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摘要 研究机体的一些纤维状蛋白在一定的电刺激条件后产生的电位波动。条件和方法：从不含细胞或细胞膜的一些纤维状蛋白的标本中获得电信号，放大观察记录电刺激前后标本所产生的电位波动。结果：发现电刺激标本后会产生更加明显的电位波动。结论：机体内存在着这种由纤维状蛋白引起的电位波动。
关键词 纤维状蛋白 电位波动 生物电
生物电的发现来源于科学史上著名的一场争论，1786年意大利Bologna大学教授Luigi Galvani无意中发现蛙的肌肉在一定的条件的刺激下会发生收缩运动的现象并且认为这是“动物电”引起的，引发了一场与Volta的激烈的争论。由此Galvani发现了生物电，Volta发明了伏特电池，人们便开始了生物电和电磁学的进一步研究，至今已有222年的历史。200多年来，人们不仅在强弱电学方面而且在机体生物电(bioelectricity)方面都取得了很大的进展。在机体生物电方面，人们主要是对机体的细胞生物电(cell bioelectricity)进行了比较详细的研究，目前已经深入到分子水平。科学家们已经阐明，由于钠泵的作用，细胞膜内外形成的离子浓度差及细胞膜对不同离子的不同的通透性，在膜的内侧形成一层负离子，外侧形成一层正离子，因此在细胞两侧形成电位差，即静息电位；由于各种刺激导致细胞膜上主要是钠离子通道蛋白的迅速地短时间开放，钠离子短时间内流，可形成细胞膜的内外的电位差的波动变化，即动作电位。很明显，上述的细胞膜的跨膜电位及其跨膜电位波动即动作电位都依赖于细胞膜的结构。如果没有细胞膜的结构就不会产生静息电位和动作电位。不过，人们对生物电的研究，往往不会停留在细胞生物电(cell bioelectricity)的范围内。早在上世纪80年代初期，中国学者冯盛才等人便开始了这方面的研究，使用不含细胞或细胞膜的鸡蛋卵带蛋白，以及使用经过一定方法处理的动物组织，去掉或破坏组织中的细胞和细胞膜相结构，余下以纤维状蛋白为主要成分作为该实验使用的标本，在用一定条件的电刺激后，将探测电极上的电信号导入放大在示波器上显示，进行观察研究和记录。结果发现这些没有细胞和细胞膜结构的纤维状蛋白在一定的电刺激条件下，会产生一定的电位波动。进一步的研究表明，机体的纤维状蛋白等生物高分子物质在一定的条件下会产生一定的电位及电位波动，这也是一种生物电。这是一种与细胞生物电不相同的另一种生物电。为了今后的研究方便，我们把这种生物电暂称作为“非细胞生物电”(no cell bio—electricity)，现将该实验报告如下。至于这种非细胞生物电产生的机理我们将进一步研究。
1 目的
研究机体的一些纤维状蛋白在一定条件的电刺激后产生的电位波动。在对细胞生物电不断深入研究的今天，人们对于机体内的物质纤维状蛋白等生物高分子物质所产生的电位波动知之甚少。我们应该研究这些纤维状蛋白产生电位波动的条件因素及其特点等等。本实验的目的是通过实验探索揭示机体内的一些纤维状蛋白在受到一定条件的电刺激后产生的电位波动的现象。
2 标本材料
2.1鸡蛋的卵带蛋白标本鸡的卵带是鸡蛋内联系鸡蛋卵黄与鸡蛋卵壳的一种纤维状蛋白，是两条大约直径为2mm，总共长度为30mm，分别系在蛋黄上和鸡蛋壳内两端的，有些螺旋形状的，容易与鸡蛋清区别开来的，象条带子—样的纤维状蛋白。将一个鸡蛋打开，把内容物盛在干净的容器内，用镊子将卵带轻轻挑出来放在盘子里备用。这是未经过任何处理的机体的没有细胞的蛋白质，主要是纤维状蛋白。
