Презентация на тему: Электричество в природе. Электричество в природеЭлектричество в природе - Сообщество энергетиковКонечно, когда мы говорим о природном проявлении электричества, то каждому на ум приходят молнии. Хотя сначала ещё было не понятно, что они собой представляют, а их электрическая природа была установлена только в 18 веке, когда началось активное изучение этого феномена в совокупности с ранее полученными знаниями. Кстати, по одной из версий, именно молнии повлияли на появления жизни на Земле, потому, что без них бы не начался бы синтез аминокислот. Говоря о природе электричества, нельзя не упомянуть о самом главном проявлении его в природе. Ведь именно там человек столкнулся с ним впервые, именно в природе он начал его изучать и старался понять, и делал первые попытки приручить и извлечь пользу для себя.Молния представляет собой гигантский электрический искровой разряд между облаками и земной поверхностью, или между облаками, или между разными частями облака. Форма молнии обычно похожа на разветвленные корни разросшегося в поднебесье дерева. Длина линейной молнии составляет несколько километров, но может достигать 20 км и более. Основной канал молнии имеет несколько ответвлений длиной 2-3 км. Диаметр канала молнии составляет от 10 до 45 см. Длительность существования молнии составляет десятые доли секунды. Средняя скорость движения молнии 150 км/с. Сила тока внутри канала молнии доходит до 200000 А. Температура плазмы в молнии превышает 10000°С. Напряженность электрического поля внутри грозового облака составляет от 100 до 300 вольт/см, но перед разрядом молнии в отдельных небольших объемах она может доходить до 1600 вольт/см. Средний заряд грозового облака составляет 30-50 кулонов. В каждом разряде молнии переносится от 1 до 10 кулонов электричества. Наряду с наиболее распространенной линейной молнией иногда встречаются ракетообразная, четочная и шаровая молнии. Ракетообразная молния наблюдается очень редко. Она длится 1-1,5 сек и представляет собой медленно развивающийся между облаками разряд. К весьма редким видам молнии следует отнести и четочную. Она имеет общую длительность 0,5 сек и представляется глазу на фоне облаков в виде светящихся четок диаметром около 7 см. Шаровая молния в большинстве случаев представляет собой сферическое образование диаметром у земной поверхности 10-20 см, а на высоте облаков до 10 м. На Земле ежесекундно наблюдается в среднем около 100 разрядов линейной молнии, средняя мощность, которая затрачивается в масштабе всей Земли на образование гроз равняется 1018 эрг/сек. Интересно отметить, что энергия конденсации, выделяющаяся в грозовом облаке средних размеров с площадью основания около 30 км2 при дожде средней интенсивности, составляет около 1021 эрг. То есть, энергия, выделяющаяся при выпадении осадков из грозового облака, значительно превышает его электрическую энергию. Формирование молнии Наиболее часто молния возникает в кучево-дождевых облаках, тогда они называются грозовыми; иногда молния образуются в слоисто-дождевых облаках, а также при вулканических извержениях, торнадо и пылевых бурях. Обычно наблюдаются линейные молнии, которые относятся к так называемым, безэлектродным разрядам, так как они начинаются (и кончаются) в скоплениях заряженных частиц. Это определяет их некоторые, до сих пор необъяснённые свойства, отличающие молнии от разрядов между электродами. Так, молнии не бывают короче нескольких сотен метров; они возникают в электрических полях значительно более слабых, чем поля при межэлектродных разрядах; сбор зарядов, переносимых молнией, происходит за тысячные доли секунды с мириадов мелких, хорошо изолированных друг от друга частиц, расположенных в объёме несколько км3. Наиболее изучен процесс развития молнии в грозовых облаках, при этом молнии могут проходить в самих облаках - внутриоблачные молнии, а могут ударять в землю - наземные молнии. Для возникновения молнии необходимо, чтобы в относительно малом (но не меньше некоторого критического) объёме облака образовалось электрическое поле с напряжённостью, достаточной для начала электрического разряда (~ 1 МВ/м), а в значительной части облака существовало бы поле со средней напряжённостью, достаточной для поддержания начавшегося разряда (~ 0,1-0,2 МВ/м). В молнии электрическая энергия облака превращается в тепловую и световую. Разряды молний могут происходить между соседними наэлектризованными облаками или между наэлектризованным облаком и землей. Разряду предшествует возникновение значительной разности электрических потенциалов между соседними облаками или между облаком и землей вследствие разделения и накопления атмосферного электричества в результате таких природных процессов, как дождь, снегопад и т.д. Возникшая таким образом разность потенциалов может достигать миллиарда вольт, а последующий разряд накопленной электрической энергии через атмосферу может создавать кратковременные токи от 3 до 200 кА. Для объяснения электризации грозовых облаков был разработан ряд теорий. В 1929 Дж.Симпсон предложил теорию, которая объясняет электризацию дроблением дождевых капель потоками воздуха. В результате дробления падающие более крупные капли заряжаются положительно, а остающиеся в верхней части облака более мелкие – отрицательно. В основе индукционной теории, предложенной в 1885, лежит предположение о том, что электрические заряды разделяются электрическим полем Земли, имеющей отрицательный заряд. В теории свободной ионизации Ч.Вильсона предполагается, что электризация возникает как результат избирательного накопления ионов находящимися в атмосфере капельками разных размеров. Возможно, что электризация грозовых облаков осуществляется совместным действием всех этих механизмов, а основным из них является падение достаточно крупных частиц, электризуемых трением об атмосферный воздух. И напоследок интересный факт: Молнии в 6 раз чаще попадают в мужчин, чем в женщин. Только в США от молний ежегодно страдает около 1000 человек, 200 из которых гибнет. Человеческое тело является хорошим проводником, его мускулы и кровеносные сосуды в значительной степени состоят из воды, а его нервы способны переносить электрические сигналы. Интересно, что 86% жертв – мужчины. То ли у них физиология особенная, избыток тестостерона, то ли они бывают на свежем воздухе чаще женщин, проводящих большую часть жизни дома. Но все же человек имеет значительные шансы на выживание во время удара молнии. Конечно, температура во время разряда очень высока, но длится он обычно недолго и не всегда приводит к серьезным ожогам. Основной ток молнии часто проходит по поверхности тела, поэтому большинство пораженных молнией людей не умирают. Человеку, которого гроза застала на открытом месте, будь то на рыбалке, охоте или загородной прогулке надо попытаться найти заземленное убежище. Таким убежищем может послужить лес. Не рекомендуется прятаться возле одиноких деревьев, поскольку возможно короткое замыкание между деревом и человеком (сопротивление человека около 500 Ом – меньше, чем у дерева). Нельзя во время грозы плавать в воде, поскольку вода является хорошим проводником электричества. Признаком того, что вы находитесь в электрическом поле, могут послужить вставшие дыбом волосы, которые начнут издавать легкое потрескивание. Но это только сухие волосы. Если поблизости нет убежища, для уменьшения опасности во время грозы лучше сесть на корточки в наиболее низком месте и переждать ненастье. Если гроза успешно миновала, можно продолжить занятие своим делом. Если же молния вас задела, но вы еще в состоянии думать, следует как можно скорее обратиться к врачу. Медики полагают, что человек, выживший после удара молнии, даже не получив сильных ожогов головы и тела, впоследствии может получить осложнения в виде отклонений в сердечно-сосудистой и невралгической деятельности от нормы. Впрочем, может и обойтись. Известен случай паркового смотрителя из США Роя Сэлливана, в которого на протяжении жизни семь раз (в период с 1942 по 1977 год) била молния, притом весьма не слабо, с потерей пальцев, ожогом груди, спины и конечностей, два раза на его голове загорались волосы. Однако умер он не от грозы, а покончил с собой от неразделенной любви. Хотя и не доказано, что причиной избыточных чувств не могли стать и молнии.Природа электричества.ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ. Электротехника - это область техники, связанная с получением, распределением, преобразованием и использованием электрической энергии, а также — c разработкой, эксплуатацией и оптимизацией электронных компонентов, электронных схем и устройств, оборудования и технических систем. Под электротехникой также понимают техническую науку, которая изучает применение электрических и магнитных явлений для практического использования.
