Cada latido cardíaco no depende únicamente de las señales que llegan desde el cerebro: el corazón también cuenta con una red propia de neuronas, capaz de modular su ritmo y ayudarlo a sostener la función de bombeo incluso bajo situaciones de estrés intenso.
En experimentos con ratones, un equipo de investigadores identificó subtipos neuronales con tareas diferenciadas y halló que uno de ellos resultó clave para evitar fallas letales cuando los animales atravesaron desafíos fisiológicos o psicológicos.
El trabajo, publicado en la revista Cell, describió que el sistema nervioso cardíaco intrínseco —un circuito neuronal alojado en la capa de grasa que rodea el corazón— cumple un papel esencial en la supervivencia en distintas condiciones. En particular, los resultados sugirieron que un subconjunto de neuronas actuó como un mecanismo de protección frente al estrés extremo: cuando esas células no funcionaron, una proporción mayoritaria de ratones sufrió eventos fatales.
“La clave está en mantener el corazón funcionando pase lo que pase. Porque si la función de bombeo se detiene, morirás”, afirma Rui Chang, neurocientífico de la Facultad de Medicina de la Universidad de Yale en New Haven, Connecticut, y coautor del nuevo artículo.
Qué es el “pequeño cerebro” del corazón y por qué intriga a los científicos
Al igual que el intestino, considerado un “segundo cerebro”, el corazón posee un sistema nervioso similar, conocido formalmente como sistema nervioso cardíaco intrínseco. Esta red se integra en el tejido adiposo que lo rodea. Sus neuronas intercambian mensajes con el cerebro y entre sí, y participan de la regulación de la función cardíaca.
Uno de los obstáculos para estudiar ese sistema es su baja abundancia. Según Chang, las neuronas cardíacas intrínsecas representan apenas el 0,01 % de las células en un fragmento de tejido cardíaco, lo que dificultó determinar con precisión qué hace cada tipo celular.
Para abordar ese problema, el equipo modificó genéticamente ratones para marcar todas las neuronas cardíacas. Luego secuenció genes aislados de esas neuronas, identificó marcadores para dos subtipos y empleó técnicas como microscopía de alta resolución para ubicar los subgrupos y asociarlos a funciones fisiológicas.
Las neuronas Npy+ que frenan la frecuencia cardíaca y sostienen el bombeo
Una de las poblaciones identificadas fue la de las neuronas Npy+. En los experimentos, su estimulación redujo la frecuencia cardíaca de los animales.
En sentido inverso, cuando los investigadores destruyeron esas neuronas, observaron insuficiencia cardíaca y la muerte. En conjunto, los datos sugirieron que este subtipo no solo contribuyó a frenar la taquicardia, sino que también resultó necesario para sostener el latido.
En el resumen del estudio, los autores indicaron que las Npy+ reciben preferentemente entrada vagal y median el control parasimpático de la frecuencia cardíaca y la perfusión coronaria, y que su ablación provoca insuficiencia cardíaca fatal.
Las neuronas Ddah1+ que protegen contra el estrés y evitan el paro súbito
El segundo subtipo, las neuronas Ddah1+, no mostró un impacto evidente al comienzo. Estimularlas o eliminarlas no pareció cambiar el estado general de los ratones. “Parecía que no les importaba”, dice Chang. “Vivieron mucho tiempo. Fue muy desconcertante”.
Sin embargo, el equipo advirtió un patrón en un contexto específico. Qian Xu, estudiante de posgrado del laboratorio y coautora del estudio, estaba midiendo la presión arterial de un ratón sin neuronas Ddah1+ funcionales cuando presenció su muerte durante la medición.
Al revisar el fenómeno de forma sistemática, los investigadores encontraron que dos tercios de los ratones sin Ddah1+ funcionales fallecieron mientras se les tomaba la presión arterial, mientras que los animales de control no se vieron afectados. “Justo antes de la muerte, se produce una caída repentina de la frecuencia cardíaca, de la que nunca se recupera”, explica Chang.
La hipótesis fue que el estrés actuó como disparador: en esa medición, cada ratón era inmovilizado en un tubo estrecho con un manguito en la cola. Para poner a prueba la idea, el equipo aplicó distintas formas de estrés. Los resultados se repitieron: la mayoría de los ratones sin neuronas Ddah1+ funcionales murió. En cambio, cuando los investigadores estimularon estas neuronas, mejoró la supervivencia de los animales sometidos a estrés.
De acuerdo con el resumen del trabajo, las Ddah1+ reciben entrada simpática y resultaron necesarias para preservar la estabilidad eléctrica y prevenir el paro cardíaco súbito bajo estrés fisiológico o psicológico extremo; su activación, añadieron, proporcionó cardioprotección.
Qué implican estos hallazgos para futuras terapias y qué falta por probar
Los hallazgos reforzaron la idea de que el diálogo entre el cerebro y redes neuronales periféricas —como las del corazón— es más complejo de lo que se asumía.
“Es mucho más complejo de lo que pensábamos”, afirma Beth Habecker, fisióloga química y bioquímica de la Universidad de Salud y Ciencias de Oregón en Portland. “En los últimos años, hemos llegado a comprender mejor —y esto lo confirma aún más— que estas regiones periféricas del sistema nervioso hacen mucho más que simplemente recibir una señal del cerebro y transmitirla“.
El alcance de los resultados todavía requiere cautela. Aún está por verse si los hallazgos pueden extrapolarse a humanos. No obstante, el texto señaló que los genes marcadores de las poblaciones de neuronas cardíacas de ratón recientemente identificadas se expresan en neuronas cardíacas humanas.
“Sin duda, habrá paralelismos en ambos sistemas”, afirma Kalyanam Shivkumar, cardiólogo de la Universidad de California en Los Ángeles, quien revisó el artículo.
Chang destacó la relevancia de entender el funcionamiento de estas neuronas por sus conexiones con afecciones como el infarto de miocardio, la insuficiencia cardíaca y la arritmia.
El trabajo también apuntó a un posible impacto clínico. Una terapia ya se apoya, aunque de manera rudimentaria, en este sistema: la ablación auricular, que cicatriza o destruye tejido cardíaco que provoca arritmias. Según el artículo, como la biología subyacente todavía no se comprende del todo, la técnica sigue siendo imprecisa. En ese marco, los resultados podrían orientar procedimientos más específicos, además de impulsar tratamientos no farmacológicos y eventuales fármacos.
“Gracias a las terapias neurocientíficas, surgirá una nueva generación de tratamientos”, afirma Shivkumar. “Este estudio será fundamental para ampliar nuestra base de conocimientos”.
