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| TEMAS | BIOLOGÍA | Du Bois-Reymond y el potencial de acción | |
A partir de la tercera década del siglo XIX, el recientemente inventado galvanómetro fue aplicado al estudio de varios problemas físicos y fisiológicos, entre los que estaban la actividad nerviosa y muscular. Varios investigadores entraron en escena después que Nobili, usando el galvanómetro astático que él mismo diseñó, anunció que el músculo genera corrientes eléctricas durante la contracción. Entre los nuevos actores en esta historia, destacó Emil Dubois-Reymond, quien descrubre lo que hoy conocemos como el potencial de acción. |
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Entre los nuevos investigadores en electrofisiología se destacó Cario Matteucci (1811-1865), Profesor de Física en Pisa y uno de los primeros ministros italianos de Instrucción Pública. Matteucci descubrió que un músculo lesionado, en reposo, se comporta como una fuente de corriente eléctrica. Matteucci fue un observador prolífico. Demostró que el nervio en una preparación neuro-muscular (esto es, un músculo unido a su nervio motor, tal como la preparación ciático-gastrocnemio de la rana), podía ser estimulado por otro músculo si ambos entran en contacto. Matteucci fue el primer fisiólogo que usó la contracción de un músculo unido a su nervio motor para detectar la estimulación, o excitación, del nervio. El músculo sirve como un indicador muy conveniente y barato de la actividad del nervio motor, por lo que este método fue empleado hasta avanzado el siglo XX para fines de investigación original, y es aún usado en demostraciones docentes. Si se coloca un electrodo sobre un extremo cortado del músculo y otro sobre la superficie intacta, se detecta una deflexión "galvanométrica"; esto es, una corriente eléctrica. Esta sería conocida posteriormente como la corriente de lesión, generada por un potencial de lesión. Los instrumentos de Matteucci fueron suficientemente sensitivos para detectar una disminución en la amplitud de esa corriente eléctrica durante la contracción tetánica (término que él introdujo) producida por estricnina. Esto fue una observación extraordinariamente importante, ya que esta disminución en la corriente de lesión es debida a los trenes de potenciales de acción producidos durante el tétano. Matteucci también notó que cuando se cerraba un circuito eléctrico estimulador, la excitación del nervio se originaba en la región donde se colocaba el cátodo (o electrodo negativo), mientras que cuando se abría el circuito era la región del ánodo (o electrodo positivo) la excitada. Además, también fue el primer electrofisiólogo que notó que los electrodos de estimulación se polarizaban (esto es, desarrollaban un potencial propio) después de haber pasado por ellos una corriente eléctrica. |
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| La investigación viaja a Alemania Alrededor de 1840, el centro de la investigación en electrofisiología se movió de Italia a Alemania, donde una floreciente escuela de fisiología había sido fundada por Johannes Müller (1801 -1858). Entre sus discípulos se incluyeron Emil Heinrich Du Bois-Reymond (1818-1896), Hermann von Helmholtz (1821-1894), Ernstvon Brücke (1819-1892) e Ivan Milkhailovich Sechenov (1829-1905). Es notable que aunque Müller no estaba muy interesado en la electricidad, y consideraba que sus efectos fisiológicos eran resultados, pero espurios, tuvo la visión de orientar a sus mejores discípulos hacia este nuevo campo. |
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Du Bois-Reymond En 1841, Emil Du Bois-Reymond recibió de Matteucci una copia de uno de sus primeros libros, Essai sur les Phénoménes Electriques des Animaux (publicado en París en 1840), junto con la sugerencia de que sería interesante confirmar y expandir el trabajo allí consignado. Du Bois-Reymond siguió el consejo de Müller en forma tan literal, que en noviembre del mismo año ya había publicado una nota preliminar sobre el tema, y hacia finales de la década publicaba su monumental trabajo Untersuchungen über thierische Elektrizitát, el primer volumen en 1848 y el segundo en 1849. |
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Du Bois-Reymond era un experimentalista excelente y tenía una gran habilidad para la instrumentación, por lo que no le tomó mucho tiempo repetir las observaciones de Matteucci sobre la corriente que fluye en un músculo lesionado, y a la que llamó "Muskelstrom". Usando la estimulación farádica -la corriente producida por un carrete de inducción- detectó que el "Muskelstrom" disminuía cuando se estimulaba el nervio motor, a lo que llamó una "variación negativa" o "corriente de acción" del músculo, usando el término negativo en un sentido algebraico más que eléctrico, para implicar que la amplitud de la corriente registrada disminuía. Du Bois-Reymond fue aún más lejos. Estudiando con su sensible galvanómetro nervios aislados, descubrió en 1845 la existencia de cambios electromotrices en el tejido nervioso, similares a los observados en el músculo. Observó que si los electrodos del galvanómetro eran aplicados sobre la superficie del nervio, alejados de los extremos cortados, esta superficie era equipotencial. Sin embargo, si uno de los electrodos era colocado cerca del extremo cortado mientras que el otro estaba alejado, el electrodo cercano al extremo cortado era negativo con respecto al otro. También encontró que cualquier lesión producida por calor o compresión sobre una región previamente intacta del nervio lo hada negativo con respecto a las regiones aún intactas. Ya que estas corrientes eran registradas en nervios en ausencia de estimulación, fueron llamadas corrientes de reposo. Usando la terminología contemporánea, estas serian descritas como las corrientes de lesión producidas por el potencial de reposo de las fibras nerviosas que se descargan a través de la región dañada de la membrana excitable del nervio. La ''corriente de acción'' Du Bois-Reymond pudo demostrar también que un nervio estimulado sufre una variación negativa, similar a la observada en el músculo. Con esto, descubrió el impulso nervioso o potencial de acción y afirmó, con razón, que había demostrado la identidad entre el "principio nervioso" y la electricidad: "'Si no me engaño completamente, he conseguido encontrar (aunque bajo un aspecto ligeramente diferente) el sueño centenario de físicos y fisiólogos, de observar, la identidad' entre el principio nervioso y la electricidad". |
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