¿Qué pasaría si la sangre humana se convirtiera en una especie de baba gomosa que pudiera rebotar en una herida y detener el sangrado en un tiempo récord?
Hasta ahora era un misterio cómo la hemolinfa, o sangre de insecto, podía coagularse tan rápidamente fuera del cuerpo. Investigadores de la Universidad de Clemson finalmente han descubierto cómo funciona esto mediante la observación de orugas y cucarachas. Al cambiar sus propiedades físicas, la sangre de estos animales puede sellar heridas en aproximadamente un minuto porque la hemolinfa acuosa que inicialmente sangra se convierte en una sustancia viscoelástica fuera del cuerpo y se retrae hacia la herida.
«En los insectos vulnerables a la deshidratación, la reacción mecánica de la sangre después de una herida es rápida», dijo el equipo de investigación en un estudio publicado recientemente en Frontiers in Soft Matter. «Permite a los insectos minimizar la pérdida de sangre sellando la herida y formando coágulos primarios que proporcionan un andamiaje para la formación de tejido nuevo».
exudado misterioso
La hemolinfa tiene una composición drásticamente diferente a la de la sangre de los vertebrados. Está desprovisto de glóbulos rojos y plaquetas. Las células que forman la hemolinfa, conocidas como hemocitos, actúan como glóbulos blancos en los vertebrados y llevan a cabo funciones como comer bacterias potencialmente infecciosas y ayudar a formar coágulos sobre las heridas. Algunos insectos tienen sangre más rica en hemocitos que otros. Incluso las formas larvarias de ciertas especies pueden tener más hemocitos en la sangre que los adultos, y muchas mariposas y polillas adultas tienen hemolinfa pobre en hemocitos en comparación con las orugas.
Al experimentar con las orugas de la polilla esfinge (sexta manduca), los investigadores colocaron la oruga en una funda de plástico duro con agujeros y luego hicieron una incisión en una de sus patas. La hemolinfa verdosa que se escapó de la herida goteó como agua durante unos segundos. Sin embargo, pronto se espesó hasta convertirse en un fluido viscoelástico que goteaba mucho más lentamente. Su última gota no se desprendió ni cayó, sino que se retrajo hacia la herida.
Todo esto sucedió en 60 a 90 segundos. Se observaron resultados similares con las cucarachas (periplaneta americana) cuando se cortó la punta de una antena.
En ambas especies de insectos, después de que la hemolinfa se retrajo, comenzó a formarse un coágulo. La costra de este coágulo se volvió tan dura en las cucarachas que ni siquiera una aguja de tungsteno podía penetrarla.
Está en la sangre
Para investigar la estructura de los coágulos de hemolinfa, los científicos reunieron parte del material viscoso (pero no completamente coagulado) de las heridas de orugas y cucarachas y lo examinaron mediante microscopía de contraste de fases. El contraste de fase mejora el contraste y, por lo tanto, permite ver detalles (como células) en muestras transparentes como la hemolinfa. La hemolinfa parcialmente coagulada estaba formada por lo que se describe en el estudio como “filamentos poliméricos con hemocitos incrustados”, y los coágulos de heridas más antiguas eran más viscosos o más gruesos que los de heridas más recientes.
Algunos especímenes incluían trozos de costras que comenzaron a formarse sobre heridas cicatrizadas. Estos se liofilizaron para evitar que el agua que quedara los deformara y luego se observaron con rayos X, micro-CT e imágenes SEM, que mostraron que la parte exterior de la corteza, que estaba más expuesta al aire, era más denso. El material de la costra también contenía grandes agregados de hemocitos que se habían ensamblado en estructuras en cadena para formar un coágulo.
¿Qué tan rápido pueden comenzar a ensamblarse los hemocitos? El equipo regresó y observó hemolinfa viscosa pero no endurecida que rezumaba de las heridas.
Si bien el sangrado se detuvo después de aproximadamente un minuto, los hemocitos comenzaron a formar una costra alrededor de tres minutos después de la formación de la última gota, que se retrajo después de convertirse en un fluido viscoelástico con polímeros lo suficientemente fuertes como para espesarlo y retenerlo. Algunos hemocitos formarían pseudópodos (muy parecidos a las amebas), que luego se unirían a otros hemocitos. Los agregados resultantes hicieron que el fluido se volviera cada vez más viscoso y finalmente formaron una costra.
La hemolinfa de insectos no es el único tipo de fluido corporal que demuestra propiedades viscoelásticas. Incluso la saliva es más acuosa cuando sale de la boca por primera vez, pero se vuelve más viscosa con el tiempo fuera del cuerpo, como cuando se extiende desde la punta de la lengua de un perro. La sangre humana no es viscoelástica. Sin embargo, este estudio podría tener implicaciones para la medicina humana en el futuro. Los investigadores de Clemson creen que es posible que los avances futuros nos brinden algunas de las ventajas de los insectos a la hora de curar heridas.
«Esperamos que nuestros hallazgos despierten el interés de los bioquímicos y biólogos moleculares», dijeron, «para diseñar espesantes de funcionamiento rápido para la sangre de vertebrados, incluida la sangre humana».
Fronteras en la materia blanda, 2024. DOI: 10.3389/frsfm.2024.1341129