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Potenziale di riposo
Il corpo umano, è in gran parte composto di una soluzione salina conduttrice, di fatto è costituito da un insieme di atomi o gruppi di atomi che, in ragione della loro affinità elettrochimica si scambiano gli elettroni dell'ultimo orbitale assumendo le caratteristiche di ioni. (cationi, se hanno perso elettroni oppure anioni, se hanno acquistato elettroni); sono tali le cellule (fig. 2) o il liquido interstiziale che le separa. Gli ioni K+, Na+, Cl+, etc., si muovono verso zone di minor concentrazione e che sono soggetti al campo elettrico generato dall'insieme degli altri ioni. Poiché la cellula ha verso gli ioni un comportamento di tipo selettivo, gli ioni non si diffondono allo stesso modo dentro e fuori la cellula (ad esempio la cellula è molto permeabile allo ione potassio piuttosto che allo ione sodio). Lo ione K+ viene trasportato all'interno della cellula mentre lo ione Na+ viene espulso con la tipica azione di pompaggio biochimico a spese dell'organismo (pompa metabolica). La cellula viene quindi a possedere un potenziale negativo all'interno rispetto all'esterno (potenziale di riposo). Nei mammiferi le cellule del sistema nervoso centrale presentano un potenziale di riposo di -70 mV, una cellula miocardica ha delle escursioni tra circa -90 mV e + 35mV una differenza di potenziale notevole se si considerano le piccole dimensioni delle cellule.
Potenziale d'azione
Se si applica ad una cellula eccitabile un impulso di corrente di polarità inversa a quella della cellula stessa, il potenziale da negativo diviene positivo per ritornare di nuovo al valore iniziale. Quando lo stimolo elettrico eccita la cellula, aumenta notevolmente la permeabilità della membrana agli ioni sodio che, entrando nel citoplasma della cellula, prima la depolarizzano, annullando la differenza di potenziale tra interno ed esterno, e poi ne causano l'inversione di polarità. L'ampiezza minima dell'impulso di corrente necessario ad eccitare la cellula e a determinarne l'inversione del potenziale decresce con l'aumentare della durata per tendere ad un valore costante secondo una curva simile ad un'iperbole equilatera denominata curva di eccitabilità. Uno stimolo elettrico riesce a eccitare la cellula soltanto se produce un flusso di corrente la cui intensità e durata sono superiori ad una soglia che è propria del tipo di tessuto e prende il nome di reobase.
Una corrente elettrica che attraversa un corpo umano superata la resistenza cutanea si ripartisce in tante ramificazioni in ragione della conducibilità incontrata nei tessuti sottostanti, più facilmente sono attraversabili i vasi, i nervi, le ossa.
Da un punto di vista circuitale il corpo umano può essere rappresentato tramite un circuito a quattro resistenze (quadripolo equivalente ad una persona): (fig. 3)
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