29 Sept Madrid (EUROPA PRESS)
Una colaboración interdisciplinar liderada por investigadores de la Facultad de Medicina de Harvard y de la Universidad de Harvard (EE.UU.) ha permitido vislumbrar cómo empiezan a latir exactamente las células del corazón, informa Nature.
Para pasar de ser un puñado de células a convertirse en un organismo completo, con tejidos y órganos funcionales, las células deben organizarse con precisión y empezar a trabajar de forma concertada. Este proceso es especialmente dramático en el corazón, donde las células inmóviles deben empezar a latir al unísono.
En un estudio con peces cebra, el equipo descubrió que cuando aumentan los niveles de calcio y las señales eléctricas, las células cardiacas empiezan a latir al unísono de repente. También descubrieron que cada célula cardiaca tiene la capacidad de latir de forma independiente, sin marcapasos, y que el corazón puede empezar a latir en distintos lugares.
La gente le da mucha importancia a los latidos del corazón, por lo que son objeto de investigación desde hace mucho tiempo, pero ésta es la primera vez que hemos podido estudiarlos con tanta profundidad y resolución”, afirma el profesor Sean Megason (Biología de Sistemas), coinvestigador del Instituto HMS Blavatnik.
Conocer los mecanismos básicos que subyacen a los latidos del corazón puede ser intrínsecamente interesante para los biólogos curiosos, pero también es esencial para entender qué ocurre cuando el sistema cardíaco que controla los latidos no se desarrolla correctamente o funciona mal.
El corazón late unos tres mil millones de veces en la vida de un ser humano y nunca descansa”, explica Adam Cohen, coautor del estudio y profesor de química, biología química y física en la Universidad de Harvard. Queríamos saber cómo se enciende por primera vez esta increíble máquina”.
Los investigadores no se propusieron estudiar cómo empieza a latir el corazón, sino combinar la experiencia del laboratorio de Cohen en la obtención de imágenes de la actividad eléctrica con el interés del laboratorio de Megason por estudiar cómo las células en desarrollo del pez cebra aprenden a comunicarse y a cooperar entre sí, con el fin de encontrar una solución científica. buscaban un reto.
Se dio cuenta de que, a pesar de los miles de años de investigación sobre el corazón en desarrollo que se remontan a las observaciones de Aristóteles sobre los pollitos, los detalles de cómo las células cardiacas inician el latido seguían siendo un misterio que podía resolverse.
¿Cómo pasan las células cardíacas de la inactividad al latido? – explica Megason. El corazón empieza a latir una vez en la vida, pero no está claro cómo ocurre.
Se trata de un estudio exploratorio, dicen los investigadores, y no saben lo que descubrirán. Tal vez unas pocas células empiecen a latir y sus regiones de latido crezcan lentamente, o tal vez distintas partes del corazón empiecen a latir independientemente y acaben fusionándose, o tal vez el corazón empiece con un latido débil y se fortalezca con el tiempo, especulan los investigadores. los investigadores.
Utilizando proteínas fluorescentes e imágenes microscópicas de alta velocidad, los investigadores captaron los cambios en los niveles de calcio y la actividad eléctrica de las células cardiacas de embriones de pez cebra en desarrollo.
Sorprendentemente, todas las células cardiacas pasaron de repente de no latir a latir, caracterizándose por picos simultáneos de calcio y señales eléctricas, e inmediatamente empezaron a latir de forma sincronizada. Fue como si alguien hubiera pulsado un interruptor”, afirma Cohen. Otros experimentos demostraron que, con cada latido, una parte del corazón se dispara primero, iniciando una oleada de electricidad que luego fluye rápidamente al resto de las células para dispararse.
Curiosamente, el latido se iniciaba en una parte distinta del corazón en cada pez cebra. Este hallazgo era contrario a la intuición, ya que las células cardiacas adultas se mueven de forma diferente.
A diferencia del corazón adulto, donde una población especializada de células marcapasos inicia el latido, la mayoría de las células del corazón embrionario tienen la capacidad de latir por sí solas, lo que hace difícil predecir dónde se producirá el primer latido”, explica Bill Zia, autor principal y coautor del estudio.
Las células cardiacas empiezan a latir al instante, por lo que tienen que desarrollar la capacidad de latir y percibir los latidos vecinos antes de que empiece el primero”. Megason lo compara con un ejército que empieza a marchar al unísono sin practicar.
El corazón aprende primero a seguir un ritmo sin reloj, y las células individuales aprenden a cooperar sin ponerse de acuerdo antes sobre cuál es su función”, añade Gia. Es muy importante que el corazón lata con regularidad, pero aunque pueda parecer desorganizado al poco de nacer, pronto se soluciona”.
El pez cebra es un modelo útil para estudiar el corazón porque es transparente, crece rápidamente (un latido se produce en sólo 24 horas) y se le pueden tomar imágenes docenas de veces. Sin embargo, Megason cree que los mismos procesos de desarrollo pueden conservarse en todas las especies, incluida la humana.
Según el equipo, sus hallazgos abren la puerta a una mejor comprensión del desarrollo del latido cardiaco en distintas especies, y puede que algún día nos ayuden a entender cómo se desarrollan las arritmias cardiacas, como las arritmias, en los seres humanos.
Observando cómo se desarrolla el corazón, podemos ver cómo se solapan los distintos mecanismos de control.
