México - En el célebre film Matrix dirigido por las hermanas Wachowski en 1999 y convertido en todo un clásico de culto de la ciencia ficción, se plantea un sobrecogedor escenario en el que los seres humanos son cultivados por máquinas inteligentes para ser empleados como fuente de bioelectricidad. En un icónico plano de la película, el personaje de Morfeo ilustra metafóricamente el terrible destino al que ha sido reducido el ser humano mostrándole al protagonista, Neo, una vulgar pila en su mano.

Aunque es cuestionable si esta truculenta idea pudiera ser o no realmente factible desde un punto de vista de eficiencia energética, ya que habría que analizar en detalle el balance entre la energía eléctrica que podría obtenerse así de un ser humano y el coste energético que supondría alimentarlo a base de nutrientes por vía intravenosa como en el film, lo cierto es que el punto de partida se basa en una verdad científica, y es que todas las células de cualquier ser vivo, animal o vegetal, producen una diferencia de potencial eléctrico, como si de una pila se tratase.

Las células de cualquier ser vivo, y también los virus, se hallan rodeados por una membrana compuesta por una doble capa de moléculas grasas denominadas fosfolípidos.

El potencial eléctrico de las células
Esta membrana de doble capa denominada bilipídica mantiene aislado el interior celular del medio extracelular, y tiene sus orígenes en la aparición en la Tierra, hace 3.800 millones de años, de vesículas grasas surgidas de forma espontánea en un entorno acuoso. En todas las células esta membrana presenta poros que permiten el tránsito de iones (átomos o moléculas cargadas) entre el exterior y el interior celular y denominados canales iónicos.

Los iones más abundantes en el interior y exterior celular son iones positivos de sodio y potasio, e iones negativos de cloro (de ahí la importancia de nutrir nuestro cuerpo con una cantidad apropiada de cloruro de sodio o sal común).

Esta membrana de doble capa denominada bilipídica mantiene aislado el interior celular del medio extracelular

La diferente concentración en equilibrio de estos iones a ambos lados de la membrana es tal que en el denominado estado de reposo de la célula se produce una concentración de carga eléctrica negativa neta por el lado interior de la membrana, y una concentración de carga eléctrica positiva neta por el lado exterior.

Estas concentraciones de carga de distinto signo a ambos lados de la membrana celular producen una diferencia de potencial eléctrico. Tomando como referencia el exterior extracelular y asignándole un valor de referencia de 0 voltios, el interior de la célula adquiere respecto al exterior un potencial denominado potencial de membrana o potencial transmembrana, con un valor negativo típico de -70 milivoltios en el estado de reposo.

En células como las neuronas las variaciones del potencial de membrana entre -70 y +40 milivoltios son la base de la excitación de señales eléctricas en las mismas y la propagación de estas señales eléctricas a lo largo de su axón para la transmisión de las órdenes del sistema nervioso al resto del organismo.

Estos valores de potencial del orden de las decenas de milivoltios son ciertamente muy inferiores al voltaje de una pila ordinaria, pero en el caso del pez torpedo cierto tipo de células se disponen en gran número apiladas unas sobre otras, en la configuración que da nombre a la primera batería conocida precisamente como pila de Volta, produciendo así grandes diferencias de potencial o voltajes que generan descargas eléctricas que aturden a sus presas.

Hoy sabemos también que el potencial de membrana de las células que constituyen un tejido también juega un papel muy destacado en el proceso de crecimiento y desarrollo del mismo. Este proceso es el objeto de estudio de la disciplina de la biología del desarrollo.

Durante mucho tiempo se ha tratado de buscar respuesta a la cuestión de como las células de un tejido en crecimiento se influyen y comunican entre sí para proliferar y luego dejar de hacerlo una vez que el tejido se ha desarrollado hasta moldear una extremidad o un órgano cualquiera, o como esta proliferación crece y luego se detiene en el simple caso de la reparación de un sencillo corte o herida.

Experimentos realizados en los años 50 del pasado siglo mostraron que una cola de salamandra cortada e injertada en un costado del animal podía acabar transformándose lentamente en una pata, en un proceso en el que las células del tejido se reordenan influenciadas por las células de la región de injerto. Experimentos más recientes han permitido hallar el origen a este mecanismo de autoorganización.

El reconocido biólogo del desarrollo Michael Levin realizó durante la pasada década una serie de experimentos con gusanos platelmintos, o planáridos, un tipo de gusano plano muy común de unos 3 centímetros de longitud que habita tanto en aguas dulces como saladas. Mediante tintas de color sensibles al potencial eléctrico Levin obtuvo imágenes coloreadas para estos gusanos a modo de mapas de potencial que mostraban la existencia de un gradiente, esto es, una variación espacial de menos a más potencial, dirigido de la cola a la cabeza.

Levin se propuso alterar este gradiente, no mediante la aplicación de un campo eléctrico externo, algo demasiado poco sutil como para afectar en diferente medida a cada célula, sino por medio de fármacos que actuaban sobre los canales iónicos de las células. Levin y su equipo lograron así eliminar este gradiente de manera que la distribución de potencial eléctrico fuera uniforme a lo largo del animal durante su crecimiento en lugar de mostrar un gradiente.

El llamativo resultado fue que los gusanos acabaron desarrollando dos cabezas, cada una en un extremo, en lugar de una cabeza y una cola. Haciendo uso de estas mismas herramientas, experimentos más extravagantes han llegado a hacer crecer un ojo en el trasero de una rana, pero otros más prometedores han logrado también detener el crecimiento de tumores en renacuajos modificados genéticamente

Los gusanos acabaron desarrollando dos cabezas, cada una en un extremo, en lugar de una cabeza y una cola

Estos experimentos apuntalan la idea hace tiempo concebida de que la comunicación entre células que les permite organizarse para crear un órgano de tamaño adecuado, cerrar una herida, y desarrollar correctamente una cabeza y una cola en los planáridos, o detener la expansión de un tumor, se basa en el intercambio de iones para crear una distribución espacial de potencial eléctrico que establece la formación de un patrón que dirige y ordena la diferenciación y proliferación de las células.

La posibilidad de controlar esta proliferación celular en el cierre de una herida o en la expansión de un tumor actuando sobre la distribución del potencial eléctrico en los tejidos ofrecería nuevas y prometedoras perspectivas en la medicina regenerativa y en el tratamiento del cáncer.

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Con información de: Muy Interesante

CD/NR