Бета-дисперсия - Beta dispersion

Бета-дисперсия это явление, связанное со способностью биологической клеточной мембраны отфильтровывать низкочастотные токи и пропустить токи высокой частоты. Первоначально это было предположено Рудольф Хёбер в 1910 году и подтверждено серией экспериментов между 1910 и 1913 годами.[1]

Хёбер заметил, что живая ткань имеет большее электрическое сопротивление по сравнению с мертвой тканью, и этому могут быть две причины.[2][3]Его первая гипотеза заключалась в том, что ионы не проходят свободно через поверхность клетки. Это свойство удерживает ионы внутри клетки. После гибели клетки изоляционные свойства клеточной мембраны теряются. Он также предположил, что электролиты внутри клетки связаны с внутренними структурами и будут отделяться от этих структур во время гибели клетки, а затем смогут выйти из клетки. Затем Хёбер провел серию экспериментов, чтобы проверить эти гипотезы.

Хёбер использовал центрифугирование для получения плотного осадка эритроцитов, затем измерил проводимость образца клетки на низких частотах (100-200 Гц) по методикам, разработанным Фридрих Кольрауш. Было определено, что клетки имели проводимость, равную 0,02% раствору NaCl.[2][3]

Затем был построен колебательный контур для измерения проводимости образцов ячеек на высоких частотах.[4][3] Растворы NaCl различной концентрации или образцы клеток использовались в качестве переменного конденсатора в схеме.[4][3] Эффект демпфирования осциллирующего тока сравнивался в растворах NaCl и уплотненных образцах ячеек для определения проводимости ячеек. Путем оптимизации схемы и дальнейших экспериментов с клетками крови и мышечными клетками лягушачьих лап Хёбер определил, что клетки крови имеют проводимость, равную 0,18% раствору NaCl при воздействии высоких частот (1–10 МГц).[5][3]

Хобер обнаружил, что на высоких частотах проводимость ячейки была примерно в пять раз больше, чем проводимость на низких частотах.[5][3] Это предполагает, что электрический ток будет течь вокруг внешней поверхности клетки на низких частотах, но на высоких частотах может проходить через клеточную оболочку и проходить через богатую ионами внутриклеточную среду. После создания пор в клеточной мембране и воздействия на образец клетки низкочастотным током наблюдалась гораздо более высокая проводимость.[5] сравнил предыдущие[2]данные. Это подтвердило, что измеряемая проводимость действительно была проводимостью жидкости внутри ячейки.

Эта работа послужила основой для так называемой бета-дисперсии, а также послужила доказательством того, что клетки имеют высокую внутреннюю концентрацию свободных ионов, которая поддерживается мембраной, через которую ионы не могут свободно проходить.[5][3]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Полк С., Постов Э. Справочник по биологическим эффектам электромагнитных полей. CRC Press, 1996.
  2. ^ а б c Хёбер, Рудольф (1910-07-01). "Eine Methode, die elektrische Leitfähigkeit im Innern von Zellen zu messen". Pflüger's Archiv für die gesamte Physiologie des Menschen und der Tiere (на немецком). 133 (4): 237–253. Дои:10.1007 / BF01680330. ISSN  1432-2013.
  3. ^ а б c d е ж грамм Петиг, Рональд; Шмуэзер, Илка (23 ноября 2012 г.). «К 100-летию открытия Рудольфом Хёбером изолирующей оболочки, окружающей клетки, и β-дисперсии, проявляемой тканью». Журнал электрического биоимпеданса. 3 (1): 74–79. Дои:10.5617 / jeb.401.
  4. ^ а б Хёбер, Рудольф (1912-10-01). "Ein zweites Verfahren, die Leitfähigkeit im Innern von Zellen zu messen". Pflüger's Archiv für die gesamte Physiologie des Menschen und der Tiere (на немецком). 148 (4): 189–221. Дои:10.1007 / BF01680784. ISSN  1432-2013.
  5. ^ а б c d Хёбер, Рудольф (1913-02-01). "Messungen der inneren Leitfähigkeit von Zellen". Pflüger's Archiv für die gesamte Physiologie des Menschen und der Tiere (на немецком). 150 (1): 15–45. Дои:10.1007 / BF01681047. ISSN  1432-2013.

[1][2]

  1. ^ Петиг, Рональд; Шмуэзер, Илька (23.07.2019). «К 100-летию открытия Рудольфом Хёбером изолирующей оболочки, окружающей клетки, и β-дисперсии, проявляемой тканью». Журнал электрического биоимпеданса. 3 (1): 74–79. Дои:10.5617 / jeb.401. ISSN  1891-5469.
  2. ^ Петиг, Рональд; Шмуэзер, Илька (23.07.2019). «К 100-летию открытия Рудольфом Хёбером изоляционной оболочки, окружающей клетки, и β-дисперсии, проявляемой тканью». Журнал электрического биоимпеданса. 3 (1): 74–79. Дои:10.5617 / jeb.401. ISSN  1891-5469.