Estudio de la condición cardíaca podría conducir al diseño de un mejor dispositivo cardíaco
Los investigadores han descubierto cómo predecir algunas arritmias cardíacas varios pasos antes de que éstas ocurran. Es un hallazgo que podría conducir a un dispositivo cardíaco mejorado, con equipo diseñado para detectar cuando las arritmias están a punto de ocurrir y luego actuar para prevenirlas.
El equipo de investigación de la Universidad de McGill -Montreal – Quebec – Canadá, se centró en una forma potencialmente mortal de la arritmia que se produce en una condición, llamada síndrome de QT largo. Los pacientes que tienen este trastorno del ritmo cardíaco a veces pueden tener latidos del corazón con un patrón eléctrico anormal, llamado alternancia, en el que los latidos del corazón a ritmos largo y corto acaban alternandose entre sí.
Una vez que se produce el patrón alternante, puede ser fácil de detectar, pero la dificultad radica en encontrar la manera de predecirlo. Los investigadores encontraron la respuesta mediante el uso de las matemáticas.
Células del polluelo tienen ritmo
Los investigadores tomaron células del corazón de los pollos embrionarios y hacían crecer pequeños grupos de células que son capaces de madurar por su cuenta. Ellos administraron un medicamento para inducir un ritmo cardíaco anormal durante el uso de una cámara para grabar cómo cambió el latido del corazón. «Este experimento imita los patrones de latidos anormales de pacientes con arritmia», explica Alvin Shrier, coautor del estudio y Catedrático de Fisiología.
El equipo fue capaz de predecir cuando la bola de células se va a cambiar de un ritmo normal a estas alternancias. «Hay un período de transición», Shrier explica, «en el que la variabilidad del ritmo aumenta y el patrón se complica. En algún momento después del inicio de la transición, las alternancias comienzan. Un intervalo es un poco más largo, y el siguiente es un poco más corto, pero con el tiempo la diferencia en los intervalos aumenta y el patrón se vuelve muy claro «. Los investigadores diseñaron una función matemática que describe esta transición desordenada que se puede utilizar para predecir las alternancias.
El futuro de los dispositivos cardíacos
«Si otros experimentos confirman nuestros resultados, podemos imaginar un software de dispositivos cardíacos que podría utilizar una función similar para predecir cuando el corazón de una persona está tomando el primer paso hacia la alternancia», dice el principal autor y candidato a doctorado Thomas Quail. «Esto significa que el dispositivo puede restablecer el latido del corazón mucho antes que los actuales medios, evitando una experiencia angustiosa para el paciente y el daño potencial para el corazón.»
De la salud del corazón al cambio climático
Lo que los investigadores de problemas matemáticos tuvieron que resolver para llegar allí es en realidad común a muchos campos: ¿Cómo algo, después de un patrón conocido (por ejemplo, las variaciones eléctricas en un corazón sano) puede transitarse a otro modelo (como la de un ritmo cardíaco anormal)?
«El trabajo demuestra la posibilidad de predecir lo que llamamos transiciones dinámicas. Lo hicimos por los ritmos cardiacos, pero la matemática puede aplicarse también a predecir transiciones financieras, ecológicas y climáticas», explica Leon Glass, León Isadore Rosenfeld, presidente en Cardiología y profesor de Fisiología. Publicado en PNAS en junio, su trabajo va a dar a los investigadores de muchas disciplinas la oportunidad de probar.
Esta investigación fue apoyada por la Heart and Stroke Foundation de Canadá, los Institutos Canadienses de Investigación en Salud (CIHR), y Ciencias Naturales e Ingeniería de Investigación de Canadá (NSERC).
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