Mapeo de la comunicación entre órganos permite un diagnóstico más temprano de enfermedades

Comprender lo que sucede dentro del cuerpo durante estados de fatiga, dificultad para respirar o falta de oxígeno es fundamental para la detección temprana del deterioro fisiológico. Sin embargo, los métodos diagnósticos actuales suelen basarse en mediciones aisladas, como la frecuencia cardíaca o respiratoria. Estos indicadores básicos pueden pasar por alto las sutiles señales tempranas de estrés, cuando varios sistemas del cuerpo comienzan a compensarse o fallan.

El cuerpo responde al estrés fisiológico, como niveles bajos de oxígeno, privación del sueño o esfuerzo físico, mediante una compleja coordinación interna entre órganos y sistemas, que las mediciones estándar no logran captar. Ahora, los investigadores han desarrollado una nueva forma de rastrear en tiempo real cómo interactúan los sistemas corporales, lo que ofrece información clave que podría ayudar a detectar problemas de salud antes de que aparezcan los síntomas.

En un nuevo estudio, investigadores de la Universidad de Portsmouth (Hampshire, Reino Unido) y el University College London (Londres, Reino Unido) utilizaron un método llamado "entropía de transferencia" para monitorear cómo interactúan diferentes sistemas fisiológicos, momento a momento, en tiempo real. En lugar de examinar métricas individuales como la frecuencia cardíaca o la frecuencia respiratoria de forma aislada, este enfoque rastreó cómo una señal corporal influye en otra, identificando qué sistemas envían o reciben la mayor cantidad de información.

El estudio involucró a 22 voluntarios sanos y se llevó a cabo en los Laboratorios de Entornos Extremos de la Universidad de Portsmouth. Los participantes se sometieron a diferentes escenarios de estrés, incluyendo ciclismo de intensidad moderada, bajo nivel de oxígeno (hipoxia) y privación del sueño. Los sensores portátiles registraron datos como la frecuencia cardíaca, la frecuencia respiratoria, la saturación de oxígeno en sangre y las concentraciones de gases exhalados. Una mascarilla facial midió los gases respiratorios, mientras que un oxímetro de pulso rastreó los niveles de oxígeno en sangre. Esto permitió a los investigadores generar mapas de información en tiempo real que muestran cómo se comunican los órganos y sistemas bajo diversas condiciones de estrés.

Los hallazgos, publicados en el Journal of Physiology, revelaron que diferentes factores estresantes cambian los centros de información centrales del cuerpo. Durante el ejercicio, el corazón se destacó como el principal sistema de respuesta. En condiciones de bajo oxígeno, los niveles de oxígeno en sangre asumieron un papel central, trabajando en estrecha coordinación con la respiración. Cuando se combinó la hipoxia con la privación del sueño, la frecuencia respiratoria se convirtió en el sistema dominante. Estas interrelaciones dinámicas no serían evidentes mediante el monitoreo tradicional.

Los investigadores sugieren que este enfoque podría conducir a nuevas herramientas de diagnósticas en entornos clínicos, deportivos y laborales, al permitir la identificación temprana de señales de advertencia sobre enfermedades o una recuperación deficiente. El estudio también enfatiza la necesidad de adoptar una visión de "cuerpo completo" de la fisiología humana. Si bien este estudio se centró en individuos jóvenes sanos, el equipo recomienda expandir la investigación para incluir un grupo más amplio de participantes para una mayor validación.

“Estos mapas muestran que nuestro cuerpo no reacciona solo a un estímulo a la vez, sino que responde de manera integrada e inteligente”, afirmó el profesor asociado Alireza Mani, director del Laboratorio de Fisiología de Redes del University College de Londres y codirector del estudio. “Y al mapear esto, Estos mapas muestran que nuestro cuerpo no reacciona solo a un estímulo a la vez, sino que responde de manera integrada e inteligente”.

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University College de Londres