El conocimiento de la composición corporal se ha convertido como una herramienta diagnóstica clave en diversas condiciones clínicas. La estimación precisa de la distribución de los distintos compartimentos corporales permite una evaluación más integral del estado nutricional e hídrico del paciente, lo cual resulta fundamental para un abordaje terapéutico adecuado.
En la actualidad, existen diversos métodos para estimar la composición corporal, entre los que destaca la bioimpedancia eléctrica (BIA) por su carácter no invasivo, accesible y de fácil aplicación. Tradicionalmente, la BIA se ha realizado utilizando una corriente alterna de una sola frecuencia, comúnmente 50 kHz.
No obstante, la bioimpedancia espectroscópica (BIS) representa una evolución metodológica al emplear múltiples frecuencias, que van desde los 5 hasta los 1000 kHz. Este enfoque permite no solo estimar el agua corporal total, sino también diferenciar su distribución entre los compartimentos intracelular y extracelular, basándose en principios teóricos más sólidos y ofreciendo una mayor precisión diagnóstica. Así, la BIS se consolida como una técnica no invasiva, precisa y con amplias aplicaciones en el ámbito clínico.
La bioimpedancia (BIA)
Desde el punto de vista eléctrico, la impedancia es la oposición al paso de una corriente alterna y, por lo tanto, depende de la frecuencia de dicha corriente. En el contexto biológico, la bioimpedancia es una magnitud compleja compuesta por dos componentes principales: la resistencia (R), relacionada con el contenido total de agua corporal, y la reactancia (Xc), originada por la capacitancia de las membranas celulares. La capacitancia se define como la capacidad de un objeto no conductor para almacenar cargas eléctricas, y se calcula como la relación entre la variación del voltaje a través del objeto y la corriente que lo atraviesa.
La estimación de la composición corporal mediante bioimpedancia se basa principalmente en la medición de la resistencia, la cual permite inferir el volumen conductor del cuerpo. Este volumen está constituido principalmente por la masa libre de grasa (MLG), que incluye líquidos corporales y tejidos con alta conductividad, gracias a la presencia de electrolitos disueltos. En contraste, la masa grasa se considera eléctricamente no conductora. Diversos estudios han demostrado que el principal componente de la masa libre de grasa es el agua corporal total (ACT), que representa aproximadamente el 73.2% en sujetos con un estado de hidratación normal.
Para fines de medición, el cuerpo humano se segmenta convencionalmente en cinco partes no homogéneas: dos extremidades superiores, dos extremidades inferiores y el tronco. Esta segmentación permite un análisis más detallado de la distribución de los distintos compartimentos corporales, diferenciando entre masa grasa y masa libre de grasa. Esta última incluye tanto la masa ósea como la masa celular corporal, compuesta por proteínas y el agua corporal total, la cual se subdivide a su vez en líquido intracelular (LIC) y líquido extracelular (LEC).
Pero... ¿Qué es la bioimpedancia espectroscópica?
En términos generales, la medición de la bioimpedancia puede realizarse tanto a nivel corporal total como segmentado, utilizando análisis de espectroscopía de frecuencia única o múltiple. Por ejemplo, el análisis basado en una sola frecuencia eléctrica, comúnmente de 50 kHz, se conoce como bioimpedancia de frecuencia única (SF-BIA). Esta técnica ha sido una de las más utilizadas y permite estimar compartimentos corporales basándose en la relación inversa entre la impedancia medida y el volumen de agua corporal total (ACT), que constituye la vía conductora para el paso de la corriente.
Por su parte, el análisis de los datos de bioimpedancia mediante un amplio rango de frecuencias se denomina Bioimpedancia Espectroscópica (BIS). Este método se fundamenta en la estimación de dos parámetros clave: la resistencia a frecuencia cero (R0), que se asocia al volumen de líquido extracelular, y la resistencia a frecuencia infinita (R∞), que corresponde al agua corporal total. La aplicación de múltiples frecuencias —desde 5 hasta 1000 kHz— permite obtener una visión más detallada de la distribución de los líquidos corporales.