Основное отличие электротехники от электроники заключается в том, что электротехника изучает проблемы, связанные с силовыми крупногабаритными электронными компонентами: линии электропередачи, электрические приводы, в то время, как в электронике основными компонентами являются компьютеры и другие устройства на базе интегральных схем, а также сами интегральные схемы. Природа электричества.  В природе все вещества состоят из молекул. Молекула, в свою очередь, состоит из атомов, атом – из ядра, а ядро - из положительных протонов и не имеющих заряда нейтронов. Вокруг ядра на орбитах вращаются электроны. Ядро имеет положительный заряд, а электроны – отрицательный:
Атом в целом - электрически нейтрален, но при воздействии на него (например, при нагревании) он приобретает дополнительную энергию, в результате чего разрывается связь между ядром и наиболее удалённым электроном. Этот электрон уходит со своей орбиты и весь атом становится положительньно заряженным ионом. Оторвавшийся электрон либо начинает хаотическое движение (так называемый свободный электрон), либо присоединяется к другому атому, превращая его в отрицательно заряженый ион.
Процесс превращения нейтральных атомов в электрически заряженные частицы - ионы - называют ионизацией. Ионизация может возникнуть только при сообщении атому определенного количества энергии: в виде тепла, путем бомбардировки его какими-либо частицами, например, при воздействии внешнего электрического поля.
В природе существуют вещества, имеющие или не имеющие свободных электронов. В зависимости от этого они делятся на проводники, полупроводники и диэлектрики. · Проводники делятся на 2 класса:
Следует отметить, что в технике, кроме металлических проводников, используют и неметаллические. К таким проводникам относится, например, уголь, из которого изготовляют щетки электрических машин, электроды для прожекторов и пр. Проводниками электрического тока являются толща земли, живые ткани растений, животных и человека. Проводят электрический ток сырое дерево и многие другие изоляционные материалы во влажном состоянии (из-за содержания в них проводников второго класса).
Количество свободных электронов характеризует способность материала проводить электрический ток. Количество электронов, равное 6,24 Электрический потенциал Если в магнитном поле положительного заряда находится другой положительный заряд, то эти заряды стремятся оттолкнуться друг от друга. При этом совершается определённая работа за счёт совместного действия полей обоих зарядов. Отношение этой энергии (W) к величине перемещаемого заряда (q) называется электрическим потенциалом. Так как энергия совместного поля зарядов W при отдалении двух зарядов ослабевает, то и электрический потенциал в разных точках проводника будет разным:
Похожие статьи:poznayka.org Электричество в живой природе. ПрезентацияСлайд 1 Электричество в живой природе Травников Андрей 9 «Б»Слайд 2 Электричество Электричество — совокупность явлений, обусловленных существованием, взаимодействием и движением электрических зарядов. Слайд 3 Электричество в теле человека В организме человека присутствуют множество химических веществ (например, кислород, калий, магний, кальций или натрий), реакции которых друг с другом способствуют возникновению электрической энергии. В числе прочего, это происходит в процессе так называемого «клеточного дыхания» — извлечения клетками тела энергии, необходимой для жизнедеятельности . Например , в сердце человека есть клетки, которые в процессе поддержания сердечного ритма поглощают натрий и выделяют калий, что создаёт в клетке положительный заряд. Когда заряд достигает определённого значения, клетки обретают способность воздействовать на сокращения сердечной мышцы. Слайд 4 Молнии Молния - гигантский электрический искровой разряд в атмосфере, обычно может происходить во время грозы, проявляющийся яркой вспышкой света и сопровождающим её громом. Слайд 5 Электричество у рыб Все виды электрических рыб имеют особый орган, который вырабатывает электричество. С его помощью животные охотятся, защищаются приспосабливаясь к жизни в водной среде . Электрический орган у всех рыб сконструирован одинаково, но отличается по размерам и местоположению . Но почему ни у одного наземного животного не обнаружено электрического органа? Причина этого заключается в следующем. Только вода с растворенными в ней солями является прекрасным проводником электричества, что позволяет использовать действие электрического тока на расстоянии. Слайд 6 Электрический скат Электрические скаты - отряд хрящевых рыб, у которых по бокам тела между головой и грудными плавниками расположены почкообразные парные электрические органы. В отряде числятся 4 семейства и 69 видов. Электрические скаты известны своей способностью производить электрический заряд, напряжение которого (в зависимости от вида) колеблется от 8 до 220 вольт. Скаты используют его в обороне и могут оглушить добычу или врага. Они обитают в тропических и субтропических водах всех океанов Слайд 7 Электрический угорь Длина от 1 до 3 м, вес до 40 кг. Кожа у электрического угря голая, без чешуи, тело сильно удлинённое, округлое в передней части и несколько сжатое с боков в задней части. Окраска взрослых электрических угрей оливково-коричневая, нижняя сторона головы и горла ярко-оранжевая, край анального плавника светлый, глаза изумрудно-зелёные . Генерирует разряд напряжением до 1300 В и силой тока до 1 A. Положительный заряд находится в передней части тела, отрицательный — в задней. Электрические органы используются угрём для защиты от врагов и для парализации добычи, которую составляют в основном некрупные рыбы. Слайд 8 Венерина мухоловка Венерина мухоловка — небольшое травянистое растение с розеткой из 4—7 листьев, которые растут из короткого подземного стебля . Стебель — луковицеобразный. Листья размером от трёх до семи сантиметров, в зависимости от времени года, длинные листья-ловушки обычно формируются после цветения . В природе питается насекомыми, иногда могут попадаться моллюски (слизни ). Движение листьев происходит за счет электрического импульса. Слайд 9 Мимоза стыдливая Прекрасным наглядным доказательством проявления токов действия у растений является механизм складывания листьев под влиянием внешних раздражителей у мимозы стыдливой имеющих ткани, способные резко сокращаться. Если поднести к ее листьям чужеродный предмет, то они закроются. От этого и происходит название растения. Слайд 10 Подготовив эту презентацию, я узнал много нового об организмах в живой природе, и о том, как они применяют электричество в своей жизни. Слайд 11 Источники http://wildwildworld.net.ua/articles/elektricheskii-skat http://flowerrr.ru/venerina-muholovka http:// www.valleyflora.ru/16.html https://ru.wikipedia.org nsportal.ru Презентация по физике "Электричество в природе"Презентация на тему: Электричество в природеСкачать эту презентацию Скачать эту презентацию № слайда 1 Описание слайда:электричество в природе Ученица 5-В классаИванова Света № слайда 2 Описание слайда:Природа молнииНа первобытного человека