Tu també dibuixes cors simètrics?
De tant en tant, en una carta d'aniversari o en el vapor que la dutxa ha deixat en el mirall, segur que has dibuixat un cor. O això que ens han contat que és un cor.
Observi amb atenció (Figura 1). Vostè sap, per descomptat, que es tracta d'una simplificació de l'òrgan anomenat cor i que en realitat ho utilitzem per a mostrar conceptes més complexos que els que se li poden assignar a l'òrgan. Però has pensat alguna vegada en més enllà? Quines són les característiques que d'alguna manera converteixen aquest dibuix en una mentida rodona? A partir d'avui potser dibuixes cors simplificats però almenys asimètrics com a gest d'agraïment al teu cor.
Asimetria esquerra-dreta del cos humà
Tendim a pensar que els rostres i cossos simètrics són més bells, però l'asimetria és una característica arrelada en el cos humà en termes d'anatomia interna. Es produeix en dos nivells: pel que fa a la ubicació general i als òrgans aïllats. Prenguem com a exemple el volum del cos en el seu conjunt i dibuixem un eix esquerra-dreta (figura 2).
En aquest moment cal assenyalar que en el llenguatge mèdic, la dreta i l'esquerra s'assenten des del punt de vista del cos que s'està descrivint. Si mirem a un individu cara a cara (com en la figura 2) la dreta de l'individu es troba en la nostra esquerra i viceversa. Tenint això en compte, en la figura 2 podem veure que el fetge se situa en la part dreta, l'estómac i la melsa en la part esquerra. Per exemple, si mirem als òrgans interns en solitari, els pulmons tenen tres lòbuls en el costat dret i dos en l'esquerre. El cor és asimètric per a tots dos criteris. D'una banda, el de major volum en el marge esquerre. A més, presenta inclinació, és a dir, l'eix esquerra-dreta del cor no és paral·lel a l'eix vertical del cos (figura 3). D'altra banda, malgrat comptar amb quatre cambres, les de dreta i les d'esquerra són diferents, tant per la seva histologia com per les connexions de trànsit (artèries i venes). Cal tenir en compte, per exemple, que la vàlvula tricúspide que separa l'aurícula dreta del ventricle dret, és a dir, que està formada per tres segments, i la vicúscula (o mitral) entre l'aurícula esquerra i el ventricle està formada per dos segments.
Importància fisiològica de l'asimetria cardíaca
Per descomptat, l'atenció a l'asimetria va més enllà de subratllar les característiques òbvies, ja que té una gran importància fisiològica. L'estructura asimètrica del cor és necessària per a establir el que anomenem doble circulació, i així l'òrgan compleix la seva funció: propagar la sang oxigenada a totes les parts del cos (Figura 4).
El ventricle esquerre bomba amb força la sang oxigenada a l'aorta (número 1 de la Figura 4), que es ramificarà una vegada i una altra fins a formar artèries més petites i capil·lars que arribaran a totes les cèl·lules (número 2). Quan les cèl·lules han pres oxigen, la sang baixa en oxigen torna al cor a través de les venes cava (número 3). Aquest primer cicle es denomina circulació sistèmica a la dispersió de sang oxigenada al cos i a la restitució de sang al cor de “residus” amb baix contingut en oxigen. Una vegada que la sang baixa en oxigen ha arribat a l'aurícula dreta, es passa al ventricle dret a través del qual es bomba a través de l'artèria pulmonar (número 4) perquè la sang s'oxigeni en els pulmons i torni a l'aurícula esquerra en les venes pulmonars (número 5). Aquest segon cicle, és a dir, el desplaçament als pulmons per a restablir l'oxigenació, es denomina circulació pulmonar.
Tornem, doncs, al paper en el qual juga l'asimetria perquè la doble circulació es produeixi correctament. D'una banda, pel que fa a les característiques histològiques, és necessari que el ventricle esquerre sigui més musculoso, ja que la força de bombament ha de proporcionar suficient pressió a la sang per a arribar a les cèl·lules més remotes del cos (i, per contra, la força de bombament del ventricle dret no ha de ser més que suficient per a arribar del cor al pulmó). D'altra banda, la citada artèria de cambra, tal com s'ha explicat en totes les connexions d'espera de cambra, només ha de produir-se d'aquesta manera, perquè la circulació sigui adequada.
Gènesi de l'asimetria en el desenvolupament embrionari
Prenent com a referència els tres eixos que defineixen l'espai tridimensional, l'eix esquerra-dreta és l'últim definit en el desenvolupament embrionari. Un embrió és al principi una esfera perfecta en la qual les cèl·lules es col·loquen de manera homogènia. Va creixent, duplicant les cèl·lules, però no és més que una massa sense ordre conegut. Si no hi ha asimetria no es pot definir cap eix o, més ben dit, els eixos es poden definir de qualsevol manera. Al llarg del desenvolupament, alguns senyals moleculars permeten l'aparició d'estructures característiques en l'embrió que defineixin l'eix superior inferior i l'eix d'avanç. Entre altres, la creació de la línia primitiva deixa establerta aquesta estructuració [1] (figura 5).
