Bioelectricidad – ejemplos, cómo funciona, bioelectricidad en animales

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LA bioelectricidad es el estudio de los flujos eléctricos que se producen en el interior de los cuerpos de los seres vivos en distintas porciones y con funciones particulares. Los nervios, por ejemplo, transmiten comandos de acción y estímulo desde el sistema nervioso a todos los demás sistemas a través de señales bioeléctricas que son esenciales para el mantenimiento de la salud y la homeostasis. Mientras que la electricidad ordinaria, utilizada para hacer funcionar los dispositivos electrónicos, se produce a través del movimiento de electrones, la bioelectricidad está relacionada con la generación de corriente eléctrica gracias al flujo de iones cargados entre membranas o diferentes células.

La piel humana tiene actividad bioeléctrica constante. Su potencial es bajo (del orden de microvoltios, mV) y su capacidad conductora varía según el grado de hidratación, nivel de estrés y condiciones patológicas. La piel tiene bioelectricidad gracias a la capacidad de las células de la epidermis para internalizar cationes (iones cargados positivamente), provocando que el ambiente externo se sature de aniones (iones negativos). Esta diferencia de potencial se conoce como resistencia galvánica de la piel. La medición de las corrientes eléctricas producidas en el cuerpo humano ha sido utilizada durante muchas décadas por la medicina para diagnosticar enfermedades. Pruebas como los electrocardiogramas y los electroencefalogramas miden los potenciales bioeléctricos en la superficie de la piel para medir los niveles de estímulo en órganos específicos como el corazón y el cerebro.

Las células del sistema nervioso son conocidas por su capacidad de comunicarse a través de estímulos eléctricos y químicos. Esto ocurre tanto entre las neuronas como entre los nervios y las células musculares. Los estímulos eléctricos pueden viajar por todo el cuerpo en menos de un segundo, induciendo la contracción muscular o provocando la liberación de sustancias (como hormonas) para regular las funciones corporales.

Concepción artística de una neurona que transmite impulsos eléctricos a través de su axón y dendritas. Ilustración: whitehoune / Shutterstock.com

Ya se han descrito otras funciones asociadas a la bioelectricidad en diferentes grupos animales. Se sabe, por ejemplo, que la capacidad regenerativa de los tejidos en reptiles y anfibios está directamente relacionada con los estímulos eléctricos. En estos animales, los gradientes de voltaje parecen ser capaces de dirigir el patrón de crecimiento de las células madre multipotentes sin remodelar ni editar el ADN. Los experimentos con jerga mostraron el control del flujo de iones H+ y en+ siendo crucial en la generación de un potencial eléctrico que estimula la regeneración de colas completas, compuestas por piel, músculos y médula espinal. El consenso general es que las células involucradas en la reconstrucción del tejido migran y se dividen en una dirección establecida electrostáticamente, siendo el tejido dañado un polo con carga positiva.

Los estudios de biofísica han demostrado que la bioelectricidad de la piel humana también está involucrada en los procesos de reparación de heridas. Se establece una corriente eléctrica directa entre la piel y los tejidos más profundos del cuerpo cuando hay daño superficial, y esta corriente unidireccional se interrumpe cuando se repara la herida. Así, en los sitios lesionados, hay un cambio en el potencial eléctrico normal, lo que provoca la atracción de macrófagos, fibroblastos e induce la excreción de factores de proliferación celular.

Pero recientemente, los investigadores han explorado el papel de la comunicación eléctrica celular como objetivo potencial en la lucha contra el cáncer. Durante la metástasis de tejidos cancerosos se produce un cambio en el potencial bioeléctrico, específicamente relacionado con la despolarización del potencial de reposo. La radiación ultravioleta, los fármacos y la inducción de la expresión génica del canal iónico pueden conducir a la hiperpolarización de la membrana, que parece tener un efecto supresor de tumores. Los descubrimientos de la polarización de la membrana también han llevado al desarrollo de mecanismos para detectar cánceres de forma no invasiva midiendo los potenciales eléctricos de los tejidos corporales diana.

Referencias:

Gardner, SE, Frantz, RA, Schmidt, FL Efecto de la estimulación eléctrica en la cicatrización de heridas crónicas: un metanálisis. Registro de informes de heridas 1999; 7: 495-503

Pullar, CE (2016). La fisiología de la bioelectricidad en el desarrollo, la regeneración de tejidos y el cáncer.. Prensa CRC.

Tseng, AS y Levin, M. (2012). Transducción de señales bioeléctricas en vías epigenéticas durante la regeneración de la cola del renacuajo. El Registro Anatómico: Avances en Anatomía Integrativa y Biología Evolutiva, 295(10), 1541-1551.

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