Publicado 18/10/2021 07:15CET

Un ritmo circadiano en las células del corazón que afecta a su funcionamiento diario

Archivo - Enfermedad cardiaca, corazón, ataque
Archivo - Enfermedad cardiaca, corazón, ataque - GETTY IMAGES/ISTOCKPHOTO / IGOR STEVANOVIC

MADRID, 18 Oct. (EUROPA PRESS) -

Un nuevo estudio ha demostrado que los ritmos circadianos de las células cardíacas contribuyen a modificar la función del corazón a lo largo del día y pueden explicar por qué los trabajadores por turnos son más vulnerables a los problemas cardíacos.

De este modo, los científicos han demostrado por primera vez que las células cardíacas regulan sus ritmos circadianos mediante cambios diarios en los niveles de iones de sodio y potasio dentro de la célula, según la nueva investigación que publican en la revista 'Nature Communications'.

Los diferentes niveles de iones de sodio y potasio dentro y fuera de las células cardíacas permiten el impulso eléctrico que provoca su contracción y conduce el latido del corazón.

Se creía que las concentraciones de iones en la célula eran bastante constantes, pero los científicos han descubierto que las células cardíacas alteran sus niveles internos de sodio y potasio a lo largo del día y la noche. Esto anticipa las exigencias diarias de nuestra vida, permitiendo que el corazón se adapte mejor y mantenga un mayor ritmo cardíaco cuando estamos activos.

Es conocido que existen 'relojes' diarios en las células del corazón y otros tejidos, normalmente sincronizados por señales hormonales que alinean nuestros ritmos diarios internos con el ciclo día/noche. Los ritmos diarios de la función cardíaca se conocen desde hace años y se cree que se deben a una mayor estimulación del sistema nervioso durante el día.

Pero este nuevo estudio, apoyado por el Consejo de Investigación Médica y la Iniciativa Cielo Azul de AstraZeneca, demuestra que los ritmos circadianos dentro de cada célula cardíaca también pueden afectar a la frecuencia del corazón.

El equipo, dirigido por científicos del Laboratorio de Biología Molecular del MRC en Cambridge (Reino Unido), en colaboración con AstraZeneca, afirma que entender cómo estos cambios en los niveles de iones alteran la función cardíaca a lo largo del día puede ayudar a explicar por qué los trabajadores por turnos son más vulnerables a los problemas cardíacos, ya que los ritmos iónicos impulsados por los relojes del corazón se "desincronizan" con su estimulación desde los relojes del cerebro. Este nuevo conocimiento podría conducir a mejores tratamientos y medidas preventivas para combatir las afecciones cardíacas.

El estudio descubrió que estos ritmos diarios de sodio y potasio se producen para permitir cambios en las proteínas celulares, con iones literalmente bombeados para "hacer sitio" a los aumentos diarios del nivel de proteínas.

La autora principal del estudio, Alessandra Stangherlin, se sorprendió al comprobar que los niveles de sodio/potasio cambiaban hasta en un 30% en células aisladas y en el tejido cardíaco. Esto supone una sorprendente variación diaria del doble de la actividad eléctrica de las células cardíacas aisladas. En los ratones, esto parece ser tan relevante para entender los cambios diarios de la frecuencia cardíaca como el control nervioso.

El doctor John O'Neill, del Laboratorio de Biología Molecular del MRC, que dirigió el estudio, explica que "las formas en que la función del corazón cambia a lo largo del reloj resultan ser más complejas de lo que se pensaba. Los gradientes iónicos que contribuyen a la frecuencia cardíaca varían a lo largo del ciclo diario".

En este sentido, añade que "es probable que esto ayude al corazón a hacer frente a las mayores exigencias durante el día, cuando los cambios en la actividad y el gasto cardíaco son mucho mayores que por la noche, cuando normalmente dormimos. Esto abre la interesante posibilidad de tratamientos más eficaces para las afecciones cardiovasculares, por ejemplo, mediante la administración de fármacos en el momento adecuado del día", apostilla.

Aunque este estudio se ha realizado con células y ratones en el laboratorio, sus conclusiones se ven respaldadas por un estudio reciente realizado por colaboradores, dirigido por el profesor David Bechtold, de la Universidad de Manchester. Su estudio demostró que los ritmos circadianos de la frecuencia cardíaca y la actividad eléctrica son claramente evidentes tanto en ratones como en humanos, y que los cambios bruscos en la rutina de comportamiento o en los patrones de sueño pueden alterar estos ritmos cardíacos normales.

En conjunto, estos estudios sugieren que los estilos de vida que se oponen a nuestro reloj interno natural (como el trabajo por turnos), pueden hacer que los ritmos circadianos internos dentro de las células del corazón se desacoplen de nuestros comportamientos, de modo que los relojes del corazón ya no anticipan las fluctuaciones de la demanda que, para la mayoría de los individuos, serán mayores durante el día.

Los autores proponen que esto contribuye a aumentar el riesgo de que se produzcan acontecimientos adversos, como arritmias y muerte súbita cardíaca, cuando se alteran los ritmos circadianos.

El doctor John O'Neill advierte de que "muchos de los problemas cardíacos que ponen en peligro la vida ocurren a determinadas horas del día, y con mayor frecuencia en los trabajadores por turnos. Creemos que cuando los relojes circadianos del corazón se desincronizan con los del cerebro, como ocurre con el trabajo por turnos, nuestro sistema cardiovascular puede ser menos capaz de hacer frente al estrés diario de la vida laboral --explica--. Esto probablemente hace que el corazón sea más vulnerable a las disfunciones".

Por su parte, la doctora Megan Dowie, jefa de medicina molecular y celular del Consejo de Investigación Médica, que financió el estudio, resalta que "rsta investigación realmente interesante, apoyada por la Iniciativa Cielo Azul, muestra el increíble potencial de las relaciones innovadoras entre el mundo académico y la industria para ampliar las fronteras de la ciencia de los descubrimientos. Aborda cuestiones fundamentales sin respuesta sobre el funcionamiento del organismo y apunta a nuevas y apasionantes posibilidades de innovación terapéutica", concluye.