Modelado in silico de las propiedades mecánicas del eritrocito sano e infectado con Plasmodium Falciparun - Dorta Yozzia, Doriana Patricia; Martínez Torres, Alex Omar (Panamá : Universidad, 2018)
La malaria sigue siendo la enfermedad parasitaria más grave y extendida en el mundo. A lo largo de los siglos se ha expandido a 91 países, costando miles de millones de vidas. Cuando el parásito de la malaria, del género Plasmodium, entra al torrente sanguíneo, invade los eritrocitos o glóbulos rojos y, a medida que crece, genera importantes efectos fisiopatológicos, afectando en particular, las propiedades mecánicas de estas células. Las propiedades mecánicas juegan un papel importante en la fisiología celular. En el caso de los eritrocitos, su capacidad de deformarse (para poder pasar a través de los pequeños capilares) es fundamental para cumplir con el rol de intercambio de oxígeno en el cuerpo. Un cambio en los valores de elasticidad y de capacidad para deformarse puede significar afecciones patológicas genéticas o adquiridas. En base a la experiencia de áreas como la ingeniería, donde se utilizan modelos computacionales para reducir los costos de diseño y prototipo, se vienen desarrollando modelos también para sistemas biológicos. De esa forma, se procura entender mejor los sistemas con costos de experimentación mucho menores. En este trabajo se modela un eritrocito sano e infectado con P. falciparum. Para realizar el modelado computacional utilizamos ANSYS, un software basado en el método de elementos finitos. El modelo requiere como parámetros de entrada la caracterización mecánica del material, en nuestro caso, de la célula. Básicamente, los parámetros requeridos son el coeficiente de Poisson y el módulo de elasticidad (o módulo de Young). La exhaustiva revisión bibliográfica sobre modelado celular permitió determinar un valor adecuado para el coeficiente de Poisson. Por otra parte, procedimos a la realización de experimentos de aplicación de fuerzas (mediante campo eléctrico) a muestras de eritrocitos para determinar su módulo de elasticidad. Con esos valores se simuló la aplicación de diferentes rangos de fuerza y se observó los esfuerzos, las deformaciones y los desplazamientos que ocurrían en el modelo del eritrocito. El valor determinado experimentalmente para módulo de elasticidad concuerda con los valores reportados en la literatura. Los desplazamientos indicados por el modelo se corresponden también a los reportados en varios trabajos sobre el tema; los esfuerzos y deformaciones presentan discrepancia con valores reportados anteriormente. Palabras Claves: eritrocito, elasticidad, módulo de Young, propiedades mecánicas, capacitor.
"Trabajo de graduación sometido a consideración por la Escuela de Biología, Facultad de Ciencias Naturales Exactas y Tecnología, como requisito parcial para optar por el título de Licenciado en Biología con orientación en Microbiología y Parasitología". -- Página de título.
En: UP-RID
Keywords: ERITROCITOS -- INVESTIGACIONES; ELASTICIDAD; SIMULACION POR COMPUTADORES; BIOLOGIA -- METODOS DE SIMULACION; MALARIA -- INVESTIGACIONES; PLASMODIUM FALCIPARUM -- INVESTIGACIONES; CITOLOGIA -- INVESTIGACIONES; BIOLOGIA -- TESIS Y DISERTACIONES ACADEMICAS