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StRom Im mENSCHLICHEN oRGANISmuS

Fast alle menschlichen Organe funktionieren mittels Elektrizität. Jede Bewegung, je-der Herz- und Wimpernschlag ist die Folge elektrischer Signale. Doch wie funktioniert das genau, wie ist die Elektrizität im Körper messbar und was bewirkt sie? Fragen und Antworten zum Thema.

Wie kam es zur Entdeckung organischer Elektrizität?

Schon im 17. Jahrhundert vermuteten manche Gelehrte anhand

des Studiums von Zitterrochen, dass Lebewesen über besondere

elektrische Kräfte verfügen. Um die Mitte des 18. Jahrhunderts

stellten verschiedene Wissenschaftler die These auf, dass die

Signalübertragung in Nerven auf einem „elektrischen Flui-

dum“ beruhen könnte, ohne dafür allerdings Beweise liefern zu

können. Erst durch die berühmten Froschschenkel-Experimente

des italienischen Anatomieprofessors Luigi Galvani im Jahr 1780

konnte erstmals ein Zusammenhang zwischen Nervensignalen

und elektrischen Impulsen gezeigt werden. Für sein Experiment

hatte Galvani zwei Metallpole aus Zink und Silber mit den Schenkeln von Fröschen verbunden. Jedes Mal, wenn

er die beiden Metalle miteinander in Kontakt brachte und damit den Stromkreis schloss, zeigten die Schenkel eine

Kontraktion von Muskeln, sie zuckten.

Ab welcher Stärke ist Strom gefährlich?

Wie bei aller Medizin macht auch beim Strom die Dosis das Gift. Während leichte Ströme heilsam wirken können,

sind starke Ströme ungesund. Entscheidend ist die Höhe des Stroms, wie lange er auf den Körper einwirkt und

welchen Weg er nimmt. Während geringe Stromstärken von wenigen Milliampere (mA) zur Förderung von Hei-

lungsprozessen in der Elektrotherapie oder als Impulsgeber für das Herz (Herzschrittmacher) eingesetzt werden,

können Ströme ab etwa 30 mA gefährlich sein. Wenn sie über das Herz fließen, können schon Ströme ab

30 bis 50 mA tödlich sein.

Was passiert bei einem Stromschlag im Körper?

Fließt ein starker Strom durch den menschlichen Körper, so verkrampfen sich die Muskeln schlagartig und man ist

nicht mehr in der Lage, die Stromquelle loszulassen. Fließt ein Wechselstrom über das Herz, so versucht das Herz

den stärkeren und schnelleren Stromimpulsen zu folgen. Die Folge können Herzrhythmusstörungen, Herzkammer-

flimmern und am Ende der Herzstillstand sein.

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Wie werden elektrische Körperimpulse gemessen?

Im Wesentlichen kommen in der Medizin drei Verfahren zum Einsatz, um Körperströme zu messen. Zum einen das

Elektrokardiogramm, besser bekannt als EKG, das die Herzströme misst, zweitens das Elektroenzephalogramm (EEG) zur

Messung der elektrischen Aktivität des Gehirns in Form von Hirnströmen und drittens das Elektromyogramm (EMG) zur

Messung von elektrischen Strömen in Muskelfasern. Zum Messen der Stromstärke werden an den betreffenden Kör-

perpartien Elektroden angelegt. Diese geben die Informationen über Kabel weiter an das Messgerät, das die „leisen“

Signale aus dem Körper verstärkt und dann einen Ausdruck der Daten liefert.

Hilft Strom beim Denken?

Eindeutig ja. Denn ohne elektrische Impulse ist Gehirnaktivi-

tät nicht möglich. Untersuchungen haben gezeigt, dass beim

scharfen Nachdenken vermehrt Gehirnströme fließen. Ob man

allerdings andersherum mittels Elektrizität auch den Denkprozess

beeinflussen kann, ist in der Wissenschaft umstritten. Während

einige Wissenschaftler herausgefunden haben wollen, dass

die direkte Manipulation der Gehirnwellen mittels elektrischer

Wechselfelder möglich ist, bezweifeln andere den Effekt solcher

Beeinflussungsversuche.

Warum „schmeckt“ Strom sauer?

Ein beliebtes Experiment im Physikunterricht ist es, die Zunge zwischen die beiden Pole einer Batterie zu halten.

Das Gefühl, das die meisten dabei empfinden ist ein Kribbeln und ein leicht säuerlicher Geschmack. Doch die Fra-

ge, wie es zu diesem „Geschmackserlebnis“ kommt, lässt sich bislang wissenschaftlich nicht beantworten. Zwar

belegen verschiedene Studien, dass der positive Pol einer Batterie beim Kontakt mit der Zunge deutlich sauer

empfunden wird und der negative etwas bitterlich. Was zu diesem Geschmackseindruck führt, ist allerdings noch

immer ein Rätsel. Denn die Frage, wie das Schmecken im Detail funktioniert, ist noch immer nicht beantwortet.

Wie erzeugt ein Zitteraal Strom?

Wie der Zitterrochen, der Zitterwels und weitere Arten gehört der Zitteraal zu den sogenannten elektrischen Fischen.

Mit bis zu 500 Volt kann er unter allen Arten die höchste Spannung erzeugen. Selbst bei geringen Stromstärken von

weniger als einem Ampere reicht dies aus, um damit Beutefische zu betäuben oder Feinde abzuwehren. Den Strom

erzeugen die Fische mittels spezieller Organe, die aus umgebildeten Muskeln bestehen, die sich wiederum aus einer

Vielzahl von einzelnen Elementen, sogenannten Elektrozyten zusammensetzen. Jede dieser rund 5000 Elektrozyten ist

in der Lage, eine geringe Spannung zu erzeugen. Werden diese dann über Nervenimpulse hintereinandergeschaltet,

können wie bei einer Batterie in Reihenschaltung hohe Spannungen erzeugt werden.