İnsan Vücudunda Elektrik Üretimi...
20.08.2015
Elektrik, yaşamımız içerisindeki en vazgeçilmez enerji kaynaklarından ve yaşam araçlarımızdan birisidir. Elektrik olmadan teknolojik hayatımızı devam ettirmemiz imkansızdır. Ancak pek çok insan elektrikten faydalanırken, kendi vücudunun da tıpkı elektronik ürünler gibi elektriksiz çalışamayacağını bilmez veya düşünmez. Oysa vücudumuz kusursuz bir elektrik üretim ve dağıtım şebekesi ile donatılmıştır. Bu yazımızda hayatımızın vazgeçilmezi olan elektriğin insan vücudundaki üretiminden bahsedeceğiz.
İnsan vücudu yaşamsal fonksiyonlarını yerine getirebilmek için elektrokimyasal bir enerji sistemi kullanır. Vücudumuzun elektrikle işleyen bölümünü sinir sistemi oluşturur. Bir kaza veya sakatlık durumu olduğunda bile vücudumuz elektrik üretimini gerçekleştirir, ürettiği elektrik enerjisiyle yaşamsal faaliyetlerini sürdürür. Canlılardaki bu elektriksel sistem, metallerdeki elektrik sistemlerinden çok daha fazla avantaja sahiptir. Bu avantajların başında biyolojik sistemlerin kendi kendini tamir edebilmesi gelir. Örneğin parmağınızda bir kesik oluştuğunda kısa zamanda bu yara iyileşir. Bunu sağlayan sistemlerin ardında yine elektriksel bir düzen vardır. Bu hiçbir insan yapımı makinede mevcut olmayan taklit edilemez bir özelliktir.
Etrafımızda gördüğümüz her şeyin yapıtaşı atomdur. Atomun içinde ise proton, nötron ve elektron vardır. Proton ve nötron çekirdekte bulunur, elektronlar ise çekirdeğin etrafında sürekli dönen hareketli taneciklerdir. Protonlar pozitif, elektronlar negatif elektrik yüklü, nötron ise yüksüzdür. Atomdaki elektron ve proton miktarı birbirine eşittir. Bu eşitlik de atomun nötr durumda olmasına neden olur. Atom fazladan bir elektron kazandığında bu onu negatif hale getirir ve denge bozulur. Atom bir elektron kaybettiğinde ise bu kez de pozitif yüklü olur. Bu dengesizlik elektron akımı başlamasına yol açar ve işte bu elektron akımı da ‘elektrik’ olarak tanımlanır. Trilyonlarca atomdan meydana gelen insan vücudu elektronların hareketiyle ortaya çıkan enerjiyle çalışır.
Nefes almak, yürüyüp koşmak, yemek yemek, konuşmak, hareket etmek, kısacası yaşamımıza dair ne varsa bu enerjiye ihtiyaç duyarız ve bu enerji olmadan vücudun yaşamsal faaliyetlerini sürdürmesi söz konusu bile olamaz. İnsanın yaşamı boyunca vücudunda gerçekleşen sayısız hücre faaliyetinin temelinde hep elektrik vardır. Başka bir deyişle, vücuttaki tüm kimyasal işlemler elektrikle olup biter.
Peki insanın hücrelerinin ürettiği elektrik ne tür bir elektrik, yani (AC) alternatif akım mı DC (doğru akım) mı? İnsandaki enerji elektrik enerjisi değilse, hangi tür bir enerjidir? Elektrik ise frekansı nedir, kaç volttur ve akımı ne kadardır?
