Cơ thể tạo ra điện như thế nào - và nó sử dụng nó như thế nào?

Nếu không có điện , bạn sẽ không đọc được bài viết này ngay bây giờ. Và không phải vì máy tính của bạn không hoạt động. Đó là bởi vì bộ não của bạn không hoạt động.

Mọi thứ chúng ta làm đều được kiểm soát và kích hoạt bởi các tín hiệu điện chạy qua cơ thể chúng ta. Như chúng ta đã học trong vật lý giới thiệu, mọi thứ đều được tạo thành từ nguyên tử , và nguyên tử được tạo thành từ proton, neutron và electron. Các proton có điện tích dương, nơtron có điện tích trung hòa và các electron mang điện tích âm. Khi các điện tích này mất cân bằng, một nguyên tử trở nên tích điện dương hoặc âm. Sự chuyển đổi giữa loại điện tích này và loại điện tích khác cho phép các electron di chuyển từ nguyên tử này sang nguyên tử khác. Dòng electron này, hay điện tích âm, là cái mà chúng ta gọi là điện. Vì cơ thể chúng ta là những nguyên tử có khối lượng khổng lồ, chúng ta có thể tạo ra điện

Khi chúng ta nói về hệ thống thần kinh gửi "tín hiệu" đến não, hoặc khớp thần kinh "kích hoạt", hoặc não ra lệnh cho tay của chúng ta co lại xung quanh tay nắm cửa, những gì chúng ta đang nói đến là dòng điện mang thông điệp giữa điểm A và điểm B. . Nó giống như tín hiệu cáp kỹ thuật số mang các số 1 và 0 cung cấp "Luật & Trật tự". Ngoại trừ trong cơ thể chúng ta, các electron không chạy dọc theo một dây dẫn; thay vào đó, một điện tích đang nhảy từ ô này sang ô tiếp theo cho đến khi nó đến đích.

Điện là chìa khóa để tồn tại. Tín hiệu điện nhanh chóng. Chúng cho phép phản hồi gần như tức thời để kiểm soát các tin nhắn. Chẳng hạn , nếu cơ thể chúng ta phụ thuộc hoàn toàn vào chuyển động của các chất hóa học để thúc đẩy trái tim chúng ta tăng tốc khi có thứ gì đó đuổi theo chúng ta, thì có lẽ chúng ta đã chết từ rất lâu rồi.

Những tín hiệu quan trọng bảo trái tim của chúng ta tăng tốc khi chúng ta gặp nguy hiểm đến từ một khối lượng tế bào trong tim được gọi là nút xoang nhĩ , hay nút SA . Nó nằm trong tâm nhĩ phải, và nó điều khiển nhịp tim của chúng ta và sự di chuyển của máu từ tim đến mọi bộ phận khác của cơ thể chúng ta. Đó là máy điều hòa nhịp tim tự nhiên của cơ thể chúng ta và nó sử dụng các tín hiệu điện để thiết lập nhịp độ (xem Điều gì quyết định nhịp tim của bạn? ). Nhưng xung của chúng ta không phải là thứ duy nhất dựa vào các xung điện được tạo ra bởi các tế bào của chúng ta. Hầu như tất cả các tế bào của chúng ta đều có khả năng tạo ra điện.

Trong bài viết này, chúng ta sẽ xem xét vai trò của điện trong cơ thể và tìm hiểu cách chúng ta tạo ra nó ngay từ đầu.

Điểm bắt đầu rất đơn giản: Ngay bây giờ, bất kỳ tế bào nào trong cơ thể bạn không tích cực gửi tin nhắn đều bị tích điện âm một chút. Nó trở nên thú vị từ đó.

Tiêu cực là trạng thái nghỉ ngơi tự nhiên của các tế bào của bạn. Nó liên quan đến sự mất cân bằng nhỏ giữa các ion kali và natri bên trong và bên ngoài tế bào, và sự mất cân bằng này tạo tiền đề cho công suất điện của bạn.

Màng tế bào của bạn thực hành một thủ thuật thường được gọi là cổng natri-kali. Đó là một cơ chế rất phức tạp, nhưng lời giải thích đơn giản về những cánh cổng này và cách chúng tạo ra điện tích là như sau:

Khi nghỉ ngơi, tế bào của bạn có nhiều ion kali bên trong hơn ion natri và có nhiều ion natri bên ngoài tế bào hơn. Các ion kali mang điện tích âm, do đó bên trong tế bào có điện tích hơi âm. Các ion natri là dương, vì vậy khu vực ngay bên ngoài màng tế bào là dương. Tuy nhiên, không có sự chênh lệch điện tích đủ mạnh để tạo ra điện ở trạng thái nghỉ này.

