Bioelectromagnetismo

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Bioelectromagnetismo es una rama de las ciencias biológicas que estudia el fenómeno consistente en la producción de campos magnéticos o eléctricos producidos por seres vivos; estos dos conceptos van fuertemente unidos, ya que toda corriente eléctrica produce un campo magnético. (a veces es denominado parcialmente como bioelectricidad o biomagnetismo)[1]

"El Bioelectromagnetismo (BEM) es la ciencia emergente que estudia la forma en que los organismos vivos interactúan con los campos electromagnéticos (EM). Los fenómenos eléctricos se hallan en todos los organismos vivientes. Más aún, existen corrientes eléctricas en el cuerpo que producen campos magnéticos que se extienden fuera del cuerpo. En consecuencia, los organismos pueden verse influidos también por campos magnéticos y electromagnéticos externos. Cambios en los campos naturales del cuerpo pueden producir cambios físicos y de conducta."

Aplicaciones del Bioelectromagnetismo en medicina (s.f.). Recuperado el 14 de mayo del 2013, de http://www.sld.cu/galerias/pdf/sitios/rehabilitacion-fis/biomagnetismo.pdf

Los ejemplos de este fenómeno incluyen el potencial eléctrico de las membranas celulares y las corrientes eléctricas que fluyen en nervios y músculos como consecuencia de su potencial de acción. No debe confundirse con la bioelectromagnética, que se ocupa de los efectos de una fuente externa de electromagnetismo sobre los organismos vivos, ni con el estudio de la magnetorrecepción, la percepción del campo magnético por parte de los seres vivos, ni tampoco con el biomagnetismo que plantea curar males con imanes..

Las células biológicas usan gradientes electrostáticos para almacenar energía metabólica, para realizar trabajo o desencadenar cambios internos, e intercambiarse señales. El bioelectromagnetismo es la corriente eléctrica producida por potenciales de acción junto con los campos magnéticos que generan a través del fenómeno del electromagnetismo.

El bioelectromagnetismo se estudia principalmente a través de las técnicas de electrofisiología. A fines del siglo XVIII, el médico y físico italiano Luigi Galvani registró por primera vez el fenómeno de la contracción de un músculo de cadáver mientras disecaba una rana en una mesa donde había realizado experimentos con electricidad. Galvani acuñó el término electricidad animal para denominarlo, mientras que actualmente se denomina galvanismo. Galvani y sus contemporáneos consideraron que la activación muscular era resultado de un fluido eléctrico o sustancia presente en el nervio.[2]

El bioelectromagnetismo es un aspecto de todos los seres vivos, incluidas todas las plantas y los animales.

Fenómeno Biológico[editar]

"Los organismos pueden verse influidos también por campos magnéticos y electromagnéticos externos. Cambios en los campos naturales del cuerpo pueden producir cambios físicos y de conducta".

Eventos eléctricos de corta vida llamados potenciales de acción se producen en varios tipos de células animales que se denominan células excitables, una categoría de célula incluyen neuronas, células musculares, y las células endocrinas, así como en algunas células de la planta. Estos potenciales de acción se utilizan para facilitar la comunicación intercelular y activar procesos intracelulares. Los fenómenos fisiológicos de los potenciales de acción son posibles porque los canales iónicos activados por voltaje permiten que el potencial de reposo causada por gradiente electro-químico a ambos lados de una membrana celular a resolver.

Bioelectromagnetismo se estudia principalmente a través de las técnicas de electrofisiología. A finales del siglo XVIII, el italiano, el médico y físico Luigi Galvani primero registraron el fenómeno, mientras diseccionaba una rana en una mesa donde había estado llevando a cabo experimentos con la electricidad estática. Galvani acuñó el término electricidad animal para describir el fenómeno, mientras que los contemporáneos etiquetaron galvanismo. Galvani y contemporáneos consideraron la activación muscular como resultado de un fluido eléctrico o sustancia en los nervios.

Algunos animales acuáticos por lo general tienen sensores bioeléctricos agudos, que proporcionan una sensación conocida como electrorrecepción, mientras que las aves migratorias son capaces de navegar en parte por la orientación con respecto al campo magnético de la Tierra. En una aplicación extrema del electromagnetismo la anguila eléctrica es capaz de generar un gran campo eléctrico fuera de su cuerpo utilizados para la defensa, la caza y auto dedicado a través de un órgano eléctrico.

Fenómenos Térmicos[editar]

La mayor parte de las moléculas en el cuerpo humano interactúan débilmente con los campos electromagnéticos en la radiofrecuencia o de frecuencia extremadamente baja bandas.[cita requerida] Una de estas interacciones es la absorción de la energía de los campos, lo que puede causar que el tejido se caliente, los campos más intensos se producen mayor calentamiento. Esto puede dar lugar a efectos biológicos que van desde la relajación muscular (como los producidos por una diatermia dispositivo) a las quemaduras.[3] Muchas naciones y los organismos reguladores, como la Comisión Internacional de Protección contra las Radiaciones No Ionizantes han establecido pautas de seguridad para limitar la exposición a los CEM a un no nivel térmico.

