Un grupo de investigadores de la Universidad Nacional de La Plata (UNLP) ensaya y explora desde hace años nuevos análisis matemáticos que permitan desencriptar información sobre la estabilidad y la capacidad de autorregulación del sistema nervioso a nivel cardiovascular.

“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”, detalló Magdalena Defeo, cardióloga y uno de los pilares del grupo. 

A raíz de la iniciativa, 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 de 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, que 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 -relató 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 con el mejoramiento de los marcapasos cardíacos actuales.

“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 efectos 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", indicó la científica.

"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 esto, 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”, agregó Defeo.

Para conocer cómo responde un corazón saludable a cada edad, el grupo de investigadores 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. Y también estudiamos una población de pacientes con marcapasos", destacó Defeo.

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. Al respecto, Defeo resaltó 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)", detalló la investigadora.

Por último, también se 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.

Resultados de estas investigaciones fueron presentados en la revista Heart Rhythm en 2022 en un trabajo firmado por Defeo, Irurzun y Leopoldo Garavaglia, del Centro de Investigaciones Opticas (CiOP) dependiente de la UNLP, CONICET y la Comisión de Investigaciones Científicas de la provincia de Buenos Aires.

Fuente: UNLP Investiga