Khi cơ thể cần gửi một thông điệp từ điểm này đến điểm khác, nó sẽ mở ra cánh cổng. Khi cổng màng mở ra, các ion natri và kali di chuyển tự do ra vào tế bào. Các ion kali mang điện tích âm rời khỏi tế bào, bị thu hút bởi phần dương bên ngoài màng, và các ion natri mang điện tích dương xâm nhập vào nó, di chuyển về phía điện tích âm. Kết quả là sự chuyển đổi nồng độ của hai loại ion - và chuyển đổi nhanh chóng về điện tích. Nó giống như chuyển đổi giữa 1 và 0 - sự chuyển đổi giữa tích cực và tiêu cực này tạo ra một xung điện. Xung này kích hoạt cổng trên ô tiếp theo mở ra, tạo ra một điện tích khác, v.v. Theo cách này, một xung điện di chuyển từ dây thần kinh ở ngón chân bị cộm của bạn đến phần não cảm nhận cơn đau .

Đó cũng là cách nút SA nói với cơ tim của bạn co lại, cách mắt bạn nói với não của bạn rằng những gì họ vừa nhìn thấy là từ "não" và cách bạn đang hiểu bài viết này.

Vì mọi thứ đều dựa vào các tín hiệu điện này, nên bất kỳ sự cố nào trong hệ thống điện của cơ thể bạn đều là một vấn đề thực sự. Khi bạn bị điện giật , nó sẽ làm gián đoạn hoạt động bình thường của hệ thống, giống như điện giật. Một cú sốc ở cấp độ sét có thể khiến cơ thể bạn dừng lại. Quá trình điện không hoạt động nữa - nó được chiên. Ngoài ra còn có một số vấn đề ít nghiêm trọng hơn, chẳng hạn như nút SA bắn nhầm gây ra tình trạng tim đập nhanh (nhịp tim thêm) hoặc thiếu lưu lượng máu đến tim làm rối loạn máy điều hòa nhịp tim và khiến các bộ phận khác của tim bắt đầu phát xung động. Đây đôi khi là nguyên nhân khiến ai đó chết vì bệnh mạch vành, hoặc thu hẹp động mạch. Nếu tim liên tục được cho là phải co bóp, nó sẽ không bao giờ co lại hoàn toàn và không thể nhận đủ máu đến phần còn lại của cơ thể, dẫn đến thiếu oxy và có thể bị đau tim hoặc đột quỵ .

Với rất nhiều điện nhảy xung quanh, có vẻ như cơ thể là một nguồn năng lượng thực sự lớn. Nhưng liệu con người có thể thực sự cung cấp sức mạnh cho Ma trận? Chắc là không. Cơ thể con người chỉ có thể tạo ra từ 10 đến 100 milivôn [nguồn: NanoMedicine ]. Một ống tia âm cực cần khoảng 25.000 vôn để tạo ra hình ảnh trên TV [nguồn: Physics Factbook ]. Mặt khác, nếu máy móc có thể thu thập được hàng triệu con lươn điện, chúng sẽ được hấp thụ tốt. Một con cá chình có thể tạo ra ở vùng điện áp 600 vôn [nguồn: Physics Factbook ].

Để biết thêm thông tin về hệ thống điện của cơ thể con người và các chủ đề liên quan, bao gồm cả nghiên cứu về pin của con người của Panasonic, hãy xem qua các liên kết trên trang tiếp theo.

Pin máu

Panasonic đang nghiên cứu việc sử dụng máu người để cung cấp năng lượng cho các thiết bị điện. Nó đang nghiên cứu cách máu có thể phân hủy đường để tạo ra năng lượng giống như nó tạo ra năng lượng cho cơ thể con người. Loại " pin người " này cuối cùng có thể cung cấp năng lượng cho các thiết bị nano được cấy vào cơ thể.

Xuất bản lần đầu: 22 tháng 9, 2008

Bao nhiêu điện là trong cơ thể con người?

Bệnh nào của hệ thần kinh gây ra cảm giác như bị điện giật cho cơ thể?

Điều gì xảy ra khi dòng điện đi qua cơ thể bạn?

Điện áp an toàn cho cơ thể người là bao nhiêu?

Những bài viết liên quan

Các liên kết tuyệt vời hơn

Nguồn