Descifran las causas de la muerte súbita con ayuda de la física aplicada

Por: | Etiquetas: | Comentarios: 0 | abril 16th, 2015

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Investigadores del Departamento de Física Aplicada de la UPC y de la California State University (EEUU) han demostrado por primera vez que la transición en la alternancia cardíaca, una arritmia potencialmente mortal, comparte características con el ordenamiento ferromagnético de los metales.

La investigación, publicada en la revista científica “Physical Review Letters”, ayuda a entender mejor cómo se origina la muerte súbita y abre la puerta a diseñar nuevos fármacos para evitarla.

Las muertes súbitas cardíacas representan aproximadamente el 10 % de los casos de muerte natural -unas 300.000 muertes anuales en EEUU y unas 20.000 en España- y la mayoría se deben a la fibrilación ventricular.

Los físicos de la Universidad Politécnica de Cataluña (UPC) y sus colegas de California han estudiado cómo muchas muertes súbitas se producen por una contracción desordenada del corazón, conocida como fibrilación ventricular, que provoca que el corazón, que funciona por impulsos eléctricos, no sea capaz de bombear la sangre y la muerte ocurre en pocos minutos, a menos que se administre un choque desfibrilador.

Uno de los posibles desencadenantes es una arritmia conocida como alternancia cardíaca, donde la contracción del corazón se produce de manera coordinada en cada latido, pero su intensidad varía dando lugar a una contracción fuerte y débil en latidos alternativos.

Para entender el origen de esta arritmia es necesario estudiar cómo se produce la contracción dentro de la célula, donde existen cientos de pequeñas subunidades compuestas por agrupaciones de canales que liberan iones de calcio cuando reciben la orden eléctrica.

Esto es lo que marca la intensidad de la contracción: si liberan más calcio, la contracción es más fuerte; en cambio, si casi no liberan, hay poca contracción.

Los físicos de la UPC Enrique Álvarez-Lacalle y Blas Echebarria han demostrado mediante modelos de simulación que la alternancia se produce debido a un tipo de transición que ha intrigado a los físicos desde hace décadas, una transición de desorden al orden estudiada originalmente para entender la pérdida de las características ferromagnéticas al aumentar la temperatura por encima de un umbral límite.

Un material ferromagnético está formado por pequeños imanes que pueden enfocarse en una dirección o en otra.

Si cada uno de estos imanes apunta en una dirección diferente, es decir, si el sistema está desordenado, su efecto magnético se anula. En cambio, por debajo de una cierta temperatura, todos los pequeños imanes comienzan a enfocarse hacia la misma dirección y el sistema ordena, lo que hace que todo el conjunto se comporte como un gran imán.

En el caso del corazón, cada subunidad dentro de la célula encargada de liberar calcio puede decidir hacerlo o no, y cuando esto sucede de una manera desordenada, hay tantas células que liberan como que no, aunque el calcio total liberado es siempre el mismo, no varía.

En cambio, en algunas situaciones se da una transición hacia un estado ordenado, como ocurre en los materiales ferromagnéticos, y entonces todas las células deciden liberar o no liberar calcio al mismo tiempo, dando lugar a una secuencia de contracciones fuertes y débiles y, en último caso, a una transición hacia la fibrilación ventricular.

La conclusión, según los científicos, parece ser que el orden, en algunos casos, mata. Blas Echebarria ha explicado que “actualmente estamos estudiando si el mismo efecto se observa en las células auriculares. Esto supondría un paso para entender la fibrilación auricular que, a pesar de no provocar la muerte súbita como la ventricular, conlleva un elevado riesgo de embolia y presenta una prevalencia muy alta, sobre todo en personas mayores de 60 años”.

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