كهربة الجثث آلية حدوثها واسبابها | معلومات :
الجثة هي جسم إنسان متوفى، والتي تخضع لعملية التحلل البيولوجي بعد الموت. تتأثر سرعة وطريقة التحلل بعوامل مختلفة، مثل درجة الحرارة والرطوبة والتهوية ووجود الحشرات والحيوانات. واحدة من الظواهر الفيزيائية التي تحدث في الجثث البشرية هي كهربة الجثث، وهي توليد شحنات كهربائية في الأنسجة الحية أو الميتة.
في 1780 اكتشف الإيطالي لويجي غالفاني، أستاذ علم التشريح، أن شرارة من الكهرباء قد تتسبب في عمل رعشة سريعة لجسد ضفدع ميت كما لو أنه عاد للحياة، انتشر الأمر بسرعة رهيبة في أوروبا وقام العديد من الباحثين بتجربته على حيوانات أكثر أثارة للاهتمام حتى تساءل الناس ماذا سيحدث لو تم تجربة الأمر على البشر، وبالفعل في 17 يناير 1803 تم الترتيب لإجراء العملية على جسد القاتل جورج فورستر الذي تم إعدامه قبلها بفترة وجيزة حيث تم إيصال الجسد بأقطاب بطارية تعمل بقوة 120 فولت واهتز جسد فورستر بعد توصيل الكهرباء بشدة كما لو أنه يرقص، كما أن شكله تغير بعد تعرضه للكهرباء حيث اتسعت عيناه وظهرت عظام الوجه بوضوح، تمت تجربة الأمر بأكثر من شكل بعد ذلك وتعد هذه العملية هي الإلهام الحقيقي للكاتبة ماري شيلي التي ألفت على أثرها رواية فرانكنشتاين في عام 1816.
1. آلية حدوث كهربة الجثث
كهربة الجثث هي ظاهرة فيزيائية تنتج عن حركة الأيونات والإلكترونات في الأنسجة الحية أو الميتة. تحدث هذه الظاهرة بسبب الفروق الكهربائية بين أجزاء مختلفة من الجسم، أو بين الجسم والبيئة المحيطة.تتأثر قيمة واتجاه هذه الفروق الكهربائية بعوامل مثل نوع النسيج ودرجة الحموضة والتوصيل الكهربائي والتردد والزمن.
- في الأنسجة الحية، تنشأ الفروق الكهربائية بسبب العمليات الفسيولوجية، مثل النشاط العصبي والعضلي والخلوي. تسمى هذه الفروق الكهربائية بالجهود الحيوية، وتتراوح قيمتها بين ميلي فولت وفولت واحد. تلعب هذه الجهود الحيوية دورا هاما في تنظيم وظائف الجسم والاستجابة للمحفزات الخارجية.
- في الأنسجة الميتة، تنشأ الفروق الكهربائية بسبب العمليات الكيميائية، مثل التحلل والتأكسد والتخمر. تسمى هذه الفروق الكهربائية بالجهود الجثوية، وتتراوح قيمتها بين مائة ميلي فولت وعشرة فولت. تعتمد هذه الجهود الجثوية على مرحلة التحلل ونوع البكتيريا الموجودة في الجثة.
2. أسباب حدوث كهربة الجثث
كهربة الجثث هي نتيجة للتفاعلات الكهروكيميائية التي تحدث في الأنسجة الحية أو الميتة. هذه التفاعلات تنطوي على نقل الشحنات الكهربائية بين الذرات أو الجزيئات أو الأيونات أو الإلكترونات. تتم هذه العملية بواسطة الوسط الكهربائي، وهو المادة التي تسمح بمرور الشحنات الكهربائية. يمكن أن يكون الوسط الكهربائي سائلا أو غازيا أو صلبا أو شبه موصلا.
- في الأنسجة الحية، يكون الوسط الكهربائي عبارة عن محاليل مائية تحتوي على أيونات مختلفة، مثل الصوديوم والبوتاسيوم والكالسيوم والكلوريد وغيرها. تتحرك هذه الأيونات عبر الأغشية الخلوية أو الأنسجة المتصلة بواسطة قنوات أو مضخات أو ناقلات. تنتج هذه الحركة عن الفروق في التركيز أو الجهد أو الحرارة أو الضغط. تسبب هذه الحركة توليد جهود حيوية تعكس حالة الخلايا والأنسجة والأعضاء.