2.2经处理的猪肌腱标本使用家养猪的一些组织经过一定的处理以去掉细胞的细胞膜结构留下以纤维状胶原蛋白为主要成分作为标本。我们具体使用猪的肌腱进行处理，将其肌腱浸泡于50％甘油中12小时，取出后浸泡于甲苯中12小时，取出后又浸泡于50％甘油中12小时，取出后浸泡于生理盐水中12小时，取出后又浸泡于另外生理盐水中12小时，如此反复共3次后，取出放在干净的盘中备用。这样处理是使用有机溶剂溶解去掉细胞膜及细胞的内容物，剩余下了机体的没有细胞的纤维状胶原蛋白质，即主要是纤维状蛋白。
3 使用的仪器及方法
从不含细胞或细胞膜的一些纤维状蛋白的标本中获得电信号，放大观察记录电刺激前后标本所产生的电位波动。将制备的标本所产生的电位波动用普通的低频长余辉示波器放大进行观察纪录。两种标本先用其中一种标本做实验，然后再用另一种标本做实验。将标本轻轻地放在干净的玻璃板上，安放两根不锈钢针灸针作为引导电极，在标本安放引导电极位置的两内侧安放两根不锈钢针灸针作为刺激电极，轻轻地把它们放在已经接地的电磁波屏蔽箱内，用屏蔽线把电极连通到示波器内。在把未经过电刺激的标本产生的电信号引入示波器进行放大观察记录后，再对标本进行1000赫兹1毫伏的方形波电刺激，在刺激5秒钟后，将标本产生的电信号引入示波器内进行放大观察记录。
4 结果
实验结果发现电刺激后标本产生的电位波动比电刺激前标本产生的电位波动非常明显地高出了许多。上述两种标本在电刺激之前均有少许微伏级的电位波动；在电刺激之后两种标本产生的电位波动的波幅分别比电刺激之前两种标本所产生的电位波动的波幅要大得多，一般在数百微伏以上，不少的标本在受电刺激后所产生电位波动的波幅高达毫伏级，从总体上看，这些电位波动的波呈不断减弱形式，但是也有时会突然出现一个或一串波幅比较大的电位波动，有时波幅比较大的电位波动可以维持数秒至数十秒或者更长的时间。一般说来在几分钟至十几分钟后电刺激标本产生的电位波动的波幅会逐渐减弱，基本上降低到电刺激之前的水平。电位波动的波型不规则，波宽大小不平均，频率大约在数赫兹至数十赫兹的范围内。
5 结论
在机体内广泛地存在着这种由纤维状蛋白所产生的电位波动。生物体内主要是动物机体内广泛地存在着如胶原纤维一样的纤维状蛋白，如神经细胞、肌肉细胞的细胞膜上或者细胞内细胞间都有胶原纤维一样的纤维状蛋白，机体一直处在不断地来源于机体内外的不同波幅不同频率不同波形的电位波动的电刺激之中，比如来源于机体内的骨骼肌，心肌，神经纤维所产生的动作电位，来源于机体外的环境中的各种电磁波，电针治疗时的电刺激等，这些都会对机体纤维状蛋白产生一定的刺激作用。根据上述实验的结果判断，机体内的纤维状蛋白受到上述来源于机体内外的不断的电刺激同样会产生如上所述的电位波动。我们认为上述这种电位波动广泛地存在于机体内，为机体的生物电作出贡献。换句话说，机体内既有由细胞膜内外的离子浓度差及其变化所产生的电位及电位波动，也有由纤维状蛋白质等生物高分子物质受到电刺激所产生的电位及电位波 动。
6 讨论
