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01 StRom & tECHNIk
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.
Impressum: Unternehmenskommunikation RWE Energy AG Rheinlanddamm 24 44139 Dortmund Herausgeber: Dr. Hanns-Ferdinand Müller, RWE Westfalen-Weser-Ems Jan-Peter Schwartz, RWE Energy Achim Südmeier, RWE Rhein-Ruhr. Postfach 105056 44124 Dortmund - © 2009 RWE Energy AG
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© 2009 RWE Energy AG
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.