Las arterias de los humanos mejoran el transporte de moléculas entre la sangre y la pared al tener una estructura helicoidal.
Introducción
Podemos imaginarnos teniendo cuerpos esencialmente sólidos, pero el sistema vascular que transporta oxígeno a través de nuestros cuerpos, nos hace menos como una montaña de músculos y más como un río andante de fluido. Es por eso que el daño a nuestras venas y arterias puede ser tan devastador, y por eso las enfermedades cardiovasculares son una de las principales causas de muerte entre los humanos en todo el mundo.
Gran parte del problema se deriva de la acumulación con el tiempo de agentes endurecedores en las paredes de las arterias. Las paredes arteriales sanas requieren un suministro constante de oxígeno: las paredes arteriales que reciben menos oxígeno tienen más probabilidades de endurecerse. Afortunadamente, nuestras arterias tienen adaptaciones sorprendentes y sutiles para ayudarnos a mantenernos saludables a lo largo de nuestra vida.
La estrategia
A medida que nuestras arterias transportan sangre enriquecida con oxígeno desde nuestros pulmones al resto de nuestro cuerpo, a menudo se curvan y giran en un espacio tridimensional como un sacacorchos. ¿Por qué no viajan simplemente en líneas rectas aparentemente eficientes?
Resulta que esos los giros crean patrones de flujo helicoidales dentro de los vasos que mezclan mejor el oxígeno en el torrente sanguíneo. También hacen que la sangre que fluye ejerza más fuerza contra las paredes de las arterias. Esta fuerza, llamada esfuerzo cortante de la pared, afecta directamente la cantidad de oxígeno absorbido por las paredes. Es similar a comer un dulce sabroso: si lo haces rodar en tu boca, tus papilas gustativas tienen la oportunidad de experimentar el sabor, pero si lo tragas directamente, apenas saboreas nada.
De manera similar, las arterias más rectas tienen menos oportunidades de interactuar con el oxígeno que fluye a través de ellas. Eso los pone en mayor riesgo de endurecimiento que los helicoidales. Por lo tanto, los giros aparentemente ineficientes en nuestras venas y arterias son, en última instancia, críticos para mantener la salud y el funcionamiento del sistema en su conjunto.
Las posibilidades
Las geometrías helicoidales naturales de nuestro sistema vascular pueden servir de inspiración en el diseño de injertos, derivaciones y stents utilizados en procedimientos como la diálisis y la cirugía de derivación. Los stents helicoidales modelados en la geometría de las arterias humanas, por ejemplo, ya han demostrado mantener mejor la salud de los vasos asociados que los stents rectos.
En términos más generales, imitar la trayectoria de torsión de las arterias podría mejorar la absorción en otros sistemas de flujo, ya sea para distribuir materiales en el entorno o filtrarlos del líquido que fluye.
