Las señales eléctricas marcan cómo funcionan nuestras células

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Estamos muy habituados a ver en los hospitales monitores que marcan distintas señales biomédicas. Ahora, la monitorización también la vemos en nuestro día a día con relojes u otros dispositivos que nos marcan el nivel de oxígeno en sangre, nos dicen cuánto hemos caminado o cómo ha sido nuestro sueño durante la última noche.

Está relacionado, de una u otra manera, con las señales bioeléctricas del corazón. Y, sobre ello, le hemos preguntado a Pablo Laguna Lasaosa, investigador del grupo de Interpretación de Señales Biomédicas y Simulación Computacional, en el Instituto de Investigación en Ingeniería de Aragón (I3A-Universidad de Zaragoza), tras su paso por el ciclo “Chateando con la Ciencia”.

¿Cómo se generan las señales eléctricas?

Las señales eléctricas se generan cuando las células nerviosas (neuronas) o musculares (miocitos) se activan, se produce una entrada o salida de iones de distintos tipos entre el interior y exterior de la célula y se genera una corriente. Esta activación de las células va asociada a su actividad, a la tarea que tienen que llevar a cabo, contraerse en el caso de una célula muscular o comunicarse transmitiendo un impulso eléctrico en el caso de una neurona.

¿Qué papel tienen sobre nuestra salud?

Las señales eléctricas son una indicación indirecta de cómo están funcionando nuestras células y, sobre todo, de cómo está sincronizada su activación. Si hacemos un análisis detallado podremos conocer algunos aspectos de este funcionamiento. Por ejemplo, del cerebro a través de un electroencefalograma (EEG), del corazón con el electrocardiograma (ECG) o de los músculos si hacemos un electromiograma (EMG)

¿Cómo se miden?

Generalmente, se miden en la superficie del cuerpo con los electrodos conectados a amplificadores y equipos electrónicos de registro para después analizarlos. También, se pueden medir con acciones invasivas colocando electrodos en el interior del cuerpo, más cercanos al órgano que genera la señal. Es lo que sucede los catéteres que se introducen por las venas y llegan al interior del corazón, es como poner “la lupa” del registro en zonas concretas del corazón, del cerebro o de los músculos.

¿Cuáles son las más habituales, para qué tipo de patologías?

Las mas habituales son el ECG para patologías cardiacas y relacionadas con el sistema nerviosos autónomo (SNA) que controla acciones del cuerpo humano como la respiración, la sudoración o el ritmo cardiaco. Si sabemos cómo es este ritmo y su variabilidad, latido a latido, se puede deducir el funcionamiento del SNA.

Los sistemas que muchas personas llevan para medir desde el tiempo que caminan hasta las horas de sueño, ¿está relacionado con este ámbito?.

Sí, pero no solo, porque existen otro tipo de señales, por ejemplo, basadas en luz como la fotoplestimografia, que nos da una señal proporcional al volumen de sangre y, por lo tanto, del pulso sanguíneo, junto con los niveles de saturación de oxígeno; señales con acelerómetros que miden movimiento o de conductancia de la piel. Cada una tiene sus propias características y campos de aplicación.

¿En qué trabajan ahora mismo en su grupo de investigación?

Tenemos varias líneas activas, algunas de ellas en aplicaciones cardiológicas. Intentamos mejorar el guiado de la ablación (quemado de tejido para evitar arritmias), también identificar marcadores de muerte súbita es una línea en la que venimos trabando desde hace muchos años y que, ahora, estamos intentando extrapolar a pacientes con fibrilación auricular donde los marcadores clásicos no se podían aplicar.

La monitorización del potasio en sangre en paciente con enfermedad renal crónica necesitados de hemodiálisis es un problema para el que, junto con una empresa del sector, hemos desarrollado biomarcadores basados en ECG que, de forma personalizada, avisen al paciente cuando los niveles de potasio están rebasando niveles de seguridad y aconsejen la realización de una diálisis de emergencia.

Además, el uso de equipo “wearables” que permitan llevar en lo posible la monitorización de estos parámetros a la vida diaria, es otro tema de gran interés en general y, desde luego, en nuestro grupo de investigación.

¿Cuál cree que es el futuro de la investigación en salud?

Vamos a asistir a una gran explosión de posibilidades de mejora en la gestión de las enfermedades y de la vida cotidiana. Esto vendrá, no de un avance concreto, sino de una multiplicidad de soluciones que harán que cuando miremos hacia atrás, nos parezca increíble lo que se ha evolucionado en los últimos diez años.

Mejoraremos en las intervenciones no invasivas en un número cada vez mayor de problemas, reparar válvulas, corregir arritmias, navegación por el abdomen… Pero también en la prevención, estilo de vida, identificación y tratamiento del cáncer, comprensión de las enfermedades neurológicas y su gestión, y un largo etcétera que, desde ya, se vislumbra con gran optimismo, para mejorar nuestra calidad de vida.

Melania Bentué (Estrategias de Comunicación)

Blog de Zoe (Blog de la autora)

Melania Bentué

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