Esto puede ser definido como calefacción sólo hasta el punto en que el exceso de calor puede ser disipado, o como un incremento fijo de la temperatura no es detectable con instrumentos actuales, como 0,1 ° C. Sin embargo, los efectos biológicos se ha demostrado que estar presente para esas exposiciones no térmicas, Se han propuesto varios mecanismos para explicar estos,[4] y puede haber varios mecanismos que subyacen a los fenómenos observados diferentes. Los efectos biológicos de los campos electromagnéticos débiles son objeto de estudio en el magneto.

Efectos en el comportamiento[editar]

Muchos de los efectos de comportamiento en diferentes intensidades se han registrado en la exposición a los campos magnéticos, en particular en los campos magnéticos pulsantes. El pulseform específico utilizado parece ser un factor importante para el efecto de comportamiento visto, por ejemplo, un campo magnético pulsado diseñado originalmente para espectroscópica RMN se encontró para aliviar los síntomas en los pacientes bipolares,[5] mientras que otro pulso de resonancia magnética no tuvo ningún efecto. Se encontró una exposición de todo el cuerpo a un campo magnético pulsado para alterar el equilibrio de pie y la percepción del dolor en otros estudios.[6] [7]

Aplicaciones Médicas[editar]

La investigación en aplicaciones médicas del BEM comenzaron casi al mismo tiempo que el descubrimiento de Michael Faraday acerca de la inducción electromagnética, a fines de los 1700s. Inmediatamente después siguieron los célebres experimentos del médico y físico del siglo XVIII Luigi Galvani, quien demostró mediante el empleo de extremidades de ranas que existía una conexión entre la electricidad y la contracción muscular. A ello siguió el trabajo de Alessandro Volta, el físico italiano, cuyas investigaciones sobre la electricidad le condujeron a interpretar correctamente los experimentos de Galvani con los músculos de las ranas, al demostrar que eran los electrodos metálicos - y no los tejidos - quienes generaban la corriente eléctrica.

A partir de estos primeros trabajos se generó una plétora de dispositivos para el diagnóstico y tratamiento de enfermedades, utilizando primero electricidad estática, luego corrientes eléctricas, y finalmente, frecuencias a partir de regiones diferentes del espectro EM. Al igual que con otros métodos de tratamiento, algunos dispositivos fueron considerados poco convencionales en un principio, sólo para que posteriormente se difundieron ampliamente. Por ejemplo, muchos de los dispositivos médicos que constituyen el corazón de la medicina moderna y basada científicamente, tales como los equipos de rayos X, se consideraban en un tiempo como altamente experimentales.

La mayoría de los equipos médicos EM utilizados en la actualidad, emplean niveles relativamente altos de energía eléctrica, magnética o EM. Sin embargo, el tema fundamental de este capítulo es el empleo de la porción no ionizante del espectro EM, particularmente a bajos niveles de energía, lo cual constituye el foco de la investigación en BEM. Las aplicaciones médicas no ionizantes de BEM pueden clasificarse según sean térmicas (produciendo calor en los tejidos biológicos) o no térmicas. Las aplicaciones térmicas de radiación no ionizante (es decir, aplicación de calor) incluyen la hipertermia de radio frecuencia (RF), la cirugía de RF y láser, y la diatermia de RF.

Las modalidades más importantes en BEM relacionadas con medicina alternativa son las aplicaciones no térmicas de radiación no ionizante. El término ‘no térmicas’ se utiliza con dos significados diferentes en la literatura médica y científica. Biológicamente (o médicamente) no térmicas significa que "no provoca un significativo calentamiento del tejido en su conjunto"; este significado es el de empleo más frecuente. Físicamente (o científicamente) no térmicas significa "por debajo del límite de ruido térmico a temperaturas fisiológicas". El nivel de energía del ruido térmico es mucho más bajo que el requerido para provocar calentamiento de los tejidos; así, cualquier aplicación físicamente no térmica resulta por ende biológicamente no térmica. Todas las aplicaciones no térmicas de radiación no ionizante son no térmicas en el sentido biológico del término.

Es decir, no provoca un calentamiento significativo de los tejidos. Algunas de las aplicaciones más novedosas y poco convencionales del BEM también son físicamente no térmicas. Una variedad de prácticas alternativas médicas desarrolladas fuera de los Estados Unidos utilizan campos EM en intensidades no térmicas. Por ejemplo, la terapia de resonancia de microondas, que se utiliza especialmente en Rusia, utiliza radiación de microondas sinusoidal (ya sea continua o modulada por pulsos) para el tratamiento de una variedad de condiciones, que ncluyen artritis, úlceras, esofagitis, hipertensión, dolor crónico, parálisis cerebral, desórdenes neurológicos, y efectos laterales de la quimioterapia del cáncer (Devyatkov et al., 1991). Miles de personas en Rusia también han sido tratados mediante la aplicación de frecuencias específicas de microondas de extremadamente bajo nivel de energía, aplicadas en ciertos puntos señalados por la acupuntura.

