徐建強
電大家都非常熟悉,如果有人告訴你,你的身體內有電流在流動,你或許會很驚訝吧?其實,生命過程的實質就是電子傳遞過程,特別是能量轉換、神經傳導、光合作用、呼吸過程均與此有關。電在生物體內普遍存在,被稱為生物電。
一、生物電現象
人體心臟跳動、大腦思維、刺激反應均與生物電有關。心臟跳動時會產生1~2毫伏的電壓,眼睛開閉產生5~6毫伏的電壓,讀書或思考問題時大腦產生0.2~1毫伏的電壓。人體某一部位受到刺激后,感覺器官就會產生興奮。興奮沿著傳入神經到達大腦,大腦便根據興奮傳來的信息發出指令;然后傳出神經將大腦的指令傳給相應的效應器官,從而產生相應的動作。這一過程傳遞的信息──興奮,就是生物電。中醫里經常提到的“通則不痛、痛則不通”,實質是指《黃帝內經》中提到的人體的十二正經及七經八脈,也就是經絡。當我們的肌肉、骨骼、臟腑發生病變時,相關經絡、穴位的生物電能、電阻就會發生改變。
有些動物具有很強的生物電。比如,生活在非洲尼羅河中的電鯰,在受到驚嚇或捕食時能迅速放電,產生400~500伏電壓。
生活在南美洲亞馬孫河里的電鰻,更是一個電擊高手。它們若受到驚嚇或捕食,能產生300~800伏,甚至1 000伏左右的電壓,足以電死一頭牛,因此贏得了“河中魔王”的稱號。
植物體內同樣有生物電的存在。最為著名的例子當屬含羞草。當人手指碰到含羞草的葉片時,它便羞答答地“垂首低眉”。這是因為當含羞草的葉片受到刺激后,會立即產生電流,電流沿著葉柄傳到葉片底座上的球狀器官,引起球狀器官的活動,而它的活動又帶動葉片活動,使得葉片閉合。不久,電流消失,葉片便恢復原狀。
此外,還有一些生物包括細菌、植物、動物都能把化學能轉化為電能,發光而不發熱。特別是海洋生物,據統計,生活在中等深度的蝦類中有70%的品種和個體、魚類中70%的品種和95%的個體,都能發光。因此,夜幕降臨時,在海洋的一些區域,一盞盞生物燈大放異彩,形成一幕幕極為壯觀的“燈市夜景”。
二、生物電的由來
生物電,就是指生物機體在靜息和活動時所顯示的包括靜息電位和動作電位在內的電現象。
神經或肌肉的細胞膜,對不同的離子具有不同程度的通透性。又由于細胞內的各種離子濃度,特別是鉀離子、鈉離子和氯離子,與細胞外液中的濃度不同,因此,在細胞膜內外兩側間就會產生電位差即膜電位。這是靜息電位的基礎。在不同的生理條件下,細胞膜對各種離子的通透性將發生變化,因此膜電位也即發生改變,即形成各種形式的動作電位。
三、生物電的應用
正常人的心臟、肌肉、視網膜、大腦等的生物電變化都是很有規律的。因此,將患者心電圖、肌電圖、視網膜電圖、腦電圖等與健康人相比較,就可以發現疾病所在。
利用細菌生命過程中轉換的電能,可以提供比硅電池效率高得多的能源,利用這一點可生產電池,如宇航中采用的“生物太陽電池”。