Introducción a la Impedancia bioeléctrica

La impedancia bioeléctrica es una técnica utilizada para medir la composición corporal, basada en la capacidad que tiene el organismo para conducir una corriente eléctrica.

La impedancia es la oposición de un conductor al flujo de una corriente alterna y la medida de la misma está compuesta por dos vectores, resistencia y reactancia. (Chumlea & Guo, 1994).

Estos parámetros físicos (resistencia y reactancia) dependen del contenido en agua y de la conducción iónica en el organismo. Son definidos de la siguiente forma: Resistencia (R), es la oposición del tejido al pase de la corriente (físicamente, la oposición de un conductor al paso de la corriente alterna) y Reactancia (Xc), es el otro efecto negativo sobre la conducción eléctrica y está descrito por el comportamiento como condensador de la membrana celular y depende de la frecuencia de la señal.

Fueron Nyober y colaboradores (1943) quienes demostraron que los volúmenes biológicos se podían relacionar con la Impedancia (Z). Matemáticamente la Impedancia se expresa como: Z=(R2 +Xc2)2. Donde Z= Impedancia; R= resistencia; Xc= reactancia.

Tal conductividad eléctrica es mayor en el tejido magro, respecto al tejido adiposo, ya que el primero contiene prácticamente casi todo el agua y los electrólitos del cuerpo. En consecuencia, es sobre la masa magra que es posible medir la impedancia a partir del agua. La conductividad de componentes como la sangre o la orina es alta, la del músculo intermedia y la de huesos, grasa o aire es baja.

Existe una menor resistencia al flujo de la corriente en regiones con una gran área transversal, como el tronco, mientras que la resistencia es mayor en zonas con menor área transversal, como los brazos.

La reactancia varía dependiendo de la frecuencia, a valores muy altos o muy bajos es prácticamente nula. A frecuencias intermedias la transformación angular de la relación entre reactancia y resistencia (arc tang Xc/R) se denomina ángulo de fase.

La reactancia se asocia con diversos tipos de polarización (separación de cargas o gradientes electroquímicos) que son producidos por membranas celulares y por interfases celulares. La reactancia hace que la corriente administrada se mantenga por debajo del voltaje y crea una fase que se representa geométricamente como el ángulo de fase (O) o el arco tangente de la relación Xc/R.

Las relaciones geométricas entre impedancia, resistencia, reactancia ángulo de fase dependen de la frecuencia de la corriente administrada. A bajas frecuencias, la reactancia o efecto condensador de las membranas celulares es muy grande para permitir la conducción de la corriente a dentro de la célula. Como resultado la corriente es conducida sólo a través de los fluidos y electrolitos que bañan las células y órganos y en el espacio vascular.

Cuando aumenta la señal de la frecuencia, la corriente penetra las membranas celulares produciendo un incremento de la reactancia, una disminución de la resistencia y un incremento del ángulo de fase (Lukaski, 1996). El efecto condensador llega a su pico máximo con el máximo valor de reactancia, pero a medida que la frecuencia continúa aumentando el efecto condensador se reduce y la reactancia disminuye (Chumlea & Guo, 1994).

Algunos investigadores han reportado que cuando la frecuencia es baja o igual a 1 kHz (ó < 10 kHz) la corriente no atraviesa la membrana celular y por tanto la resistencia obtenida es relativa sólo a la ME (Masa Extracelular). En cambio a 50‑100 kHz si atraviesa la membrana y determina los compartimientos extra e intracelular equivalentes al ACT (agua corporal total), lo cual permite determinar MCT (Masa Celular Total) y MI (Masa Intracelular) (Deurenberg, 1992). Generalmente se utiliza una intensidad de corriente de 800 µA.

Para conocer la composición corporal, la estimación de la resistencia del cuerpo al paso de la corriente eléctrica debe transformarse. El principio básico es que la impedancia de un sistema geométrico depende de la longitud y configuración del conductor, de su área transversal y de la frecuencia de la señal. Para ello se considera que el cuerpo humano es como un cilindro.

La impedancia corporal Z será igual a rL/A, donde r es una constante que depende de la resistividad del conductor, L es la longitud y A el área. Por tanto Z= rL/A lo cual se transforma (multiplicando por L/L el lado derecho de la ecuación) en Z = rL2/V, donde V es el volumen del conductor. Finalmente tenemos V= rL2/Z (Chumlea y Guo, 1994).

Como la magnitud de la reactancia es pequeña en relación con la resistencia y la resistencia es un mejor predictor de la impedancia que la reactancia, el volumen también puede ser expresado como V= rL2/R (Lukaski, 1987).

Por otro lado, en la practica se estima que ACT = a Ht2/Z + c, donde a y c son dos constantes y Ht es la altura del individuo. El valor de las constantes se obtiene calibrando los valores de AIC con los medidos por otra técnica (isótopos, densitometría, etc.).

Una vez que se conoce el Agua Corporal Total (ACT) se calcula la Masa Libre de Grasa (MLG), asumiendo que ésta tiene un grado de hidratación constante (73,2%) y que la hidratación del tejido adiposo es mínima, utilizando el modelo de dos compartimientos (Masa Libre de Grasa y Masa Grasa) restando la MLG del peso corporal total se obtiene la MG (Masa Grasa).

Actualmente, existen numerosas fórmulas o ecuaciones propuestas por algunos autores (Houtkooper et al., 1996; Deurenberg et al., 1991; Segal, 198; Lukasky & Bolonchuk, 1988), a través de las cuales se pueden calcular los diferentes compartimientos con la ayuda de otras variables como pueden ser el sexo, edad, medidas de circunferencia, etc.

Para establecer estas ecuaciones, se escoge una muestra de una población, se calcula la impedancia y se realiza el análisis de composición corporal mediante una técnica que se considera el estándar de referencia (densitometría hidrostática, activación de neutrones, isótopos, etc.).

Se ha demostrado que el análisis de impedancia bioeléctrica puede producir errores en la estimación del ACT y de la MLG de 2‑ 4% en sujetos sanos.

Para mejorar la precisión es necesario medir la estatura y el peso del individuo bajo condiciones estandarizadas (normas internacionales), así como también, se deben tomar en consideración una serie de factores que pueden modificar el contenido y distribución del agua corporal y aumentar consecuentemente los errores en las estimaciones de los distintos compartimientos corporales.

Dentro de estos factores se han señalado, por distintos investigadores, la ingesta de líquidos, alimentos o alcohol, realización de ejercicios físicos en horas previas al análisis, la presencia de procesos febriles, deshidratación o edema y los períodos menstruales (Kushner et al., 1996).

Igualmente, existen otros factores relacionados con la aplicación de la técnica, que también se deben considerar, como son la ubicación de los electrodos, la posición del sujeto, la presencia de objetos metálicos, limpieza de la superficie o piel donde se colocaran los electrodos, etc.