İnsan vücudunun temel enerji kaynağı kimyasaldır ve elektrik temelli tek sistem olan sinir sistemi, karmaşık bir haberleşme, eşgüdüm ve yönetim sistemi olarak işlev görür. İnsan vücudundaki elektriği (DC) ya da (AC) olarak sınıflayamayız. İnsan vücudundaki sinyal iletisi, sinir sistemini oluşturan nöronlar tarafından iletilen atkılardan oluşur. Bu sistem, bir AC ya da DC güç sistemlerinden çok, bir telgraf sistemine benzetilebilir. Telgraf sistemi, çeşitli kodlar kullanılmak suretiyle mesafeler arasında elektrik sinyalleriyle yazılı bilgi gönderilmesini sağlayan bir cihazdır. Bizim vücudumuzda gerçeklesen ise elektriksel bilginin yazısız aktarımıdır. Yani ayağımıza batan bir dikeni hissedip değerlendirme ve tepki verme sırasında elektrik sinyalleri ile bilgi akışı sağlanır.
İnsan Vücudunda Nasıl Elektrik Üretiliyor?
Bu sorunun cevabı aslında muazzam bir dengenin ürünüdür ve oldukça şaşırtıcıdır. Vücut, elektrik üretimini kendisi gerçekleştirir. Bu görevi vücudumuzdaki trilyonlarca hücre hep birlikte yerine getirirler. Küçük birer ‘pil’e benzetebileceğimiz hücrelerin dış çevresi potasyum, iç kısmı ise sodyum sıvısı ile doludur. Tüm hücrelerde, hücre zarları boyunca bir voltaj (elektriksel gerilim farkı) vardır. Hücre zarındaki voltaj farkı “elektrik potansiyeli” olarak ifade edilen bir elektrik akımının oluşmasını sağlar. Hücre zarının içerisindeki bu elektrik potansiyeline “dinlenme potansiyeli” de denir ve bu potansiyelin miktarı yaklaşık 50 milivolttur. Bütün hücreler bu potansiyel enerjilerini hücre içindeki faaliyetlerini yürütmek için kullanırlar. Ancak sinir ve kas hücreleri diğer hücrelerden farklı olarak bu enerjiyi fizyolojik görevler için de kullanırlar. Kas hücrelerinde bu akım sayesinde kasılma gerçekleşirken, sinir hücrelerinde bu akım uyarı iletimini sağlar.
Hücre zarı üzerinde sadece belirli iyonların geçişine izin veren kanallar mevcuttur. Bu kanallar aracılığıyla iyonlar hücre içine veya dışına hareket edebilir. Artı ve eksi yüklü parçacıkların hareketiyle hücre içi ve dışı arasında elektriksel bir dengesizlik meydana gelir. Hücre içi ve hücre dışı sıvılarındaki bu fark, denge oluşana kadar bir geçiş eğilimi oluşturur. İçerisini dışarıdan ayıran hücre zarı bazı iyonların geçmesine izin verirken diğerlerinin geçişini engelleyen yarı-geçirgen özelliktedir. Bu yüzden hücre, elektriğe ihtiyaç duyduğunda tüm yapması gereken, elektrik devresini tamamlamak için bu kanalların birini açmaktır.
İnsan Vücudu'nda Üretilen Elektriğin Miktarı Ne Kadardır?
Bir hücrenin dışındaki yük ile içerisindeki yük arasındaki fark yaklaşık 50 milivolttur.Washington Eyalet Üniversitesi’nden farmakolog Prof. Steven M. Simasko’nun hesaplarına göre vücuttaki trilyonlarca hücrenin ürettiği elektrik toplanırsa elde edeceğimiz enerji, 40 watt’lık bir elektrik ampulünün aydınlatmasına denk bir enerjidir. Bazı hücreler diğerlerinden daha fazla elektrik üretir. Bunun miktarı hücrelerin yaptıkları işe ve elektriği neden kullandıklarına göre değişir. Örneğin sinir hücreleri ve kalp hücreleri çok fazla elektrik üretirler, çünkü sinir hücrelerinin, mesajlarını uzak mesafelere iletmeleri gerekir bu yüzden hem kendileri için hem de bu mesajları iletmek için daha fazla enerjiye ihtiyaç duyarlar.
En büyük elektrik mekanizmalarından biridir insan vücudu biz farkında olmasak da. İçimizdeki muazzam elektrik sistemi nefes aldığımız sürece bizi yaşatmaya devam ettirecektir.
