Læknaneminn - 01.06.1970, Page 17

LÆKNANEMINN
n
GUÐMUNDUR ÞORGEIRSSON og
INGIMUNDUR GÍSLASON, læknanemar:
Um raflífedlisfrœði
Fátt var vitað um eðli raf-
magns, þegar mönnum urðu ljós
mikilvæg tengsl rafmagnsfræði
og lífeðlisfræði. Einn fyrsti kafl-
inn í sögu athugana mannsins á
rafmagni fjallar um rannsóknir á
líffræðilegum fyrirbærum, einkum
starfsemi vöðva og tauga. Löngu
áður en Ohms lögmál og lögmál
Joules voru sett fram, hafði
Stephen Gray (d. 1736) veitt því
athygli, að mannslíkaminn leiddi
rafmagn, og í kringum 1780 gerði
Luigi Galvani hinar frægu tilraun-
ir sínar á frosksfæti. Afdrifarík-
ast varð það uppátæki hans að
láta frosksfótinn komast samtímis
í snertingu við kopar og járn.
Kipptist þá fóturinn við, og dró
Galvani af því þá ályktun, að í
taugum og vöðvum væru rafkraft-
ar að verki, sem ættu þar upptök
sín. Samtíðarmaður hans og ann-
að stórmenni í ríki andans, Ales-
sandro Volta, reis upp til and-
mæla og lýsti þeirri skoðun sinni,
að skýring á tilraun Galvanis
fælist í því, að rafstraumur hlypi
milli tveggja ólíkra málma, sem
tengdir væru saman í straumrás.
Vöðvann áleit hann aðeins gegna
hlutverki rafsjár í tilrauninni.
Ágreiningur Galvanis og Volta
varð kveikja aragrúa tilrauna og
hugmynda, ekki eingöngu í líf-
eðlisfræði, heldur einnig í eðlis-
og efnafræði. Raflífeðlisfræðin
hefur á vissan hátt notið þessa
skvldleika, og tiltölulega góðar
eðlis- og efnafræðilegar skýring-
ar hafa fengizt á ýmsu í hátterni
vöðva og tauga. Markmið okkar
með þessari grein er að rekja
stuttlega, hvernig eðlis- og efna-
fræðilögmálum er beitt til skýr-
ingar á hinum ýmsu raflífeðlis-
fræðilegu viðfangsefnum.
Hvíldarspenna.
Líkt og í ýmsum öðrum grein-
um náttúruvísinda má rekja
stærstu framfaraskref í raflífeðl-
isfræði til tækniframfara af ein-
hverju tagi. Þannig markaði gerð
rafskauta, sem gerðu kleift að
mæla spennu milli frymis og utan-
frumuvökva, ótvíræð tímamót.
Slíkt rafskaut er búið til úr ör-
mjórri glerpípu, sem gengur fram
í odd, 0,5 [x að þvermáli eða minni.
Hinn mjói oddur gerir það mögu-
legt að stinga rafskautinu inn í
frumur án þess að valda stór-
spjöllum á frumuhimnum. Gler-
pípan er fyllt KCl upplausn, en
K+ og CH* jónirnar hafa áþekk-
an hreyfanleika, og því myndast
ekki veruleg spenna (dreifi-
spenna) á mörkum KCl upplausn-
arinnar og frymisins. Rafskautið
innan frumunnar er tengt við
annað rafskaut utan hennar,
spennumagnara og rafsjá skotið
inn í straumrásina, og er þá unnt
að lesa af spennuna milli frymis
og utanfrumuvökva. Niðurstöður
slíkra mælinga hafa leitt í ljós,
að frymi dýrafrumna er neikvætt
miðað við umhverfið. Er himnu-
spennunni því venjulega valið