Nuestro cerebro produce suficiente electricidad como para encender una lampara pequeña

En la mañana, cuando despiertas, tu cerebro produce suficiente electricidad como para encender una lámpara pequeña.

¿Qué hacemos para que funcionen la tele, el ordenador, la aspiradora...o el secador? Los conectamos a un enchufe, que da electricidad. La electricidad la llevan los electrones, que forman parte de los átomos. Su tamaño es muy pequeño y son muy rápidos, y "corren” por los cables cuando los conectamos a una diferencia de potencial eléctrico. Así funciona la electricidad en casa. Pero ¿sabías que nosotros también tenemos electricidad en nuestro cuerpo? Y lo mejor de todo: ¡No necesitamos enchufarnos a nada para que funcione!

En nuestro cuerpo, así como el de animales, plantas y bacterias existe un tipo especial de electricidad que es esencial para su función, y que por ser la electricidad asociada a procesos biológicos se llama "bioelectricidad”. En este caso, la electricidad funciona con iones. Los iones son átomos a los que les faltan o sobran electrones ¡iguales que los que van por los cables en casa!. Pues bien, las células dejan entrar y salir estos iones (y sus electrones), y así transportan electricidad.

¿Cómo entran y salen los iones de las células? Para ello existe un control muy estricto, porque la bioelectricidad es como la electricidad de casa: tiene interruptores, y no siempre tiene todo encendido o apagado. En la membrana de las células, que separa el interior del exterior, existen unas proteínas que se llaman "canales iónicos” y otras que se llaman "transportadores iónicos”. Al igual que la electricidad en casa, la fuerza que hace que se muevan los iones es el cambio del potencial eléctrico (a través de la membrana), pero también se mueven dependiendo de la cantidad de iones que haya dentro y fuera de la célula. Estas dos fuerzas juntas se llaman potencial electroquímico, y cuando los canales están abiertos, los iones se mueven "a favor” de él.

Los canales iónicos pueden ser de muchos tipos y se localizan en la membrana celular, como guardianes y protectores de la célula frente a su entorno.

Existen muchos tipos de canales y transportadores que se encienden o se apagan en respuesta a diferentes estímulos. Algunos se regulan con el movimiento de la membrana de la célula (cuando nos aprietan la mano, por ejemplo); otros, cuando detectan la presencia de sustancias concretas (tanto las que provienen de nuestro propio cuerpo -como los neurotransmisores, las hormonas, u otros iones-, o las que ingerimos del exterior, como la cafeína); incluso el calor o el frío pueden actuar sobre los diferentes tipos de canales o transportadores, para producir bioelectricidad. Y éstos ¡son sólo algunos ejemplos!

Pero además, la variedad de los canales iónicos también reside en que no todos dejan pasar cualquier tipo de ión. Así, hay canales específicos para iones sodio (Na+), potasio (K+), calcio (Ca2+) y Cloro (Cl-). Algunos de ellos no distinguen y dejan pasar más de una clase de ión a la vez (positivos o negativos). Los transportadores dejan a menudo pasar más de un tipo de ión, pero de forma "ordenada”. Por ejemplo, la sodio-potasio ATPasa (que todas nuestras células tienen) deja entrar dos iones potasio y salir tres iones sodio.

¿Sabes para qué utilizan nuestras células esta electricidad?

Pues para muchos más procesos de lo que crees. A modo de ejemplo: gracias a la bioelectricidad funcionan los ojos, el músculo, el cerebro y el corazón.

En el ojo existen dos clases de células, los conos y los bastones, que tienen un tipo especial de canales iónicos activados por nucleótidos cíclicos. La luz activa una enzima en la célula que rompe dichos nucleótidos, y por tanto los canales se cierran. La apertura o cierre de estos canales es el interruptor que indica al cerebro si hay luz o no.

Nuestro cerebro está formado por miles de células que se llaman neuronas. En las membranas de las neuronas existe una batería de canales que hacen posible cambios concertados en el potencial de membrana (en otras palabras, la carga eléctrica dentro y fuera de la célula) produciendo "potenciales de acción”. Las neuronas están conectadas unas a otras en zonas celulares concretas llamadas sinapsis, a través de las cuales los potenciales de acción pueden pasar de una neurona a otra. La frecuencia con la que se producen estos potenciales de acción, su forma y otras características constituyen un lenguaje. Así, las neuronas "hablan” unas con otras. A veces se ayudan (sinapsis "excitatorias”) y otras se frenan unas a otras (sinapsis "inhibitorias”). En conjunto, este funcionamiento hace que aprendamos, tengamos memoria, podamos oír, ver, sentir y soñar. Y también manejar al resto del cuerpo, porque el cerebro manda sobre todo lo que hacemos... para que lo hagamos bien.

En el corazón y en el músculo, la electricidad se usa para producir movimiento. El corazón es muy importante porque empuja la sangre para que llegue a todas las partes de nuestro cuerpo. Imagínate un globo lleno de agua; apriétalo, ¿Qué pasa? El agua quiere salir, ¿Verdad? Pues así se contrae el corazón y empuja a la sangre, que es como el agua del globo. Ahora, si sueltas el globo, se relaja, y el agua vuelve a su lugar. La electricidad del corazón hace lo mismo que tu mano: lo aprieta y lo relaja, por turnos, y hace que funcione. El corazón, al igual que las neuronas, también funciona con potenciales de acción, que en este caso se llama el potencial cardíaco. En este caso, la frecuencia con la que se produce este potencial marca la velocidad a la que late tu corazón. Cuando hacemos ejercicio, el cerebro manda señales al corazón para que los canales funcionen produciendo potenciales más rápidos y bombear más rápido la sangre.

Y hablando de ejercicio… ¿sabes que pasa en el músculo cuando corres? 

Los músculos de tus piernas también utilizan la bioelectricidad para funcionar. Ahora imagínate una goma elástica. Estírala. Se hace mas larga, ¡y tiene fuerza! Ahora suéltala. Verás que vuelve a su tamaño normal. La electricidad en el músculo hace eso que tú haces con la goma, y ayuda a tus piernas a moverse, para correr y saltar. En el músculo, los potenciales de acción hacen que las células liberen calcio, lo cual activa un proceso en el que tres proteínas muy importantes (la tropomiosina, la actina y la troponina) que forman la "goma”, se estiren o se contraigan y ayuden al músculo a funcionar.

Y antes de terminar, nos queda una duda: Si no necesitamos enchufarnos a nada para usar toda esta electricidad, ¿dónde está nuestra batería? Pues la "pila alcalina” fundamental que hace que la bioelectricidad de las células funcione es el transportador (también llamado "bomba”) Sodio-Potasio ATPasa. Esta proteína, que está presente en todas las células de nuestro organismo, hace que el balance de iones dentro y fuera de la célula se mantenga en su sitio. Y necesita energía para funcionar… que viene de los alimentos que comemos todos los días.

La próxima vez que enchufes algo en casa, recuerda que en tu cuerpo también hay una electricidad muy especial, y piensa que tú igualmente la necesitas para funcionar. ¿No te parece divertido?

Fuente: Teresa Giraldez  Investigadora el Hospital Universitario Nuestra Señora de la Candelaria (HUNSC), en Tenerife.