Los resultados pueden ayudar a los cirujanos a determinar cu\u00e1ndo y c\u00f3mo tratar los ataques al coraz\u00f3n.<\/p>\n
El tiempo es esencial cuando se trata a un paciente que sufre un ataque al coraz\u00f3n.\u00a0Los cirujanos card\u00edacos tratan de estabilizar r\u00e1pidamente el coraz\u00f3n mediante la aplicaci\u00f3n de la reperfusi\u00f3n, una t\u00e9cnica que restaura el ox\u00edgeno al coraz\u00f3n mediante la apertura de los vasos bloqueados con globos y stents.\u00a0Mientras que la reperfusi\u00f3n puede restaurar la funci\u00f3n card\u00edaca, tales infusiones repentinas de ox\u00edgeno tambi\u00e9n pueden da\u00f1ar m\u00e1s severamente las regiones agotadas del coraz\u00f3n.<\/p>\n
“Es una espada de doble filo”, dice Anthony McDougal, estudiante graduado en el Departamento de Ingenier\u00eda Mec\u00e1nica del MIT.\u00a0“El r\u00e1pido retorno del ox\u00edgeno es necesario para que el coraz\u00f3n sobreviva, pero tambi\u00e9n podr\u00eda abrumar el coraz\u00f3n”.<\/p>\n
Ahora McDougal ha desarrollado un modelo que predice una sola respuesta de la c\u00e9lula del coraz\u00f3n a la disminuci\u00f3n de los suministros de ox\u00edgeno.\u00a0Espec\u00edficamente, eval\u00faa la capacidad de una c\u00e9lula para mantener la producci\u00f3n de ATP – la fuente primaria de combustible de una c\u00e9lula – y permanecer con vida, incluso cuando est\u00e1 cada vez m\u00e1s privado de ox\u00edgeno.<\/p>\n
El modelo es un primer paso para predecir si las t\u00e9cnicas de reperfusi\u00f3n ayudar\u00e1n o da\u00f1ar\u00e1n a\u00fan m\u00e1s el coraz\u00f3n agotado.\u00a0Tambi\u00e9n puede ayudar a determinar la cantidad \u00f3ptima de ox\u00edgeno a aplicar, dado el grado de deterioro de un coraz\u00f3n.<\/p>\n
“Parte de la raz\u00f3n por la que estamos interesados \u200b\u200ben la reperfusi\u00f3n es que no estamos seguros de cu\u00e1l es la escala de tiempo durante la cual podemos reintroducir el ox\u00edgeno”, dice McDougal.\u00a0“Si el tejido ha sido privado de ox\u00edgeno por m\u00e1s tiempo, corre m\u00e1s riesgo de ox\u00edgeno da\u00f1ar el tejido.\u00a0Eso se convierte en un problema m\u00e1s a medida que trata de abordar estos problemas, especialmente en las zonas rurales que podr\u00edan tener menos acceso a los hospitales.<\/p>\n
Los resultados se publican este mes en el\u00a0Journal of Biological Chemistry.\u00a0<\/em>El coautor y asesor de McDougal es C. Forbes Dewey, profesor em\u00e9rito de ingenier\u00eda mec\u00e1nica e ingenier\u00eda biol\u00f3gica.<\/p>\n Cambios de coraz\u00f3n<\/strong><\/p>\n McDougal y Dewey trataron de rastrear las condiciones metab\u00f3licas, productoras de energ\u00eda dentro de una c\u00e9lula del coraz\u00f3n, ya que se est\u00e1 privando progresivamente de ox\u00edgeno.\u00a0Mientras que algunos cient\u00edficos han explorado esto a trav\u00e9s de varios modelos celulares, la mayor\u00eda de esos modelos se han limitado a cortas escalas de tiempo, alrededor de uno a dos minutos despu\u00e9s de que las c\u00e9lulas sanas han sido privadas de ox\u00edgeno.<\/p>\n McDougal quer\u00eda ver c\u00f3mo cambia una c\u00e9lula card\u00edaca en una escala de tiempo mucho m\u00e1s larga, para entender c\u00f3mo el coraz\u00f3n de un paciente puede evolucionar desde el momento en que se convierte en ox\u00edgeno privado hasta el punto en que un paciente puede recibir reperfusi\u00f3n.<\/p>\n “Decidimos ver cu\u00e1l es el estado de la c\u00e9lula hasta el momento de la reperfusi\u00f3n.\u00a0\u00bfC\u00f3mo le va y cu\u00e1les son las principales piezas a considerar cuando comienza a reperfundirla? “, Dice McDougal.<\/p>\n El equipo se centr\u00f3 en modelar el efecto de la disminuci\u00f3n de los suministros de ox\u00edgeno en las reacciones qu\u00edmicas responsables de la producci\u00f3n de ATP en una c\u00e9lula card\u00edaca.<\/p>\n McDougal identific\u00f3 32 especies moleculares generales implicadas en reacciones en cadena separadas para producir ATP.\u00a0A continuaci\u00f3n, examin\u00f3 la literatura cient\u00edfica para encontrar ecuaciones enzim\u00e1ticas que describen c\u00f3mo funciona cada reacci\u00f3n individual, incluida su dependencia del ox\u00edgeno.\u00a0A continuaci\u00f3n, compil\u00f3 las ecuaciones para las 32 reacciones en un modelo.<\/p>\n “Hubo muchos casos donde tuvo que estimar las tasas de reacci\u00f3n, porque dos papeles diferentes tendr\u00edan resultados diferentes, basados \u200b\u200ben diferentes experimentos con animales o en diferentes condiciones, y tuvo que trabajar hacia atr\u00e1s para intentar normalizar los resultados para ver qu\u00e9 biol\u00f3gicos Relaciones que podr\u00eda obtener de ellos que eran significativas “, dice Dewey.