ΒΙΟΛΟΓΙΚΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΤΟΥ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟΥ ΡΕΥΜΑΤΟΣ

ΒΙΟΛΟΓΙΚΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΤΟΥ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟΥ ΡΕΥΜΑΤΟΣ

ΒΙΟΛΟΓΙΚΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΤΟΥ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟΥ ΡΕΥΜΑΤΟΣ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

 Διαφορές δυναμικού και ηλεκτρικά ρεύματα παίζουν βασικό ρόλο στη λειτουργία του νευρικού συστήματος του ανθρώπου.Η διάδοση των νευρικών ερεθισμάτων πραγματοποιείται μέσω ηλεκτρικών παλμών.Οι παλμοί διαδίδονται κατά μήκος του άξονα του νευρικού κυττάρου που περιέχει αγώγιμο υγρό (ηλεκτρολύτη).Έτσι ο άξονας συμπεριφέρεται σαν μπαταρία με διαφορά δυναμικού περίπου 1,1 V.

Το νευρικό σύστημα του ανθρώπου

  H ηλεκτρική φύση της διάδοσης των νευρικών ερεθισμάτων είναι κυρίως υπεύθυνη για τη μεγάλη ευαισθησία του σώματος στο ηλεκτρικό ρεύμα και τους κινδύνους που προέρχονται από αυτό.Οι κίνδυνοι είναι τριών ειδών: εγκαύματα από θέρμανση του σώματος,βλάβες από συσπάσεις των μυών π.χ του μυοκαρδίου και παρέμβαση στη λειτουργία του νευρικού συστήματος.

ΗΛΕΚΤΡΟΠΛΗΞΙΑ

 Το είδος της βιολογικής επίδρασης εξαρτάται κυρίως από την τιμή της έντασης του ρεύματος. Ρεύματα με ένταση 0,1 Α είναι πολύ μικρά για να προκαλέσουν ουσιαστική θέρμανση του σώματος. Ακόμη όμως και ρεύματα 0,02 Α μέσα από το χέρι ή το πόδι μπορεί να προκαλέσουν ισχυρές μυϊκές συσπάσεις και αρκετό πόνο.Το χειρότερο είναι ότι,όταν ο άνθρωπος βρίσκεται σε επαφή με το ρευματοφόρο αγωγό,οι μύες του βρίσκονται σε συνεχή σύσπαση και επομένως δεν μπορεί να αποσπαστεί από αυτόν.

Ηλεκτροπληξία

 Τότε λέμε ότι το άτομο έπαθε ηλεκτροπληξία.Ρεύματα της τάξης 0,1 Α μπορούν να προκαλέσουν θάνατο επειδή παρεμβαίνουν στο νευρικό σύστημα που ρυθμίζει ζωτικές λειτουργίες όπως η λειτουργία της καρδιάς.

ΤΟ ΜΕΓΕΘΟΣ ΤΩΝ ΒΛΑΒΩΝ ΠΟY YΦΙΣΤΑΤΑΙ Ο ΑΝΘΡΩΠΙΝΟΣ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΣ
     
    Η αντίσταση του ανθρώπινου σώματος ποικίλλει στα διάφορα μέρη του.Τα υγρά του σώματος είναι αγωγοί λόγω της ύπαρξης ιόντων.Η αντίσταση του δέρματος είναι σχετικά υψηλή,εξαρτάται από τη φυσική του κατάσταση (χοντρό-λεπτό,σκληρό-μαλακό,υγρό-ξηρό κ.λπ.) και κυμαίνεται από 1,5 kΩ για πολύ υγρό έως 100 kΩ για πολύ ξηρό δέρμα.Με αντίσταση 20 kΩ από το νόμο του Ωμ προκύπτει ότι τάση 220 V προκαλεί ρεύμα έντασης 0,011 Α ή 11 mA.Κάτω από ορισμένες προΰποθέσεις,ακόμη και μικρές τάσεις της τάξης των 10 V μπορεί να είναι επικίνδυνες.Όλες οι ηλεκτρικές συσκευές και τα κυκλώματα πρέπει να αντιμετωπίζονται με ιδιαίτερη προσοχή.

  Η ηλεκτρική τάση των 220 V που χρησιμοποιούμε στην οικιακή κατανάλωση είναι εξαιρετικά επικίνδυνη.Η επαφή με γυμνά, μη μονωμένα καλώδια μπορεί να προκαλέσει το θάνατο μέσα σε λίγα δευτερόλεπτα.Γενικά η επαφή με τάσεις πάνω από 40 V πρέπει να θεωρούνται επικίνδυνες.

ΤΟ ΜΕΓΕΘΟΣ ΤΩΝ ΑΛΛΟΙΩΣΕΩΝ ΚΑΙ ΤΩΝ ΒΛΑΒΩΝ ΠΟY YΦΙΣΤΑΤΑΙ Ο ΑΝΘΡΩΠΙΝΟΣ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΣ ΕΞΑΡΤΑΤΑΙ ΑΠΟ ΤΗΝ ΕΝΤΑΣΗ ΤΟY ΗΛΕΚΤΡΙΚΟY ΡΕYΜΑΤΟΣ ΠΟY ΤΟΝ ΔΙΑΡΡΕΕΙ
Ένταση ρεύματος	Αποτελέσματα
0-1 mA	Δεν είναι αισθητά
1-8 mA	Ελάχιστα αισθητά–ακίνδυνα
8-15 mA	Οδυνηρό–προκαλεί σύσπαση των μυών
10–20 mA	Πολύ οδυνηρό.Προκαλεί σύσπαση των μυών και δεν μπορούμε να απομακρυνθούμε από το σημείο επαφής.
20–50 mA	Προκαλεί παράλυση των μυών και συμπτώματα ασφυξίας
50–100 mA	Προσβάλλει την καρδιά και επιφέρει το θάνατο

ΝΕΥΡΙΚΟ ΕΡΕΘΙΣΜΑ ΚΑΙ ΗΛΕΚΤΡΙΣΜΟΣ

α) Σε ένα νευρώνα,ο οποίος δεν βρίσκεται σε διέγερση,η κυτταρική μεμβράνη είναι στο εξωτερικό θετικά φορτισμένη,ενώ στο εσωτερικό αρνητικά.Η διαφορά δυναμικού μεταξύ εσωτερικού και εξωτερικού είναι περίπου 0,1 V.

β) Όταν στο άκρο του νευρώνα δημιουργηθεί ένας ερεθισμός,τότε ξεκινά μια σειρά χημικών αντιδράσεων που έχει ως τελικό αποτέλεσμα να φορτίζεται αρνητικά το εξωτερικό της κυτταρικής μεμβράνης και θετικά το εσωτερικό, δηλαδή τοπικά έχουμε αντιστροφή της πολικότητας.Έτσι δημιουργείται μια νευρική ώση και ξεκινά η διάδοση του νευρικού ερεθίσματος.

Διάδοση ενός νευρικού ερεθίσματος κατά μήκος του νευρικού άξονα

γ) Στη συνέχεια η νευρική ώση προκαλεί μια ίδια μεταβολή στο γειτονικό τμήμα του νευρώνα,ενώ το προηγούμενο επανέρχεται στην αρχική του κατάσταση.

δ) Με αυτό το τρόπο η νευρική ώση ταξιδεύει από το ένα άκρο του νευρώνα στο άλλο ως ένα κύμα τοπικών ηλεκτρικών μεταβολών.