сильное впечатление низводило непонятное для него явление — гроза. В страхе перед грозой люди обожествляли ее или считали орудием своих богов. Восточные славяне в древности чтили бога Перуна, «творца» молнии и грома. Позже наши предки гром и молнию приписывали «деятельности» Ильи-пророка, который, «катаясь на колеснице по небу, пускает огненные стрелы». № слайда 3 Описание слайда:Боги грома и молнии известны в религиозных представлениях и других народов. Во все времена церковь стремилась насаждать и поддерживать веру народных масс, что молния - это «небесная кара». № слайда 4 Описание слайда:Возникновение молнии № слайда 5 Описание слайда:Формы молний одна часть облака электризуется положительно, а другая — отрицательно № слайда 6 Описание слайда:Длина молнии достигает нескольких километров, а диаметр ее канала иногда составляет метр и больше. № слайда 7 Описание слайда:В некоторых случаях можно увидеть несколько параллельных разрядов, которые производят впечатление свисающей с облака ленты № слайда 8 Описание слайда:Удары молний исключительно опасны. Молния может разрушить здание, опору электропередач, заводскую трубу, вызвать пожар № слайда 9 Описание слайда:Как вести себя в грозу Молния чаще ударяет в высокие предметы, а из двух предметов одинаковой высоты — в тот, который является лучшим проводником. Находясь в поле, нельзя скрываться от дождя под одиноко стоящим деревом или в копне сена, а в лесу надо уходить от очень высоких деревьев. Находясь в горах, лучше всего прятаться от дождя в пещеру или под глубокий уступ. № слайда 10 Описание слайда:Существует поверье, что молния предпочитает ударять в дубовые деревья. И, правда, среди разбитых молнией деревьев встречается очень много дубов. Трудно, однако, представить, что молния способна отличать дуб от других пород деревьев. прямой удар молнии в ясень. № слайда 11 Описание слайда:Шаровая молния Шаровая молния - это светящийся сфероид, обладающий большой удельной энергией, образующийся нередко вслед за ударом линейной молнии. Длительность существования шаровой молнии от секунд до минут, а исчезновение может сопровождаться взрывом, приносящим разрушения № слайда 12 Описание слайда:Очевидцы рассказывают, что светящиеся шары бесшумно «плавают» или «танцуют» на протяжении нескольких секунд. Иногда они проходят сквозь оконное стекло, не оставляя следов, иногда же стекло лопается. Такие шары наблюдали в закрытых помещениях (даже в самолётах) и на улице. Хотя они обычно бесшумны, их исчезновение сопровождается хлопком. Они, наконец, смертоносны. № слайда 13 Описание слайда:Опыт Рихмана 6 августа 1753 года во время грозы, когда Рихман стоял на расстоянии около 30 см от прибора, бледно-голубой огненный шар величиной с кулак отделился от громоотвода, установленного в лаборатории Рихмана, медленно приблизился к его лицу и взорвался. Рихман, с багровым пятном на лбу и двумя отверстиями в одной из туфель, замертво упал на пол. № слайда 14 Описание слайда:Огни святого Эльма В естественных условиях они нaблюдaются в ночное время в виде светящихся кисточек, струй, шлейфов, покрывающих острия и шпили высоких строений, мaчты судов и вершины других возвышaющихся предметов № слайда 15 Описание слайда:Возникновение огней Эльма № слайда 16 Описание слайда:Особенно благоговейно к этому явлению относились моряки. Их охватывал радостный трепет, когда в обстановке низко летящих облаков на концах мачт вдруг возникало свечение - символ того, что Святой Эльм (Эрасмус) принял судно под свое покровительство. Эти огни вдохнули в моряков Христофора Колумба второе дыхание. Упавшие было духом моряки увидели в сиянии святого покровителя знак того, что их бедам и мытарствам скоро будет конец. № слайда 17 Описание слайда:Северное сияние «...Небо пылало. Бесконечная прозрачная вуаль покрывала весь небосвод. Какая-то невидимая сила колебала ее. Вся она горела нежным лиловым светом. Кое-где показывались яркие вспышки и тут же бледнели, как будто лишь на мгновение рождались и рассеивались облака, сотканные из одного света... В нескольких местах еще раз вспыхнули лиловые облака. Какую-то долю секунды казалось, что сияние погасло. Но вот длинные лучи, местами собранные в яркие пучки, затрепетали бледно-зеленым светом. Вот они сорвались с места и со всех сторон, быстрые, как молнии, метнулись к зениту. На мгновение замерли в вышине, образовался огромный сплошной венец, затрепетали и потухли».Таким видел полярное сияние исследователь Северной Земли Г.А. Ушаков. № слайда 18 Описание слайда: № слайда 19 Описание слайда:А теперь перенесемся мысленно веков на семь назад, точнее, в 1242 год.На льду Чудского озера воины Александра Невского яростно сражаются с тевтонскими рыцарями, закованными в железо. В самый разгар битвы темная северная часть небосвода стала вдруг светлеть – как будто где-то далеко за горизонтом зажгли гигантский факел, пламя которого колышется на ветру и вот-вот готово погаснуть. № слайда 20 Описание слайда:. Затем небо прорезал длинный зеленый луч и тут же пропал. Через мгновение над горизонтом появилась светящаяся зеленая дуга. Она становилась все ярче, поднималась все выше... № слайда 21 Описание слайда:И брызнул из нее вниз, к земле, сноп ярких лучей – красноватых, бледно-зеленых, фиолетовых. Призрачный свет озарил происходящее на земле, на льду Чудского озера... № слайда 22 Описание слайда:Позднее летописец отметит, что в тот день на помощь русским пришли «полки божьего воинства». Они-то и вдохновили Александра Невского на победу. Словом, восприятие необычного природного явления вполне в духе миропонимания, свойственного людям XIII века. № слайда 23 Описание слайда:"ЖИВОЕ" ЭЛЕКТРИЧЕСТВО Первое упоминание об электрических рыбах датируется более чем 5000 лет назад.На древних египетских нагробьях изображен африканский электрический сом. Египтяне полагали, что этот сом является "защитником рыб" - рыбак, вытаскивающий сеть с рыбой, мог получить приличный электрический разряд и выпустить сеть из рук, отпустив весь пойманный улов назад в реку. № слайда 24 Описание слайда:«Электрическое» зрение рыб. Рыбы с помощью электрических органов обнаруживают в воде посторонние предметы. Некоторые рыбы все время генерируют электрические импульсы. Вокруг их тела в воде текут электрические токи. Если в воду поместить посторонний предмет, то электрическое поле искажается и электрические сигналы, поступающие на чувствительные электрорецепторы рыб меняются. Мозг сравнивает сигналы от многих рецепторов и формирует у рыбы представление о размерах, форме и скорости движения предмета. № слайда 25 Описание слайда:электрические охотники Наиболее известные электрические охотники - это скаты. Скат наплывает на жертву сверху и парализует ее серией электрических разрядов. Однако его «батареи» разряжаются , и на подзарядку ему требуется некоторое время. № слайда 26 Описание слайда:Ни в коем случае не берите скатов в руки. Если электроскат попался в трал или сеть, брать его нужно руками в толстых резиновых перчатках либо специальным крючком с изолированной ручкой. № слайда 27 Описание слайда:Самым сильным