме и процессах на клеточном и молекулярном уровне, управляющих передачей электрических импульсов.
В состоянии покоя на мембране всех клеток существует разность потенциалов в 70 мВ, которую также именуют потенциалом покоя. Изменение этого потенциала может быть при проходе заряженных частиц через мембрану вовнутрь и наружу клеточки через особые шлюзы — ионные каналы.
Для управления ионными каналами соседей нервные клеточки выпускают в синаптическую щель — место контакта нейронов — особые вещества, нейромедиаторы. Они специфически ведут взаимодействие с ионными каналами в мембране мотивированной клеточки, подходя к определенному типу каналов как ключ к замку. В итоге взаимодействия канал раскрывается, пропуская через себя ионы вовнутрь либо наружу клеточки. Направление движения частиц при всем этом находится в зависимости от концентрации ионов и рассредотачивания зарядов.
В состоянии покоя потенциал-зависимые натриевые и калиевые каналы клеток нервной и мышечной ткани находятся в закрытом состоянии под действием потенциала покоя. Они открываются только тогда, когда потенциал сдвигается в положительную сторону: когда это происходит, генерируется нервный импульс.
Хотя потенциально нервные волокна могут проводить импульсы в всякую сторону, обычно они передают их исключительно в одном направлении. Двигательные нервишки передают сигнал от головного и спинного мозга к мускулам для управления их сокращением, а чувствительные нервишки передают информацию в оборотном направлении — от органов эмоций к мозгу.
Поддержание клеток в поляризованном состоянии жизненно принципиально для организма и очень энергозатратно. Один только мозг употребляет около 10% вдыхаемого кислорода для поддержания работы натриевого насоса и подзарядки аккумов нервных клеток.
Наибольшее значение для генерации нервного импульса имеют калиевые и натриевые каналы. Это подчеркивает тот факт, что ядовитые вещества пауков, моллюсков, актиний, лягушек, змей, скорпионов и огромного количества других экзотичных созданий действуют конкретно на них и, таким макаром, нарушают функционирование нервишек и мускул. Многие токсины очень специфичны и нацелены на какой-либо один вид ионных каналов.
Различные ядовитые вещества имеют различный механизм деяния: некоторые из них закупоривают ионные поры, а некоторые выступают в роли «распора», фиксируя канал в открытом состоянии. Это приводит к тому, что результатом проникания в организм одних токсинов является паралич, а других — чрезмерное возбуждение, вызывающее судороги.
Например, яд тетродотоксин, содержащийся во внутренностях иглобрюха, которого жители страны восходящего солнца именуют «рыба фугу», обладает спецификой к натриевым каналам. Крепко закупоривая ионные поры, он препятствует обычной передаче нервных импульсов, вызывая паралич и часто приводя к смертельному финалу. Все же, гурманы со всего мира часто рискуют жизнью, дабы отведать фугу: при правильном изготовлении она перестает быть ядовитой, и только немного покалывает небо.
Очередной токсин, ради эффекта которого люди готовы рискнуть — ботокс, применяемый в косметических целях для разглаживания морщин. Ботокс, он же ботулотоксин — яд микробов вида Clostridium botulinum, — один из самых сильных узнаваемых природных ядовитых веществ. Он препятствует сокращению мускул и равномерно приводит к погибели от удушья. В количестве, умещающемся на кончике иглы, он смертелен для взрослого человека, но инъекции ботокса под кожу в жалких концентрациях содействуют избавлению от мимических морщин.
На этом все, читайте умные книжки, не суйте пальцы в розетку и читайте портал «Чердак»! А в следующем выпуске я расскажу для вас о том, как мы делаем ЭТО.
10 необыкновенных легенд об электричестве
Прошло много лет исследовательских работ с того времени, как Бенджамин Франклин проводил свои опыты с воздушным змеем в 1752 году, но мы до сего времени воспитываем много легенд об этой умопомрачительной форме энергии. Настало время запамятовать все, что вы знали об электричестве, и выяснить что-то совсем новое.
Батарейки хранят электрический заряд либо электроны
Спросите себя: что такое батарейка? Наверное вы ответите для себя, что батарея хранит электричество либо в ней свободно плавают электроны в какой-либо форме. Но это далековато не так.