6.1细胞生物电与非细胞生物电上述的这种生物电是机体内纤维状蛋白产生的，不是通过细胞膜产生的，不属于“细胞生物电”一类的生物电，它是机体的生物电的另外一种来源，可以与细胞生物电相提并论。为了研究和讨论的方便，我们暂时将这一种由纤维状蛋白等产生的电位及电位波动称作为“非细胞生物电”(no cell bioelectricity)。借以区别我们常常说到的“细胞生物电”(cell bioelectricity)。这样更有利于生物电的深入研究。按照词意，非细胞生物电的范围本应比较广泛，机体内有一些带电粒子，如钾离子、钠离子等在体液中的扰动也会产生一种电位波动，这也应该属于非细胞生物电的范围；不过，我们在这里讨论的非细胞生物电是比较狭义的非细胞生物电，它仅仅涵盖了由纤维状蛋白等物质所产生的电位波动。另外一些实验证明其它生物高分子物质也能产生非细胞生物电。与细胞生物电不同，非细胞生物电有其系列的特有的特征，并且其产生原因也不同细胞生物电。由此看来，把生物电分成细胞生物电和非细胞生物电来研究是很有必要的。我们认为，细胞生物电与非细胞生物电共同为机体的生物电作出贡献。这就是说，机体的生物电是由细胞生物电与非细胞生物电共同组成。进一步的研究证明，非细胞生物电是机体经络生物电的重要组成部分。
6.2非细胞生物电与“细胞外电”不同有人对“细胞外电”进行了研究，顾名思义“细胞外电”是研究细胞膜的外表面的电位及其波动变化，这是以细胞膜为依托的，没有把细胞膜排除在外的生物电的研究，非细胞生物电的研究是将细胞膜的结构完全避开，使用完全没有细胞膜结构的机体生物组织材料作为标本来进行的研究。因此，根据该项研究的结果表明：在没有细胞的组织中，或者当把细胞膜的结构排除在外时，甚至在细胞里面的细胞质内和细胞核中，凡是有纤维状蛋白等生物高分子物质的地方都会在电刺激后产生非细胞生物电。
6.3标本在没有电刺激时有少许微伏级电位波动的来源在我们另外的相关研究实验中发现，标本纤维状蛋白在受到机械刺激后，可以产生明显的电位波动。有关方面的文章我们将另文发表。在本实验中，我们在安放这些标本时，虽然是轻轻地操作，但是仍然不免对这些标本有一些机械刺激，因此标本会产生轻微的电位波动，这就是标本在没有受到电刺激之前，也会观察到有产生少许微伏级的电位波动现象的原因。
关键词 纤维状蛋白 电位波动 生物电
生物电的发现来源于科学史上著名的一场争论，1786年意大利Bologna大学教授Luigi Galvani无意中发现蛙的肌肉在一定的条件的刺激下会发生收缩运动的现象并且认为这是“动物电”引起的，引发了一场与Volta的激烈的争论。由此Galvani发现了生物电，Volta发明了伏特电池，人们便开始了生物电和电磁学的进一步研究，至今已有222年的历史。200多年来，人们不仅在强弱电学方面而且在机体生物电(bioelectricity)方面都取得了很大的进展。在机体生物电方面，人们主要是对机体的细胞生物电(cell bioelectricity)进行了比较详细的研究，目前已经深入到分子水平。科学家们已经阐明，由于钠泵的作用，细胞膜内外形成的离子浓度差及细胞膜对不同离子的不同的通透性，在膜的内侧形成一层负离子，外侧形成一层正离子，因此在细胞两侧形成电位差，即静息电位；由于各种刺激导致细胞膜上主要是钠离子通道蛋白的迅速地短时间开放，钠离子短时间内流，可形成细胞膜的内外的电位差的波动变化，即动作电位。很明显，上述的细胞膜的跨膜电位及其跨膜电位波动即动作电位都依赖于细胞膜的结构。如果没有细胞膜的结构就不会产生静息电位和动作电位。不过，人们对生物电的研究，往往不会停留在细胞生物电(cell bioelectricity)的范围内。