<\/p>\n Una vez que compil\u00f3 todas las ecuaciones en el modelo, McDougal realiz\u00f3 m\u00e1s de 200 simulaciones, para ver c\u00f3mo la producci\u00f3n total de ATP de una c\u00e9lula cambi\u00f3 a medida que cada reacci\u00f3n de producci\u00f3n de ATP se adapt\u00f3 a varios niveles de ox\u00edgeno a lo largo de varias longitudes de tiempo.<\/p>\n Constante, estable, luego un accidente<\/strong><\/p>\n Sorprendentemente, las simulaciones del modelo muestran que las c\u00e9lulas del coraz\u00f3n pueden seguir generando ATP, incluso con niveles de ox\u00edgeno tan bajos como 10 por ciento de la concentraci\u00f3n \u00f3ptima en c\u00e9lulas sanas.<\/p>\n Con un suministro saludable de ox\u00edgeno, el ATP se produce a trav\u00e9s de la gluc\u00f3lisis, un proceso aer\u00f3bico que requiere ox\u00edgeno para iniciar una cascada de reacciones qu\u00edmicas que involucran a varias especies moleculares, todo ello terminando en la saludable producci\u00f3n de ATP.\u00a0Para liberar energ\u00eda \u00fatil, la c\u00e9lula utiliza una enzima para eliminar una mol\u00e9cula de fosfato de la estructura de ATP de tres fosfatos, dejando ADP (difosfato de adenosina) y utilizando el \u00fanico fosfato para alimentar diversas actividades celulares.<\/p>\n A medida que el suministro de ox\u00edgeno cae a un 10%, estas reacciones dependientes del ox\u00edgeno producen cada vez menos ATP.\u00a0Ah\u00ed es cuando los procesos de “backup” anaer\u00f3bicos se conectan.\u00a0Por ejemplo, la especie molecular creatina fosfato se combina con una enzima para escindir su grupo de fosfato, uni\u00e9ndolo a ADP para formar m\u00e1s ATP.\u00a0Cuando las reservas de fosfato de creatina funcionan bajas, el gluc\u00f3geno de una c\u00e9lula entra para llenar su papel, manteniendo los niveles de ATP.<\/p>\n “El gluc\u00f3geno es s\u00f3lo una gran bola de pelo de glucosa, y en cierto punto, con a\u00fan m\u00e1s presi\u00f3n sobre el ATP, la c\u00e9lula puede extraer mol\u00e9culas individuales de glucosa de esa pelota y convertirla en energ\u00eda”, dice McDougal.<\/p>\n En resumen, el equipo encontr\u00f3 que, a pesar de que el ox\u00edgeno puede ser severamente limitado, las c\u00e9lulas card\u00edacas parecen profundizar en sus arsenales de energ\u00eda para mantener los niveles de ATP y mantenerse vivo.<\/p>\n Sin embargo, eventualmente, cuando el ox\u00edgeno se aproxima a cero, incluso las reservas de reserva se cierran, causando que los niveles de ATP se bloqueen, un punto de no retorno para una c\u00e9lula fatigada.\u00a0Curiosamente, McDougal observ\u00f3 una etapa intermedia, en la cual los niveles de ATP de una c\u00e9lula card\u00edaca ca\u00edan pero a\u00fan no se hab\u00edan estrellado.<\/p>\n “Estos son sus casos de cuchillo, donde cualquier peque\u00f1a perturbaci\u00f3n de la c\u00e9lula podr\u00eda hacerla espiral y morir, o volver y mantenerse con vida”, dice McDougal.<\/p>\n Por lo tanto, es esencial saber exactamente la cantidad correcta de ox\u00edgeno para introducir en las porciones isqu\u00e9micas del coraz\u00f3n que se encuentran en tales estados precarios.\u00a0Por ejemplo, en algunos casos, en lugar de introducir una corriente de ox\u00edgeno directamente a una regi\u00f3n agotada, Dewey dice que los cient\u00edficos podr\u00edan considerar la introducci\u00f3n de peque\u00f1as cantidades de ox\u00edgeno en el reci\u00e9n inaugurado recipiente para que pueda difundir lentamente en las \u00e1reas lesionadas, sin choque o da\u00f1o .\u00a0“Algunos experimentos con animales sugieren que esto podr\u00eda ser beneficioso”, dice Dewey.\u00a0“Ahora tenemos un modelo que puede comenzar a evaluar muchos nuevos m\u00e9todos de tratamiento, buscando aquellos que tienen promesas excepcionales”.<\/p>\n “Esperemos que con el tiempo, podamos crear un mejor mapa de exactamente cu\u00e1nto ox\u00edgeno dar, en qu\u00e9 momento”, agrega McDougal.<\/p>\n Esta investigaci\u00f3n fue inicialmente apoyada, en parte, por el programa Singapore-MIT Alliance en Computational and Systems Biology.<\/p>\n Fuente: <\/strong>MIT News<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Los resultados pueden ayudar a los cirujanos a determinar cu\u00e1ndo y c\u00f3mo tratar los ataques al coraz\u00f3n.<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":6391,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[370],"tags":[],"class_list":["post-6390","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-salud"],"yoast_head":"\n