Bliksem in onze cellen
Het idee dat elektriciteit essentieel is voor het menselijk lichaam is verre van een recent concept. Sinds 1791 zijn er verschillende intrigerende ontdekkingen gedaan over bio-elektrische lading. Maar vreemd genoeg is het idee van de relevantie van elektriciteit voor de biologie altijd onderbelicht gebleven. Waar gaat het allemaal over?
De belofte van dier-elektriciteit
In 1791 maakte de Italiaanse arts Luigi Galvani zijn ontdekking wereldkundig van wat hij noemde ‘dier-elektriciteit’. Al meer dan een decennium experimenteerde Galvani met elektriciteit, met name de effecten op levend weefsel. Dit leidde hem tot de conclusie dat dieren hun eigen “aangeboren elektriciteit” hadden, afkomstig van de hersenen en gedistribueerd door het hele lichaam via het zenuwstelsel. Hij deed dit toen hij probeerde (en grotendeels faalde) de bewering te weerleggen dat de Italiaanse Italiaan Alessandro Volta het instrument had uitgevonden welke hij een pile noemde – vandaag de dag een elektrische batterij genaamd.
Ongeveer op hetzelfde moment ontwikkelde de Weense arts Franz Anton Mesmer zijn eigen theorieën over diermagnetisme. De kernbewering van Mesmer was dat alle lichamen een soort magnetische vloeistof bevatten. Het manipuleren van deze vloeistof zou de sleutel zijn tot het genezen van neurologische en psychische stoornissen. Hij zou zijn gemagnetiseerde (‘gebiologeerde’) proefpersonen misschien wel als marionetten kunnen laten dansen!
In 1803 bezocht Galvani’s neef Giovanni Aldini Londen om het concept van dierelektriciteit te verdedigen ten overstaan van Aldini’s tegenstanders. Bij één optreden heeft hij een onthoofde hond geëlektrificeerd, met de prins-regent in het publiek. Als hoogtepunt van zijn bezoek voerde hij galvanische experimenten uit aan het Royal College of Surgeons, op het lichaam van een man die net was opgehangen voor moord. Het was een gruwelijke aangelegenheid (‘De kaak van de overleden misdadiger begon te trillen, de aangrenzende spieren waren vreselijk verwrongen en één oog ging daadwerkelijk open.’) Aldini werd in de conservatieve pers beschimpt als de zoveelste hansworst die probeerde het publiek voor de gek te houden met het idee dat elektriciteit leven betekende. Maar Aldini had ook veel supporters, zelfs onder de relatief flegmatieke fellowship van de Royal Society. Hij werd feitelijk gesponsord door de Royal Humane Society gezien de geopperde mogelijkheid dat zijn experimenten een manier zouden kunnen bieden om verdronken zeilers nieuw leven in te blazen.
Algemeen wordt aangenomen dat Mary Shelley, beroemd om haar roman Frankenstein (1817), op de hoogte was en danig geïnspireerd was door Aldinis ervaringen. Shelleys genre-makende sciencefictionverhaal bevatte immers een dood lichaam dat tot leven kwam met behulp van elektrische stroom.
Twee eeuwen vooruitgespoeld
Sommige wetenschappers zijn van mening dat we binnenkort de elektrische eigenschappen van het lichaam kunnen profileren, zoals we in de afgelopen 20 jaar het menselijke genoom hebben geprofileerd: het menselijke ‘elektroom’ zullen we maar zeggen.
Het raakvlak tussen kwantumbiologie en moleculaire biologie is in ieder geval waarschijnlijk elektriciteit. Alle menselijke waarneming, nadenken en beweging wordt gecontroleerd door elektriciteit. Het idee dat elektriciteit en het menselijk lichaam een ongelukkig, Frankenstein-achtig huwelijk zijn, staat duidelijk op gespannen voet met de hedendaagse middelbare-schoolbiologie. Bio-elektriciteit lijkt de reden te zijn waardoor onze cellen onderling kunnen communiceren. Op dit model hebben we, onbewust, een wereldwijde communicatie-infrastructuur opgebouwd.
Voorbij sciencefiction
In wezen kan elk proces dat ons in leven houdt, worden herleid tot een elektrisch veld dat ergens in het lichaam is opgewekt. Je enige kans te bestaan als een samenhangend geheel is via de bemiddeling van elektromagnetische velden.
In zekere zin ben je zelf een groot elektrisch veld: een uitgebreid elektrisch veldencomplex dat je atomen bij elkaar houdt, waarbij delen van jou elektrische velden gebruiken om met andere delen van jou te praten. De elektrische lading van een enkele cel kan, zo blijkt uit berekeningen, 30 miljoen volt per meter bereiken. Dit is gelijk aan de sterkte van een bliksemschicht.
Bio-elektriciteit is niet het soort elektriciteit dat onze lampen en koelkasten laten werken. Dit laatste is gebaseerd op elektronen: stromende negatief geladen deeltjes. Het menselijk lichaam, inclusief de hersen, draait daarentegen op bewegingen van meestal positief geladen ionen van elementen zoals natrium, kalium en calcium. Dit is hoe alle signalen binnen de hersenen voortbewegen, sterker nog, tussen elk lichaamsdeel dat zich bezighoudt met taken van perceptie, beweging en cognitie.
We zijn opgeklommen van lugubere experimenten en vroeg-negentiende-eeuwse sciencefiction tot de overtuiging dat bio-elektriciteit de kern vormt van onze capaciteiten om na te denken, te communiceren en te kunnen voortbewegen. Het speelt dan ook een grote rol in hoe onze cellen elkaar vertellen dat de systemen waarin ze zich bevinden gezond zijn – en of ze wel gezond zijn.
