Las bacterias de nuestro estómago también pueden producir electricidad

Nuestras tripas están repletas de microorganismos. La microbiota intestinal contiene muchas especies, algunas de las cuales son beneficiosas y otras pueden resultar perjudiciales. Un reciente estudio ha sacado a la luz un interesante secreto, muy bien escondido por estas bacterias: son capaces de producir electricidad.

Esto afecta a un número enorme de especies y familias de microbios, muchas de las cuales jamás habríamos imaginado. Pero, ¿cuáles son las implicaciones para nuestra salud? ¿Y para el avance científico? Puede que estemos ante la pieza central de las nuevas biopilas.

Minicentrales eléctricas en tu intestino

Ya sabíamos que existen varios grupos bacterianos capaces de producir electricidad viviendo en lagos, minas y otros ambientes que resultan extremos. Pero, hasta la fecha, no imaginábamos que muchas de las bacterias con las que convivimos todos los días también son capaces de hacerlo.

Un reciente estudio publicado por la Universidad de California, Berkeley, dice haber demostrado que especies como Listeria monocytogenes, causante de la listeriosis, Clostridium perfringens, responsable de la gangrena, Enterococcus faecalis, a la que le debemos ciertas gastroenteritis, o los lactobacilos, que forman parte de la biota protectora, también pueden hacerlo.

Estos microorganismos pertenecen a lo que se llama inadecuadamente como "flora intestinal". Según la investigación, estos organismos son capaces de producir electricidad por un mecanismo completamente distinto a los descritos hasta la fecha. El descubrimiento tiene interés por dos cuestiones fundamentales.

La primera es que podría suponer un avance en el conocimiento sobre la interacción de estas bacterias y seres humanos. La segunda es que estos microorganismos, muy abundantes, podrían ser la pieza esencial para crear biopilas, es decir, baterías confeccionadas con microorganismos.

Respirando metal

¿Cómo funciona el mecanismo que convierte a una bacteria en una pequeña pila biológica? Estos microorganismos generan electricidad por la misma razón por la que respiramos oxígeno: para eliminar los electrones producidos durante el metabolismo de la respiración, obteniendo energía para poder vivir.

Mientras que los animales y las plantas transfieren estos electrones al oxígeno, dentro de las mitocondrias de cada célula, las bacterias en ambientes sin oxígeno producen un proceso llamado fermentación. En la fermentación se emplean otras sustancias como "aceptores de electrones", es decir, donde acaba el electrón arrancado en el proceso generado para obtener energía.

Esto mismo ocurre en el fondo de una mina o un lago, pero también en nuestro intestino, donde el ambiente es principalmente anaerobio, sin oxígeno. En los ambientes metálicos, las bacterias "respiran" metal, en cierto sentido, ya que transmiten estos electrones a esta sustancia en un proceso especial, distinto a lo que ocurre en nuestras células, aunque esencialmente parecido.

La diferencia esencial es que este traspaso de electrones se realiza de manera extracelular, con los átomos metálicos externos. Esto provoca una corriente eléctrica. Algo muy similar ocurre con nuestra biota intestinal, solo que es más simple: las bacterias usan la flavina, una molécula derivada de la vitamina B12, para deshacerse de estos electrones.

Esto solo ocurre con bacterias gram positivas, es decir, bacterias que solo poseen una pared celular (y que son uno de los grandes grupos de procariotas). Y, según explican los investigadores, esto podría deberse a que es más fácil para estas bacterias traspasar un electrón cuando hay poca disponibilidad de oxígeno u otra sustancia que sirva como aceptora de electrones en la fermentación.

Del sabor del chuchrut a las biopilas

Según el estudio, estas bacterias son capaces de producir unos 100.000 electrones por segundo y bacteria. Esta cifra es equiparable al resto de microorganismos electrogeneradores conocidos. Más importante aún, esto supone una corriente eléctrica que, aunque es sutil, podría suponer una diferencia en muchísimos procesos. Por ejemplo, en los procesos de fermentación, como la creación del chucrut o el yogur, ¿qué papel juega?

Es decir, estos electrones terminan en algún sitio, cambiando su carga. ¿Y si estos suponen un cambio esencial en la producción de estos alimentos? Esta corriente podría jugar un papel esencial, por ejemplo, en la forma que tienen estas bacterias a la hora de interactuar con otras, o con nuestras células. Por tanto, aquí se abre una nueva e interesante puerta de estudio sobre estos microorganismos, especialmente ahora que la atención se centra en nuestro microbioma.

Por otro lado, el hecho de que este tipo de bacterias produzcan una corriente medible y en condiciones adecuadas nos brinda otra interesante oportunidad: construir biopilas. Las pilas de origen biológico son uno de los proyectos más innovadores en producción energética, aunque ahora mismo está todavía en sus primeros momentos de vida.

Este tipo de baterías utilizan los mecanismos metabólicos biológicos para producir una corriente de electrones. Aunque las hay de todo tipo, el poder utilizar un biorreactor lleno de células que regulan su entorno y mantienen una población supone un avance muy interesante en la concepción de un generador de energía limpio y prácticamente ilimitado.

Otro de los puntos buenos, señalan los investigadores, es que ya conocemos a muchas de estas bacterias y, además, tenemos un gran control sobre biorreactores para mantener poblaciones controladas de estas. Así, solo nos faltaría adaptar nuestro conocimiento para poder construir una batería a partir de una masa prácticamente perenne de estas bacterias.