- في الأنسجة الميتة، يكون الوسط الكهربائي عبارة عن مواد عضوية تتعرض للتحلل بواسطة البكتيريا أو الفطريات أو الإنزيمات. تتحلل هذه المواد إلى مركبات أبسط، مثل الكربون والهيدروجين والأكسجين والنيتروجين والكبريت وغيرها. تنطوي هذه التحلل على نقل الإلكترونات بين المواد المختزلة والمؤكسدة. تسبب هذه النقل توليد جهود جثوية تعكس مرحلة التحلل ونوع البكتيريا الموجودة في الجثة.
3. دور كهربة الجثث في مجالات مختلفة
كهربة الجثث هي ظاهرة فيزيائية تستخدم في مجالات مختلفة، مثل:
- الطب الشرعي: تساعد كهربة الجثث في تحديد وقت الموت وسبب الموت ومكان الموت وهوية الجثة. تعتمد هذه الطريقة على قياس الجهد الكهربائي بين نقطتين مختلفتين من الجثة أو بين الجثة والأرض. تتغير قيمة هذا الجهد مع مرور الزمن وبحسب الظروف البيئية. توجد علاقات رياضية تربط بين الجهد الكهربائي والزمن والحرارة والرطوبة وغيرها من العوامل. تستخدم هذه العلاقات لحساب معلومات مهمة عن الجثة.
- الطب الحيوي: تستخدم كهربة الجثث في تطوير أجهزة وأنظمة طبية تعتمد على الكهرباء لتحسين صحة وجودة حياة الأشخاص. مثال على ذلك هو القلب الاصطناعي، وهو جهاز يحاكي وظيفة القلب الطبيعي بواسطة مضخة كهربائية. يتم زرع هذا الجهاز في الصدر ليحل محل القلب المصاب بمرض أو إصابة. يتم تزويد هذا الجهاز بالطاقة الكهربائية من خلال بطارية أو مولد خارجي. يتم تنظيم عمل هذا الجهاز بواسطة جهاز تحكم كهربائي يراقب ضغط الدم ونبض القلب وغيرها من المؤشرات الحيوية.
- التكنولوجيا الحيوية: تستخدم كهربة الجثث في إنتاج وتخزين ونقل الطاقة الكهربائية من مصادر حيوية. مثال على ذلك هو الخلية الحيوية، وهي جهاز يحول الطاقة الكيميائية الموجودة في المواد العضوية إلى طاقة كهربائية. يتكون هذا الجهاز من أنود وكاثود ووسط كهربائي. يتم تغذية هذا الجهاز بالمواد العضوية، مثل السكر أو النشا أو الكحول أو الوقود الحيوي. تتحلل هذه المواد بواسطة البكتيريا أو الإنزيمات في الأنود، مما ينتج عنه الإلكترونات والبروتونات وغازات مثل الهيدروجين والكربون الثنائي. تنتقل الإلكترونات عبر دارة خارجية إلى الكاثود، مما يولد تيارا كهربائيا. تنتقل البروتونات عبر الوسط الكهربائي إلى الكاثود، حيث تتفاعل مع الأكسجين والإلكترونات لتكوين الماء والحرارة.
كهربة الجثث هي ظاهرة فيزيائية مهمة ومفيدة في مجالات علمية وتطبيقية متنوعة. تعتمد هذه الظاهرة على توليد شحنات كهربائية في الأنسجة الحية أو الميتة بسبب العمليات الفسيولوجية أو الكيميائية. تستخدم هذه الشحنات الكهربائية في تحديد معلومات عن الجثة أو تطوير أجهزة وأنظمة طبية أو إنتاج وتخزين ونقل الطاقة الكهربائية. تواجه هذه الظاهرة تحديات ومشاكل تتعلق بالدقة والاستقرار والسلامة والأخلاق. تحتاج هذه الظاهرة إلى مزيد من البحث والتطوير لتحسين وتوسيع استخداماتها وفوائدها.