Diane Kelly: Lo que no sabíamos sobre la anatomía del pene

Todavía no hemos descifrado la anatomía en su totalidad. Hemos avanzado muchísimo sobre genomas, proteómica y biología celular, pero, como Diane Kelly deja claro en TEDMED, existen hechos fundamentales sobre el cuerpo humano que aún tenemos que aprender. En este caso: ¿Cómo funciona la erección en los mamíferos?

Cuando asisto a fiestas,

la gente no suele tardar mucho

en descubrir

que soy científica y mi campo de estudio es el sexo.

Y entonces me hacen preguntas.

Y éstas tienen con frecuencia
un formato muy particular.

Empiezan con la frase,

"Un amigo me ha contado",

y luego acaban con la frase,

"¿esto es verdad?"

Y la mayoría de las veces

me alegra decir que puedo contestar esas preguntas,

pero a veces tengo que responder,

"Lo siento mucho,

pero no lo sé

porque no soy ese tipo de doctor".

Es decir, no soy médico,

soy una bióloga comparativa que estudia anatomía.

Y mi trabajo consiste en analizar cientos de especies

animales e intentar averiguar
cómo funcionan sus tejidos

y órganos cuando todo funciona correctamente,

más que intentar averiguar

la forma de arreglar las cosas cuando funcionan mal,

como en el caso de muchos de ustedes.

Y lo que hago es buscar
similitudes y diferencias en las

soluciones que esos animales han desarrollado

para resolver problemas biológicos fundamentales.

Hoy estoy aquí para defender

que esta investigación no constituye en absoluto

una actividad esotérica cual torre de marfil

propia de universidades,

sino que es una investigación amplia y extensa

de los distintos tipos de tejido y sistemas de órganos

en diferentes especies que puede tener implicaciones

directas para la salud humana.

Y esto se ha demostrado tanto en mi reciente proyecto

sobre las diferencias sexuales en el cerebro,

como también en mi obra más formada

sobre la anatomía y función de los penes.

Ahora ya saben por qué
soy la diversión de las fiestas.

(Risas)

Hoy voy a darles un ejemplo

sacado de mi estudio sobre el pene

para enseñarles cómo el conocimiento,

fruto del estudio de un aparato de un órgano

ayudó a entender otro aparato muy distinto.

Estoy segura de que todas las personas
de esta sala saben

-- yo misma se lo tuve que explicar
a mi hijo de nueve años

la semana pasada -- que los penes son estructuras

que transfieren esperma de un individuo a otro.

Y la diapositiva que tengo detrás

apenas muestra por encima la diversidad

que presentan en el mundo animal.

Existe un enorme grado de variación anatómica.

Podemos encontrar tanto trompas musculares, piernas modificadas,

como también ese cilindro mamífero,
hinchable y carnoso

que a todos nos resulta familiar,

o al menos a la mitad de ustedes.

(Risas)

Y creo que encontramos esta tremenda variación

porque supone una solución muy efectiva

a un problema biológico muy básico,

que es hacer llegar el esperma al lugar donde

se encuentra con los óvulos para formar cigotos.

Ahora bien, el pene no es estrictamente necesario

para la fertilización interna,
pero cuando ésta evoluciona,

los penes suelen seguir el mismo camino.

Y la pregunta que me hacen más a menudo
cuando hablo de esto es:

"¿Qué hizo interesarte en esto?"

Y la respuesta es esqueletos.

No pensarían que el esqueleto y el pene

tienen mucho que ver el uno con el otro.

Y eso es porque tendemos a pensar en los esqueletos

como sistemas de palanca rígidos

que producen velocidad o fuerza.

Y mis primeras incursiones
en el campo de la biología,

estudiando paleontología de los dinosaurios
como universitaria,

fueron encaminadas precisamente en esa dirección.

Pero cuando me gradué para estudiar biomecánica,

estaba decidida a encontrar un proyecto final de carrera que

ampliase nuestro conocimiento de la función esquelética.

Lo intenté con muchas ideas distintas.

Muchas de ellas no dieron resultado.

Pero de repente un día empecé a pensar

en el pene mamífero.

Y se trata de un tipo de estructura muy curioso.