электрическим разрядом обладают пресноводные рыбы, называемые электрическими угрями. Молодые 2-сантиметровые рыбки вызывают легкое покалывание, а взрослые особи, достигающие двухметровой длины, способны более 150 раз в час генерировать разряды напряжением 550 вольт с силой тока в 2 ампера. У южноамериканского угря напряжение тока при разряде может достигать 800 В. № слайда 28 Описание слайда:Каждый раз, когда угорь в аквариуме дотрагивается до медного провода, на ёлке, стоящей рядом, загораются шарики. № слайда 29 Описание слайда:"ЖИВОЕ" ЭЛЕКТРИЧЕСТВО У электрочувствительных животных рыла, на которых электрорецепторы расположены особенно густо, могут иметь причудливые формы. Как правило, это отражается в названиях животных. У ромботелых скатов слабоэлектрический орган расположен в хвосте. № слайда 30 Описание слайда:Некоторые рыбы, пытаясь спастись, зарываются в песок и замирают там. Но и у них нет никаких шансов, поскольку пока они живы, их тела генерируют электрические поля, которые улавливает, например, своей необычной головой акула-молот, бросающаяся, как кажется, прямо на пустой грунт и вытаскивающая из него бьющуюся жертву. № слайда 31 Описание слайда:Электрические рыбы используют электрические сигналы для общения между собой. Они оповещают других особей, что данная территория занята или, что ими обнаружена пища. Есть электрические сигналы: «вызываю на бой» или «сдаюсь». Все эти сигнали хорошо принимаются рыбамина расстоянии порядка 10 метров. № слайда 32 Описание слайда:. Акула, реагируя на электрическое поле, может очень точно напасть на камбалу, зарывшуюся в песок. № слайда 33 Описание слайда:Гимнарх движется с помощью волнообразных изгибаний спинного плавника и извивов тела, почти с равной скоростью вперед и назад; в последнем случае голый конец хвоста служит чувствительным гидом. № слайда 34 Описание слайда:Африканская рыба гимнарх посылает в окружающую среду электрические сигналы, продолжительность которых настолько точна и периодична, что может сравниться с кварцевым осциллятором. Сигналы, которые издает рыба, получили оригинальное название -«рыбные» биоэлектрические часы. Они могут «ходить» 15 лет, надо лишь ежедневно кормить рыбку. № слайда 35 Описание слайда:Спасибо за внимание ppt4web.ru Природа и мы: Электричество в живой природеВ конце XVIII века знаменитые ученые Гальвани и Вольта обнаружили электричество у животных. Первыми животными, на которых ученые делали опыт, чтобы подтвердить свое открытие, были лягушки. Электричество генерирует нервные, мышечные и железистые клетки всех живых существ, однако наиболее развита эта способность у рыб. В настоящее время известно, что из 20 тыс. современных видов рыб около 300 способны создавать и использовать биоэлектрические поля. По характеру генерируемых разрядов такие рыбы делятся на сильноэлектрические и слабоэлектрические. К первым относятся пресноводные южноамериканские электрические угри, африканские электрические сомы и морские электрические скаты. Эти рыбы генерируют очень мощные разряды: угри, например, напряжением до 600 вольт, сомы - 350. Напряжение тока крупных морских скатов невысоко, поскольку морская вода является хорошим проводником, но сила тока их разрядов, например ската Торпедо, достигает иногда 60 ампер.Рыбы второго типа, например, мормирус, гнатонемус, гимнарх и другие представители отряда клюворылообразных не излучают отдельных разрядов. Они посылают в воду серии почти непрерывных и ритмичных сигналов (импульсов) высокой частоты, создавая вокруг своего тела электрическое поле. Конфигурация этого поля проявляется в виде так называемых силовых линий. Если в электрическое поле попадает объект, отличающийся по своей электропроводности от воды, конфигурация поля изменяется: предметы с большей проводимостью сгущают вокруг себя силовые лилии, а с меньшей - рассредоточивают. Рыбы воспринимают эти изменения с помощью электрических рецепторов, расположенных у большинства рыб в области головы, и определяют местонахождение объекта. Таким образом эти рыбы осуществляют подлинную электрическую локацию. Клюворылообразные рыбы живут в Африке, в медленно текущих илистых мутных водах рек, а также в озерах и болотах, почти все они охотятся преимущественно ночью. Некоторые из них обладают плохим зрением, поэтому в процессе длительной эволюции и выработался у этих рыб такой совершенный способ для обнаружения на расстоянии пищи, врагов, различных предметов. Приемы, используемые электрическими рыбами при ловле добычи и обороне от врагов, подсказывают человеку технические решения при разработке установок для электролова и отпугивания рыб. Исключительные перспективы открывает моделирование электрических систем локации рыб. В современной подводной локационной технике пока не существует систем поиска и обнаружения, которые работали бы по образцу и подобию электролокаторов, созданных в мастерской природы. Учеными многих стран ведется упорная работа по созданию подобной аппаратуры. http://raznyestrany.com/elektrichestvo_v_organizmah.htmlprirodaimq.blogspot.com Понятие «электричество» и некоторые его особенностиПрежде всего, нужно вспомнить историю. Уже в 1600 году в работах английского ученого Уильяма Гилберта встречалось слово "электричество". Он исследовал магнитные полюса Земли, проводил и давал объяснения экспериментам с магнитными свойствами тел. Свою работу он описал в научном труде, где подробно рассказал все, что знал о магнитах. Главный его вывод, что тела могут наэлектризовываться, от этого у них возникают магнитные свойства. На его работы опирались при изготовлении компаса и других приборов.Уильям Гилберт не является первооткрывателем, он первый, кто начал изучать магнитные свойства. Еще математик и философ Фалес наблюдал, что янтарь, притягивает предметы, если его потереть об шерсть. Углубленно изучать электрические свойства тел начали в 17 – 18 веке. После Гилберта над этой темой работали многие ученые: Фарадей, Ампер, Вольт. В России в 1802 году русский физик Василий Петров обнаружил вольтову дугу. Для людей электричество перестало быть загадкой, однако вопросов еще было очень много.Главный вопрос, который задавали многие образованные люди того времени, как можно использовать эти свойства во благо. Так как, несмотря на существенные достижения в исследовании электричества, применять его в жизни еще не умели. Оно оставалось загадочным и не предсказуемым. Где в природе встречается электричество?Если говорить об электричестве, то стоит сказать о появлении его в природе. Человек впервые увидел электрический разряд именно в природе, попытался понять, изучить и извлечь выгоду. Мы все вспоминаем сразу о молнии, когда говорим о проявлении электричества в природе. В то время многие не знали, что собой представляет молния, и лишь в 18 веке поняли природу этого явления и начали его активно изучать. Существует такая версия, что молнии положили начало появления жизни на планете, они запустили процесс синтеза аминокислот. В организме человека тоже имеется электричество. Импульс в нервных окончаниях возникает вследствие кратковременного напряжения. В водной среде живет великое множество организмов, которые охотятся и защищаются при помощи электричества. Например, электрический угорь и скат могут вырабатывать напряжение в несколько сот вольт. Некоторые рыбы для лучшего ориентирования, создают вокруг своих тел электрическое поле. Именно природа подтолкнула человека к изучению этого явления.