Anualmente, ocurren 8.9 millones de fracturas óseas por osteoporosis


  • Investigación en matemáticas será útil para acelerar su sanación

POR JUAN MANUEL TIRADO JUÁREZ

Se estima que cada año, a nivel mundial, ocurren 8.9 millones de fracturas óseas como consecuencia de la osteoporosis, es decir, una cada tres segundos y alrededor del diez por ciento de ellas no se regeneran de manera adecuada, sea por la propia enfermedad o porque la persona padece diabetes. Esa y otras situaciones del área de la salud, llamaron la atención de la doctorante por la Universidad de Texas en Arlington (UTA), maestra Imelda Trejo Lorenzo, y por ello decidió abordarlas en la investigación que realiza actualmente para obtener el grado. Sus avances los presentó en el Coloquio Tlahuilcalli, que significa Casa de luz, en el segundo aniversario luctuoso de su fundador, el doctor Jaime Cruz Sampedro.

En aquella universidad Trejo Lorenzo realiza sus indagaciones para comprender más a fondo cómo es el proceso de regeneración de los huesos en casos de fractura, desde el punto de vista celular y molecular. También está interesada en la relación entre el sistema inmunológico y el óseo, pues ambos colaboran para que esa recuperación se lleve a cabo. Uno de los objetivos que persigue es acelerar el proceso de sanación, lo que sería factible reduciendo la inflamación de las zonas afectadas de manera controlada.

Esa línea de trabajo tiene antecedentes en su tesis de licenciatura, enfocada al tema de la Tomografía Computarizada, técnica de reconstrucción de imágenes de rayos x de gran utilidad para cuestiones médicas. Ese proyecto —realizado en la Universidad Autónoma de Hidalgo, en donde fue asesorada por el doctor Pedro Cruz Sampedro, quien también era académico de la UAM-A—, recibió el Premio José Sotero, otorgado por la Sociedad Matemática Mexicana a la mejor tesis de licenciatura en 2008.

Los organizadores del Coloquio Tlahuilcalli, maestro Adrián Espínola Rocha y doctor Víctor Cruz Barriguete, integrantes del Área de Análisis Matemático y sus Aplicaciones, del Departamento de Ciencias Básicas, adscrito a la División de CBI, invitaron a Trejo Cruz a dictar su ponencia Aspectos matemáticos de la tomografía computarizada y de la reconstrucción de fractura de hueso, en la que resaltó la importancia de la toma de imágenes con esa técnica para observar esas lesiones, la cual también se emplea para detectar coágulos, tumores o hemorragias internas, entre otras patologías. Los pacientes, prosiguió, son examinados con rayos X y las imágenes resultantes son procesadas por medio de una computadora capaz de realizar cálculos matemáticos.

Durante la conferencia, la especialista explicó con fórmulas matemáticas cómo se aplican los haces de rayos X en objetos y cuerpos, y de qué manera se atenúan y se enfocan con precisión, pues si son mal dirigidos no cumplirían sus funciones y podrían resultar dañinos para los pacientes. Más adelante, profundizó en el proceso de la reconstrucción ósea así como en el modelo empleado y las simulaciones numéricas para conseguirla.

En su proyecto de doctorado —asesorada por los doctores Cruz Sampedro, Hristo V. Kojouharov y Benito Chen-Charpentier—, se ha enfocado en estudiar con más detalle ese proceso de regeneración considerando los aspectos biológicos para, desde las matemáticas, realizar una propuesta que resulte de valía para los millones de personas que presentan fracturas, sea por accidentes o por enfermedades. Los adultos mayores y las personas enfermas que llegan a sufrir esa clase de lesiones tardan más en sanar y los procesos son molestos y dolorosos, consideró.

Cuando ocurren las fracturas —explicó la licenciada en Matemáticas Aplicadas por la Universidad Autónoma de su natal Hidalgo— se rompen también los vasos sanguíneos, se dañan los tejidos y hay inflamación, entre otros daños. Ante esa situación, el sistema inmune remueve los desechos y empieza la desinflamación para que las células se regeneren. Ese proceso, apuntó, dura cerca de 21 días, después se da el “de remodelación” durante un plazo que se extiende por un año.

Para analizar a detalle ese proceso, lo dividió en cuatro etapas que van desde la formación del hematoma, la producción de nuevos tejidos fibrosos y cartilaginosos y la regeneración del nuevo tejido, que es cuando empieza a producirse el callo, y finalmente éste se remodela hasta hacer recobrar las funciones del hueso roto. Para su estudio se centró, mediante el empleo de modelos matemáticos, en las tres primeras etapas con la idea principal de revisar el “efecto regulador y el factor de la inflamación”, pues se sabe que ésta juega un papel fundamental en la sanación.

Por ahora la especialista está enfocada en simplificar ese modelo, reducir las variables incluidas y profundizar en los aspectos biológicos respecto de las células que se dañan y las denominadas “madre” que producen los osteoblastos —células fabricantes del nuevo tejido—, así como en los componentes químicos que regulan la interacción de las células. Esto, a través de “un sistema de ecuaciones diferenciales ordinarias no-lineales”, explicó.

Una de las facetas que han llamado más su atención es la interacción celular en los procesos inflamatorios y antiinflamatorios: mientras más inflamación hay, los osteoblastos están contenidos y no realizan plenamente su labor de sanación, pero también registró que la inflamación hace que las células madre se reproduzcan para ayudar a mitigarla. Las ecuaciones sirven también para simular cómo se produce el cartílago y el tejido óseo.

Trejo Lorenzo subrayó a este medio que el problema que aborda es complejo, porque los aspectos biológicos no son de su ámbito profesional; por ello, espera contar con la colaboración de expertos en esa rama del conocimiento para obtener más avances. Por ahora, mediante ecuaciones ya tiene estimaciones sobre diversos aspectos, como las tasa de producción de los nuevos tejidos.

La idea es proponer el modelo matemático, y una vez que se entienda cómo se da la dinámica entre las células, se evalúe éste a través de simulaciones con la intención de que el desarrollo de los trabajos conduzca a encontrar tratamientos para que los huesos fracturados sanen mejor y de manera más rápida. Para la maestra por el Centro de Investigación de Matemáticas —ubicado en el estado de Guanajuato y quien obtuvo una beca por la Universidad Pontifica Católica de Chile—, las matemáticas le han abierto “puertas, caminos y visiones”. Ahora enfocó su investigación a las fracturas óseas y espera, en adelante, encaminarse al estudio de cuestiones relacionadas con los tejidos y los órganos del cuerpo humano, finalizó.

El Coloquio Tlahuilcalli se inició hace casi ocho años, impulsado por el doctor Cruz Sampedro, profesor del Área de Análisis Matemático y sus Aplicaciones, con la intención de presentar los trabajos de profesores de amplia experiencia en el campo de las matemáticas, tanto de la UAM como de otras instituciones, informó el maestro Adrián Espínola Rocha. Estas conferencias se programan cada dos semanas a lo largo de los trimestres, y en ellas se abordan temas diversos, ya que esta disciplina se vincula y aplica prácticamente en todas las actividades, “aunque no se tenga conciencia de ello”, finalizó.

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Acerca de alephUAM_A

Sección de Información y Divulgación, UAM Acapotzalco
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