Antes de que pueda utilizarse para la fertilización interna,

su comportamiento mecánico tiene que cambiar

de manera drástica.

Es un órgano flexible la mayor parte del tiempo.

Se dobla con facilidad.

Pero antes de que se ponga en funcionamiento

durante la copulación

tiene que volverse rígido,

tiene que ser complicado doblarlo.

Y además, tiene que funcionar.

Un aparato reproductivo que no funciona

da lugar a un individuo sin descendencia,

y ese individuo queda entonces fuera del acervo genético.

Y ahí es cuando pensé: "Aquí tenemos un problema

que está pidiendo a gritos un sistema esquelético"

no un esqueleto como este

sino uno como este

y es que, funcionalmente,

un esqueleto es cualquier sistema

que aguanta tejido y transmite fuerzas.

Y yo ya sabía que los animales como esta lombriz,

de hecho la mayoría de los animales,

no aguantan sus tejidos

colocándolos alrededor de huesos.

Son más bien como globos de agua armados.

Utilizan un esqueleto llamado hidroestático o hidroesqueleto.

Y un esqueleto hidroestático

funciona con dos elementos.

El soporte esquelético es consecuencia de la interacción

entre un fluído presurizado

y una pared de tejido circundante

sujetada en tensión y reforzada con proteínas fibrosas.

Y esta interacción es crucial.

Sin ambos elementos no existe soporte.

Si tienes fluido

sin la pared de tejido para rodearlo

y mantener la presión,

tienes un charco.

Y si sólo tienes la pared

sin fluido que mantenga la presión dentro de ella,

tienes un pequeño trapo mojado.

Un pene visto en sección transversal

posee muchas de las partes distintivas

de un esqueleto hidroestático.

Tiene una sección central

de tejido eréctil y esponjoso

que se llena de fluido -- en este caso sangre --

rodeada por una pared de tejido

rica en una proteína estructural llamada colágeno.

Pero en el momento en que empecé este proyecto,

la mejor explicación que pude encontrar
para la erección

fue que la pared rodeaba los tejidos esponjosos,

estos tejidos se llenaban de sangre,

la presión aumentaba y ¡voilà! Se ponía erecto.

Y eso me hizo entender la expansión --

tenía sentido: a más fluido, los tejidos se expanden --

pero no explicaba realmente la erección.

Y es que no había en esta explicación ningún mecanismo

que endureciese la estructura para no doblarse.

Y nadie había estudiado la pared de tejido detenidamente.

Así que pensé, la pared de tejido
debe ser importante para

los esqueletos. Tiene que ser parte de la explicación.

Y ese fue el punto

en el cual mi tutor de proyecto me dijo,

"¡Mira! Espera. Tranquilízate"

Porque después de que me pasé seis meses hablando del tema,

creo que por fin entendió

que iba en serio con lo de los penes.

(Risas)

Así que me hizo sentarme y me advirtió.

Me dijo, "Ten cuidado si sigues por este camino.

No estoy seguro de que este proyecto vaya a salir bien".

Porque tenía miedo de que me estuviese metiendo

en un callejón sin salida. Quería encargarme de una

pregunta socialmente embarazosa
con una respuesta que según él

podía no ser especialmente interesante.

Y la razón era que

todos los hidroesqueletos que habíamos encontrado

hasta entonces en la naturaleza

poseían los mismos elementos básicos.

Tenían el fluido central,

la pared circundante

y las fibras de refuerzo en ella

estaban dispuestas en forma de hélices cruzadas

alrededor del eje largo del esqueleto.

La imagen detrás de mí

muestra un trozo de tejido

en uno de estos esqueletos de hélices cruzadas

seccionado de manera que podemos ver la superficie de la pared.

La flecha muestra el eje largo.

Y pueden ver las dos capas de fibras,

una en azul y otra en amarillo,

dispuestas de izquierda a derecha y de derecha a izquierda.

Y si no estuviésemos mirando tan solo una pequeña

sección de fibras, esas mismas fibras formarían hélices

alrededor del eje largo del esqueleto,

algo así como una trampa para dedos china,

donde metes los dedos y se quedan atascados.

Estos esqueletos tienen un rango específico de comportamientos

que voy a demostrar en un video.

