El comportamiento captado de los glóbulos rojos no concuerda con la
teoría usada hasta ahora por la biología para explicar el flujo
sanguíneo y su viscosidad. Será necesario encontrar una nueva
Los glóbulos rojos son unos flexibles discos bicóncavos que pasan la vida
suspendidos en el plasma sanguíneo. Son, con diferencia, el mayor componente de
la sangre común y por tanto juegan
un papel enormemente importante en su forma de fluir por el cuerpo.
Bajo condiciones normales, los glóbulos rojos se apilan para formar estructuras
llamadas
formaciones de Rouleaux que se parecen a los paquetes cilíndricos de
monedas. Estas estructuras se crean y destruyen constantemente pero también
pueden llegar a enredarse unas con otras. Cuando sucede esto, la sangre se
espesa y finalmente
forma coágulos.
No cuesta imaginar los problemas que estas estructuras pueden causar cuando
se estrechan los vasos sanguíneos, dado que su tamaño normal es solo
un poco más grande que el del propio glóbulo rojo.
Pero hace tiempo que los hematólogos saben que esto no sucede. Resulta que la
sangre tiene una propiedad única que impide este tipo de enredos. Se
vuelve menos espesa y más líquida al pasar por canales más pequeños.
Exactamente por qué sucede es una especie de misterio.
Pero hoy, el investigador de la Universidad de Montpellier (Francia) Manouk
Abkarian afirma haber averiguado lo que pasa. Junto a su equipo, emplearon
cámaras de vídeo de alta velocidad para grabar el comportamiento de los glóbulos
rojos bajo las mismas condiciones que experimentan dentro del cuerpo humano.
Aseguran que sus
resultados ponen patas arriba las ideas convencionales sobre el papel de los
glóbulos rojos en la sangre.
Primero, algunos antecedentes. La propiedad que diluye la sangre cuando pasa por
vasos más pequeños se conoce como
pseudoplasticidad.
Se produce cuando las fuerzas de un componente de un líquido difieren de las de
otro componente, algo que provoca una tensión de corte. Los físicos denominan
los líquidos que se comportan, así como fluidos
no newtonianos.
Las tensiones de corte se producen de forma natual dentro del flujo sanguíneo en
cualquier vaso porque el
fluido más próximo a la superficie se mueve más lentamente que el resto,
y esto genera la tensión de corte. Pero, ¿cómo diluye la sangre la tensión de
corte?
Parte del puzle es que también se sabe que el
plasma sanguíneo sí es un fluido newtoniano. Su viscosidad no se ve
afectada por la tensión de corte. Así que cualquier comportamiento no newtoniano
ha de ser causado por los glóbulos rojos de la sangre, que están suspendidos en
el plasma y representan el 45% de la sangre.
Durante la década de 1970, los hematólogos empezaron a estudiar el
comportamiento de estas células suspendidas en soluciones acuosas de dextrano,
que se creía que imitaba las condiciones del cuerpo. Encontraron que los
glóbulos rojos dan vueltas como una moneda tirada al aire cuando la tensión de
corte es baja. Pero cuando
aumenta, las células se orientan de acuerdo al flujo y se estabilizan.
De hecho, las células se alargan en la dirección del flujo y forman oblatos
elipsoidales.
Esto dio paso a una influyente teoría del riego sanguíneo que sugiere que bajo
estas circunstancias los glóbulos rojos se comportan como gotitas líquidas. En
otras palabras, la
sangre se comporta como una emulsión.
Pero una célula sólo puede comportarse como una gotita de líquido si su membrana
se comporta como un líquido también. Y eso tiene algunas consecuencias
importantes.
Cuando las células forman oblatos elipsoidales, las fuerzas de tensión las hacen
rotar. El citoplasma dentro de la célula es más viscoso que el fluido que la
rodea, por lo que la
membrana ha de rotar más rápidamente que el citoplasma del interior.
Desde un lado, esto se parecería al movimiento de la huella de un tanque.
El llamado rodaje de tanque se ha convertido en un fenómeno bien conocido de los
glóbulos rojos que se desplazan por pequeños vasos sanguíneos.
Pero Abkarian y su equipo afirma que esta teoría es errónea. Para empezar,
señala que las primeras soluciones de dextratos no reprodujeron con precisión
las condiciones del cuerpo humano. También afirman
que las membranas de los glóbulos rojos no pueden comportarse como un líquido y
que el rodaje de tanque, por tanto, es imposible.
El equipo empleó cámaras
de vídeo de alta velocidad para grabar el comportamiento de los glóbulos rojos en
microcanales a temperatura corporal en soluciones de dextrato que imitan la
viscosidad, la osmolaridad y el pH de la sangre. Después, varió la tensión de
corte experimentada por los glóbulos rojos al controlar el ritmo del flujo.
Los resultados son interesantes. El equipo de Abkarian afirma que la
viscosidad de sangre experimenta una serie de increíbles transformaciones mientras
aumenta la tensión de corte y que estos son el resultado de complejos cambios en
el comportamiento de los glóbulos sanguíneos rojos.
Al principio los glóbulos rojos se voltean dentro de la sangre como monedas que
giran en el aire. Pero al
aumentar la tensión de corte, estas vueltas se convierten en un movimiento de
rodaje. Las células parecen rodar sobre su costado como neumáticos
errantes. A medida que la proporción de células que ruedan aumenta, disminuye la
viscosidad de la sangre.
Pero este rodaje dista mucho del de un tanque, que requiere que la membrana
actúe como un fluido. De hecho, el equipo de Abkarian asegura que una
característica clave del comportamiento es que las
membranas de los glóbulos rojos no se comportan como fluidos.
Al aumentar más la tensión de corte, las células empiezan a aplastarse, lo que
ofrece una superficie menor al flujo. "Esto da paso a una psuedoplasticidad
mayor", escribe el equipo de Abkarian.
Y al aumentarse aún más la tensión de corte, la forma de los glóbulos rojos se
distorsiona. No
está claro exactamente cómo sucede esto, pero contribuye a la pseudoplasticidad
al permitir que las células se doblen y aumenten así aún más su superficie.
El equipo respaldó sus observaciones con un
modelo informático de las células, que reproduce este comportamiento cuando
se apliquen las mismas tensiones de corte.
Es un resultado interesante. Significa que la
teoría de la gotita para los glóbulos rojos es errónea y la sangre no se
comporta como una emulsión. De hecho, el comportamiento observado
sólo es posible si la membrana de glóbulos rojos no se vuelve fluida y por tanto
separa el plasma del citoplasma del interior de la célula de forma más eficaz.
"La falta de fluidez de la membrana para un contraste de alta viscosidad entre
los fluidos interiores y exteriores es la característica clave que controla el
comportamiento de los glóbulos rojos", afirma Abkarian.
Esta nueva escuela de pensamiento tiene importantes implicaciones. Los
hemotólogos han utilizado la idea de la sangre como una emulsión para explicar
varios fenómenos fisiológicos. Por ejemplo, el rodaje de tanque representa una
pieza clave de una teoría que explica cómo los glóbulos rojos liberan adenosine
trifosfato. Abkarian detalla: "Nuestro
estudio cuestiona la relevancia de la analogía de gotita para la
dinámica de los glóbulos rojos para explicar estos fenómenos".
Los fluidos vivos como la sangre tienen una enorme importancia, y un
mejor entendimiento de su comportamiento ayudará inevitablemente a los
investigadoresa manipularla con mayor facilidad. Será interesante
comprobar cómo la derogación de este pensamiento convencional impactará este
campo.
Por EMERGING TECHNOLOGY from THE ARXIV
Traducido por TERESA WOODS
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