bioelektrische

Bioelektrische verschijnselen verwijzen naar de elektrische eigenschappen en signalering in levende organismen. Ze ontstaan door de beweging van ionen over celmembranen en door de werking van ionkanalen, pompen en buffers. Centrale begrippen zijn het membraanpotentiaal, rustpotentiaal en actiepotentiaal, die samen de basis vormen voor excitable cellen zoals zenuwcellen en spieren.

Het rustpotentiaal ontstaat uit iongradienten die door selectieve permeabiliteit van de membraan worden gehandhaafd, mede door Na+/K+-pompen. Bij prikkeling openen specifieke ionkanalen en stroomt er ionen, wat leidt tot een tijdelijk verandering van het membraanpotentiaal. Als drempelwaarde wordt overschreden, volgt een actiepotentiaal: een snelle depolarisatie en daaropvolgende repolarisatie, waarmee elektrische signalen langs cellen en weefsels worden doorgegeven.

Bioelelectrische signalen zijn niet beperkt tot zenuwen en spieren. Ook planten en weefsels gebruiken elektrische signalen voor communicatie en regulatie. Bovendien kunnen patronen van membraanpotentiaal en elektrische velden invloed hebben op ontwikkeling en regeneratie via spanningsgestuurde signaalroutes en genexpressie.

Methoden om bioelelectrische fenomenen te bestuderen omvatten elektrofysiologie, patch-clamptechniek, en multi-elektrode- of micro-elektrode-arrays. Niet-invasieve metingen zoals EEG, ECG en EMG registreren elektrische activiteit in organen of het menselijk lichaam. Bio-elektrische impedantieanalyse (BIA) wordt gebruikt bij beoordeling van lichaamssamenstelling en weefselintegriteit.

Toepassingen van bioelektrische kennis omvatten neuromodulatie (diepe hersenstimulatie, TMS), cardiogene elektrische therapieën zoals pacemakers en defibrillatie, en elektrische stimulatiemethoden voor pijnbestrijding. Daarnaast wordt bioelektrische signalering onderzocht voor wondgenezing, weefselregeneratie en embryonale patroonvorming.