Observan en simultáneo cómo los corazones normales y afectados utilizan los nutrientes

 

Científicos de la Escuela de Medicina Perelman de la Universidad de Pensilvania han producido una imagen detallada del uso de energía y nutrientes por el corazón humano.

El estudio, primero en su tipo, involucró un muestreo simultáneo de sangre de diferentes partes del sistema circulatorio en docenas de participantes humanos, con el fin de registrar las moléculas que entran y salen del corazón que palpita.

Los resultados han revelado características clave del uso de energía por el corazón normal, así como en el corazón defectuoso, estableciendo un nuevo marco para su estudio en la salud y la enfermedad.

Los investigadores han sostienen que comprender, es este nivel de detalle, cómo el corazón maneja el combustible y los nutrientes debería prepararlos para el desarrollo de futuros tratamientos para la insuficiencia cardíaca y afecciones relacionadas. Ahora tienen una mejor idea de cómo se alimenta el corazón, con lo cual pueden poner su mirada en idear nuevas formas de mejorar el metabolismo en la insuficiencia cardíaca.

La insuficiencia cardíaca es uno de los grandes problemas médicos a nivel mundial. Esta insuficiencia cardíaca, casi siempre ocurre como resultado de una enfermedad de las arterias coronarias o un ataque cardíaco, lo cual las incapacidad de bombear sangre con la suficiente fuerza a través del cuerpo para sostener normalmente otros órganos.

Los tratamientos actuales para la insuficiencia cardíaca están dirigidos principalmente a sus síntomas. Se trata, por ejemplo, la acumulación de líquido en los pulmones y en las extremidades inferiores, así como la dotación de dispositivos para ayudar a bombear y, para algunos, la solución es someterse a un trasplante de corazón.

Es por eso que es importante una comprensión más profunda de la función cardíaca, lo que permitiría a los investigadores desarrollar terapias más efectivas que restablezcan la capacidad de bombeo del corazón.

En el estudio, se tomaron muestras de sangre que ingresaba y salía del corazón en 87 participantes, hombres y mujeres que ya se estaban sometiendo a un procedimiento para tratar una afección común llamada fibrilación auricular, pero que no tenían insuficiencia cardíaca. Asimismo, se realizó un muestreo similar en 23 pacientes con fibrilación auricular que tenían insuficiencia cardíaca. A todos los pacientes se tomaron muestras de sangre que entraba y salía de la pierna, para comparar.

Luego, utilizando herramientas de última generación para cuantificar los niveles de cientos de metabolitos diferentes, moléculas involucradas en el uso de combustible y el crecimiento celular, en las muestras de sangre; con el objetivo de observar en detalle qué metabolitos consume el corazón en funcionamiento y cuáles produce como subproductos.

El análisis fue importante principalmente por que proporcionó la primera imagen clara y detallada de la captación y liberación normal de metabolitos en el corazón, esto es una instantánea que servirá de referencia y que los estudios futuros podrán ampliar.

Finalmente, se detectaron 277 metabolitos en total, en la sangre de los participantes y encontraron que para 65 de ellos, los niveles que salían del corazón eran significativamente diferentes a los niveles de los que ingresaban.

También hicieron algunas comparaciones para resaltar lo que pueden ser las características únicas del metabolismo cardíaco normal. Así observaron que el corazón, en comparación con las piernas, depende mucho más de la absorción, aparentemente como fuente de energía, de pequeñas moléculas orgánicas llamadas ácidos grasos. Al mismo tiempo, según el análisis, el corazón libera cantidades relativamente grandes de una clase diferente de moléculas llamadas aminoácidos, los componentes básicos y los productos de descomposición de las proteínas, lo que sugiere que una descomposición relativamente intensa de las proteínas dentro del corazón es una forma como el músculo cardíaco en funcionamiento alimenta su actividad.

Una gran diferencia entre los corazones sanos y los corazones defectuosos observados en el estudio fue que estos últimos consumieron más cetonas (moléculas que el cuerpo usa como intermediarios en la conversión de las grasas almacenadas en energía), aunque los investigadores sospechan que esta disparidad puede deberse simplemente a la lentitud en el paso de la sangre a través del corazón, lo que permite un mayor tiempo para la absorción de cetonas. En comparación con los corazones normales, los corazones defectuosos también liberaron más aminoácidos, lo que sugiere una mayor degradación y recambio de proteínas.

Los científicos han afirmado que queda pendiente investigar si el aumento de la degradación de proteínas en la insuficiencia cardíaca es adaptativo o desadaptativo. Para estudiar esto y otros procesos implicados se requerirán pruebas rigurosas en organismos modelo; después de esto, se podrá volver a realizar estudios en humanos que, sin lugar a dudas, será con una comprensión mucho más profunda sobre cómo mejorar la función cardíaca en la insuficiencia cardíaca.

El estudio ha sido liderado por Zoltan Arany, MD, Ph.D., profesor de Medicina y director del Programa de Metabolismo Cardiovascular en Penn Medicine. Los resultados de esta investigación fueron publicados en la revista Science.