20.08.2015
Elektrik, yaşamımız içerisindeki en vazgeçilmez enerji kaynaklarından ve yaşam araçlarımızdan birisidir. Elektrik olmadan teknolojik hayatımızı devam ettirmemiz imkansızdır. Ancak pek çok insan elektrikten faydalanırken, kendi vücudunun da tıpkı elektronik ürünler gibi elektriksiz çalışamayacağını bilmez veya düşünmez. Oysa vücudumuz kusursuz bir elektrik üretim ve dağıtım şebekesi ile donatılmıştır. Bu yazımızda hayatımızın vazgeçilmezi olan elektriğin insan vücudundaki üretiminden bahsedeceğiz.
İnsan vücudu yaşamsal fonksiyonlarını yerine getirebilmek için elektrokimyasal bir enerji sistemi kullanır. Vücudumuzun elektrikle işleyen bölümünü sinir sistemi oluşturur. Bir kaza veya sakatlık durumu olduğunda bile vücudumuz elektrik üretimini gerçekleştirir, ürettiği elektrik enerjisiyle yaşamsal faaliyetlerini sürdürür. Canlılardaki bu elektriksel sistem, metallerdeki elektrik sistemlerinden çok daha fazla avantaja sahiptir. Bu avantajların başında biyolojik sistemlerin kendi kendini tamir edebilmesi gelir. Örneğin parmağınızda bir kesik oluştuğunda kısa zamanda bu yara iyileşir. Bunu sağlayan sistemlerin ardında yine elektriksel bir düzen vardır. Bu hiçbir insan yapımı makinede mevcut olmayan taklit edilemez bir özelliktir.
Etrafımızda gördüğümüz her şeyin yapıtaşı atomdur. Atomun içinde ise proton, nötron ve elektron vardır. Proton ve nötron çekirdekte bulunur, elektronlar ise çekirdeğin etrafında sürekli dönen hareketli taneciklerdir. Protonlar pozitif, elektronlar negatif elektrik yüklü, nötron ise yüksüzdür. Atomdaki elektron ve proton miktarı birbirine eşittir. Bu eşitlik de atomun nötr durumda olmasına neden olur. Atom fazladan bir elektron kazandığında bu onu negatif hale getirir ve denge bozulur. Atom bir elektron kaybettiğinde ise bu kez de pozitif yüklü olur. Bu dengesizlik elektron akımı başlamasına yol açar ve işte bu elektron akımı da ‘elektrik’ olarak tanımlanır. Trilyonlarca atomdan meydana gelen insan vücudu elektronların hareketiyle ortaya çıkan enerjiyle çalışır.
Nefes almak, yürüyüp koşmak, yemek yemek, konuşmak, hareket etmek, kısacası yaşamımıza dair ne varsa bu enerjiye ihtiyaç duyarız ve bu enerji olmadan vücudun yaşamsal faaliyetlerini sürdürmesi söz konusu bile olamaz. İnsanın yaşamı boyunca vücudunda gerçekleşen sayısız hücre faaliyetinin temelinde hep elektrik vardır. Başka bir deyişle, vücuttaki tüm kimyasal işlemler elektrikle olup biter.
Peki insanın hücrelerinin ürettiği elektrik ne tür bir elektrik, yani (AC) alternatif akım mı DC (doğru akım) mı? İnsandaki enerji elektrik enerjisi değilse, hangi tür bir enerjidir? Elektrik ise frekansı nedir, kaç volttur ve akımı ne kadardır?
