El corazón, ese órgano vital que late incansablemente desde la sexta semana de gestación hasta el final de nuestros días, representa un gran desafío en muchas situaciones de la medicina. Todos hemos visto alguna vez cómo los médicos toman la tira de papel con el electrocardiograma de menos de un minuto de duración y lo miran: la forma, la frecuencia y el tamaño de los “picos” les da datos sobre la salud del corazón del paciente. Pero hay mucha más información, que está de alguna manera escondida hasta para el cardiólogo más avezado, y que puede proporcionar información crucial sobre la estabilidad y la capacidad de autorregulación del sistema nervioso a nivel cardiovascular. Por eso, un grupo interdisciplinar formado por investigadores de la Universidad Nacional de La Plata ensaya y explora desde hace años nuevos análisis matemáticos que permitan desencriptar esa información y elaborar inéditas herramientas que mejoren la calidad de vida y quizás la sobrevida de los pacientes.
“Queremos incorporar la variabilidad del ritmo cardíaco a los marcapasos o dispositivos implantables. Proponemos fabricar un marcapasos que imite la variabilidad del ritmo cardíaco de un individuo sano”, explica Magdalena Defeo, cardióloga y uno de los pilares del grupo. Efectivamente, la UNLP, el CONICET y el ministerio de Salud de la Provincia de Buenos Aires solicitaron el patentamiento de la innovación.
El análisis sistemático de la variabilidad del ritmo cardíaco se inició en la UNLP a principios de los 2000 en el Grupo de Sistemas Complejos del INIFTA, dependiente de la Facultad de Ciencias Exactas y del CONICET, de la mano profesionales de disciplinas como la medicina, la física, la física médica y la ingeniería. El grupo fue variando con el tiempo, pero conservó dos integrantes fundamentales: Magdalena Defeo e Isabel Irurzun.
Irurzun, quien ahora trabaja en el Centro de Simulación Computacional para Aplicaciones Tecnológicas del CONICET, es doctora en física. Por su parte, Magdalena Defeo es médica cardióloga y experta en electrofisiología, ejerciendo en el Hospital italiano de La Plata. Es Jefa del Servicio de Cardiología del Hospital Interzonal General de Agudos “Prof. Dr. Rodolfo Rossi” de La Plata, donde también investiga. Además, forma parte del Cuerpo Directivo de la Carrera de Electrofisiología Cardíaca, que depende de Postgrado de la Facultad de Ciencias Médicas de la UNLP. “Hubo un hecho puntual que me fue inclinando hacia la elección de la Cardiología -relata Defeo- Cuando cursaba en la facultad, me compré un libro usado en la Feria Hippie en la Plaza Italia, en La Plata: Electrocardiografía Clínica. Análisis Deductivo, del año 1968. El autor era Sodi Pallares. Una verdadera reliquia que me acompañó durante toda mi carrera”.
En más de 10 trabajos juntas, Defeo e Irurzun han explorado el ritmo cardíaco a partir de herramientas propias para aprender diferentes aspectos del funcionamiento del corazón, como el efecto de la edad y el género, los indicadores tempranos de diferentes arritmias y de enfermedades particulares como el Chagas. Parte de estas investigaciones le valieron a Defeo su doctorado en la Facultad de Ciencias Exactas de la UNLP, que alcanzó en 2021 en relación al mejoramiento de los marcapasos cardíacos actuales. La cardióloga explica que “si bien el desarrollo de los marcapasos evolucionó tecnológicamente, en el sentido de respetar lo más posible la vía de conducción y el ritmo cardíaco normal y así reducir en gran medida algunos efecto adversos, como la pérdida de la sincronía aurículo-ventricular e incluso la aparición de arritmias, en muchos casos los efectos deletéreos de la estimulación cardíaca persisten generando, por ejemplo cuadros de insuficiencia cardíaca». «Por este motivo, sus investigaciones prosiguieron y se intensificaron con el objetivo de superar estos efectos deletéreos que aún puede generar la estimulación cardíaca: “Intentamos romper el paradigma del tipo de estimulación de los marcapasos actuales, que es periódica, por una estimulación más versátil, que le permita al corazón una mejor adaptación al medio. El objetivo principal de mi tesis fue elaborar un nuevo modelo de marcapasos que utilizara una señal no periódica, que imitara las propiedades del ritmo cardíaco normal de un individuo sano. Para ésto, debimos primero realizar investigaciones sobre la variabilidad de la frecuencia cardíaca tanto en sujetos sanos como en pacientes portadores de marcapasos, a través del procesamiento de las señales electrocardiográficas de registros de Holter”, relata Defeo.
El estudio más amplio del mundo
Para conocer cómo responde un corazón saludable a cada edad, la investigadora debió caracterizar la variabilidad del ritmo cardíaco de un grupo de individuos sanos en función de la edad y el género. Analizaron registros de personas de 0 a 99 años, «el estudio más amplio reportado hasta ahora a nivel mundial, lo cual nos permitió establecer relaciones matemáticas con un alto nivel de confianza estadística, destaca la investigadora. «Y también estudiamos una población de pacientes con marcapasos», agrega.
En estos estudios, que fueron publicados por el equipo en la revista Plos One en 2021, el equipo de investigación analizó diferencias en el ritmo cardíaco que aparecen con la edad: modificaciones del valor medio de la duración de los latidos (la rapidez promedio a la que late el corazón), las desviaciones respecto del valor medio, y todas las medidas que se usan para cuantificarlas. Defeo resalta que ocurren cambios no obvios en todas las escalas: “También cambian las llamadas propiedades de gran escala que se ponen de manifiesto empleando herramientas un poco sofisticadas como el espectro de potencias, las funciones de correlación o el método de falsos vecinos. Las modificaciones con la edad se atribuyen tanto a la maduración del Sistema Nervioso Autónomo como a cambios a nivel del Nodo Sinusal (el marcapasos natural del corazón).”
También encontraron diferencias entre varones y mujeres. “A partir de la adolescencia -de los 12 años aproximadamente-, se observan diferencias en el ritmo cardíaco según el género. Nuevamente son cambios que ocurren a todas las escalas. Realmente cambia la composición frecuencial del ritmo cardíaco. Probablemente, las diferencias de género se deban a diferencias a nivel del Sistema Nervioso Central. El cerebro de la mujer es diferente al del varón. ”Resultados de estas investigaciones fueron presentados en la revista Heart Rhythm en 2022 en un trabajo firmado por M. Defeo, I. Irurzun y Leopoldo Garavaglia, del Centro de Investigaciones Opticas (CiOP) dependiente de la UNLP, CONICET y CICPBA.
Conocer todas estas particularidades no evidentes del ritmo cardíaco ha permitido a los investigadores reproducir mejor la dinámica de un corazón saludable en vistas a la mejora de los marcapasos implantables. La utilización de herramientas matemáticas cada vez más complejas ha ampliado los horizontes, mostrando que hay mucho que ver más allá de los números promedio.
