Beta disperze - Beta dispersion

Beta disperze je jev spojený se schopností biologické buněčné membrány odfiltrovat nízkou frekvenci proudy a umožnit průchod vysokofrekvenčních proudů. To bylo původně předpokládal Rudolf Höber v roce 1910 a potvrzeno řadou experimentů v letech 1910 až 1913.[1]

Höber poznamenal, že živá tkáň má větší elektrický odpor ve srovnání s mrtvou tkání a že to může mít dva důvody.[2][3]Jeho první hypotéza byla, že ionty volně neprocházejí buněčným povrchem. Tato vlastnost udržuje ionty v buňce. Po buněčné smrti je izolační vlastnost buněčné membrány ztracena. Rovněž předpokládal, že elektrolyty v buňce byly vázány na vnitřní struktury a během buněčné smrti by se od těchto struktur oddělily a poté by mohly z buňky vystoupit. Höber poté provedl řadu experimentů, aby tyto hypotézy otestoval.

Höber použil centrifugaci k získání husté pelety červených krvinek a poté změřil vodivost vzorku buňky při nízkých frekvencích (100 - 200 Hz) za použití metod vyvinutých Friedrich Kohlrausch. Bylo stanoveno, že buňky mají vodivost rovnou 0,02% roztoku NaCl.[2][3]

Dále byl vybudován oscilační obvod pro měření vodivosti vzorků buněk při vysokých frekvencích.[4][3] Jako proměnný kondenzátor v obvodu byly použity roztoky NaCI s různými koncentracemi nebo vzorky buněk.[4][3] Účinek tlumení na oscilační proud byl porovnán v NaCl roztocích a zhutněných vzorcích buněk pro stanovení vodivosti buněk. Optimalizací obvodu a dalším experimentováním s krevními buňkami a svalovými buňkami žabých končetin Höber určil, že krevní buňky mají při vysokých frekvencích (1 - 10 MHz) vodivost rovnou 0,18% roztoku NaCl.[5][3]

Hober zjistil, že při vysokých frekvencích byla vodivost buněk asi pětkrát vyšší ve srovnání s vodivostí při nízkých frekvencích.[5][3] To naznačuje, že elektrický proud bude proudit kolem vnějšího povrchu buňky při nízkých frekvencích, ale při vysokých frekvencích může procházet buněčnou obálkou a cestovat přes intracelulární prostředí bohaté na ionty. Po indukci pórů v buněčné membráně a vystavení vzorku buňky nízkofrekvenčnímu proudu bylo pozorováno mnohem vyšší vedení[5] ve srovnání s předchozím[2]data. Tím se ověřilo, že měřená vodivost byla skutečně vodivost tekutiny v buňce.

Tato práce sloužila jako základ pro to, co je známé jako beta disperze, a také sloužila jako důkaz, že buňky mají vysokou vnitřní koncentraci volných iontů, která je udržována membránou, kterou ionty nemohou volně procházet.[5][3]

Viz také

Reference

  1. ^ Polk C., Postow E. Příručka biologických účinků elektromagnetických polí. CRC Press, 1996.
  2. ^ A b C Höber, Rudolf (01.07.1910). „Eine Methode, die elektrische Leitfähigkeit im Innern von Zellen zu messen“. Pflüger's Archiv für die gesamte Physiologie des Menschen und der Tiere (v němčině). 133 (4): 237–253. doi:10.1007 / BF01680330. ISSN  1432-2013.
  3. ^ A b C d E F G Pethig, Ronald; Schmueser, Ilka (2012-11-23). „100 let od objevu Rudolfa Höbera v izolační obálce obklopující buňky a β-disperzi vystavené tkání“. Journal of Electrical Bioimpedance. 3 (1): 74–79. doi:10,5617 / jeb.401.
  4. ^ A b Höber, Rudolf (01.01.1912). „Ein zweites Verfahren, die Leitfähigkeit im Innern von Zellen zu messen“. Pflüger's Archiv für die gesamte Physiologie des Menschen und der Tiere (v němčině). 148 (4): 189–221. doi:10.1007 / BF01680784. ISSN  1432-2013.
  5. ^ A b C d Höber, Rudolf (01.02.1913). „Messungen der inneren Leitfähigkeit von Zellen“. Pflüger's Archiv für die gesamte Physiologie des Menschen und der Tiere (v němčině). 150 (1): 15–45. doi:10.1007 / BF01681047. ISSN  1432-2013.

[1][2]

  1. ^ Pethig, Ronald; Schmueser, Ilka (2019-07-23). „100 let od objevu Rudolfa Höbera v izolační obálce obklopující buňky a β-disperzi vystavené tkání“. Journal of Electrical Bioimpedance. 3 (1): 74–79. doi:10,5617 / jeb.401. ISSN  1891-5469.
  2. ^ Pethig, Ronald; Schmueser, Ilka (2019-07-23). „100 let od objevu Rudolfa Höbera v izolační obálce obklopující buňky a β-disperzi vystavené tkání“. Journal of Electrical Bioimpedance. 3 (1): 74–79. doi:10,5617 / jeb.401. ISSN  1891-5469.