Lý sinh học phần 6

Dưới tác dụng của dòng điện xoay chiều thì trở kháng của tế bào, mô sống phụ thuộc nhiều vào tần số (ω) của nguồn phát. Do đó, thành phần điện kháng của đối tượng sinh vật như cảm kháng, dung kháng và tổng trở mạch sẽ phụ thuộc nhiều vào tần số của nguồn. Khi ở một trạng thái sinh lý nào đó, ứng với một tần số nhất định của nguồn xoay chiều thì điện trở của tế bào và mô sống có giá trị không đổi. Từ năm 1920, nhiều công trình nghiên cứu khảo sát sự...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Lý sinh học phần 6 78 III. Sự biến đổi điện trở theo tần số dòng xoay chiều. Dưới tác dụng của dòng điện xoay chiều thì trở kháng của tế bào,mô sống phụ thuộc nhiều vào tần số (ω) của nguồn phát. Do đó, thànhphần điện kháng của đối tượng sinh vật như cảm kháng, dung kháng vàtổng trở mạch sẽ phụ thuộc nhiều vào tần số của nguồn. Khi ở một trạng thái sinh lý nào đó, ứng với một tần số nhất địnhcủa nguồn xoay chiều thì điện trở của tế bào và mô sống có giá trị khôngđổi. Từ năm 1920, nhiều công trình nghiên cứu khảo sát sự biến đổicủa điện trở dưới tác dụng của nguồn xoay chiều cho thấy: Điện trở củahầu hết các loại mô, cơ, tế bào sống sẽ bị thay đỗi dưới các tần số khácnhau. Đặc tuyến biến đổi của điện trở theo tần số (ω) có dạng như (hình4.3) dưới đây: R ω1 ω2 ω Hình 4.3: Sự biến đổi điện trở của tế bào mô theo tần số. Từ đố thị trên ta thấy: Với ω < ω1 và ω > ω2 : điện trở tương đối ổn định. ω1 < ω < ω2 : điện trở giảm khi tần số tăng. Quy luật này hoàn toàn xảy ra và biến đổi là như nhau với mọi loạitế bào, mô và nhiều đối tượng khác. Đặc biệt, kết quả xảy ra cũng tương tựđối với các sợi cơ mặc dù giá trị trở kháng tuyệt đối của cơ là khác nhau. Các giá trị ω1 ÷ω2 có giá trị thay đổi trong khoảng từ 102 ÷108 Hz. 79 Đa số các mô sống, điện trở cực tiểu hay trị số độ dẫn điện cao ứngvới tần số khoảng 106 Hz, còn đối với sợi thần kinh thì giá trị này tươngứng với tần số vào khoảng 109 Hz. Từ thực nghiệm cho thấy, độ dẫn điện của tế bào và mô thay đổichủ yếu ở tần số thấp. Ở tần số cao tính chất này ít thay đổi hơn vì ở tần sốthấp hiện tượng phân cực diễn ra chậm chạp và rõ rệt hơn nhiều. Sự phụ thuộc độ dẫn điện vào tần số là đại lượng đặc trưng biểudiễn cho đối tượng là tế bào hoặc mô sống. Đối với các tế bào, mô bị tổnthương tuỳ theo mức độ, tính chất này cũng giảm dần theo, đến khi tế bàochết thì tính chất đó cũng không còn nữa. Nghĩa là điện trở của tế bào khibị tổn thương không còn phụ thuộc nhiều vào tần số. Để hiểu rõ điều đó, ta khảo sát điện trở của một số mô thực vật ởtrạng thái sinh lý bình thường và bị tổn thương với các mức độ khác nhaudưới tác dụng nhiệt, như (h.4.4): R (1 (2 ) ) (3 (1) (4 ) ω Hình 4.4: Biến đổi điện trở mô thực vật theo tần số ở trạng thái sinh lý bình thường và khi bị tổn thương. (1): Trạng thái bình thường. (2): Đun ở 500C trong 2 phút (3): Đun ở 500C trong 4 phút (4): Đun ở 1000C trong 20 phút. Từ đặc trưng biến đổi của tổng trở theo tần số của dòng điện xoaychiều ở trên, ta thấy tại nhiệt độ cao nếu thời gian tác dụng càng dài thìmức độ tổn thương càng lớn, đồng thời sự phụ thuộc của điện trở theo tầnsố ít hơn. Dựa trên cơ sở nghiên cứu về các thông số điện có thể dễ dàng xácđịnh, đánh giá cũng như để mô tả đối tượng theo các chỉ số sinh học của 80một tổ chức sống ở trạng thái sinh lý bình thường hay bị bệnh lý. Ngàynay người ta thường biểu diễn chỉ số sinh học qua đặc trưng biến đổi củađiện trở theo tần số R(ω) cho các loại tế bào, mô sống cũng như để xácđịnh cho nhiều đối tượng nghiên cứu sinh vật khác. IV. Tổng trở của tế bào và mô. Để đặc trưng định lượng cho mối liên hệ kể trên, đồng thời để tiệnviệc khảo sát, Tarutxop đã đưa ra hệ số K cho việc đánh giá đối tượngnghiên cứu sẽ nhanh và có ý nghĩa hơn, thay vì dùng đồ thị biểu diễn sựbiến đỗi của điện trở như đã trình bày trên. Hệ số này được xác định nhưsau: Rω1 k= (2.5) Rω 2 Trong đó ω1 , ω2 được chọn tuỳ theo đối tượng nghiên cứu. Ví du:û Khi khảo sát trên một dây thần kinh, thực nghiệm cho thấyrằng điện trở có giá trị cực tiểu ở tần số ω2 = 109 Hz và ω1 = 104 Hz nên: R10 4 K= (2.6) R109 Giá trị K càng lớn sự phụ thuộc của điện trở vào tần số này càngmạnh và ngược lại giá trị này nhỏ khi tế bào, mô đã ...