La clave de esta técnica radica en cómo el cuerpo responde a distintas frecuencias eléctricas. A bajas frecuencias, la corriente no atraviesa las membranas celulares debido al efecto capacitivo de estas, por lo que el flujo se limita al espacio extracelular. A frecuencias más altas (por ejemplo, superiores a 200 kHz), la corriente logra penetrar las membranas celulares, circulando tanto por el compartimento extracelular como por el intracelular. Esto permite estimar con mayor precisión el agua corporal total, y al sustraer el volumen extracelular, se obtiene el volumen de agua intracelular.
Usos y aplicaciones de la BIS
La Bioimpedancia Espectroscópica (BIS) tiene una amplia variedad de aplicaciones en el ámbito médico y de la salud. Un ejemplo destacado es la cardiografía por impedancia, que permite monitorear la actividad cardíaca. A diferencia de la electrocardiografía, que refleja la actividad eléctrica del corazón, la cardiografía por impedancia evalúa la actividad de bombeo del corazón, proporcionando información adicional sobre su función.
Otra aplicación importante de la BIS es en el diagnóstico de patologías, incluida la detección temprana de cáncer. Aunque el espectro de impedancia de los tejidos puede variar entre pacientes, se puede comparar el espectro de impedancia de órganos pareados, uno sano y el otro patológico, para identificar diferencias significativas.
Por ejemplo, los tejidos cancerosos suelen tener una resistencia menor en comparación con los tejidos normales. Este fenómeno ha sido aprovechado en la detección temprana de cáncer de mama, utilizando el análisis de la impedancia como una herramienta diagnóstica. De manera similar, las diferencias en la impedancia entre tejidos sanos y patológicos también se aplican en la detección de cáncer de piel.
Estas técnicas de diagnóstico se realizan mediante el uso de un sensor multielectrodo, que permite medir la impedancia de dos áreas de la piel en vivo: una área de interés, que podría contener un tumor, y una zona saludable circundante. Según estudios recientes, la detección de cáncer de piel basada en impedancia facilita la diferenciación entre zonas sanas y patológicas, abriendo nuevas perspectivas para el monitoreo y diagnóstico en oncología.
La implementación de esta tecnología en la práctica médica podría transformar la forma en que se aborda el cuidado de la salud, proporcionando herramientas más precisas y eficaces para el manejo de los pacientes.
Bibliografía
- Naranjo-Hernández D, Reina-Tosina J, Roa LM, Barbarov-Rostán G, Aresté-Fosalba N, Lara-Ruiz A, Cejudo-Ramos P, Ortega-Ruiz F. Smart bioimpedance spectroscopy device for body composition estimation. Sensors (Basel). 2019;20(1):70. doi: 10.3390/s20010070
- Schoeller D. Bioelectrical impedance analysis: What does it measure? Ann N Y Acad Sci. 2000;904:159–162. doi: 10.1111/j.1749-6632.2000.tb06441.x
- Kyle U, Bosaeus I, De Lorenzo A, Deurenberg P, Elia M, Gómez J, et al. Bioelectrical impedance analysis–part I: review of principles and methods. Clin Nutr. 2004 Oct;23(5):1226–43. doi: 10.1016/j.clnu.2004.06.004
- Daniil D, Ekaterina A, Anna A, Sergei V, Anton E, Dmitrii M, et al. Bio-impedance spectroscopy: Basis and applications [Internet]. 2020. Available from: https://arxiv.org/abs/2005.03275
- Khalil S, Mohktar M, Ibrahim F. The theory and fundamentals of bioimpedance analysis in clinical status monitoring and diagnosis of diseases. Sensors (Basel). 2014 Jun;14(6):10895–928. doi: 10.3390/s140610895