Bioelektrizität

Als erster machte Luigi Galvani 1780 die Entdeckung, dass ein Froschschenkel zuckt, wenn man die enthaltenen Nerven mit zwei verschiedenen Metallen berührt und zeitgleich durch eine damals neuartige Elektrisiermaschine ein Funken erzeugt. Er schloss daraus, dass Lebewesen elektrische Energie enthalten. Später erkannte Alessandro Volta, der die erste Batterie herstellte, dass nicht der Froschschenkel selbst die elektrische Energie erzeugte, sondern auf durchfließenden elektrischen Strom reagierte.^[1][2]

Grundlage für die Weiterleitung von Informationen über elektrische Signale ist das Ruhemembranpotential einer Zelle. Verschiedene Reize führen zur Auslösung von Aktionspotentialen, die verschiedene physiologische Prozesse auslösen und von Zelle zu Zelle weitergeleitet werden können.

Im menschlichen Körper gibt es eine Vielzahl an Funktionen, die auf Bioelektrizität beruhen. Beispielsweise generieren spezialisierte Herzmuskelzellen eigenständig Aktionspotentiale und leiten einen elektrischen Impuls an das Arbeitsmyokard weiter, wodurch der Herzmuskel kontrahiert. Auch Nervenzellen übermitteln Informationen in Form von elektrischen Reizen und ermöglichen so die Kommunikation zwischen verschiedenen Teilen des Körpers. Ein weiterer Prozess, der auf Bioelektrizität beruht, ist die Muskelkontraktion.

Eine andere Form der Bioelektrizität, sind die elektrischen Organe einiger Fische, die Spannungen bis 800 Volt erzeugen können. Im Gegensatz zum Menschen, ist bei den Fischen bekannt, dass das sog. elektromotorische System der Orientierung, Feindabwehr und dem Beutefang dient.

Die elektrische Signalausbreitung kann über verschiedene Methoden gemessen werden, die heutzutage nützliche Instrumente in der Medizin und Forschung sind:

• EKG
• EEG
• EMG
• Patch-Clamp-Technik

• Spektrum – Bioelektrizität, abgerufen am 02.11.2024
• Hans-Christian Pape, Armin Kurtz, Stefan Silbernagel, Physiologie, 8. Auflage, 2018
• leifiphysik.de – Ausblick Bioelektrizität, abgerufen am 05.11.2024