Un golpe en el pecho puede tener efectos altamente contrastantes. Por ejemplo, se han registrado casos de jugadores han perdido la vida tras ser golpeados en el pecho por una pelota de béisbol, mientras que pacientes sometidos a taquiarritmias cardíacas potencialmente mortales, se han salvado por un golpe en el tórax administrado de manera apropiada.

Los científicos saben que tales golpes crean tensiones rápidas en el tejido del corazón, pero aún no entienden completamente cómo los golpes afectan el funcionamiento cardíaco.

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Imitando el golpe

A fin de alcanzar un entendimiento ampliado en este sentido, un equipo de investigadores de la Escuela Politécnica Federal de Lausana en Suiza y de la Universidad de Berna, ha desarrollado un dispositivo experimental que permite someter tejido cardiaco a ciclos de tensión altamente dinámicos y medir su respuesta electrofisiológica.

Un golpe en el pecho puede hacerte perder la vida, pero también puede salvarte.

El latido normal del corazón es el resultado de un proceso de acoplamiento electromecánico. Más específicamente, los impulsos eléctricos invaden el corazón y “ordenan” que el músculo cardíaco se contraiga. Con cada contracción, la sangre se expulsa del corazón, lo que garantiza una circulación estable.

Hasta hace poco, los científicos creían que los efectos potencialmente fatales de un golpe en el tórax o, por el contrario, el rescate de pacientes en paro cardíaco por un golpe en el tórax en el momento indicado, eran el resultado de las tensiones que interfieren con la transmisión de impulsos eléctricos, causando así la interrupción de los latidos del corazón.

Pero previamente no existían sistemas de laboratorio para probar esa hipótesis.

El dispositivo experimental desarrollado por los investigadores, llamado matriz multielectrodo mecánicamente activa (MaMEA, por sus siglas en inglés), puede someter el tejido cardíaco a patrones de tensión que imitan impactos realistas del pecho. Se compone de electrodos de oro y carbono extremadamente finos y elásticos depositados sobre una membrana de silicona.

El dispositivo MaMea puede generar tensiones celulares en el orden del 10 al 12 por ciento, lo que es consistente con lo que ocurre durante un latido cardíaco normal. Sin embargo, genera una tensión hasta 100 veces más rápido de lo que el corazón realiza en su función normal, de modo similar a lo que ocurre durante un golpe en el pecho.

Probando el dispositivo

Los investigadores probaron su sistema en cadenas de células cardiacas de ratones diseñadas mediante bioingeniería, las cuales se colocaron sobre los electrodos y se sometieron a diferentes patrones de tensión.

Gráfico esquemático del dispositivo de matriz multielectrodo mecánicamente activa (MaMEA) desarrollado por los investigadores.

Los investigadores encontraron que, contrariamente a lo que otros estudios habían concluido, incluso las tensiones muy rápidas no afectan la propagación de los impulsos eléctricos.

Este método permite producir grafeno a partir de dióxido de carbono

Al respecto, el doctor Stephan Rohr, profesor en el Departamento de Fisiología de la Universidad de Berna y coautor del estudio, explicó:

“Eso significa que debemos analizar otras posibles explicaciones de lo que sucede exactamente durante un golpe mortal en el pecho”.

Los investigadores señalan que el elemento sensible a la tensión en el corazón puede no ser en realidad la célula cardíaca que se contrae, sino las células de tejido conectivo adyacentes, pero será necesario realizar nuevos estudios para confirmar esta premisa.

Referencia: High-speed mechano-active multielectrode array for investigating rapid stretch effects on cardiac tissue. Nature Communications, 2019. https://doi.org/10.1038/s41467-019-08757-2

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