“En el torrente sanguíneo hay caos, pero no anarquía ni aleatoriedad”. Esta afirmación de Ricardo Armentano, Decano de la Facultad de Ingeniería, Ciencias Exactas y Naturales, de la Universidad de Favaloro (Argentina), explica por qué las técnicas fractales y la teoría del caos contribuyen a crear sistemas de detección precoz para las enfermedades cardiovasculares. El modo en que la ingeniería cardiovascular puede ayudar a la medicina a mejorar en sus diagnósticos y a comprender el funcionamiento de ese sistema ha centrado la conferencia impartida por este experto en el Centro de Tecnología Biomédica de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM). Hablamos con él sobre esta ponencia y sobre los resultados de sus investigaciones.
Pregunta: ¿En qué consiste la naturaleza fractal del sistema cardiovascular?
Respuesta: La forma en que se las arregla el organismo para controlar la presión de la sangre en las arterias está entre los fenómenos más complejos de la naturaleza. La red arterial se ramifica en millones de vasos que se subdividen hasta su mínima expresión, de modo que cada célula recibe la cantidad exacta de nutrientes que necesita para sus funciones vitales en tiempo y forma. El ritmo circadiano, la respiración o los ciclos cardíacos le marcan al organismo una periodicidad y lo organizan en el tiempo, pero esa periodicidad no es exactamente una regularidad. En el torrente sanguíneo hay caos, pero no anarquía ni aleatoriedad. Las aceleraciones del ritmo y las fuerzas que despliega el organismo para contrarrestarlos en tiempo real, sea en la cabeza o en las puntas de los pies, se manifiestan en el flujo arterial como accidentes en la forma de onda, ruidos, quejas y caprichos de la señal.
P: ¿Cómo influye la naturaleza fractal del sistema cardiovascular en nuestra capacidad para detectar de manera precoz las enfermedades?
R: En la Antigüedad, antes incluso de que los médicos de Oriente y de Occidente hubieran tomado caminos tan dispares entre sí, los médicos chinos intentaron traducir esas herméticas señales dadas por la vida que fluía a un lenguaje con el que pudieran diagnosticar y tratar a los enfermos. Aquello que goza de plena salud es por lo general más complejo que lo que está enfermo. Hoy disponemos de métodos de diagnóstico de alta tecnología y en base a esto estamos buscando marcadores precoces de muchas enfermedades no transmisibles.
Lo que ha sorprendido a los médicos es que con estas técnicas fractales y con la Teoría del Caos sea posible encontrar marcadores precoces de enfermedad de manera muy sencilla, porque las herramientas miden la complejidad biológica y permiten ver cuándo nos estamos alejando de ella. La geometría de la enfermedad es más euclidiana –con sus rectas y sus curvas, propias del mundo de lo ideal– y menos fractal, menos propensa a adquirir las trabajosas formas como simetrías, arabescos infinitesimales y otros caprichos que sí que desarrolla la materia viva.
P: Sus trabajos se han centrado en el estudio a través de modelos de laboratorio de cómo la pobreza, la mal nutrición o el ambiente pueden aumentar nuestra propensión a padecer enfermedades cardiovasculares. ¿Cuáles han sido las conclusiones más relevantes a las que ha llegado?
R: La salud y la enfermedad son un fenómeno biopsicosocial en el que intervienen factores biológicos, sociales, ambientales, psíquicos, sanitarios, etc., demasiado heterogéneos como para encajarlos en una sola ecuación de tipo determinista y establecer, por ejemplo, las causas de una enfermedad crónica. Por otro lado es bien conocido que hay una fuerte correlación entre el ingreso de un individuo y su riesgo cardiovascular debido entre otras cosas a la mala alimentación. Nosotros decimos que nuestro abordaje va desde la célula hasta el banco donde está sentado el paciente tratando de desarrollar tecnología de bajo coste y aplicable a gran escala para la detección precoz de las enfermedades cardiovasculares. En los países en vías de desarrollo es muy importante llegar a medir a los niños en las escuelas y usar la conectividad a internet para evaluar todo el grupo familiar. Nuestro análisis se aplica sistemáticamente a los estudiantes universitarios y a sus familiares más cercanos.
P: ¿Cómo contribuyen disciplinas como la física, las matemáticas o las ingenierías al estudio de las enfermedades cardiovasculares?
R: La Ingeniería Cardiovascular integra elementos de la biología, la ingeniería eléctrica, la ingeniería mecánica, las matemáticas y la física con el fin de describir y comprender al sistema cardiovascular. Su objetivo es desarrollar, comprobar y validar una interpretación predictiva y cuantitativa del sistema cardiovascular en un adecuado nivel de detalle, y aplicar conceptos resultantes hacia la solución de diversas patologías. La dinámica del sistema cardiovascular caracteriza al corazón y al sistema vascular como un todo, y comprende la física del sistema circulatorio incluyendo el continente (las paredes arteriales) y el contenido (sangre), así como la interrelación entre ambos. La pared arterial y la sangre contienen la información esencial sobre el estado fisiológico del sistema circulatorio completo, en tanto que la interdependencia de estos componentes está relacionada con procesos complejos que podrían explicar la formación de lesiones en la pared vascular, tales como las placas de ateroma, o el aumento en la rigidez de la pared como está descripto en la hipertensión arterial
P: ¿Qué le ha impulsado a dar esta conferencia en la UPM? ¿Cuál es su vinculación con el CTB y qué representa para usted explicar a sus investigadores los resultados de su trabajo?
R: Es el fruto de casi una década de cooperación entre la UPM y la Universidad Favaloro de Buenos Aires, que incluye el intercambio de profesores y alumnos a través de dos Redes de colaboración. En la actualidad hay grandes líneas de trabajo como la biomecánica, los biosensores y la telemedicina que podrían tener al CTB como la nave insignia de la investigación y el desarrollo. Además, exponer nuestras ideas en un foro de colegas con un alto nivel de conocimiento un desafío y un ensayo de validación de las mismas, una nueva posibilidad de encontrar socios de gran valor en esta aventura del pensamiento.
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