Electrofisiología

Qué es la electrofisiología

La electrofisiología comprende el conjunto de métodos y conocimientos que permiten medir, interpretar y, en ocasiones, modificar la actividad eléctrica de los tejidos vivos. Su objeto de estudio son los fenómenos iónicos que subyacen al potencial de acción, al potencial de membrana en reposo y a la conducción de impulsos a lo largo de fibras nerviosas y musculares.

El término se forma con el prefijo electro- (del griego ἤλεκτρον, ḗlektron, "ámbar", raíz que la física adoptó para todo lo relativo a la electricidad) y fisiología (del griego φύσις, phýsis, "naturaleza", y λόγος, lógos, "estudio"). La RAE lo registra como "ciencia que estudia los fenómenos eléctricos en los animales y en el ser humano". Su origen se remonta a 1791, cuando Luigi Galvani publicó en Bolonia su De viribus electricitatis in motu musculari commentarius, donde describía las contracciones que provocaba la electricidad en las patas de rana. La controversia posterior con Alessandro Volta (que atribuía las contracciones al contacto entre metales distintos, no a una electricidad propia del tejido) acabó siendo productiva para ambos bandos: Volta inventó la pila y Galvani sentó las bases de la electrofisiología.

Del galvanómetro al patch clamp

Carlo Matteucci demostró en la década de 1840 que el músculo lesionado generaba una corriente eléctrica mensurable, la llamada "corriente de lesión". Emil du Bois-Reymond refinó esos registros con galvanómetros de mayor sensibilidad y acuñó la idea de que un cambio rápido en la polaridad de la fibra nerviosa (lo que hoy se conoce como potencial de acción) era el vehículo de la señal nerviosa. Faltaban casi cien años para que esa hipótesis pudiera verificarse con precisión.

En 1939, Alan Hodgkin y Andrew Huxley lograron insertar un microelectrodo dentro del axón gigante del calamar Loligo y registrar por primera vez un potencial de acción intracelular. Su modelo matemático de 1952 explicó cómo las corrientes de sodio y potasio generan y propagan el impulso nervioso, y les valió el Nobel de Fisiología en 1963. Tres décadas después, Erwin Neher y Bert Sakmann desarrollaron la técnica del patch clamp, que permite registrar la corriente que pasa por un solo canal iónico. Recibieron el Nobel en 1991.

Electrofisiología cardíaca

En la práctica clínica, "electrofisiología" se asocia con frecuencia a la subespecialidad cardiológica que estudia el sistema eléctrico del corazón. El nodo sinusal genera los impulsos que marcan el ritmo cardíaco; el nodo auriculoventricular los retarda antes de transmitirlos a los ventrículos. Cualquier alteración en esa secuencia produce una arritmia.

El estudio electrofisiológico intracardíaco consiste en introducir catéteres con electrodos en las cavidades del corazón para registrar la actividad eléctrica desde el interior y reproducir la arritmia en condiciones controladas. Los catéteres avanzan habitualmente desde la vena femoral y se posicionan bajo control fluoroscópico. Cuando se localiza el circuito o foco responsable, puede corregirse en el mismo acto. Willem Einthoven, que en 1903 registró el primer electrocardiograma con un galvanómetro de cuerda, anticipó la enorme utilidad clínica de medir las corrientes cardíacas, aunque la electrofisiología intervencionista tardó más de medio siglo en desarrollarse.

Neurofisiología clínica

La vertiente neurológica de la electrofisiología registra la actividad eléctrica del cerebro, los nervios periféricos y el músculo esquelético con fines diagnósticos. Sus técnicas principales son la electroencefalografía (EEG), la electromiografía (EMG) y la electroneurografía (ENG), también denominada estudio de conducción nerviosa.

La EEG capta los potenciales eléctricos corticales mediante electrodos de superficie colocados en el cuero cabelludo y tiene un papel central en el estudio de la epilepsia, los trastornos del sueño y la monitorización de la sedación quirúrgica. La EMG evalúa la actividad eléctrica del músculo en reposo y durante la contracción voluntaria. Combinada con los estudios de conducción nerviosa, permite distinguir si una debilidad muscular se origina en el nervio, en la unión neuromuscular o en el propio músculo. La electrorretinografía aplica el mismo principio al registro de la respuesta eléctrica de la retina ante estímulos luminosos.

Preguntas frecuentes

¿De dónde viene la palabra "electrofisiología"?

Se forma con electro- (del griego ἤλεκτρον, ḗlektron, "ámbar", término que la física extendió a todo lo eléctrico) y fisiología (de φύσις, "naturaleza", y λόγος, "estudio"). La RAE la define como "ciencia que estudia los fenómenos eléctricos en los animales y en el ser humano". Como disciplina, arranca con los experimentos de Galvani sobre la contracción muscular en ranas, publicados en 1791.

¿Es lo mismo electrofisiología que estudio electrofisiológico?

No. La electrofisiología es la disciplina; el estudio electrofisiológico es una prueba concreta que se realiza dentro de esa disciplina, habitualmente en el contexto cardíaco. Consiste en la introducción de catéteres en el corazón para registrar y provocar arritmias en condiciones controladas.

¿Quién fue el primer electrofisiólogo?

Galvani suele recibir ese título, aunque él mismo no usó la palabra. Sus experimentos de 1791 demostraron que los tejidos vivos producen electricidad propia, un hallazgo que sus contemporáneos recibieron con escepticismo. Matteucci, du Bois-Reymond y von Helmholtz desarrollaron la disciplina durante el siglo XIX, pero la confirmación cuantitativa definitiva llegó con Hodgkin y Huxley en 1952.

¿Tiene relación con el electrocardiograma?

Sí. El electrocardiograma es un registro de superficie de la actividad eléctrica del corazón: detecta desde fuera lo que la electrofisiología cardíaca estudia desde dentro. Es la herramienta más utilizada en la práctica diaria para detectar arritmias, isquemia y otras alteraciones eléctricas del miocardio.

Referencias

1. Biblioteca Nacional de Medicina de Estados Unidos. Estudio electrofisiológico intracardíaco (EEFIC). MedlinePlus, enciclopedia médica en español.
2. Real Academia Española. Electrofisiología. Diccionario de la lengua española.
3. Fundación Española del Corazón. Estudio electrofisiológico.
4. Instituto del Corazón de Texas. Estudios electrofisiológicos.