Electromagnetism, Quanta, and Electron Flow in the Electrophysiology of Living Cells

出版：World Scientific

索书号：Q424/N751/2021/Y

ISBN: 978-981-123-494-1

藏书地点：武大外教中心

电子是亚原子粒子，也可以充当电磁波，在宇宙中无处不在。所有的原子都有外层电子绕原子核运行。因此，所有由原子或离子组成的物质都含有电子。在地球上，闪电的存在表明电子也可以在原子外自由流动。托马斯·爱迪生和尼古拉·特斯拉在19世纪对电的早期理解方面是杰出的。电子流通常被称为电，但电只是电磁学的一部分。人类发现他们可以通过移动磁铁来发电，并通过能量转换将产生的电用于有用的目的。例如，迈克尔·法拉第在1821年发明了电动机，格奥尔格·欧姆在1827年对电路进行了数学分析。1862年，詹姆斯·克拉克·麦克斯韦明确地将电、磁和光联系在一起。

据说，“生理学家已经拿起了量子接力棒，对‘量子物理学’与生命分子的‘生理学’的融合越来越感兴趣，以提供传统经典方法一贯失败的答案。”在电生理学中，电子(量子)的作用一直被忽视，甚至被谴责。我们对电(电子移动)的大多数体验来自于人类的应用，其中包括它在医学上的应用。早期的拓荒者认为电有两种——随便命名积极的和消极的。我们现在知道只有“负电”，这在逻辑上是荒谬的，但其结果是，电子，电的基本粒子，按照惯例，仍然有一个负号。考虑到人类的电力分配，这当然无关紧要，因为交流电(AC)是为了方便转换电压而使用的;电子向前和向后运动通常是每秒50次。自然现象中没有交流。它与直流电(DC)不同；例如，打开手电筒电池，电子从“负极”传到“正极”。然而，如果用户错误地认为电流从“正极”端流向“负极”端，这仍然无关紧要，因为火炬的灯会亮起来。对于所有直流供电的设备来说，情况也是如此。

当谈到生活中的电时，这种困惑可能很重要。当人们考虑到电鳗在杀死猎物时所产生的震动时，电是生命形式的一个特征就很明显了。生长在木头上的蘑菇的根产生的电脉冲。整个故事是巨大的。用电极和放大器测量人体体表电压的诊断方法包括诊断心脏病的心电图、诊断脑部疾病的脑电图(EEG)、诊断周围神经疾病的神经电图(ENG)和诊断肌肉疾病的肌电图(EMG)。事实证明，在这些应用中，传统电标签的极性错误并不重要;正确的临床结论仍然适用。在医疗中使用电力也是如此。在我的职业生涯中，主要是在心脏病学方面，这些治疗有很大的进展，如起搏、除颤和心律失常治疗中的消融。这些都是有效的，无论心脏病专家认为电子是负极性的还是正极性的。

当我们试图理解活的有机体和活的细胞中的电现象时，极性就起作用了。生物之所以被称为有机的，是因为它们主要是由有机分子构成的，由碳原子链和有机分子的附着物来识别各种带电原子或分子。这些碳链是由共用电子形成的。正如保罗·斯卡德尔所解释的那样，有机分子的形成和功能之所以成为可能，是因为电子流。本专著的标题反映了他的经典著作“有机化学中的电子流”(Scudder, 2013)，并将同样的原理应用于活细胞内的电子流。我的电气权威是Bird(2014)。一些数据是从已发表的作品中计算出来的。

Mark I.M. Noble博士是英国阿伯丁大学心血管医学退休的荣誉博士教授，他是伦敦欧洲心脏病学会、英国皇家医学学会和英国医学学会选举的皇家内科医学院院士。他曾担任过布尔哈夫教授客座教授、莱顿大学医学院的教授和斯宾诺拉，阿姆斯特丹大学医学教授等有声望的职务。他的上一个职位是英国伦敦帝国理工医学院国家心肺研究所心血管医学教授。自退休并将家搬到苏格兰后，他一直担任阿伯丁大学心血管医学荣誉教授，并继续发表高质量的研究。他拥有英国伦敦大学的三个学位(DSc, MD, PhD)。Noble教授是心血管系统科学领域多个学科的国际权威，在PubMed列出的国际期刊上发表了7本书和200多篇论文，涵盖了广泛的心血管学科。他在心肌力学、全球和区域心脏功能和血液供应、冠状动脉循环功能、冠状动脉血栓形成、动脉等方面的权威研究成果闻名于世。

