ELECTROFISIOLOGÍA
Electrofisiología (del griego ἥλεκτρον, ēlektron, "ámbar"; φύσις, physis, "naturaleza, origen"; y -λογία, -logía) es el estudio de las propiedades eléctricas de células y tejidos biológicos. Incluye medidas de cambio de voltaje o corriente eléctrica en una variedad amplia de escalas, desde el simple canal iónico de proteínas hasta órganos completos como el corazón. En neurociencias, se incluyen las medidas de la actividad eléctrica de neuronas, y particularmente actividad de potencial de acción. Registros a gran escala de señales eléctricas del sistema nerviosocomo Electroencefalografía, también se pueden clasificar como registros electrofisiológicos.
"Pinza de corriente" es una técnica común en electrofisiología. Esta es una grabación de pinza de corriente (célula-completa) de una neurona disparando al ser despolarizada por inyección de corriente.
Técnicas electrofisiológicas clásicas[editar]
La electrofisiología es la ciencia y rama de la
fisiología que pertenece al flujo de iones en tejidos biológicos y, en particular, a las técnicas de registro eléctrico que permiten las mediciones de este flujo. Las técnicas de electrofisiología implican colocar electrodos en varias preparaciones de tejido biológico. Los principales tipos de electrodos son: 1) Conductores sólidos simples, como discos y agujas (individuales o arreglos, usualmente aislados exceptuando la punta), 2) trazos en un tablero con circuitos impresos, también aislados, y 3) tubos huecos llenos con un electrolito, como pipetas de vidrio llenas de solución de
cloruro de potasio u otra solución electrolítica. Las preparaciones principales incluyen 1) organismos vivos, 2) tejidos extirpados, 3) células disociadas de tejido extirpado, 4) tejidos y células desarrollados artificialmente, o 5) híbridos de los anteriores.
Si un electrodo es lo suficientemente pequeño (micrómetros) en diámetro, entonces el eletro-fisiologo puede insertar la punta en una sola célula. Esta configuración permite la observación directa y registro de la actividad eléctrica intracelular de una sola célula. Sin embargo, al mismo tiempo este procedimiento tan invasivo reduce la vida de la célula, y causa una fuga de sustancias a través de la membrana celular. La actividad intracelular también puede ser observada usando una pipeta de vidrio formada especialmente (hueca) que contenga un electrolito. En esta técnica, la punta de la pipeta es presionada contra la membrana celular, a la que se adhiere bien por la interacción entre el vidrio y los lípidos de la membrana. El electrolito dentro de la pipeta puede quedar en continuidad con el fluido del
citoplasma enviando un pulso de presión al electrolito con el fin de romper el pequeño parche de la membrana rodeado por el borde de la pipeta. Alternativamente, se puede establecer continuidad iónica por perforar el parche al permitir un agente exógeno “formador de poros” en el electrolito para insertarse en el parche de membrana. Finalmente, el parche se puede dejar intacto.
El electrofisiólogo puede escoger no insertar la punta dentro de una célula. En cambio, la punta del electrodo puede ser dejada en continuidad con el espacio extracelular. Si la puntilla es lo suficientemente pequeña, esta configuración puede permitir observación indirecta y registro de potenciales de acción de una sola célula, y es denominado registro de unidad-celular. Dependiendo de la preparación y ubicación precisa, una configuración extracelular puede recoger la actividad de varias células cercanas simultáneamente, y se denomina registro de multi-unidad
A medida que el tamaño del electrodo aumenta, el poder de resolución disminuye. Electrodos más grandes son solamente sensibles a la actividad neta de muchas células, denominado Potencial de Campo Local. Aun electrodos grandes, como las agujas sin aislamiento y electrodos de superficie son usados por cirujanos y neurofisiologos clínicos, estos electrodos son sensibles solamente a ciertos tipos de actividad sincrónica dentro de las poblaciones de células, enumeradas en millones. Otras técnicas clásicas de electrofisiología incluyen Registro de canal individual y Amperometría.
