Bioelektrizität
von altgriechisch: βίος ("bios") - Leben, ἤλεκτρον ("elektron") - Bernstein
Synonym: Bioelektrische Aktivität
Englisch: bioelectricity
Definition
Als Bioelektrizität bezeichnet man alle elektromagnetischen Phänomene, die von Lebewesen generiert werden. Bioelektrizität in Form von Ruhepotentialen und Aktionspotentialen ist die Grundlage der Informationsverarbeitung von Nerven- und Muskelzellen und erlaubt so eine Kommunikation zwischen Zellen.
Geschichte
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]
Grundlagen
Grundlage für die Weiterleitung von Informationen über elektrische Signale ist das Ruhemembranpotential einer Zelle. Verschiedene Reize führen zur Auslösung von Aktionspotentialen, die von Zelle zu Zelle weitergeleitet werden können und an ihren Zielzellen verschiedene physiologische Prozesse auslösen.
Beispiele
Im menschlichen Körper gibt es eine Vielzahl an Funktionen, die auf Bioelektrizität beruhen:
- Spezialisierte Herzmuskelzellen erzeugen eigenständig Aktionspotentiale und leiten einen elektrischen Impuls an das Arbeitsmyokard weiter, wodurch der Herzmuskel kontrahiert.
- Nervenzellen übermitteln Informationen in Form von elektrischen Reizen und ermöglichen so die Kommunikation zwischen verschiedenen Teilen des Körpers.
- Rezeptoren der Sinnesorgane wandeln Licht-, Schall- oder Druckreize in bioelektrische Aktivität um und bilden so die Grundlage unserer Sinneswahrnehmung.
Eine weitere Form der Bioelektrizität, sind die elektrischen Organe einiger Fische, die Spannungen bis 800 Volt erzeugen können. Im Gegensatz zum Menschen, ist bei diesen Fischen bekannt, dass das sogenannte elektromotorische System der Orientierung, der Feindabwehr und dem Beutefang dient.
Messmethoden
Die elektrische Signalausbreitung im Organismus kann über verschiedene Methoden gemessen werden. Sie bilden in der Medizin eine wichtige Säule der Forschung sowie der apparativen Diagnostik. Beispiele sind:
Literatur
- 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
Quellen
- ↑ WDR – Stichtag: 6. November 1780 - Luigi Galvani beginnt Experimente mit Froschschenkeln, abgerufen am 5.11.2024
- ↑ Uni Ulm – Abhandlung über die Kräfte der Elektrizität bei der Muskelbewegung, abgerufen am 05.11.2024