Het was de bekende Italiaanse onderzoeker Aloisio Galvani, die in 1786 te Bologna voor het eerst heeft kunnen vaststellen, dat spieren onder bepaalde omstandigheden electromotorische krachten ontwikkelen. Daarna stelden talrijke onderzoekers vast, dat bij de contractie zowel van dwarsgestreepte en gladde spieren, als van de hartspier, electrische verschijnselen kunnen worden geregistreerd, wanneer de spieren met een gevoelige galvanometer worden verbonden.
Door de proeven van Hermann is aangetoond, dat een volkomen gave dwarsgestreepte spier in rusttoestand zich in electrisch evenwicht bevindt. Haar oppervlakte is iso-electrisch. Wordt echter een spier beschadigd of trekt de spier zich samen, dan wordt het electrisch evenwicht verbroken. In de spier ontstaan potentiaalverschillen, welke tot een vereffenende electrische stroom aanleiding geven, die met de galvanometer kan worden geregistreerd. De electrische potentialen, die door het afsterven van een gedeelte van de spier worden teweeggebracht, zijn bekend onder de naam „demarcatiepotentialen”. In de gekwetste spier is de demarcatievlakte tussen het levende en het dode spierweefsel de zetel van een electromotorische kracht, die met de galvanometer wordt vastgesteld. De sterkte van de demarcatiepotentiaal bedraagt voor een spier van de kikvors 0.04-0.06 volt.De potentiaalwisselingen, die bij de contractie van de spier ontstaan, worden „actiepotentialen” genoemd. Plaatst men aan de oppervlakte van een spier twee electrodes, die met een galvanometer zijn verbonden en brengt men de spier tot contractie, dan verkrijgt men een uitslag van de galvanometer, waarbij het gecontraheerde gedeelte van de spier aan de oppervlakte negatief geladen blijkt te zijn, ten opzichte van het gedeelte, dat zich nog in rust bevindt.
Soortgelijke demarcatie- en actiepotentialen kan men in de gladde spieren, in de zenuwen en in de klieren aantonen. (Voor de actiepotentialen, die bij de hartcontracties worden geregistreerd z electrocardiografie.)
De actiepotentialen hebben een grote betekenis voor de bestudering van de functies van de verschillende organen, in het bijzonder van het zenuwstelsel. De bio-electrische verschijnselen van de actiepotentialen zijn de enige waarneembare veranderingen, die bij de zenuwen zijn te registreren, wanneer zij in een prikkeltoestand geraken. Door het registreren van de actiepotentialen kan men aantonen, dat de prikkel (impuls) in de zenuw zich, evenals in de spier, golfsgewijze voortplant. Ook de snelheid, waarmede de impulsen zich langs de zenuwen bewegen, kan men bepalen. Voor de zenuwen van de mens bedraagt de snelheid 60-80 m per sec. (Gasser en Erlanger).
Ook van de schors van de grote hersenen kunnen potentiaalschommelingen, die voor de werkzaamheid van de schorscellen karakteristiek zijn, worden geregistreerd met een zeer gevoelige kathodestraal-oscillograaf, voorzien van een voorversterker. Bij de inwerking van tast-, licht- en andere uitwendige prikkels en ook bij verschillende psychische toestanden, kunnen veranderingen in deze potentiaalschommelingen worden vastgesteld. De elsetro-encephalogrammen, die men verkrijgt bij de registratie van de electrische activiteit van de schors van de grote hersenen, en ook van de andere delen van het centrale zenuwstelsel, hebben ook betekenis voor de kliniek (voor de diagnose van epilepsie en ook voor de localisatie van gezwellen).
Men kan het ontstaan van de electrische verschijnselen in de dierlijke cellen ongeveer op de volgende wijze verklaren. In rusttoestand moet men zich de inhoud van de cellen voorstellen als een soort homogene electrolytenoplossing, omgeven door een membraan. Daar in zulk een oplossing de concentratie van de positieve en negatieve electrolyten overal gelijk is, zullen er aan de oppervlakte van de cel geen spanningsverschillen bestaan. Zodra echter ten gevolge van prikkeling de concentratie van de electrolyten in de cel verandert, zal een vereffening door diffusie optreden. Daar de verschillend geladen ionen een verschillende bewegingssnelheid kunnen hebben en sommige ionen gemakkelijker door de celmembranen diffunderen, zullen stoornissen in het electrisch evenwicht ontstaan, die tot electrische ontladingen aanleiding geven.
PROF. DR J. TEN CATE