Técnicas ópticas electro fisiológicas[editar]
Las técnicas electro fisiológicas ópticas fueron creadas por científicos e ingenieros para sobreponerse a una de las principales limitaciones de las técnicas clásicas. Las técnicas clásicas permiten observación de la actividad eléctrica a aproximadamente un solo punto de todo el volumen del tejido. Esencialmente, las técnicas clásicas singularizar un fenómeno distribuido. El interés en la distribución espacial de la actividad bioeléctrica exige el desarrollo de moléculas capaces de emitir luz en función de su entorno eléctrica o química. Un ejemplo de estos son la tinción voltaje-sensitiva y las proteínas fluorescentes. Después de introducir uno o más de este tipo de compuestos en el tejido por perfusión, inyección o expresión génica, la distribución unidimensional o bidimensional de la actividad eléctrica puede ser observada y registrada.
Muchas lecturas electro fisiológicas particulares tienen nombres específicos:
Registro intracelular[editar]
Un
registro intracelular consiste en medir la tensión o la corriente a través de la membrana de una célula. Para realizar un registro intracelular, se debe insertar la punta de un microelectrodo muy fino dentro de la célula, de modo que se pueda medir el
potencial de membrana. Por lo general, el potencial de membrana en reposo de una célula sana estará entro los -60 y -80 mV, y durante un potencial de acción el potencial de membrana podría alcanzar los 40 mV. En 1963,
Alan Lloyd Hodgkin y
Andrew Fielding Huxley obtuvieron el
Premio Nobel de Fisiología o Medicina por su contribución a la comprensión de los mecanismos subyacentes a la generación de potenciales de acción en las neuronas. Sus experimentos consistían en registros intracelulares del
axón gigantedel calamar atlántico (
Loligo pealei), y estuvieron entre las primeras aplicaciones de la técnica de "fijación de voltaje". Hoy en día, la mayoría de microelectrodos utilizados para la grabación intracelular son micropipetas de vidrio, con un diámetro de punta de <1 micra, y una resistencia de varios MOhm. Las pipetas se llenan con una solución que tiene una composición iónica similar al líquido intracelular de la célula. Un alambre de plata clorurada insertado en la pipeta conecta el electrolito eléctricamente al amplificador y a un circuito de procesamiento de señales.
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¿Qué es y para qué sirve un Estudio Electrofisiológico?
Un Estudio Electrofisiológico es un procedimiento que permite estudiar las alteraciones del ritmo cardiaco (arritmias). Este estudio puede ser útil para pacientes con palpitaciones, taquicardias, mareos, pérdidas de conocimiento, episodios de muerte súbita recuperada, etc. En pacientes con taquicardias, éstas pueden provocarse durante la prueba para ver de qué tipo son, de dónde provienen y qué tratamiento es el más adecuado. En pacientes con pérdidas de conocimiento el Estudio Electrofisiológico puede ser útil para valorar si éstas pueden ser causadas por arritmias.
¿Cómo se realiza un Estudio Electrofisiológico?
Para realizar un Estudio Electrofisiológico se introducen uno o varios catéteres por punción en una vena femoral, en la ingle. Estos catéteres son cables eléctricos muy finos que se avanzan guiados por rayos x a través de las venas y se ubican en lugares concretos del corazón para estudiar su activación eléctrica en distintas circunstancias (durante ritmo normal, estimulación, taquicardia o tras la administración de determinados fármacos). En otros casos es necesario acceder directamente a las cámaras cardíacas izquierdas, para lo que hay acceder a través de la arteria femoral (ingle) o atravesar el tabique que separa la aurícula derecha de la izquierda (punción transeptal).
El procedimiento se hace habitualmente con anestesia local en la zona de punción. Durante el procedimiento el paciente está consciente y puede comunicarse con los médicos y enfermeras. Los Estudios Electrofisiológicos en niños o pacientes poco colaboradores también se hacen bajo anestesia general.
La duración aproximada del procedimiento es de 2 horas, aunque por la dificultad de algunos casos ésta puede llegar a ser superior.
Los pacientes normalmente pueden irse a casa el mismo día de un estudio electrofisiológico si no hay complicaciones ni otros motivos para seguir internado.
¿Qué molestias y riesgos tiene?
