Wie erzeugen Lebewesen Elektrizität?

Elektrokardiogramme kennt man aus Filmen oder vielleicht sogar, weil bei einem selbst schon einmal eins gemacht wurde. Elektrokardiogramme (EKG) zeichnen die elektrische Aktivität des Herzmuskels auf und erlauben Rückschlüsse auf Herzerkrankungen (Herzrhythmusstörungen, Herzinfarkt, Herzmuskel- oder Herzbeutelentzündungen usw.). Für die Aufnahme eines EKGs werden kleine Klebepunkte (Elektroden) auf die Haut geklebt (in der Regel an 6 Punkten rund ums Herz sowie an jeweils zwei Punkten an Armen und Beinen). Die EKG-Kurven werden anschließend auf einem Bildschirm sichtbar gemacht bzw. auf Papier ausge­druckt. Sie zeigen an, wie das Herz schlägt. Doch wie kann das sein?

Der Herzschlag wird durch elektrische Signale vom zentralen Nervensystem gesteuert. Die an der Hautoberfläche fixierten Elektroden empfangen diese elektrischen Signale. Es wird also nicht der Herzschlag selbst auf dem Bild­schirm angezeigt, sondern die elektrischen Signale des zentralen Nervensys­tems, die den Herzschlag steuern.

Nervenzellen können elektrische Potentialdifferenzen erzeugen, d. h. elek­tri­sche Spannungen entlang der Nervenfasern, aus denen die Nerven bestehen. Ebenso verhält es sich bei den Muskeln, wenn sie sich zusammenziehen.

Die Membran jeder Zelle ist ein Isolator: Die Ionenzusammensetzung (Ionen sind geladene Atome oder Moleküle) ist auf den beiden Seiten der Membran unterschiedlich. Zu bestimmten Momenten werden in den erregbaren Zellen (Nerven oder Muskeln) Ionenströme erzeugt, die es bestimmten Ionen gestat­ten in die Zelle einzudringen, und anderen zu entweichen. Das erzeugt einen Nervenimpuls, der sich von einem Ende der erregbaren Zelle zum anderen fort­pflanzt. Alle Nervenimpulse, die in den Zellen eines Organs erzeugt werden, bringen zusammen ausreichend intensive elektrische Signale hervor. Diese können mit Hilfe der auf der Haut der unter­suchten Person angebrachten Elektroden erfasst werden.

Letzte Aktualisierung: 29.11.2023