Где применяют электричество?Электричество постепенно раскрывало перед человечеством все свои тайны. Только в 19 веке люди научились использовать электричество в жизни. Когда была создана первая лампочка, в жизнь людей вошло электрическое освещение. Потом человечество научилось при помощи электричества передавать на расстоянии звук и изображение, так появились телевизор, телефон, радио и так далее. Прогресс человечества особенно скакнул вперед, когда электричество стали применять для работы различных механизмов. Да и теперь невозможно представить ни один прибор без электричества. В каждом современном доме имеется различная бытовая техника, и вся она работает за счет электричества. Люди научились не только использовать, но и добывать электричество. Так появились электростанции, были созданы аккумуляторы и генераторы. Электричество в современном мире используют повсюду: в медицине, строительстве, промышленности и повседневной жизни. Принцип работы электричестваВсе мы используем электричество в повседневной жизни, знаем технику безопасности, но когда дело доходит до ремонта или наладки электрических приборов, то тогда лучше пригласить специалистов. Отсутствие знаний в работе с электричеством является очень опасным. Ежегодно от удара током погибает много людей.Природу электричества можно разобрать на уровне молекул. Мы все знаем, что вещество состоит из множества молекул, в состав молекул входят атомы, атом представляет собой ядро, с вращающимися электронами. Электроны, переходя от атома к атому, переносят электричество. Получается, что электричество – это передвижение электронов. Перемещение электронов высвобождает часть энергии, поэтому проводник нагревается. Это называется мощностью и измеряется в Ваттах.Ток перемещается в направлении от плюса к минусу, то есть, чтобы был ток, нужно чтобы была разница потенциалов. Если неправильно произвести подключение, то может произойти короткое замыкание. У электричества есть такие показатели как, индукция, частота. Существуют также два вида тока: постоянный и переменный. Но все эти параметры в быту не используются.Самым главным преимуществом электричества считается его неограниченность в пространстве. Нас повсюду сопровождает электричество: дома, на улице, на работе. Технический прогресс также напрямую связан с электричеством. Совершенствуются приборы, расширяются возможности, а значит, человечество движется вперед и многие невыполнимые задачи будут решены. dx-dy.ru Загадки природы: живое электричествоОксана Семячкина-Глушковская,канд. биол. наук «Наука и жизнь» №9, 2010 Продолжаем публикацию научно-популярных лекций, прочитанных молодыми вузовскими преподавателями, получившими гранты Благотворительного фонда В. Потанина. На этот раз предлагаем вниманию читателей изложение лекции, которую прочла доцент кафедры физиологии человека и животных Саратовского государственного университета им. Н. Г. Чернышевского кандидат биологических наук Оксана Семячкина-Глушковская. Живые электростанцииЭлектричество играет порой невидимую, но жизненно важную роль в существовании многих организмов, включая человека. Удивительно, но электричество вошло в нашу жизнь благодаря животным, в частности электрическим рыбам. Например, в основе электрофизиологического направления в медицине лежит использование в лечебных процедурах электрических скатов. Живые источники электричества в свою врачебную практику впервые ввёл известный древнеримский врач Клавдий Гален. Сын богатого архитектора, Гален получил вместе с хорошим образованием внушительное наследство, что позволило ему путешествовать в течение нескольких лет по берегам Средиземного моря. Однажды в одной из маленьких деревушек Гален увидел странное зрелище: двое местных жителей шли ему навстречу с привязанными к голове скатами. Это «обезболивающее средство» нашло применение при лечении ран гладиаторов в Риме, куда Гален вернулся после завершения путешествия. Своеобразные физиопроцедуры оказались настолько действенными, что даже император Марк Антоний, страдавший болями в спине, рискнул воспользоваться непривычным способом лечения. Избавившись от изнурительного недуга, император назначил Галена личным врачом. Однако многие электрические рыбы используют электричество далеко не в мирных целях, в частности для того, чтобы убивать свою добычу.  Впервые европейцы столкнулись с чудовищными живыми электростанциями в джунглях Южной Америки. Отряд искателей приключений, проникших в верховья Амазонки, наткнулся на множество мелких ручейков. Но как только один из участников экспедиции ступил ногой в тёплую воду ручейка, он упал без сознания и пробыл в таком состоянии два дня. Всё дело было в электрических угрях, обитающих в этих широтах. Амазонские электрические угри, достигающие трёх метров в длину, способны генерировать электричество напряжением более 550 В. Электрический удар в пресной воде оглушает добычу, которая обычно состоит из рыб и лягушек, но способен также убить человека и даже лошадь, если они в момент разряда находятся вблизи угря. Неизвестно, когда бы всерьёз человечество взялось за электричество, если бы не удивительный случай, произошедший с женой известного болонского профессора Луиджи Гальвани. Не секрет, что итальянцы славятся широтой вкусовых пристрастий. Поэтому они не прочь иногда побаловаться лягушачьими лапками. День был ненастный, дул сильный ветер. Когда сеньора Гальвани зашла в мясную лавку, то её глазам открылась ужасная картина. Лапки мёртвых лягушек, словно живые, дёргались, когда касались железных перил при сильном порыве ветра. Сеньора так надоедала мужу своими рассказами о близости мясника с нечистой силой, что профессор решил сам выяснить, что же происходит на самом деле. Это был тот самый счастливый случай, который разом перевернул жизнь итальянского анатома и физиолога. Принеся домой лягушачьи лапки, Гальвани убедился в правдивости слов жены: они действительно дёргались, когда касались железных предметов. В то время профессору было всего 34 года. Последующие 25 лет он потратил на то, чтобы найти разумное объяснение этому удивительному явлению. Результатом многолетних трудов явилась книга «Трактаты о силе электричества при мышечном движении», которая стала настоящим бестселлером и взволновала умы многих исследователей. Впервые заговорили о том, что электричество есть в каждом из нас и что именно нервы являются своеобразными «электропроводами». Гальвани казалось, что мышцы накапливают в себе электричество, а при сокращении испускают его. Эта гипотеза требовала дальнейших исследований. Но политические события, связанные с приходом к власти Наполеона Бонапарта, помешали профессору закончить эксперименты. В силу своего вольнодумства Гальвани был в бесчестии изгнан из университета и через год после этих трагических событий скончался в возрасте шестидесяти одного года. И всё-таки судьбе было угодно, чтобы труды Гальвани нашли своё продолжение. Соотечественник Гальвани Алессандро Вольта, прочитав его книгу, пришёл к мысли о том, что в основе живого электричества лежат химические процессы, и создал прообраз привычных для нас батареек. Биохимия электричестваПрошло ещё два века, прежде чем человечеству удалось раскрыть тайну живого электричества. Пока не был изобретён электронный микроскоп, учёные не могли себе даже представить, что вокруг клетки находится настоящая «таможня» со своими строгими правилами «паспортного контроля». Мембрана животной клетки — тонкая, не видимая невооружённым глазом оболочка, — обладая полупроницаемыми свойствами, является надёжным гарантом сохранения жизнеспособности клетки (поддержания её гомеостаза).  