早在上世纪80年代初期，中国学者冯盛才等人便开始了这方面的研究，使用不含细胞或细胞膜的鸡蛋卵带蛋白，以及使用经过一定方法处理的动物组织，去掉或破坏组织中的细胞和细胞膜相结构，余下以纤维状蛋白为主要成分作为该实验使用的标本，在用一定条件的电刺激后，将探测电极上的电信号导入放大在示波器上显示，进行观察研究和记录。结果发现这些没有细胞和细胞膜结构的纤维状蛋白在一定的电刺激条件下，会产生一定的电位波动。进一步的研究表明，机体的纤维状蛋白等生物高分子物质在一定的条件下会产生一定的电位及电位波动，这也是一种生物电。这是一种与细胞生物电不相同的另一种生物电。为了今后的研究方便，我们把这种生物电暂称作为“非细胞生物电”(no cell bio—electricity)，现将该实验报告如下。至于这种非细胞生物电产生的机理我们将进一步研究。
1 目的
研究机体的一些纤维状蛋白在一定条件的电刺激后产生的电位波动。在对细胞生物电不断深入研究的今天，人们对于机体内的物质纤维状蛋白等生物高分子物质所产生的电位波动知之甚少。我们应该研究这些纤维状蛋白产生电位波动的条件因素及其特点等等。本实验的目的是通过实验探索揭示机体内的一些纤维状蛋白在受到一定条件的电刺激后产生的电位波动的现象。
2 标本材料
2.1鸡蛋的卵带蛋白标本鸡的卵带是鸡蛋内联系鸡蛋卵黄与鸡蛋卵壳的一种纤维状蛋白，是两条大约直径为2mm，总共长度为30mm，分别系在蛋黄上和鸡蛋壳内两端的，有些螺旋形状的，容易与鸡蛋清区别开来的，象条带子—样的纤维状蛋白。将一个鸡蛋打开，把内容物盛在干净的容器内，用镊子将卵带轻轻挑出来放在盘子里备用。这是未经过任何处理的机体的没有细胞的蛋白质，主要是纤维状蛋白。
2.2经处理的猪肌腱标本使用家养猪的一些组织经过一定的处理以去掉细胞的细胞膜结构留下以纤维状胶原蛋白为主要成分作为标本。我们具体使用猪的肌腱进行处理，将其肌腱浸泡于50％甘油中12小时，取出后浸泡于甲苯中12小时，取出后又浸泡于50％甘油中12小时，取出后浸泡于生理盐水中12小时，取出后又浸泡于另外生理盐水中12小时，如此反复共3次后，取出放在干净的盘中备用。这样处理是使用有机溶剂溶解去掉细胞膜及细胞的内容物，剩余下了机体的没有细胞的纤维状胶原蛋白质，即主要是纤维状蛋白。
3 使用的仪器及方法
从不含细胞或细胞膜的一些纤维状蛋白的标本中获得电信号，放大观察记录电刺激前后标本所产生的电位波动。将制备的标本所产生的电位波动用普通的低频长余辉示波器放大进行观察纪录。两种标本先用其中一种标本做实验，然后再用另一种标本做实验。将标本轻轻地放在干净的玻璃板上，安放两根不锈钢针灸针作为引导电极，在标本安放引导电极位置的两内侧安放两根不锈钢针灸针作为刺激电极，轻轻地把它们放在已经接地的电磁波屏蔽箱内，用屏蔽线把电极连通到示波器内。在把未经过电刺激的标本产生的电信号引入示波器进行放大观察记录后，再对标本进行1000赫兹1毫伏的方形波电刺激，在刺激5秒钟后，将标本产生的电信号引入示波器内进行放大观察记录。
4 结果
实验结果发现电刺激后标本产生的电位波动比电刺激前标本产生的电位波动非常明显地高出了许多。上述两种标本在电刺激之前均有少许微伏级的电位波动；在电刺激之后两种标本产生的电位波动的波幅分别比电刺激之前两种标本所产生的电位波动的波幅要大得多，一般在数百微伏以上，不少的标本在受电刺激后所产生电位波动的波幅高达毫伏级，从总体上看，这些电位波动的波呈不断减弱形式，但是也有时会突然出现一个或一串波幅比较大的电位波动，有时波幅比较大的电位波动可以维持数秒至数十秒或者更长的时间。一般说来在几分钟至十几分钟后电刺激标本产生的电位波动的波幅会逐渐减弱，基本上降低到电刺激之前的水平。电位波动的波型不规则，波宽大小不平均，频率大约在数赫兹至数十赫兹的范围内。
