COMPRENDAMOS

El comportamiento celular se ha estudiado de manera extensa desde el punto de vista molecular, pero recientemente se ha observado que la geometría y las leyes de la física tienen un papel fundamental en el comportamiento celular (Kanda y col., 2004).En los vasos sanguíneos la capa de células endoteliales (CE) se encuentra constantemente expuesta a la presión, estiramiento, y las fuerzas fricciónales asociadas con el flujo sanguíneo (Zhang y Robinson, 2005). Actualmente, sabemos que las prótesis arteriales de pequeñas dimensiones tienen una vida media limitada a 8 años, esto como consecuencia de la formación de trombos que son el resultado de los cambios de velocidad del flujo sanguíneo. Este último juega un papel central en el daño de las CE, sobre todo, en los estadios tempranos de la ateroesclerosis (Barakat y col., 2006).

¿Qué es el endotelio?
El endotelio es la red vascular que recubre el cuerpo humano, es de alrededor de 5,000 m2 (la superficie de un estadio de fútbol americano); la masa del endotelio esta estimada entre 3,5 y 4 kg.  El endotelio esta constituido de una capa  de células (endoteliales) que tapizan las arterias, venas y capilares.

¿Qué es una célula endotelial?
La célula endotelial es un tipo de célula aplanada que recubre el interior de los vasos sanguíneos y sobre todo de capilares (Figura. 1). Las células endoteliales tienen varias funciones, entre las que figuran las siguientes: (A) forman una superficie lisa que facilita el flujo de la sangre y evita la adherencia de las células sanguíneas (plaquetas, eritrocitos, etc.); (B) forman una barrera de permeabilidad para el intercambio de nutrientes entre la sangre y las células de los tejidos; (C) regulan la formación de los vasos sanguíneos y la remodelación vascular; y (D) producen factores de crecimiento en respuesta al daño vascular (Fijiwara y col, 2004).



Figura 1. Fotografía de células endoteliales con su representación gráfica (parte superior derecha).

¿Qué es la ateroesclerosis?
Es una lesión de la pared de un vaso sanguíneo (lesión endotelial) caracterizada por el depósito de grasas y formación de una placa (ateroma), que condiciona una reducción progresiva de la luz del vaso sanguíneo (estenosis), dando como resultado una disminución de la sangre que va a las células de los tejidos. Además las paredes de los vasos sanguíneos se engrosan y pierden elasticidad (esclerosis).
La ateroesclerosis no tiene límite de edad. Se puede encontrar en los recién nacidos, pero es en los adultos y los ancianos donde adquiere su mayor expresión clínica. Se puede afirmar que la ateroesclerosis es independiente del envejecimiento normal, pero habitualmente se acompañan.

Causas de la ateroesclerosis
Existen diferentes factores de riesgo que se relacionan con la ateroesclerosis:

•     Sexo masculino
•     Antecedentes familiares de enfermedad del corazón
•     Fumar más de 5 cigarrillos por día
•     Hipertensión
•     Diabetes Mellitus
•     Elevación de las grasas en sangre (hiperlipidemia)
•     Sobrepeso mayor del 30%
•     Historia personal de insuficiencia vascular en las piernas o en el cerebro.

 
 

¿Cuál es el cuadro clínico de la ateroesclerosis?
Se trata de una enfermedad silenciosa, es decir por lo general no presenta síntomas. Los signos y síntomas suelen estar relacionados con otras enfermedades como la hipertensión, angina de pecho y el infarto de miocardio.  Por lo anterior, se recomienda que las personas incluidas en los factores de riesgo expuestos con cierta frecuencia se realicen análisis de laboratorio como la química sanguínea, en la que se incluya la valoración  de las diferentes grasas (colesterol, triglicéridos y lipoproteínas).
La única forma para diagnosticar de forma exacta la ateroesclerosis es mediante una angiografía, es decir el estudio del interior de las arterias.

¿Cuál es el tratamiento?
Es a través de una dieta balanceada, el ejercicio y diferentes medicamentos para controlar los niveles de colesterol en la sangre.
El tratamiento directo sobre la lesión se hace mediante la dilatación de la arteria (angioplastía) y /o la implantación de prótesis.

¿Podemos prevenir la ateroesclerosis?
 Sí, la prevención se basa en:

•     Tener una dieta equilibrada
•     Hacer ejercicio
•     No fumar

 



Figura 2. Células endoteliales sometidas a flujo con su expresión matemática.


Figura 3. Representación de la reparación del endotelio lesionado (lesiones en verde).



Conclusiones y perspectivas
La célula es una figura geométrica y la vida depende de las leyes de la probabilidad, cada célula tiene que comunicarse por medio de una compleja red matemática, que ellas mismas crearon, por lo que creemos que las células utilizan también un lenguaje vectorial o matemático (Figura 2).
Nuestro Laboratorio de Neurociencias y Biotecnología de la Escuela de Medicina de la Universidad Panamericana en colaboración con el Ingeniero Físico Louis Gagné de la Unidad de Biotecnología y Bioingeniería del Centro de Investigación del Hospital San Francisco de Asís de la Universidad Laval de Québec, Canadá, estamos construyendo un nuevo sistema de flujo y un nuevo procedimiento, para el análisis del comportamiento geométrico de las células endoteliales. Al comprender el lenguaje matemático utilizado por las células endoteliales sometidas a flujo, será posible: (1) identificar la expresión geométrica de las células sometidas a estrés, (2) demostrar que las diferentes expresiones matemáticas tienen su traducción molecular, y (3) determinar el código matemático de las células sometidas a flujo. Con estos datos estamos convencidos que tendremos la información molecular y matemática suficiente para identificar el lenguaje utilizado por las células endoteliales sometidas a flujo, con la finalidad de detectar en una simple imagen si la célula esta en estado óptimo o en sufrimiento, y de esta manera reparar el daño (Figura 3). Estamos convencidos que el lenguaje matemático de la célula será utilizado en un futuro próximo, como un índice diagnóstico,  pronostico y terapéutico.