İnsan vücudunun temel enerji kaynağı kimyasaldır ve elektrik temelli tek sistem olan sinir sistemi, karmaşık bir haberleşme, eşgüdüm ve yönetim sistemi olarak işlev görür. İnsan vücudundaki elektriği (DC) ya da (AC) olarak sınıflayamayız. İnsan vücudundaki sinyal iletisi, sinir sistemini oluşturan nöronlar tarafından iletilen atkılardan oluşur. Bu sistem, bir AC ya da DC güç sistemlerinden çok, bir telgraf sistemine benzetilebilir. Telgraf sistemi, çeşitli kodlar kullanılmak suretiyle mesafeler arasında elektrik sinyalleriyle yazılı bilgi gönderilmesini sağlayan bir cihazdır. Bizim vücudumuzda gerçeklesen ise elektriksel bilginin yazısız aktarımıdır. Yani ayağımıza batan bir dikeni hissedip değerlendirme ve tepki verme sırasında elektrik sinyalleri ile bilgi akışı sağlanır.
İnsan Vücudunda Nasıl Elektrik Üretiliyor?
Bu sorunun cevabı aslında muazzam bir dengenin ürünüdür ve oldukça şaşırtıcıdır. Vücut, elektrik üretimini kendisi gerçekleştirir. Bu görevi vücudumuzdaki trilyonlarca hücre hep birlikte yerine getirirler. Küçük birer ‘pil’e benzetebileceğimiz hücrelerin dış çevresi potasyum, iç kısmı ise sodyum sıvısı ile doludur. Tüm hücrelerde, hücre zarları boyunca bir voltaj (elektriksel gerilim farkı) vardır. Hücre zarındaki voltaj farkı “elektrik potansiyeli” olarak ifade edilen bir elektrik akımının oluşmasını sağlar. Hücre zarının içerisindeki bu elektrik potansiyeline “dinlenme potansiyeli” de denir ve bu potansiyelin miktarı yaklaşık 50 milivolttur. Bütün hücreler bu potansiyel enerjilerini hücre içindeki faaliyetlerini yürütmek için kullanırlar. Ancak sinir ve kas hücreleri diğer hücrelerden farklı olarak bu enerjiyi fizyolojik görevler için de kullanırlar. Kas hücrelerinde bu akım sayesinde kasılma gerçekleşirken, sinir hücrelerinde bu akım uyarı iletimini sağlar.
Hücre zarı üzerinde sadece belirli iyonların geçişine izin veren kanallar mevcuttur. Bu kanallar aracılığıyla iyonlar hücre içine veya dışına hareket edebilir. Artı ve eksi yüklü parçacıkların hareketiyle hücre içi ve dışı arasında elektriksel bir dengesizlik meydana gelir. Hücre içi ve hücre dışı sıvılarındaki bu fark, denge oluşana kadar bir geçiş eğilimi oluşturur. İçerisini dışarıdan ayıran hücre zarı bazı iyonların geçmesine izin verirken diğerlerinin geçişini engelleyen yarı-geçirgen özelliktedir. Bu yüzden hücre, elektriğe ihtiyaç duyduğunda tüm yapması gereken, elektrik devresini tamamlamak için bu kanalların birini açmaktır.
İnsan Vücudu'nda Üretilen Elektriğin Miktarı Ne Kadardır?
Bir hücrenin dışındaki yük ile içerisindeki yük arasındaki fark yaklaşık 50 milivolttur.Washington Eyalet Üniversitesi’nden farmakolog Prof. Steven M. Simasko’nun hesaplarına göre vücuttaki trilyonlarca hücrenin ürettiği elektrik toplanırsa elde edeceğimiz enerji, 40 watt’lık bir elektrik ampulünün aydınlatmasına denk bir enerjidir. Bazı hücreler diğerlerinden daha fazla elektrik üretir. Bunun miktarı hücrelerin yaptıkları işe ve elektriği neden kullandıklarına göre değişir. Örneğin sinir hücreleri ve kalp hücreleri çok fazla elektrik üretirler, çünkü sinir hücrelerinin, mesajlarını uzak mesafelere iletmeleri gerekir bu yüzden hem kendileri için hem de bu mesajları iletmek için daha fazla enerjiye ihtiyaç duyarlar.
En büyük elektrik mekanizmalarından biridir insan vücudu biz farkında olmasak da. İçimizdeki muazzam elektrik sistemi nefes aldığımız sürece bizi yaşatmaya devam ettirecektir.