Но вернёмся к электричеству. Какая существует взаимосвязь между мембраной клетки и живым электричеством? Итак, первая половина XX века, 1936 год. В Англии зоолог Джон Юнг публикует методику препарирования нервного волокна головоногого моллюска. Диаметр волокна достигал 1 мм. Такой видимый глазу «гигантский» нерв сохранял способность проводить электричество даже вне организма в морской воде. Вот тот самый «золотой ключик», с помощью которого будет открыта дверь в тайны живого электричества. Прошло всего три года, и соотечественники Юнга — профессор Эндрю Хаксли и его ученик Алан Ходжкин, вооружившись электродами, поставили серию экспериментов на этом нерве, результаты которых перевернули мировоззрение и «зажгли зелёный свет» на пути к электрофизиологии. Отправной точкой в этих исследованиях явилась книга Гальвани, а именно описание им тока повреждения: если мышцу разрезать, то электрический ток «выливается» из неё, что стимулирует её сокращение. Для того чтобы повторить эти эксперименты на нерве, Хаксли проткнул двумя тонкими, как волоски, электродами мембрану нервной клетки, поместив их таким образом в её содержимое (цитоплазму). Но вот неудача! Ему не удалось зарегистрировать электрические сигналы. Тогда он вынул электроды и поместил их на поверхность нерва. Результаты были печальными: ровным счётом ничего. Казалось, фортуна отвернулась от учёных. Оставался последний вариант — один электрод поместить внутрь нерва, а другой оставить на его поверхности. И вот он, счастливый случай! Уже через 0,0003 секунды был зарегистрирован электрический импульс с живой клетки. Было очевидно, что за такое мгновение импульс не может возникнуть вновь. Это означало только одно: заряд сконцентрирован на покоящейся неповреждённой клетке. В последующие годы подобные опыты были проделаны на бесчисленном множестве других клеток. Оказалось, что все клетки заряжены и что заряд мембраны является неотъемлемым атрибутом её жизни. Пока клетка жива, у неё есть заряд. Однако оставалось всё ещё неясным, каким же образом клетка заряжается? Задолго до экспериментов Хаксли руcский физиолог Н. А. Бернштейн (1896–1966) опубликовал свою книгу «Электробиология» (1912). В ней он, словно провидец, теоретически раскрыл главную тайну живого электричества — биохимические механизмы возникновения заряда клетки. Удивительно, но через несколько лет данная гипотеза была блестяще подтверждена в экспериментах Хаксли, за что он и был удостоен Нобелевской премии. Итак, каковы же эти механизмы? Как известно, всё гениальное просто. Так оказалось и в этом случае. Наш организм состоит на 70% из воды, а точнее, из раствора солей и белков. Если заглянуть внутрь клетки, то окажется, что её содержимое перенасыщено ионами К+ (внутри их примерно в 50 раз больше, чем за её пределами). Между клетками, в межклеточном пространстве, преобладают ионы Na+ (здесь их примерно в 20 раз больше, чем в клетке). Такое неравновесие активно поддерживается мембраной, которая, подобно регулировщику, пропускает через свои «ворота» одни ионы и не пропускает другие.  Мембрана, словно бисквитный пирог, состоит из двух рыхлых слоёв сложных жиров (фосфолипидов), толщу которых пронизывают, как бусины, белки, выполняющие самые разнообразные функции, в частности они могут служить своеобразными «воротами» или каналами. Внутри таких белков есть отверстия, которые могут открываться и закрываться с помощью особых механизмов. Для каждого типа ионов существуют свои каналы. Например, движение ионов К+ возможно только через К+-каналы, а Nа+ — через Na+-каналы. Когда клетка находится в состоянии покоя, для ионов К+ горит зелёный свет и они беспрепятственно покидают пределы клетки через свои каналы, направляясь туда, где их мало, чтобы уравновесить свою концентрацию. Помните школьный опыт по физике? Если взять стакан с водой и капнуть в него разведённый перманганат калия (марганцовку), то через некоторое время молекулы красящего вещества равномерно заполнят весь объём стакана, окрасив воду в розовый цвет. Классический пример диффузии. Аналогичным образом это происходит с ионами К+, которые есть в избытке в клетке и имеют всегда свободный выход через мембрану. Ионы же Nа+, как персона non grata, не имеют привилегий со стороны мембраны покоящейся клетки. В этот момент для них мембрана как неприступная крепость, проникнуть через которую почти невозможно, поскольку все Nа+-каналы закрыты. Но при чём же здесь электричество, скажете вы? Всё дело в том, что, как было отмечено выше, наш организм состоит из растворённых солей и белков. В данном случае речь идёт о солях. Что такое растворённая соль? Это дуэт связанных между собой положительных катионов и отрицательных анионов кислот. Например, раствор хлорида калия — это K+ и Сl– и т. д. Кстати, физиологический раствор, который широко используется в медицине для внутривенных вливаний, представляет собой раствор хлорида натрия — NaCl (поваренной соли) в концентрации 0,9%. В естественных условиях просто ионов К+ или Nа+ поодиночке не бывает, они всегда находятся с анионами кислот — SO42–, Cl–, PO43– и т. д., и в обычных условиях мембрана непроницаема для отрицательных частиц. Это означает, что, когда ионы К+ движутся через свои каналы, связанные с ними анионы, как магниты, тянутся за ними, но, не имея возможности выйти наружу, скапливаются на внутренней поверхности мембраны. Поскольку за пределами клетки, в межклеточном пространстве, преобладают ионы Nа+, то есть положительно заряженные частицы, плюс к ним постоянно просачиваются ионы К+, на наружной поверхности мембраны концентрируется избыточный положительный заряд, а на её внутренней поверхности — отрицательный. Так что клетка в состоянии покоя «искусственно» сдерживает неравновесие двух важных ионов — К+ и Nа+, в силу чего мембрана поляризуется за счёт разности зарядов по обе её стороны. Заряд в состоянии покоя клетки называют мембранным потенциалом покоя, который равен примерно —70 мВ. Именно такой величины заряд был впервые зарегистрирован Хаксли на гигантском нерве моллюска.  