Las molestias habituales del procedimiento son las derivadas de las punciones, de las palpitaciones que se pueden producir durante el estudio y de la inmovilización que tiene que mantener durante el procedimiento y en las horas siguientes. Infrecuentemente (en 1 de cada 100 pacientes) se pueden producir, hematomas importantes, flebitis o trombosis en las zonas de punción. Excepcionalmente (en 1 de cada 1.000 pacientes) pueden ocurrir complicaciones mas graves que pongan en peligro la vida del enfermo como la perforación del corazón o una gran vena, la lesión de una arteria coronaria, embolias, arritmias o reacciones alérgicas relacionadas a los anestésicos locales o contrastes. Estas complicaciones también dependen de la experiencia del equipo médico.
Estudio electrofisiológico intracardíaco (EEFIC)
Estudio electrofisiológico intracardíaco (EEFIC) es un examen para observar qué tan bien están funcionando las señales eléctricas del corazón. Se emplea para buscar latidos cardíacos anormales o arritmias.
Se colocan electrodos en el corazón para hacer este examen. Estos electrodos miden la actividad eléctrica en dicho órgano.
El procedimiento se lleva a cabo en el laboratorio de un hospital. El personal incluirá un cardiólogo, técnicos y personal de enfermería.
Para realizar este estudio:
- Le limpiarán el área de la ingle y/o el cuello y le aplicarán un medicamento insensibilizador (anestesia) en la piel.
- El cardiólogo colocará luego varias vías intravenosas (llamadas vainas) en el área de la ingle o el cuello. Una vez que estas vías intravenosas estén en su lugar, se podrán pasar electrodos o alambres a través de las vainas hacia el cuerpo.
- El médico utiliza imágenes radiográficas en movimiento para guiar cuidadosamente el catéter hasta el corazón y colocar los electrodos en las áreas apropiadas.
- Los electrodos recogen las señales eléctricas del corazón.
- Las señales eléctricas de los electrodos se pueden emplear para hacer que el corazón se salte latidos o produzca un ritmo cardíaco anormal. Esto puede ayudar al médico a entender más acerca de lo que está causando un ritmo cardíaco anormal o en qué parte del corazón empieza dicho ritmo.
- También se pueden administrar medicamentos para el mismo propósito.
Otros procedimientos que también se pueden hacer durante el examen:
- Colocación de un marcapasos cardíaco
- Procedimiento para destruir áreas pequeñas del corazón que pueden estar causando problemas del ritmo cardíaco (lo cual se llama ablación por catéter)
Le solicitarán no comer ni beber durante 6 a 8 horas antes del examen.
Usted usará una bata hospitalaria. Asimismo, tiene que firmar una autorización para el procedimiento.
Su proveedor de atención médica le dirá con antelación si necesita hacer cambios en los medicamentos que toma habitualmente. NO deje de tomar ni cambie ningún medicamento sin consultarlo primero con su proveedor.
En la mayoría de los casos, le darán un sedante antes del procedimiento. El estudio puede durar desde 1 hasta varias horas. Es posible que usted no esté en condiciones de conducir hasta su casa después de esto, así que debe planear para que alguien lo lleve.
Usted estará despierto durante el examen. Puede sentir alguna molestia cuando le colocan la vía intravenosa en el brazo. También puede sentir algo de presión en el sitio cuando le introducen el catéter. Asimismo, es posible que sienta que el corazón se salta latidos o se acelera a veces.
Su proveedor puede solicitar este examen si usted tiene signos de un ritmo cardíaco anormal ( arritmia).
Usted puede necesitar que le hagan otros exámenes antes de realizarle este estudio.
Un estudio electrofisiológico se puede hacer para:
- Evaluar el funcionamiento del sistema eléctrico del corazón
- Identificar con precisión un ritmo cardíaco anormal (arritmia) conocido que está empezando en el corazón
- Decidir sobre la mejor terapia para un ritmo cardíaco anormal
- Determinar si usted está en riesgo de padecer episodios cardíacos futuros, especialmente muerte cardíaca súbita
- Ver si el medicamento está controlando un ritmo cardíaco anormal
- Ver si usted necesita un marcapasos o un desfibrilador cardioversor implantable (DCI)
Los resultados anormales pueden deberse a ritmos cardíacos anormales que son demasiado rápidos o lentos. Estos pueden incluir:
Puede haber otras causas que no estén en esta lista.
El proveedor debe encontrar la localización y el tipo de problema del ritmo cardíaco con el fin de determinar el tratamiento apropiado.
El procedimiento es muy seguro en la mayoría de los casos. Los riesgos posibles abarcan:
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