Снутри батареи находится хим бульон, узнаваемый как электролит, между 2-мя терминалами — электродами (положительная и отрицательная стороны батареи). Когда батарея подключается к устройства (скажем, к фонарику), электролит химически преобразуется в ионы, и электроны высвобождаются на положительном электроде. Электроны притягиваются к отрицательному терминалу, но между терминалами есть устройство (в этом случае фонарик) и электроны его питают.
Электрический ток находится в зависимости от толщины провода
Существует полностью логичное заблуждение о том, что через толстые провода проходит больше тока, так как в них обширнее путь и меньше сопротивление. Исходя из убеждений здравого смысла это верно: на четырехполосном шоссе проедет больше автомобилей за определенный отрезок времени, чем на однополосном. Все же электрический ток ведет себя по-другому.
Электрический ток можно сопоставить с рекой: в широком месте река течет медлительно и расслабленно; в узеньком поток ускоряется, но через определенную точку проходит одно и то же количество воды.
Электричество имеет нулевую массу либо вес
Так как рассмотреть электричество невооруженным глазом нереально, просто представить, что электричество — это просто энергия, которая течет из точки А в точку Б и не имеет массы либо веса. В некотором смысле это правильно: электрический ток — как река — не имеет массы либо веса. Все же электричество — это не просто форма невидимой энергии, это поток заряженных частиц — электронов — которые имеют массу и вес.
К огорчению, этот вес совсем малозначительный, а контур имеет круглую форму, потому вы никогда не соберете много электронов в одном месте. В конце концов, поток заряженных частиц продвигается со скоростью нескольких см за секунду, но об этом позднее.
Удар током низкого напряжения не небезопасен
Бытовые розетки и вилки вызывают беспокойство у родителей, воспитывающих малеханьких деток, но они совсем не смущяются давать детям батарейки, дабы те запихнули их в игрушки. Ведь небезопасно только высочайшее напряжение, да? Нет, не да.
Вредит и убивает в токе его сила (измеряется в амперах), а не напряжение. В правильных критериях даже 12-вольтовая батарейка может причинить суровый вред, а в особенных случаях и погибель.
Древесные и резиновые объекты — отличные изоляторы
Работая с электричеством по дому, большая часть людей сперва снимают кольца и сережки, надевают резиновые перчатки и обувь. И хотя это отличные 1-ые шаги, их недостаточно, дабы предупредить происшествие. Вопреки расхожему воззрению, большая часть вещей в доме в некоторой степени являются проводниками, а не изоляторами.
Незапятнанный каучук — хороший изолятор. Но большая часть резиновой обуви, перчаток и иных принадлежностей делают далековато не из незапятнанного каучука. В обыкновенной резине намешано много других дополнительных веществ, которые увеличивают ее стойкость. Даже дерево может быть проводником в определенных критериях.
Генераторы делают электричество
Запасный генератор энергии — хорошая штука на черный денек, так как производит электричество. Что, правда производит?
Генератор конвертирует механическую (либо другую) энергию в электрическую. Когда генератор работает, он принуждает электроны, уже присутствующие в проводах и цепи, течь через цепь. Сердечко не делает кровь, оно только качает ее по венам и артериям. Точно так же генератор помогает электронам течь, но не делает их.
Электрические токи — это только текущие электроны
Хотя электричество можно обобщить как «ток электронов через проводник», это не совершенно корректно. Тип электрического тока в проводнике зависит только от проводника.
Например, в случае плазмы, неоновых огней, флуоресцентных ламп и вспышки применяется хитрое сочетание тока протонов и электронов. В других проводниках — вроде электролитов, соленой воды, твердого льда и воды для аккума — электрический ток представлен потоком положительных ионов водорода, и это тоже форма электричества.
Электричество движется на скорости света
Большая часть людей сравнивают электричество с молнией с юношества, и это приводит к заблуждению, что электроны и электричество движутся со скоростью света. Либо практически. Хотя электромагнитная волна энергии вправду путешествует через проводник на скорости от 50 до 99 процентов световой, принципиально осознавать, что сами электроны движутся очень медлительно, не резвее чем на пару см за секунду.
Точно так же, когда вы слышите звук с 300 метров, давление воздуха в ухе вызывается не смещением молекул от источника, а быстрее волной сжатия, которая проносится рябью и затрагивает все молекулы воздуха между вами.
Полосы электропередач заизолированы
Большая часть проводов и кабелей, с которыми мы вступаем в контакт — зарядные устройства, лампы, шнуры питания, соединительные кабели, — накрепко изолированы резиной либо пластиком. Разумеется было бы представить, что воздушные полосы электропередач тоже изолированы. Птицы могут же на них посиживать без вреда себе, не так ли? Нет, не так.
