Para millones de personas que viven con diabetes tipo 1 o tipo 2, que mide la evolución diaria y la caída de la glucosa en sangre (azúcar) es una forma de vida.
La energía de nuestro cuerpo se rige principalmente por la glucosa en la sangre, y la propia azúcar en la sangre está exquisitamente controlado por un complicado conjunto de interacciones de red que implican células, tejidos, órganos y hormonas que han evolucionado para mantener la glucosa en un relativamente uniforme de la quilla, el bombeo hacia arriba cuando cae demasiado bajo o derribarlo cuando se va demasiado alto. Este equilibrio dinámico natural, se pierde cuando alguien desarrolla diabetes.
Pero incluso con todas las intervenciones modernas que implica la dieta, los medicamentos y cambios de estilo de vida, la diabetes es una enfermedad sorprendentemente difícil de manejar por intentar restablecer este equilibrio natural de las hormonas y la glucosa. Las mediciones de glucosa en sangre pasa a ser una rutina, una parte central de la gestión de la enfermedad, ayuda a los pacientes y sus médicos a planificar cuándo deben tomar insulina y otras drogas y regular su dieta. Estas dificultades en el manejo de la enfermedad y la explosión de nuevos casos de diabetes tipo 2 ha motivado la búsqueda de nuevos enfoques para el seguimiento y la terapia para optimizar aún más las decisiones clínicas y personalizar el control de la glucosa.
Ahora un grupo de investigadores de la Escuela de Medicina de Harvard ha descubierto que puede haber más que pequeñas fluctuaciones en el azúcar en la sangre de lo que parece – de hecho, la dinámica instantáneas en gran parte ignorados pueden proporcionar una gran cantidad de información codificada en las pequeñas, ups aparentemente intrascendentes y bajadas de azúcar en la sangre.
A medida que se describen en la revista Caos, de AIP Publishing, extraer esta información puede iluminar algunas de las fronteras poco conocidos de la fisiología humana y posiblemente incluso sugerir nuevas formas de controlar y tratar la diabetes basado en el mantenimiento y la restauración de la complejidad del sistema de control global, una noción que ellos llaman utilizando el «sistema de destino.»
Monitoreo continuo de glucosa
El nuevo estudio fue dirigido por D. Madalena Costa, un físico estadístico en la Escuela de Medicina de Harvard, y Ary Goldberger, un cardiólogo en el Centro Médico Beth Israel Deaconess de la Escuela de Medicina de Harvard y el Instituto Wyss de Ingeniería Inspirada Biológicamente-en la Universidad de Harvard.
Con sus colegas clínicos, Costa y Goldberger, examinaron datos retrospectivos sin identificación recopilados de 18 adultos mayores con diabetes tipo 2 y 12 controles de la misma edad que no tenían diabetes. Todas las 30 personas fueron conectados a los monitores continuos de glucosa – dispositivos implantables que pueden medir los niveles de azúcar en la sangre cada cinco minutos durante todo el día.
En cuanto a varios días de estos datos, el equipo observó que los niveles de glucosa se someten a pequeñas fluctuaciones constantemente – tanto en las personas con diabetes y en personas sin la enfermedad. Sin embargo, las fluctuaciones fueron diferentes entre los dos grupos, que tienden a ser más pequeños y se mueve en una escala de tiempo más rápido en las personas que no tienen diabetes.
Los médicos han notado esas pequeñas fluctuaciones de frecuencia rápida en el azúcar en la sangre de las personas que no tienen diabetes antes, pero en su mayor parte, siempre se ha asumido que esta señal se debió al ruido aleatorio asociado con los límites de detección de los medidores de glucosa. Las fluctuaciones no eran muy grandes, después de todo. Pero Costa, Goldberger y sus colegas han destrozado esta hipótesis al demostrar que no es información compleja codificada en estas dinámicas – información que cambia en comparación con los sujetos con diabetes tipo 2.
Descubrieron esto mediante la aplicación de una técnica matemática sofisticada llamada análisis entropía multiescala, que cuantifica la complejidad de los datos y compara el valor de los conjuntos de datos obtenidos por alterar el orden de las mediciones tomadas cada cinco minutos en las 30 personas y mirando cómo la variabilidad entre ellos cambie.
