Marcapasos novedoso ayuda a coordinar el ritmo cardíaco con la respiración

Un nuevo estudio describe cómo un marcapasos de frecuencia cardíaca con modulación respiratoria (RMH) puede mejorar radicalmente la eficiencia con la que el corazón suministra sangre al cuerpo.

Investigadores de la Universidad de Bristol (Reino Unido), la Universidad de Auckland (Nueva Zelanda), la Universidad de Bath (Reino Unido) y otras instituciones, indujeron insuficiencia cardíaca (IC) en ratas Wistar por ligadura de su arteria coronaria descendente anterior izquierda. Después de dos semanas, las ratas se asignaron aleatoriamente a permanecer sin estimulación del ritmo, a estimulación monotónica y a estimulación RMH, con ambos grupos estimulados guiados a la misma frecuencia cardíaca promedio. La función cardíaca se evaluó de forma no invasiva mediante ecocardiografía antes y después de dos semanas de estimulación diaria, en un momento en que la estimulación estaba desactivada.

Los resultados revelaron que la RMH aumentó el gasto cardíaco en aproximadamente un 20% en comparación con la estimulación monotónica. Esta mejora en el gasto cardíaco se asoció con un aumento en el volumen sistólico y una mejora en la tensión circunferencial. Se observaron aumentos en la contractilidad y el flujo sanguíneo coronario durante la estimulación variable para imitar la RMH. Como resultado, en ratas con disfunción ventricular izquierda, la estimulación crónica con RMH mejoró la función cardíaca a través de mejoras en la función sistólica. Y a medida que las mejoras se realizaron con la estimulación desactivada, los investigadores sugieren que la estimulación RMH provoca la remodelación inversa. El estudio fue publicado el 14 de noviembre de 2019 en la revista Journal of Physiology.

“Al lograr recrear las neuronas en un chip, hemos desarrollado un marcapasos que restaura la variabilidad natural del ritmo cardíaco, en lugar de simplemente trabajar a un ritmo constante”, dijo el coautor principal, el profesor, Alain Nogaret, PhD, del departamento de física de la Universidad de Bath, quien dirigió el diseño del marcapasos biónico “inteligente” no lineal. “Esa es la principal ventaja de este trabajo, y por eso esperamos poder tratar la insuficiencia cardíaca en pacientes en los próximos años”.

“En dos semanas hubo un aumento del veinte por ciento en la sangre bombeada por el corazón, lo que no fue el caso cuando usamos marcapasos convencionales”, dijo la autora principal, Erin O'Callaghan, PhD, de la Facultad de Ciencias Biomédicas de la Universidad de Bristol. “El gasto cardíaco, así como el volumen sistólico se dispararon en las ratas que tenían un marcapasos configurado para arritmia sinusal respiratoria, en comparación con los que usan el otro ritmo monotónico”.

La mayoría de los marcapasos automáticos generan un ritmo similar al de un metrónomo cuando el paciente está en reposo, independientemente de las otras operaciones del cuerpo. Pero el latido normal del corazón es un fenómeno dinámico; con cada inhalación, se puede sentir que se acelera, para ralentizarse con la exhalación, un fenómeno llamado arritmia sinusal respiratoria. El nuevo marcapasos RMH adapta la tasa de generación de impulsos a la respiración, permitiendo que el corazón expulse más sangre cuando recibe más sangre durante la inhalación, y menos cuando el colapso torácico que acompaña la exhalación empuja al corazón.

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