5 结论
在机体内广泛地存在着这种由纤维状蛋白所产生的电位波动。生物体内主要是动物机体内广泛地存在着如胶原纤维一样的纤维状蛋白，如神经细胞、肌肉细胞的细胞膜上或者细胞内细胞间都有胶原纤维一样的纤维状蛋白，机体一直处在不断地来源于机体内外的不同波幅不同频率不同波形的电位波动的电刺激之中，比如来源于机体内的骨骼肌，心肌，神经纤维所产生的动作电位，来源于机体外的环境中的各种电磁波，电针治疗时的电刺激等，这些都会对机体纤维状蛋白产生一定的刺激作用。根据上述实验的结果判断，机体内的纤维状蛋白受到上述来源于机体内外的不断的电刺激同样会产生如上所述的电位波动。我们认为上述这种电位波动广泛地存在于机体内，为机体的生物电作出贡献。换句话说，机体内既有由细胞膜内外的离子浓度差及其变化所产生的电位及电位波动，也有由纤维状蛋白质等生物高分子物质受到电刺激所产生的电位及电位波 动。
6 讨论
6.1细胞生物电与非细胞生物电上述的这种生物电是机体内纤维状蛋白产生的，不是通过细胞膜产生的，不属于“细胞生物电”一类的生物电，它是机体的生物电的另外一种来源，可以与细胞生物电相提并论。为了研究和讨论的方便，我们暂时将这一种由纤维状蛋白等产生的电位及电位波动称作为“非细胞生物电”(no cell bioelectricity)。借以区别我们常常说到的“细胞生物电”(cell bioelectricity)。这样更有利于生物电的深入研究。按照词意，非细胞生物电的范围本应比较广泛，机体内有一些带电粒子，如钾离子、钠离子等在体液中的扰动也会产生一种电位波动，这也应该属于非细胞生物电的范围；不过，我们在这里讨论的非细胞生物电是比较狭义的非细胞生物电，它仅仅涵盖了由纤维状蛋白等物质所产生的电位波动。另外一些实验证明其它生物高分子物质也能产生非细胞生物电。与细胞生物电不同，非细胞生物电有其系列的特有的特征，并且其产生原因也不同细胞生物电。由此看来，把生物电分成细胞生物电和非细胞生物电来研究是很有必要的。我们认为，细胞生物电与非细胞生物电共同为机体的生物电作出贡献。这就是说，机体的生物电是由细胞生物电与非细胞生物电共同组成。进一步的研究证明，非细胞生物电是机体经络生物电的重要组成部分。
6.2非细胞生物电与“细胞外电”不同有人对“细胞外电”进行了研究，顾名思义“细胞外电”是研究细胞膜的外表面的电位及其波动变化，这是以细胞膜为依托的，没有把细胞膜排除在外的生物电的研究，非细胞生物电的研究是将细胞膜的结构完全避开，使用完全没有细胞膜结构的机体生物组织材料作为标本来进行的研究。因此，根据该项研究的结果表明：在没有细胞的组织中，或者当把细胞膜的结构排除在外时，甚至在细胞里面的细胞质内和细胞核中，凡是有纤维状蛋白等生物高分子物质的地方都会在电刺激后产生非细胞生物电。
6.3标本在没有电刺激时有少许微伏级电位波动的来源在我们另外的相关研究实验中发现，标本纤维状蛋白在受到机械刺激后，可以产生明显的电位波动。有关方面的文章我们将另文发表。在本实验中，我们在安放这些标本时，虽然是轻轻地操作，但是仍然不免对这些标本有一些机械刺激，因此标本会产生轻微的电位波动，这就是标本在没有受到电刺激之前，也会观察到有产生少许微伏级的电位波动现象的原因。