Se considera que el mecanismo de acción de la terapia de resonancia de microondas involucra modificaciones en la transporte de membrana celular o producción de mediadores químicos, o ambos. Aún cuando ya existe un volumen considerable de literatura médica en idioma ruso, no se han efectuado estudios independientes de validación en Occidente. Sin embargo si se demuestra la efectividad de tales tratamientos, los criterios actuales acerca de la información y del ruido térmico (es decir, orden y desorden) en los sistemas vivientes, los cuales afirman que la información biológica se almacena en estructuras moleculares, podría llegar a requerir de una revisión. Podría ser que la información se almacene al nivel de todo el organismo en su conjunto, en el campo EM endógeno, el cual puede utilizarse a nivel de información en la regulación biológica y en comunicación celular (es decir, no debido al contenido energético o su intensidad. Si los campos no ionizantes exógenos de extremo bajo nivel, cuyo contenido energético se encuentra muy por debajo del límite del ruido térmico, producen efectos biológicos, puede que estén actuando sobre el cuerpo de un modo tal que alteren el propio campo del mismo. Es decir, la información biológica se vería alterada por los campos EM exógenos.

Las ocho principales aplicaciones novedosas (o "no convencionales") de campos EM no térmicos y no ionizantes son las siguientes:

1. Reparación ósea.
2. Estimulación nerviosa.
3. Cicatrización de heridas.
4. Tratamiento de osteoartritis.
5. Electroacupuntura.
6. Regeneración de tejidos.
7. Estimulación del sistema inmunológico.
8. Modulaciones neuroendócrinas.

TMS y efectos relacionados[editar]

Un fuerte campo magnético cambiante puede inducir corrientes eléctricas en el tejido conductor tal como el cerebro. Puesto que el campo magnético penetra en el tejido, que puede ser generado fuera de la cabeza para inducir corrientes dentro, haciendo que la estimulación magnética transcraneal (TMS). Estas corrientes despolarizar las neuronas en una parte seleccionada del cerebro, lo que conduce a cambios en los patrones de actividad neuronal. En repetidas terapia TMS pulso o EMT, la presencia de electrodos EEG incompatibles puede provocar calentamiento del electrodo y, en casos severos, quemaduras en la piel.[8] Un número de científicos y los médicos están tratando de utilizar TMS para reemplazar la terapia electroconvulsiva (TEC) para tratar trastornos como la depresión grave.

En lugar de una fuerte descarga eléctrica a través de la cabeza como en ECT, un gran número de pulsos relativamente débiles se entregan en la terapia TMS, típicamente a una velocidad de aproximadamente 10 pulsos por segundo. Si los pulsos muy fuertes a una velocidad rápida se entregan al cerebro, las corrientes inducidas pueden causar convulsiones al igual que en el original de la terapia electroconvulsiva.[9] [10] A veces, esto se hace deliberadamente con el fin de tratar la depresión, tales como en ECT. tambien

Véase también[editar]

Notas[editar]

  1. Malmivuo, Jaakko; Robert Plonsey (1994). Bioelectromagnetism : principles and applications of bioelectric and biomagnetic fields. New York: Oxford University Press. ISBN 978-0195058239. 
  2. Myers, Richard (2003). The basics of chemistry. Westport, Conn.: Greenwood Press. pp. 172–174. ISBN 9780313316647. 
  3. «Hazards of the MR Environment». Martinos Center for Biomedical Imaging. Consultado el 19 de marzo de 2013.
  4. Binhi, 2002
  5. «Low-Field Magnetic Stimulation in Bipolar Depression Using an MRI-Based Stimulator». American Journal of Psychiatry 161 (1):  pp. 93–98. 2004. doi:10.1176/appi.ajp.161.1.93. 
  6. «A comparison of rheumatoid arthritis and fibromyalgia patients and healthy controls exposed to a pulsed (200 μT) magnetic field: effects on normal standing balance». Neuroscience Letters 309 (1):  pp. 17–20. 2001. doi:10.1016/S0304-3940(01)02009-2. 
  7. «Human exposure to a specific pulsed magnetic field: effects on thermal sensory and pain thresholds». Neuroscience Letters 363 (2):  pp. 157–162. 2004. doi:10.1016/j.neulet.2004.03.069. 
  8. Por favor, pon la referencia que aparece aquí.
  9. Wassermann EM (1998). «Risk and safety of repetitive transcranial magnetic stimulation: report and suggested guidelines from the International Workshop on the Safety of Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation, June 5–7, 1996» (pdf). Electroencephalography and clinical Neurophysiology 108 (1):  pp. 1–16. doi:10.1016/S0168-5597(97)00096-8. PMID 9474057. http://www.icts.uci.edu/neuroimaging/Wassermann_rTMS_Safety1998.pdf. 
  10. Por favor, pon la referencia que aparece aquí.

Enlaces externos[editar]

Información[editar]

  • Bioelectromagnetism Portal, incluye el texto completo de Malmivuo, Jaakko, y Robert Plonsey, "Principles and Applications of Bioelectric and Biomagnetic Fields". Oxford University Press, Nueva York - Oxford. 1995

Grupos[editar]