Единственная причина, по которой птицы не получают разряда, в том, что они не касаются земли, находясь на кабеле. В итоге не появляется никакого тока электронов. Так как изоляция это очень недешево, большая часть воздушных линий электропередач всегда под напряжением и могут нехило долбануть на 1000 либо даже на 700 000 вольт.
Статическое напряжение отличается от остального
Статическое напряжение — это забавно: протащите кота по пластмассовому подоконнику, пока он цепляется когтями, и следующие полминуты он будет забавно пощелкивать, не понимая, что происходит. Вы наверное думаете, что статическое напряжение отличается от того, которое делает нашу жизнь теплой и различной. Но единственная разница между током и статическим напряжением в том, что одно — это неизменный ток, а 2-ое — секундное уравнивание.
Ток в стенной розетке — это поле электромагнитной энергии, которое ожидает передачи по электронам в проводнике, к примеру, силового кабеля. После подключения поток остается неизменным, пока кабель не будет отключен от сети. Статическое напряжение же возникает, когда два проводника с различными зарядами приближаются друг к другу. Когда место между ними — изолирующий зазор — становится довольно малым, заряд уменьшает разрыв, создавая дугу электроэнергии, так как два заряда уравниваются.
Действие электрического тока на организм
Этот вопрос, мне кажется, в детстве задавал родителям полностью каждый. Вот только из сорванца либо озорной девчонки, недотягивающих ростом и до метра, мы с вами стали взрослыми. О том, что нельзя совать пальцы в розетку, знают все. А почему? Задайте для себя этот вопрос. Ведь в голову ничего не считая детского: так как будет больно, либо папиного рассказа о том самом волшебном «как тряхнёт» и маминого «укусить» ничего в голову и не идёт. Ведь в этом «тряхнёт», все еще труднее, чем просто немного потрясёт и закончит. Целый перечень процессов от тепловых до био. Ну что? Кто желает знать, о чем поведать ребёнку, либо просто что прячется в «укусе» розетки? Тогда пойдёмте со мной, я все расскажу.
Начнём с того что если вас покусает розетка, бешенством вы не заболеете, а означает, и уколы бежать делать не нужно. Хорошо, сейчас серьёзно. Поначалу необходимо разобраться с систематизацией поражений электрическим током. Существует два вида поражения человека — электрический удар и электрическая травма. Также есть три главных типа воздействий тока на организм — термическое, хим и био.
Сейчас более детально разглядим виды поражения. Для начала вспомним кое-что из биологии. Нервный импульс — это таковой же электрический заряд. Потому даже малозначительное поражение током может иметь плачевные последствия. Итак, при электрическом ударе мускулы снутри тела поражённого током начинают непроизвольно сокращаться либо по-другому — начинается судорога. Здесь все находится в зависимости от силы тока и напряжения. Обычно, судорога происходит или когда человек находится в сознании, или без сознания, что встречается пореже. В большинстве случаев таковой вид воздействия, не считая особо томных случаев не вызывает нарушений в работе сердца и легких. В отдельных случаях с потерей сознания может быть нарушена работа сердечно-сосудистой системы, что может просто привести к смертельному финалу. Но, спешу вас заверить, тока из обыкновенной домашней розетки в девяносто 9 процентах случаев не довольно, дабы уничтожить человека. Паралич различных внутренних органов, прямо до головного, в отдельных случаях могут быть вызваны ударом тока.
Вторым видом воздействия тока на человека является электрическая травма. При таком варианте воздействия повреждаются главные твердые и мягенькие ткани организма. Напомню, ткани в нашем с вами организме сформировывают практически все от кожи до костей. Самым небезопасным видом такового поражения являются ожоги. Ожоги возникают, обычно там, где был контакт с токопроводящим элементом либо электрической дугой. При самых тяжёлых формах поражения человек может попасть в состояние медицинской погибели. Клиническая погибель — остановка дыхания и сердечного ритма, но это не окончательная погибель, в таком состоянии человека ещё можно спасти. Здесь может посодействовать дефибрилляция. Дефибриллятор есть в каждой карете скорой помощи, но если её нет в радиусе пары минут, то она уже не успеет посодействовать. Главной предпосылкой погибели при схожих травмах является прекращение работы сердца и лёгких в итоге паралича грудной клеточки.