«Esta combinación de procedimientos de cálculo nos permite decir lo impredecible que la serie temporal es en diferentes escalas de tiempo», dijo Costa.
El análisis mostró que las fluctuaciones a corto plazo (así como los de largo plazo) no representan aleatoriedad no correlacionados pero codifican información compleja. Además encontraron que la información codificada en estas fluctuaciones es significativamente más complejo en las personas sin diabetes – algo que los médicos nunca han observado consistentemente antes.
Esta aparente pérdida de la complejidad con la aparición de la enfermedad ha llevado al equipo de Harvard para sugerir una nueva forma de estudiar la diabetes, que están llamando «glucometria dinámica», un enfoque que tratar de descubrir y dar sentido a la información oculta codificado en estas fluctuaciones, en lugar de depender de controles sobre el terreno y los valores medios.
Complejidad, Fisiología y Salud Humana
Si la diabetes es un ejemplo de cómo emergente de la fisiología saludable tiende a tener variabilidad más compleja, no es el único. Nada como la glucometria dinámica se ha aplicado nunca sistemáticamente al estudio de la diabetes antes, pero enfoques similares se han adoptado en otros campos de la medicina que ya han agregado el matiz de complejidad a nuestra manera de entender la fisiología humana básica.
Un paradigma de muchos años en la fisiología ha sostenido que los sistemas más saludables son los que muestran el mayor constancia – una idea, se llama «homeostasis», que ha reinado sobre el campo durante casi un siglo. Pero ahora los médicos están empezando a apreciar que esto no siempre es cierto.
Goldberger, un cardiólogo, apunta al corazón. Jóvenes sanos tienen una variabilidad mucho más compleja en su corazón que las personas mayores con problemas. Un corazón sano late con una regularidad matematica. Del mismo modo, todos los «instrumentos» en la orquesta de cuerpo pueden ser marcados por las métricas que eviten la «consistencia estúpida» en lugar de la riqueza sinfónica, dijo Goldberger. Y por una buena razón.
«Si todo el mundo en la orquesta toca la misma nota al mismo tiempo, usted se larga», dijo. «Nadie quiere oír la regularidad excesiva o aleatoriedad no correlacionada, es decir, estática.»
Detrás de esta complejidad en los sistemas humanos saludables puede ser el hecho de que confiere un mayor nivel de adaptabilidad, lo que nos permite hacer frente a las tensiones inevitables en múltiples escalas de tiempo. El cuerpo no es una máquina tradicional, dijo Goldberger, y lo que necesita para sobrevivir es la capacidad de hacer cambios y no estar encerrados en un solo estado estable bajo control inflexiblemente apretado o ser completamente aleatoria.
Si este es el caso de la diabetes, entonces la glucometria dinámica puede descubrir nuevas formas de entender los procesos fisiológicos subyacentes detrás de la diabetes y sugieren nuevos tratamientos para la enfermedad diseñado para restaurar la complejidad de múltiples escalas del sistema de regulación de combustible.
Antecedentes sobre la diabetes y su tratamiento
La diabetes es una enfermedad crónica y compleja, caracterizada por altos niveles de azúcar en la sangre, que se presentan debido a los problemas con la insulina, la hormona que regula los niveles de azúcar en la sangre. Normalmente nuestro cuerpo mantiene los niveles de azúcar en sangre adecuados haciendo un seguimiento constante y la liberación de insulina y otras hormonas para llevarlo arriba o hacia abajo según sea necesario.
Pero las personas con diabetes pierden este equilibrio natural y con ello su capacidad para controlar su azúcar en la sangre. La diabetes tipo 1 es causada por la incapacidad de producir la insulina y la diabetes tipo 2 es causada por la incapacidad del cuerpo de responder correctamente a la insulina.
El tratamiento para ambos tipos de diabetes ha sido, de lejos, una de las historias más notables de éxito médico en el último siglo, convirtiendo lo que antes era una enfermedad siempre mortal en una enfermedad crónica pero manejable.
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