Когда стало ясно, откуда берётся «электричество» в клетке в состоянии покоя, тут же возник вопрос: куда же оно девается, если клетка работает, например когда наши мышцы сокращаются? Истина лежала на поверхности. Достаточно было заглянуть внутрь клетки в момент её возбуждения. Когда клетка реагирует на внешние или внутренние воздействия, в этот момент молниеносно, как по команде, открываются все Na+-каналы и ионы Na+, словно снежный ком, за доли секунд устремляются внутрь клетки. Таким образом, за мгновение, в состоянии возбуждения клетки, ионы Na+ уравновешивают свою концентрацию по обе стороны мембраны, ионы К+ по-прежнему медленно покидают клетку. Выход ионов К+ настолько медленный, что, когда ион Na+ наконец-то прорывается через неприступные стены мембраны, их там остаётся ещё достаточно много. Теперь уже внутри клетки, а именно на внутренней поверхности мембраны, сконцентрируется избыточный положительный заряд. На её же внешней поверхности будет отрицательный заряд, потому что, как и в случае с К+, за Na+ устремится целая армия отрицательных анионов, для которых мембрана по-прежнему непроницаема. Удерживаемые на её внешней поверхности электростатическими силами притяжения, эти «осколки» от солей создадут здесь отрицательное электрическое поле. Это означает, что в момент возбуждения клетки мы будем наблюдать реверсию заряда, то есть смену его знака на противоположный. Этим объясняется, почему заряд при возбуждении клетки меняется с отрицательного на положительный. Есть и ещё один важный момент, который в далёкие времена описывал Гальвани, но не смог правильно объяснить. Когда Гальвани повреждал мышцу, она сокращалась. Тогда ему казалось, что это ток повреждения и он «выливается» из мышцы. В какой-то степени слова его были пророческими. Клетка действительно теряет свой заряд, когда работает. Заряд существует только тогда, когда есть разность между концентрациями ионов Na+/K+. При возбуждении клетки численность ионов Na+ по обе стороны мембраны одинакова, к этому же состоянию стремится и К+. Именно поэтому при возбуждении клетки заряд уменьшается и становится равен +40 мВ. Когда загадку «возбуждения» разгадали, неизбежно возник другой вопрос: как же клетка приходит в норму? Каким образом заряд на ней возникает вновь? Ведь не умирает же она, после того как поработает. И действительно, через несколько лет нашли этот механизм. Им оказался белок, встроенный в мембрану, но это был необычный белок. С одной стороны, выглядел он так же, как и белки-каналы. А с другой — в отличие от своих собратьев, этот белок «дорого брал за свою работу», а именно энергией, такой ценной для клетки. Причём пригодная для его работы энергия должна быть особая, в виде молекул АТФ (аденозинтрифосфорной кислоты). Эти молекулы специально синтезируются на «энергетических станциях» клетки — митохондриях, бережно там хранятся и при необходимости с помощью специальных переносчиков доставляются к месту назначения. Энергия из этих «боеголовок» высвобождается при их распаде и расходуется на различные нужды клетки. В частности, в нашем случае эта энергия требуется на работу белка, названного Na/K-АТФаза, основная функция которого заключается в том, чтобы, подобно челноку, перевозить Na+ наружу из клетки, а К+ — в обратном направлении. Таким образом, чтобы восстановить утраченные силы, необходимо поработать. Задумайтесь, тут скрывается реальный парадокс. Когда клетка работает, то на уровне клеточной мембраны этот процесс протекает пассивно, а для того чтобы отдохнуть, ей требуется энергия. Как нервы «разговаривают» друг с другомЕсли уколоть палец, то рука тут же отдёрнется. То есть при механическом воздействии на рецепторы кожи возбуждение, возникшее в данной локальной точке, достигает головного мозга и возвращается обратно, на периферию, для того чтобы мы могли адекватно отреагировать на ситуацию. Это пример врождённой реакции, или безусловных рефлексов, к которым относятся множество защитных ответов, таких как мигание, кашель, чихание, чесание и т. д. Каким же образом возбуждение, возникнув на мембране одной клетки, способно двигаться дальше? Прежде чем ответить на этот вопрос, давайте познакомимся со строением нервной клетки — нейроном, смыл «жизни» которого состоит в проведении возбуждения или нервных импульсов. Итак, нейрон, словно летящая комета, состоит из тела нервной клетки, вокруг которого ореолом располагаются множество маленьких отростков — дендритов, и длинного «хвоста» — аксона. Именно эти отростки служат своеобразными проводами, по которым течёт «живой ток». Поскольку вся эта сложная конструкция представляет собой единую клетку, то отростки нейрона обладают таким же набором ионов, как и его тело. Что представляет собой процесс возбуждения локального участка нейрона? Это некое возмущение «спокойствия» его внешней и внутренней среды, выражающееся в виде направленного движения ионов. Возбуждение, возникнув в том месте, куда пришёлся раздражитель, далее по цепочке распространяется по тем же принципам, что на этом участке. Только теперь раздражителем для соседних участков будет являться не внешний стимул, а внутренние процессы, вызванные потоками ионов Na+ и K+ и изменением заряда мембраны. Этот процесс подобен тому, как распространяются волны от камешка, брошенного в воду. Так же, как и в случае с камешком, биотоки по мембране нервного волокна распространяются круговыми волнами, вызывая возбуждение всё более отдалённых участков. В эксперименте возбуждение от локальной точки распространяется далее в обоих направлениях. В реальных же условиях проведение нервных импульсов осуществляется однонаправленно. Связано это с тем, что тот участок, который поработал, нуждается в отдыхе. А отдых у нервной клетки, как мы уже знаем, активный и связан с затратами энергии. Возбуждение клетки есть «потеря» её заряда. Именно поэтому, как только клетка поработает, её способность к возбуждению резко падает. Этот период называют рефрактерным, от французского слова refractaire — невосприимчивый. Такая невосприимчивость может быть абсолютной (сразу же после возбуждения) или относительной (по мере восстановления заряда мембраны), когда возможно вызвать ответную реакцию, но чрезмерно сильными раздражителями. Если задаться вопросом — какого цвета наш мозг, то окажется, что подавляющая его масса, за небольшим исключением, серо-белых тонов. Тела и короткие отростки нервных клеток серые, а длинные отростки белые. Белые они потому, что сверху на них имеется дополнительная изоляция в виде «жировых» или миелиновых подушек. Откуда возникают эти подушки? Вокруг нейрона существуют особые клетки, названные по имени немецкого нейрофизиолога, который их впервые описал, — шванновские клетки. Они, словно няньки, помогают нейрону расти и, в частности, выделяют миелин, представляющий собой своеобразное «сало» или липид, которым бережно окутываются участки растущего нейрона. Однако такой наряд покрывает не всю поверхность длинного отростка, а отдельные участки, между которыми аксон остаётся голым. Оголённые места называют перехватами Ранвье. Интересно, но от того, как «одет» нервный отросток, зависит скорость проведения возбуждения. Нетрудно догадаться — специальная «форма одежды» существует для того, чтобы