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Los niveles cada vez mayores del sodio y del calcio en las ayudas de la circulación sanguínea previenen arritmias mortales

La sangre puede parecer como un líquido simple, pero su química es compleja. Cuando demasiado potasio, por ejemplo, acumula en la circulación sanguínea, los pacientes pueden experimentar ritmos irregulares mortales del corazón.

Los científicos cardiovasculares en el instituto de investigación biomédico de Fralin de la tecnología de Virginia en VTC están estudiando porqué.

En un nuevo estudio, publicado en el gorrón europeo de Pflügers Archiv de la fisiología, el equipo de investigación llevado por Steven Poelzing, profesor adjunto en el instituto, describe cómo los cambios sutiles en potasio, calcio, y niveles del sodio regulan latidos del corazón.

Poelzing dice que los resultados podrían ayudar a investigadores y a médicos a entender los matices de arrythmias cardiacos, así como un grupo de los desordenes genéticos que afectan la función del canal del sodio, tal como síndrome de Brugada.

Los científicos elevaron el potasio de la sangre en los conejillos de Indias, creando una condición llamada la hipercaliemia, que causa algunas de las tuberías eléctricas dominantes del corazón, los canales del sodio, para cerrar. Después, aumentaron niveles del calcio y observaron las células musculares de músculo cardíaco el prensar más cerca junta. Este movimiento minúsculo - atravesando simples nanómetros - las ayudas preserva la conducción eléctrica en el corazón.

Sabemos que el corazón es extremadamente sensible a los cambios en niveles del electrólito de la sangre, pero hasta hace poco tiempo no teníamos una imagen genial de cómo se remodela el paisaje molecular del corazón, y de cómo estas células musculares se adaptan.”

Steven Poelzing, profesor adjunto en universidad de la tecnología de Virginia de la oficina técnica de la ingeniería biomédica y de los mecánicos

Las células musculares de músculo cardíaco pasan sobre todo señales eléctricas vía una red de los puentes de la proteína llamados las uniones del entrehierro y los canales del sodio. Estos caminos permiten los alimentos y positivo - los minerales cargados fluyen entre las células. Cuando hay demasiado positivo - los iones cargados del potasio en la sangre, sin embargo, las células consiguen overstimulated y ciegan temporalmente los canales de transmisión de señales.

“Esto puede ser peligroso cuando los canales del sodio consiguen adheridos en un estado semicerrado. La célula no está muriendo, sino que no es tan eléctricamente active como estaba una vez. Esto puede causar arrythmias peligrosos del corazón y muerte cardiaca súbita,” Poelzing dijo.

Cuando los caminos eléctricos de la base del corazón vacilan, las células musculares de músculo cardíaco prensan más cerca juntas, permitiendo que detecten los campos eléctricos sutiles generados por las células vecinas. Esta forma secundaria de la transmisión de señales de la célula-a-célula se conoce como acoplamiento ephaptic.

El “acoplamiento de Ephaptic aparece dirigir los efectos de una baja funcional de los canales del sodio, en este caso causada por el alto potasio, y las ayudas guardan la corriente el fluir correctamente a través del músculo cardíaco,” Poelzing dijo.

A lo largo del estudio de ocho años, las personas de Poelzing probaron diversas concentraciones de sodio y de calcio para tratar los defectos eléctricos asociados a alto potasio para ver cómo respondería el corazón. Descubrieron que eso los niveles el aumento del sodio y del calcio juntas grandemente redujo las distancias entre las células, ofreciendo una mejoría sustancial en la conducción cardiaca.

En la clínica, los pacientes humanos con hipercaliemia que se convierten los ritmos anormales del corazón son gluconato intravenoso administrado del calcio. Las conclusión de Poelzing ayudan a explicar porqué la elevación de niveles del calcio bajo estas ciertas condiciones clínicas es beneficiosa.

“Qué me sorprendió es que tales pequeños cambios en valores del electrólito tienen tales efectos dramáticos,” dijo el rey de Ryan, autor del estudio el primer y a un socio de investigación postdoctoral en el laboratorio de Scott Johnstone, profesor adjunto en el instituto de investigación biomédico de Fralin. “Los alcances del sodio, del calcio, y del potasio que utilizamos en este estudio no nos exageramos, condiciones iónicas extremas que usted nunca encontraría en una fijación clínica. Están todas dentro de los alcances que podrían aparecer en paneles metabólicos de la sangre.”

Source:
Journal reference:

King, D.R., et al. (2021) The conduction velocity-potassium relationship in the heart is modulated by sodium and calcium. Pflügers Archiv - European Journal of Physiology. doi.org/10.1007/s00424-021-02537-y.