Se trata de la maqueta de un esqueleto

que hice con un trozo de tela

que envolví alrededor de un globo inflado.

La tela está cortada al sesgo.

Pueden ver cómo las fibras se enredan en hélices

y pueden reorientarse conforme se mueve el esqueleto,

lo que significa que el esqueleto es flexible.

Se alarga, se acorta y se dobla con increíble facilidad

en respuesta a fuerzas internas o externas.

La pregunta de mi tutor fue entonces

¿y si la pared de tejido del pene

es simplemente como cualquier otro esqueleto hidroestático?

¿Qué vas a aportar?

¿Qué has descubierto que pueda contribuir

a nuestro conocimiento de la biología?

Y entonces pensé: "Ahí sí que ha hecho una buena pregunta".

Así que dediqué mucho, mucho tiempo a darle vueltas

a esa pregunta. Y había algo que no podía quitarme

de la cabeza era que, cuando están en funcionamiento,

los penes no se menean.

(Risas)

Algo interesante tenía que estar ocurriendo.

Así que seguí adelante, reuní pared de tejido,

preparé el tejido de modo que estuviese erecto,

lo seccioné, lo puse en un portaobjetos de vidrio

y luego lo coloqué en el microscopio para

echar un vistazo, ávida por ver hélices cruzadas de algún tipo.

Y en cambio fue esto lo que vi.

Existen dos capas, una exterior y una interior.

La flecha muestra el eje largo del esqueleto.

Esto me sorprendió muchísimo.

Todo aquél al que se lo enseñé

se sorprendió muchísimo.

¿Por qué estaba todo el mundo tan sorprendido?

Pues porque todos sabíamos que en teoría

había otro modo

de ordenación de las fibras en un esqueleto hidroestático

y ese modo era con las fibras colocadas

a 90 grados del eje largo de la estructura.

El caso es que nadie había detectado algo así jamás

en la naturaleza y ahora lo estaba mirando.

Las fibras con esa orientación en concreto

proporcionan al esqueleto un comportamiento muy diferente.

Voy a mostrar un modelo

fabricado con los mismos materiales.

Así que estará hecho de la misma tela de algodón,

el mismo globo e idéntica presión interna.

Aunque la única diferencia es

que las fibras están dispuestas de una manera distinta.

Y verán que, a diferencia del modelo con las hélices

cruzadas, este resiste la extensión, la contracción

y también resiste el doblado.

Y lo que esto nos muestra es que

las paredes de tejido cumplen una función mucho más complicada

que simplemente cubrir el tejido vascular.

Son una pieza fundamental del esqueleto peniano.

Si esa pared que rodea el tejido eréctil
no estuviese ahí,

si no estuviese reforzada de esta manera,

la forma cambiaría,

pero el pene hinchado no resistiría el doblado,

y la erección simplemente no funcionaría.

Se trata de una observación con obvias aplicaciones

médicas en humanos también,

pero también es relevante en un sentido más amplio, creo yo,

al diseño de prótesis, robots flexibles,

básicamente cualquier cosa

donde el cambio de forma y la rigidez sean importantes.

Así que, en resumen:

Hace 20 años,

uno de mis tutores me dijo,

cuando fui a la universidad y le dije,

"Estoy bastante interesada en anatomía"

me contestó, "La anatomía es una ciencia muerta".

No podría haber estado más equivocado.

De verdad creo que aún tenemos muchísimo por aprender acerca de

la estructura y función básicas de nuestros cuerpos.

No sólo acerca de su genética y biología molecular,

sino justo aquí, en el último peldaño de la escalera.

Hoy en día tenemos límites.

Con frecuencia nos centramos en una enfermedad,

un modelo, un problema,

pero mi experiencia me dice

que deberíamos tomarnos el tiempo necesario

para aplicar ideas abiertamente entre distintos sistemas

y ver a dónde nos lleva el proceso.

Después de todo, si el estudio de los esqueletos invertebrados

puede ayudarnos a comprender

los aparatos reproductivos mamíferos,

bien podrían haber cientos de conexiones inexploradas

ahí fuera, acechando, esperando ser descubiertas.

Gracias.

(Aplausos)