Сейчас давайте тщательно разберём варианты воздействия электрического тока на человека. Давайте начнём с био воздействия. Такое воздействие проявляется в возбуждении тканей и живых клеток. Очень небезопасно! Вследствие такового воздействия клеточки могут гибнуть, а это ведёт к нарушению работы организма, как полностью, так и раздельно взятых органов.
Вторым разглядим термическое воздействие. Термическое воздействие ведёт к нагреву внутренних органов и кровеносных сосудов, нервных окончаний. Нарушается работа нервных окончаний, могут взрываться сосуды.
Третьим воздействием принято считать хим воздействие. Такое воздействие приводит к электролизу большинства жидкостей в организме. Как вы осознаете, кровь заходит в число этих жидкостей. Электролиз крови может вызывать конфигурации в её физико-химическом составе и, как следствие, оказывает влияние на работу организма в далековато не самую наилучшую сторону.
Если вас "тряхонёт" током, полностью может быть появление шока. Таковой шок именуется электрическим шоком. Обычно, он появляется при возбуждении организма вследствие удара электрическим током. Шок может стать предпосылкой нарушения работы дыхательных органов, нарушения обмена веществ и кровообращения. В случае оказания критической мед помощи может быть снятие шока без каких или последствий для организма.
Как понятно из закона Ома, сила тока назад пропорциональна сопротивлению. Означает, чем выше сопротивление тела человека, тем наименьшая сила тока через него пройдёт. Одним из главных характеристик здесь является роговой слой кожи. Роговой слой кожи — верхний слой кожи, в каком нет кровеносных сосудов и капилляров. Этот слой имеет самое огромное сопротивление во всем теле. Другие части тела имеют еще наименьшее сопротивление, а означает, лучше пропускают через себя ток. Важным является тот факт, что сопротивление тела человека это не константа, а плавающая величина. И зависит она от множества наружных причин. От очевидных ссадин на коже, снижающих сопротивление, до температуры и влажности окружающей среды. Так же необходимыми факторами является пол под вами. Если вы стоите на резиновом коврике и взялись одной рукою за провод, то вас, возможно, не стукнет током, так как току некуда уходить.
Удар тока начитает ощущаться при силе тока около полутора миллиампер, а фибрилляция может произойти уже при 100 миллиамперах. Фибрилляция — антоним слова дефибрилляция, значит остановку сердца при воздействии на него тока. Необходимо отметить, что все это справедливо для низкочастотного тока. Вы спросите: это как так? Ток с частотой 50 герц еще опаснее его же, но с семиста герцами. Это явление открыл Никола Тесла. Сущность его открытия заключается в том, что при частоте выше семисот герц ток проходит по коже, не поражая внутренние органы. Ворачиваясь к началу абзаца, справедливо будет увидеть, что при силе низкочастотного тока наименее 20 5 миллиампер мучаются только конечности. Ток, который выше этой отметки, обычно, проходит через все тело.
Сейчас немножко о первой помощи. Перед тем как звонить и вызывать скорую, необходимо убедиться, что на жертву больше не действует ток. После того, как вы все обесточили, немедля вызывайте скорую. Следующим вашим шагом станет изоляция пораженного тела от земли либо другого токопроводящего пола. Для этого довольно положить человека на всякую доску, фанерку, резиновый коврик. Если пострадавший без сознания, для вас остается ожидать скорую. Если же он в сознании, необходимо немедленно оказать доврачебную помощь. Если пострадавший может передвигаться сам, его необходимо отвезти в помещение, применимое для отдыха и неопасное от поражения током и предложить прилечь. Если последствием удара током стали какие-либо травмы и ссадины, то необходимо оказать первую помощь согласно приобретенным травмам.
Есть ряд самых обычных правил, которые посодействуют для вас защититься от поражения электрическим током. Самое главное — не суйте пальцы в розетку, это опасно! При работе с токопроводящими сетями непременно необходимо обесточивать провода, и воспользоваться средствами защиты, такими как диэлектрические перчатки и коврики. Если у вас дома мелкие малыши, купите особые затычки, которые перекроют для них доступ к розеткам. Будьте осторожны, от поражения током в среднем в мире гибнет 20 5 тыщ человек в год.
Помните, что даже молния может стукнуть в человека и это тоже поражение током. Но это совершенно другая история! Будьте внимательны и до новых встреч!