《活细胞电生理学中的电磁学、量子和电子流》一书于2021年由World Scientific出版，作者为Mark I M Noble。

《活细胞电生理学中的电磁学、量子和电子流》一书，作者展现了活细胞电生理学研究领域中的一些最新研究，讨论的主题主要包括基本概念的介绍，肌肉功能的非电磁理论与电磁理，内分泌腺、外分泌腺、中枢和自主神经系统等其他器官的电生理学，无脊椎动物的电生理学。

《活细胞电生理学中的电磁学、量子和电子流》是生物学实验室不可或缺的工具用书，适用于细胞生物学、动物生理学与分子生物学等相关专业的高年级本科生、研究生，也可作为教师的教学和科研参考书，亦可供生物医学、药理学、免疫学及相关领域的研究人员参考。

《活细胞电生理学中的电磁学、量子和电子流》一书作为细胞生物学、动物生理学专业研究读物，内容饱满详实、语言浅显易懂，除此之外，还包括一些其他的特点：

1.本书全面概述了电压、电子密度、电解质的分布、导电组织中的去极化与复极化、阻抗假设、钙、钠和钾的问题、肌肉的兴奋收缩耦合和内部钙离子释放和再循环等基本概念的介绍，还介绍了肌肉功能的非电磁理论与电磁理，以及内分泌腺、外分泌腺、中枢和自主神经系统等其他器官的电生理学，此外还补充了无脊椎动物的电生理学，内容全面深入。

2.本书前面设有缩写词列表，结尾设有索引方便读者理解与查找。

3.本书图表丰富，读者能够结合清晰的图表更加清楚的理解相关的知识。

总的说来，《活细胞电生理学中的电磁学、量子和电子流》一书为想要了解活细胞电生理学中的电磁学、量子和电子流研究进展的人员提供了清晰的导读路径，作为细胞生物学、动物生理学领域的一本前沿研究图书，是一本值得为想要涉足该领域的人员推荐的专业书籍。

本书目录：

致谢

关于作者

前言

缩写词列表

[A] 介绍

第1章事实和定义

第2章电压呢

第3章目前关于蜂窝电压的观点是什么

第4章电子密度的概念

第5章电解质的分布真的决定了跨膜电位吗

第6章在活细胞中，电力是在哪里产生的

第7章去极化激活（细胞质电子的丢失）

第8章阻抗假设的检验

第9章导电组织中的快速去极化

第10章复极化

第11章钙、钠和钾的问题

第12章肌肉的兴奋收缩耦合

第13章钙离子问题对心肌电生理的影响

第14章机械恢复和最佳收缩反应

第15章内部钙离子释放和再循环

[B] 肌肉功能的非电磁理论与电磁理论

第16章横纹肌非电磁理论的异议

第17章不同的理论

第18章肌肉收缩电磁理论

第19章平滑肌电生理学

第20章血流介导扩张

第21章肺血管

第22章非血管平滑肌

第23章脊椎动物肌肉的层次

[C] 其他器官

第24章内分泌腺的电生理学

第25章外分泌腺的电生理学

第26章任何通用模型的异常

第27章中枢和自主神经系统

第28章受体影响感知

第29章受体发起反馈控制反射

第30章关于脊椎动物的总结和一般评论

[D] 无脊椎动物

第31章无脊椎动物的电生理学

[E] 插曲

第32章通过肉体的电流

[F] 其他生物

第33章植物

第34章真菌

第35章原始生物

第36章细菌

后记

索引

胡萌欣武汉大学生命科学学院博士