Sähköfysiologi

Sähköfysiologia on tieteenala, joka tutkii sähköisiä ilmiöitä biologisissa järjestelmissä, erityisesti hermo- ja lihassoluissa. Se keskittyy siihen, miten solut tuottavat, johtavat ja vastaanottavat sähköisiä signaaleja, jotka ovat välttämättömiä monille kehon toiminnoille, kuten lihasten supistumiselle, aistimiselle ja ajatusten muodostumiselle. Sähköfysiologia hyödyntää usein erilaisia mittausmenetelmiä, kuten elektrofysiologisia tallennuksia, sähköisten potentiaalien mittaamiseksi solutasolla.

Keskeisiä käsitteitä sähköfysiologiassa ovat ionikanavat, ionipumput ja solukalvon potentiaalit. Ionikanavat ovat proteiinirakenteita solukalvossa, jotka sallivat tiettyjen ionien (kuten natriumin, kaliumin ja kalsiumin) kulkeutumisen solun sisään ja ulos. Nämä ionivirrat synnyttävät sähköisiä potentiaaleja, kuten lepopotentiaalin, joka on solukalvon passiivinen potentiaaliero lepotilassa, ja toimintapotentiaalin, joka on nopeasti etenevä sähköinen pulssi, jota käytetään tiedonsiirtoon hermosoluissa.

Sähköfysiologian tutkimus on ollut ratkaisevan tärkeää ymmärrettäessä monia neurologisia ja kardiologisia sairauksia. Esimerkiksi sydämen rytmihäiriöt liittyvät usein sähköisen johtumisen häiriöihin sydänlihassoluissa, ja epilepsia johtuu aivojen hermosolujen epänormaalista sähköisestä aktiivisuudesta. Sähköfysiologian sovelluksia löytyy myös lääkekehityksestä, jossa pyritään vaikuttamaan ionikanavien toimintaan hermo- ja lihassairauksien hoidossa.