увеличить эффективность прохождения биотоков по нерву. Действительно, если в серых дендритах возбуждение двигается как черепаха (от 0,5 до 3 м/с), последовательно, не пропуская ни одного участка, то в белом аксоне нервные импульсы прыгают по «оголённым» участкам Ранвье, что существенно повышает скорость их проведения до 120 м/с. Такие быстрые нервы иннервируют в основном мышцы, обеспечивая защиту организма. Внутренние же органы не нуждаются в такой скорости. К примеру, мочевой пузырь может долго растягиваться и посылать импульсы о своём переполнении, в то время как рука должна отдёрнуться сразу от огня, иначе это грозит повреждением. Мозг взрослого человека весит в среднем 1300 г. Эту массу составляет 1010 нервных клеток. Такое огромное количество нейронов! С помощью каких механизмов возбуждение с одной клетки попадает на другую? Разгадка тайны коммуникации в нервной системе имеет свою историю. В середине XIX века французский физиолог Клод Бернар получил ценную посылку из Южной Америки с ядом кураре, тем самым, которым индейцы смазывали наконечники стрел. Учёный увлекался изучением действия ядов на организм. Было известно, что животное, сражённое таким ядом, умирает от удушья вследствие паралича дыхательных мышц, но никто не знал, как именно действует молниеносный убийца. Для того чтобы это понять, Бернар проделал простой опыт. Он растворил яд в чашке Петри, поместил туда мышцу с нервом и увидел, что если в яд погрузить только нерв, то мышца остаётся здоровой и по-прежнему может работать. Если отравить ядом только мышцу, то и в этом случае сохраняется её способность к сокращению. И лишь когда в яд помещали участок между нервом и мышцей, можно было наблюдать типичную картину отравления: мышца становилась неспособной сокращаться даже при очень сильных электрических воздействиях. Стало очевидно, что между нервом и мышцей существует «разрыв», на который и действует яд.  Оказалось, подобные «разрывы» можно найти в любой точке организма, вся нейронная сеть буквально ими пронизана. Были найдены и другие вещества, например никотин, который избирательно действовал на загадочные места между нервом и мышцей, вызывая её сокращение. Поначалу эти невидимые связи называли мионевральным соединением, а впоследствии английский нейрофизиолог Чарльз Шеррингтон дал им название синапсов, от латинского слова synapsis — соединение, связь. Однако жирную точку в этой истории поставил австрийский фармаколог Отто Леви, которому удалось найти посредника между нервом и мышцей. Говорят, ему привиделось во сне, что некое вещество «выливается» из нерва и заставляет мышцу работать. На следующее утро он твёрдо решил: нужно искать именно это вещество. И он его нашёл! Всё оказалось достаточно просто. Леви взял два сердца и выделил на одном из них самый крупный нерв — nervus vagus. Заранее предвидя, что из него должно что-то выделиться, он соединил системой трубочек эти два «мышечных мотора» и стал раздражать нерв. Леви знал — при его раздражении сердце останавливается. Однако останавливалось не только то сердце, на которое действовал раздражённый нерв, но и второе, соединённое с ним раствором. Немного позже Леви удалось выделить в чистом виде это вещество, которое получило название «ацетилхолин». Таким образом, было найдено неопровержимое доказательство наличия посредника в «разговоре» между нервом и мышцей. Это открытие удостоено Нобелевской премии. А дальше всё пошло гораздо быстрее. Оказалось, открытый Леви принцип общения нервов с мышцами универсальный. С помощью такой системы общаются не только нервы и мышцы, но и сами нервы друг с другом. Однако, несмотря на тот факт, что принцип такой коммуникации один, посредники, или, как впоследствии их стали обозначать, медиаторы (от латинского слова mediator — посредник), могут быть разные. У каждого нерва он свой, как пропуск. Эту закономерность установил английский фармаколог Генри Дейл, за что тоже был удостоен Нобелевской премии. Итак, язык нейронного общения стал понятен, оставалось лишь только увидеть, как эта конструкция выглядит. Как работает синапсЕсли посмотреть на нейрон в электронный микроскоп, то мы увидим, что он, словно новогодняя ёлка, весь увешан какими-то пуговками. Таких «пуговок», или, как вы уже догадались, синапсов, только на одном нейроне может быть до 10 000. Посмотрим внимательнее на одну из них. Что мы увидим? На концевом участке нейрона длинный отросток утолщается, поэтому он нам кажется в виде пуговки. В этом утолщении аксон как бы истончается и теряет своё белое одеяние в виде миелина. Внутри же «пуговки» находится огромное количество пузырьков, заполненных каким-то веществом. В 1954 году Джордж Паладе догадался, что это есть не что иное, как хранилище для медиаторов (через 20 лет за эту догадку ему дали Нобелевскую премию). Когда возбуждение доходит до концевой станции длинного отростка, то медиаторы высвобождаются из своего заточения. Для этого используются ионы Са2+. Двигаясь к мембране, они сливаются с ней, затем лопаются (экзоцитоз), и медиатор под давлением попадает в пространство между двумя нервными клетками, которое получило название синаптической щели. Оно ничтожно мало, поэтому молекулы медиатора быстро попадают на мембрану соседнего нейрона, на которой в свою очередь находятся особые антенны, или рецепторы (от латинского слова recipio — брать, принимать), улавливающие посредника. Происходит это по принципу «ключ к замку» — геометрическая форма рецептора полностью соответствует форме посредника. Обменявшись «рукопожатием», медиатор и рецептор вынуждены расстаться. Встреча их весьма короткая и последняя для медиатора. Достаточно всего доли секунды, чтобы медиатор запустил возбуждение на соседнем нейроне, после чего он разрушается с помощью специальных механизмов. А потом эта история повторится ещё и ещё, и так до бесконечности будет бежать живое электричество по «нервным проводам», скрывая от нас множество тайн и тем самым привлекая к себе своей загадочностью. Нужно ли говорить о значимости открытий в области электрофизиологии? Достаточно сказать, что за приоткрытие завесы в мир живого электричества присуждено семь Нобелевских премий. Сегодня львиная доля фармацевтической промышленности построена на этих фундаментальных открытиях. К примеру, сейчас поход к дантисту не такое уж страшное испытание. Один укол лидокаина — и в месте инъекции Na+-каналы временно заблокируются. И вы уже не почувствуете болезненных процедур. У вас заболел живот, врач назначит препараты (но-шпа, папаверин, платифилин и т. д.), в основе действия которых — блокада рецепторов, чтобы с ними не мог связаться медиатор ацетилхолин, запускающий многие процессы в желудочно-кишечном тракте, и т. д. В последнее время активно развивается серия фармакологических препаратов центрального действия, направленных на улучшение памяти, речевой функции и мыслительной деятельности. elementy.ru |
|
||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||
|
1018 принято считать, как 1 Кулон (Кл).При силе тока 1А за 1с в проводнике проходит количество электричества, равное 1Кл.
(читается «фи»).
