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CIENCIA. Las señales eléctricas entre las células cardíacas individuales regulan los latidos del corazón

 


El ritmo de un corazón en funcionamiento está regulado por impulsos eléctricos. Las alteraciones de este proceso bioeléctrico pueden provocar arritmias cardíacas o irregularidades en los latidos del corazón, una dolencia común que puede producir enfermedades cardíacas e incluso la muerte.

En  Biophysics Reviews , de AIP Publishing, investigadores de la Facultad de Medicina de Harvard proporcionan una actualización de vanguardia sobre cómo los impulsos eléctricos en el corazón viajan de una célula a otra.

Un corazón en funcionamiento se contrae para bombear sangre al cuerpo y los pulmones. Dentro del corazón, un marcapasos actúa como un reloj eléctrico, enviando una señal que le dice al corazón cuándo contraerse. Todo el músculo se mueve junto, porque cada célula individual dentro de él se contrae de manera coordinada y en un corto intervalo de tiempo.

Para ello, el impulso eléctrico inicial, enviado por el marcapasos, se propaga rápidamente a través de las células del corazón.

“Si una celda se excita eléctricamente y la otra no, la celda excitada se carga positivamente en el interior y la celda en reposo todavía está cargada negativamente en el interior. Como consecuencia, se genera un gradiente de voltaje entre las células ”, dijo el autor André Kléber. "Si tiene un gradiente de voltaje y una vía con una resistencia eléctrica baja, fluirá una corriente local".


Un diagrama del corazón. Los colores muestran los diferentes tipos de proteínas que conectan las células, permiten que fluya la electricidad y hacen que el corazón lata. Fuente: André G. Kléber


Las conexiones entre las células que forman la vía de baja resistencia y que facilitan el flujo de corriente se denominan uniones gap. Cada uno consta de muchos canales, que se forman cuando proteínas específicas de una célula se acoplan y se fusionan con las proteínas de otra célula. Así, las proteínas al fusionarse asemejan el posicionar las puntas de los dedos de una mano en los dedos de la otra.

Los científicos profundizan en las propiedades de las uniones gap y sus proteínas constituyentes, las llamadas conexinas. Las razones por las que los canales de unión gap son interesantes es porque son un sistema altamente dinámico en equilibrio. 

Las proteínas que se encuentran en las uniones gap son importantes para procesos que no están directamente relacionados con las conexiones célula-célula, como la función mitocondrial, que crea energía, y el tráfico, que transporta moléculas desde el sitio de síntesis a su sitio de acción en el interior de la célula.

“Tienes que abstenerte de la idea de que si defines el papel de una proteína en el cuerpo, esta tiene una sola función”, dijo Kléber. "La naturaleza es mucho, mucho más inteligente que los seres humanos".

Fuente: “Coupling between cardiac cells – an important determinant of electrical impulse propagation and arrhythmogenesis” by André G. Kléber and Qianru Jin13 July 2021, Biophysics Reviews. DOI: 10.1063/5.0050192

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