Насколько я понимаю, механизм смерти при поражении электрическим током млекопитающего заключается в том, что ток разрушает САН/АВН в сердце, вызывая его фибрилляцию или остановку. Однако это в макромасштабе. Какой ущерб, если таковой имеется, наносит электричество на клеточном уровне? Я заметил какой-то мох или лишайник, растущий на третьем рельсе железнодорожных путей, поэтому я знаю, что они должны быть в состоянии справиться с течением, есть ли у них приспособления, чтобы этого не допустить, или они просто не приспособлены? связаны с землей?
Что касается мха или лишайника на третьем рельсе британских железнодорожных линий: через мох/лишайник не проходит ток, поскольку они не замыкают цепь. Они просто сидят на одном разъеме. Если бы над ними проходил другой соединитель, замыкающий цепь через них, то через них мог бы проходить ток в течение очень короткого времени. Но я сомневаюсь, что они растут на верхней части рельса (которая является контактной частью в британской системе), поскольку она постоянно полируется контактами поездов, скользящих по ней.
Что касается повреждения клеток: помимо фибрилляции у животных и ожогов, вызванных джоулевым нагревом , электричество вызывает повреждение клеток.
На низких частотах (<10 кГц) электричество разрушает клеточные мембраны и делает их гораздо более проницаемыми (на самом деле мы используем это, когда используем электропорацию для трансформации бактерий). Все организмы полагаются на разность электрохимических потенциалов на мембранах для своего метаболизма ( Berry, 2002).). Точный эффект зависит от предыдущего электрического состояния клеток, например, от разности электрических потенциалов на мембране, а также от отношения площади поверхности к объему клетки (больший объем по отношению к площади поверхности приводит к большему разрушению). В любом случае, экстремальная электропорация может привести к тому, что растворенные вещества будут поступать в клетку или выходить из нее, и, как правило, нарушать баланс концентраций растворенных веществ и вызывать перемещение органелл и других тел из клетки. Когда электрическая стимуляция прекращается, содержимое фиксируется в нарушенном состоянии. Затем клетка должна расходовать огромное количество АТФ, используя ионные каналы и транспортные белки, пытаясь восстановить необходимые хемиосмотические потенциалы, и при этом истощает весь запас АТФ и вступает в биохимическую остановку (обмен веществ не происходит), что происходит, когда ячейка мертва.
На более высоких частотах (10-100 кГц) белки необратимо денатурируются. Многие белки несут заряды, которые придают им общую полярность. При помещении в электрическое поле белки переориентируются и претерпевают конформационные изменения для достижения оптимального дипольного момента в направлении поля. Ионные каналы и помпы особенно чувствительны к этим нарушениям (поскольку их заряды имеют решающее значение для их функционирования).
Вместо того, чтобы приводить множество ссылок, есть один превосходный обзор, из которого я почерпнул всю эту информацию, и который вам следует прочитать, чтобы узнать больше о физических деталях ( Lee et al., 2000 ).
Использованная литература:
Рори М
Рик Смит-Унна
Тим Смит