A systems view of life in phenomenological-based semi-physical models. An ovulatory-menstrual cycle mathematical model

Abstract

Los sistemas vivos tienen una enorme capacidad de organizarse en redes altamente interconectadas, con fenómenos complejos que sostienen diferentes procesos y patrones auto-regulados. Los cuerpos de las mujeres no son la excepción y, de manera específica, las interacciones entre el Ciclo Ovulatorio Menstrual (COM) con el resto del cuerpo son de gran importancia para un estado sano de las mujeres desde una perspectiva sistémica de la vida y la salud. Las irregularidades en el COM tienen un impacto profundo en la configuración de otros sistemas como el cardiovascular; el metabólico; el inmune; el sistema músculo-esquelético y, por tanto, la manera en que el cuerpo entero expresa estados de salud. El COM es con frecuencia estudiado y observado exclusivamente desde su función reproductiva, por tanto, sus irregularidades se tratan desde un paradigma de fragmentación. Los tratamientos se desarrollan con la intención de apagar síntomas, lejos de la comprensión de un estado de salud en el cuerpo femenino como un todo; además, las irregularidades se tratan inhibiendo las dinámicas hormonales propias del organismo, como si apagarlas sólo afectara la posibilidad de gestar. Históricamente, la fisiología de las mujeres ha sido poco estudiada desde la naturaleza propia de sus dinámicas y procesos. El objetivo de esta tesis es desarrollar modelos semi-físicos de base fenomenológica (MSBF) en el contexto de los sistemas dinámicos complejos, para comprender mejor los estados de salud como una expresión de la capacidad auto-reguladora y auto-ordenadora de los sistemas vivos; por medio del estudio específico de los estados sanos en las mujeres. Dichos modelos matemáticos están basados en los fenómenos y los procesos que se despliegan en un sistema vivo, lo cual establece una base para acercarnos a la vida escuchando sus características inherentes y observando sus formas de prosperar -florecer- a través de las conexiones que la sostienen; en lugar de perseguir estados asintomáticos y despreciar las interacciones sistémicas. Se desarrollaron tres modelos matemáticos, siguiendo la metodología establecida para los MSBF. El objetivo de los modelos es describir algunas de las interacciones entre el eje Hipotálamo-Pituitaria-Ovarios (HPO) y el ciclo endometrial, el sistema cardiovascular y el sistema metabólico. Para esto, se propuso una metodología de acople para describir las interacciones entre subsistemas de un sistema complejo y cómo dichas interacciones impactan el estado del sistema entero. La metodología se usa primero para describir el COM, acoplando las acciones del estradiol (E2) y la progesterona (P4) con el ciclo endometrial, lo cual define un ciclo ovulatorio-menstrual completo. Luego, los impactos del COM son estudiados en dinámicas del sistema cardiovascular y el sistema metabólico a través de las acciones del E2 y la P4, cuyas concentraciones son marcadores de las diferentes fases del COM. La metodología de acople se formalizó asentada en el paradigma de espacio de estados, evidenciando la importancia de la comunicación entre diferentes sistemas con señales de inhibición y estimulación, en la vida y en las mujeres cuando se trata de sostener estados sanos. La respuesta de los modelos fue evaluada de manera cuantitativa y cualitativa, usando datos experimentales reportados en la literatura del ciclo endometrial, la presión arterial, el flujo sanguíneo y el metabolismo de glucosa e insulina, respectivamente. La metodología de acople propuesta, es un mapa de ruta para estudiar sistemas complejos bajo la mirada de los fenómenos reales. Esta ruta permite un conocimiento más preciso de las conexiones a través del acople matemático de procesos fisiológicos. Así, se obtuvo información de las interacciones entre el eje HPO y el ciclo endometrial para describir el COM completo; de las interacciones entre el COM y las características dinámicas de los vasos sanguíneos como el diámetro; y de la comunicación de señales entre el COM y el metabolismo de glucosa. Los resultados muestran la importancia de las acciones conjuntas del E2 y la P4, pues sus efectos en el cuerpo se balancean entre sí en una danza que sostiene ciclos armónicos tanto en el crecimiento del tejido endometrial, como en los sistemas cardiovascular y metabólico. El estado sano es un estado cíclico en el organismo entero femenino, principalmente durante los años de ciclicidad en los que hay ovulación en las mujeres. En este sentido, la proporción entre el E2 y la P4 es de gran importancia y es clave para mantener los lazos de retroalimentación auto-regulados que expresan salud. Por tanto, alterar concentraciones de E2 y P4 de manera aislada, sin tener en cuenta la proporción entre ambas hormonas, genera perturbaciones en la estabilidad del ciclo endometrial y de la misma manera en el metabolismo de la glucosa y la homeostasis entre la vasoconstricción y la vasodilatación en los vasos sanguíneos. Esta disertación muestra el profundo sentido y la importancia de considerar la vida como una red entera y compleja, lejos de las particiones aisladas, si se quiere atender y cuidar la misma vida y a las mujeres tanto en estados de salud como en estados de síntomas crónicos denominados patológicos. (Tomado de la fuente)