Выбор фона:
/ Новости сайта / Наука и Технологии / Откуда в наших клетках взялись электрические волны
16.07.2020

Откуда в наших клетках взялись электрические волны

Оценка: 0.0    932 9 Наука и Технологии
10:05

У большинства животных, в том числе и у нас, в клетках есть электрический шум, и никто не знает, откуда он взялся и почему существует. В новом исследовании делается предположение, что это эхо далекого события — первой на Земле молнии.

У большинства позвоночных и беспозвоночных в клетках наблюдается постоянная фоновая электрическая активность. Она пронизывает всю нервную систему, а ее частотный диапазон составляет от 5 до 45 Гц. В новом исследовании отмечается, что этот ультранизкочастотный диапазон перекликается с естественными колебаниями в атмосфере Земли, вызываемыми молниями.

«Около 20 лет назад мы стали замечать, что многие биологические системы, от самых простых организмов, таких как зоопланктон в океане, и до таких сложных, как наш мозг, имеют электрическую активность в том же диапазоне частот, что и молния, — говорит ведущий автор исследования Колин Прайс из Школы окружающей среды и наук о Земле им. Портера в Тель-Авивском университете Израиля. — Мы думаем, что в течение миллиардов лет жизнь могла использовать то, что дала ей природа, и каким-то образом либо синхронизироваться с частотами, либо адаптироваться к ним.»

На нашей планете молнии появляются с частотой от 50 до 100 раз в секунду. Эта особенность атмосферы Земли известна с 1960-х годов. В результате шум низкочастотных волн электромагнитной энергии никогда не стихает. Эти волны, известные как резонанс Шумана, окружают планету на протяжении миллиардов лет, с тех самых пор, как на Земле появилась атмосфера, а их резонанс составляет от 3 до 60 Гц.

Новая теория состоит в том, что первые на Земле клетки, возможно, каким-то образом синхронизировали свою электрическую активность с естественными атмосферными резонансами и, в частности, с пиковым резонансом в 8 Гц. Подобная синхронизация — не редкость. Например, мы синхронизируем наш циркадный ритм с днями и временами года. Именно поэтому, кстати, нам зимой так хочется спать.

«Эволюция использует все, что может, — говорит биолог Майкл Левин из Университета Тафтса в Массачусетсе, который не участвовал в новом исследовании. — Когда живые существа экранированы от геомагнитного поля, они развиваются иначе.»

Определенные частоты мозговых волн мозга человека связаны с теми или иными психическими состояниями, такими как бодрость или глубокий сон. Резонанс Шумана наиболее близок по своим частотам к тем волнам, которые излучает мозг расслабленного человека. То есть изначальная жизнь на Земле могла находиться в состоянии, подобном глубокому расслаблению.

Исследователи еще не определили, как резонанс молний и биологическая электрическая активность могли синхронизироваться. Одна из догадок заключается в том, что удары молнии могли повлиять на перенос ионов кальция в клетках.


 
Источник:  https://www.popmech.ru/

Поделитесь в социальных сетях


Комментарии 9

0  
sprint22 16.07.2020 16:37 [Материал]
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.
0  
sprint22 16.07.2020 16:36 [Материал]
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.
0  
sprint22 16.07.2020 16:36 [Материал]
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.
0  
sprint22 16.07.2020 16:34 [Материал]
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.
-1  
zakidonn 16.07.2020 13:56 [Материал]
Бред какой-то
-6  
topzz 16.07.2020 12:06 [Материал]
Так откуда в наших клетках взялось электричество???
Статья не о чем... biggrin
+2  
Кулибин 16.07.2020 18:41 [Материал]
НУ если немного по изучать медицину и анатомию, то можно легко уловить связь электричества и наших клеток. Допустим в каждой клетке есть митохондрии которые вырабатывают электричество, а синоптические связи по вашему на хлебе с маслом работают? Статья не о чем это факт, но электричество в нашем организме есть и даже супруги Кирлиан это доказали практически.
-5  
topzz 16.07.2020 18:43 [Материал]
Так и я о том же! Электричество есть, но статья ни как это не объясняет! )
-1  
Кулибин 16.07.2020 21:33 [Материал]
Так это желтый сайт. Тут нет информации, тут есть - СКАНДАЛЫ, ИНТРИГИ, РАССЛЕДОВАНИЯ....
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
Разговоры у камина
Календарь