Quan s'han definit dos eixos, el tercer queda establert amb força, ja que només existeix una manera d'establir una tercera recta perpendicular a dues rectes en l'espai. En aquest moment, la part esquerra i dreta de l'organisme queden definides, però, de moment, són totalment simètriques. En la tercera setmana de desenvolupament de l'embrió humà, les cèl·lules precursores del cor comencen a formar un tub cardíac en el centre de l'eix esquerre i dret de l'embrió [2], [3]. Aquesta canonada se situa al principi de manera recta i vertical. A continuació, comença a plegar-se fins a adoptar la forma de bucle (loop en anglès) (Figura 6). Aquest fet és de gran importància, ja que (1) estableix una forma precursora del cor (morfologia), que és el primer òrgan funcional que es produeix en l'organisme, i (3) és la primera asimetria de l'esquerra a la dreta que s'observa en l'embrió.
A mesura que es desenvolupa el bucle cardíac, es produeix, finalment, un cor madur amb l'anatomia exacta descrita anteriorment. Així mateix, tots els òrgans asimètrics esmentats anteriorment crearan la seva pròpia forma i desenvoluparan les seves pròpies característiques asimètriques. Tots aquests processos són objecte d'estudi en la ciència embrionària - morfogènica i tenen una importància no sols perquè ens proporcionen informació bàsica sobre el nostre origen, sinó també perquè ens ajuden a comprendre les causes d'un desenvolupament erroni.
Defectes de desenvolupament i símptomes patològics
El descrit fins ara és una explicació del que ocorre en els éssers humans sans. En el llenguatge mèdic utilitzem l'expressió llatina situs solitus per a referir-nos a la distribució d'òrgans d'un ésser humà que s'ha desenvolupat de manera habitual (Figura 7). En el desenvolupament embrionari poden aparèixer defectes que alteren l'asimetria esquerra a dreta. La freqüència mitjana és d'1 cas per cada 2000 habitants [2]. Aquests trastorns poden tenir un impacte sistèmic, és a dir, poden produir malformacions en tots els òrgans asimètrics del cos, o en alguns casos. Si es produeix un desplaçament total, és a dir, si un individu té desplaçats l'esquerra i la dreta, el descrivim com una imatge de mirall amb l'expressió situs inversus totalis. Si uns òrgans sí i altres no, es traslladen de manera confusa i sense concordança, trobarem un estat de situs ambiguus o heterotaxis [4].
Hem descrit de manera general les possibles patologies dels òrgans interns, però el mateix principi pot aplicar-se en concret al cas del cor. Si un individu presenta situs inversus totalis, per definició, tots els òrgans, inclòs el cor, seran desplaçats. Si la imatge del mirall és perfecta i, per tant, totes les artèries i venes estan connectades a la cambra corresponent, la funció del cor es compleix generalment de manera normal. La casuística de l'heterotaxia, per contra, és molt extensa, per la qual cosa el pronòstic és molt variat [5]. A vegades, podem trobar malformacions cardíaques greus. Es denominen cardiopaties congènites i tenen el seu origen, almenys en part, en formes inadequades de llaç cardíac. Per citar dos exemples, l'intercanvi de posició de l'aorta i l'artèria pulmonar, o el fet que la paret muscular que separa les parts esquerra i dreta del cor no estigui completament tancada i tingui “forats” (Figura 8). Afortunadament, algunes malformacions han estat resoltes quirúrgicament, mentre que unes altres són excessivament complexes, per la qual cosa el pacient haurà de viure amb aquest defecte i, amb freqüència, provocaran una mort prematura.
Què pot fer la ciència per tot això?
Una millor comprensió de les causes de les cardiopaties congènites és imprescindible per a poder realitzar un diagnòstic més ràpid en els nounats i oferir tractaments quirúrgics més eficaços. La medicina ha recorregut un llarg camí fins avui, però encara es troben molts casos que no es poden solucionar.
Per a aprofundir en aquest coneixement, com és habitual en l'estudi de les biociències, s'utilitzen models animals. En l'estudi del desenvolupament cardíac, els investigadors estudien models d'animals amb variacions genètiques (mutacions) i mesuren l'excitació concreta que cada variant produeix en el desenvolupament. Aquests recursos permeten conèixer de manera cada vegada més precisa aquest procés de conversió del llaç cardíac en un cor madur. A més, l'homologació dels gens animal i humà permet predir l'efecte de les mutacions humanes en el desenvolupament, la qual cosa pot permetre un diagnòstic precoç en algun moment. La recerca requereix, no obstant això, d'una inversió considerable en temps i diners. A canvi, tenim un bon viatge per a comprendre la retribució del desenvolupament dels avanços mèdics i la complexitat de la biologia. Si la bellesa està a l'interior podem afirmar que la bellesa és asimètrica.
Bibliografia
1] Shahbazi MN. Mechanisms of human embryo development: from cell fate to tissue shape and back. (2020) Development. 147(14):dev190629.
[2] Desgrange A, et al. (2018) Left-right asymmetry in heart development and disease: forming the right loop. Development.145(22):dev162776.
[3] Desgrange A, et al. (2020) Transient Nodal Signaling in Left Precursors Coordinates Opposed Asymmetries Shaping the Heart Loop. Dev Cell. 55(4):413-431.e6
[4] Djenoune L, et al. (2022) A change of heart: new rols for cilia in cardiac development and disease. Nat Rev Cardiol. 19(4):211-227.
[5] Lin AE, et al. (2014) Laterality defects in the national birth defects ió study (1998-2007): birth prevalence and descriptive epidemiology. Am J Med Genet A. 164A(10):2581-91.
Zu idazle
Zientzia aldizkaria
