Junto a especialistas de la Universidad Nacional de La Plata, del Hospital Interzonal de Agudos “Prof. Rodolfo Rossi” y de otras instituciones, descubrieron el rol clave de la estructura, llamada “Nodo Sinusal”, en la regulación de la variabilidad del ritmo cardíaco. El hallazgo impulsará el diseño de un marcapasos más avanzado que ya cuenta con una patente.
Hasta ahora, en la comunidad médica, se considera que la variabilidad del ritmo cardiaco, es decir las fluctuaciones que ocurren naturalmente en la duración de los intervalos entre latidos, refleja el accionar del sistema nervioso autónomo (SNA) y en función de eso las estrategias terapéuticas se basan en la modulación de ese sistema.
Ahora, basándose en evidencia científica y médica de miles de pacientes e individuos sanos, especialistas del CONICET, de la Universidad Nacional de La Plata (UNLP), del Hospital Interzonal de Agudos “Prof. Rodolfo Rossi”, en La Plata, y de otras instituciones proponen que el SNA provee un estímulo basal que luego es modulado por una diminuta estructura, el Nodo Sinusal, para determinar la variabilidad del ritmo cardíaco. El estudio, que abre nuevas perspectivas de diagnóstico y tratamiento de la enfermedad del nodo sinusal, de miocardiopatías de diversas etiologías, de arritmias y de muchas otras enfermedades cardíacas, se publicó en la revista Frontiers in Medicine.
“Es importante destacar que muchos procedimientos, protocolos, herramientas diagnósticas y de tratamientos para muchas enfermedades cardíacas se desarrollaron pensando solamente en el sistema nervioso autónomo. A partir de nuestro hallazgo, se abren nuevas posibilidades terapéuticas no invasivas para el abordaje de múltiples condiciones cardiológicas”, destaca Isabel Irurzun, líder del avance e investigadora del CONICET en el Centro de Simulación Computacional para Aplicaciones Tecnológicas (CSC-CONICET), situado en el Polo Científico Tecnológico, en el barrio de Palermo, en la ciudad de Buenos Aires.
Nodo Sinusal: El “marcapasos natural” del corazón
El Nodo Sinusal es considerado el “marcapasos natural” del corazón y está constituido por un conjunto de células (cardiomiocitos especializados) en la parte superior de la aurícula derecha que genera los impulsos eléctricos que inician cada latido del corazón. En este nuevo y reciente trabajo e investigaciones anteriores que analizan información de la variabilidad del ritmo cardíaco de unos 1500 individuos sanos y con patologías de todas las edades, Irurzun y colegas también descubrieron que el Nodo Sinusal tiene una estructura fractal que va evolucionando a lo largo de la vida.
“Logramos determinar los exponentes críticos de la estructura fractal del Nodo Sinusal, se trata de tres números que caracterizan su arquitectura completamente”, indica Irurzun quien es licenciada en Ciencias Físicas y doctora en Ciencias Exactas. Y agrega: “Una vez que se admite que la geometría fractal del Nodo Sinusal determina las características de la variabilidad del ritmo cardiaco, se puede deducir que las propiedades de escala de ésta se corresponden con el proceso de crecimiento de un agregado fractal”.
Los agregados fractales son estructuras ramificadas que se forman siguiendo reglas de crecimiento bien definidas que se pueden determinar. “Estas reglas nos conducen a una ecuación fenomenológica que permite predecir cómo evoluciona el nodo sinusal desde la gestación hasta la adultez en una persona sana. Es decir, podríamos predecir cómo debería evolucionar el nodo sinusal sano. Patologías que afecten el nodo sinusal deberían producir alteraciones en esta ecuación”, indica la doctora Magdalena Defeo, también autora del trabajo, médica cardióloga, electrofisióloga, jefa de Servicio de Cardiología del Hospital Prof. Dr. Rodolfo Rossi y responsable del Área de Electrofisiología Cardíaca Invasiva del Hospital Italiano de La Plata.
Otro hallazgo importante del equipo de investigación, que surge del análisis de información obtenida sobre miles de personas en todo el mundo que figuran en bancos de datos internacionales, es la relación entre el proceso de fibrosis cardíaca (cicatrización del músculo cardíaco con depósito de fibras de colágeno), la estructura del Nodo Sinusal y la variabilidad del ritmo cardíaco. “Hay una fina red de fibras de colágeno rodeando y sosteniendo el Nodo Sinusal, aislándolo eléctricamente del tejido que lo rodea. Nosotros encontramos que esta red también otorga al Nodo Sinusal su estructura fractal y esto a su vez determina cómo varían los latidos del corazón. Este descubrimiento impulsará el desarrollo de nuevos medicamentos y terapias para el tratamiento de enfermedades cardíacas”, explica Defeo quien fue Presidenta de la Sociedad Argentina de Electrofisiología Cardíaca en los años 2008-2009 y en la actualidad integra la Comisión Directiva de la Federación Argentina de Cardiología.
Las enfermedades cardíacas y el envejecimiento mismo del corazón, progresan con la muerte de los cardiomiocitos (las células cardíacas) y su reemplazo por fibras de colágeno. “Cuando este proceso afecta al Nodo Sinusal, su manifestación más temprana es el cambio en la variabilidad del ritmo cardíaco. Es la secuencia de los latidos la que se afecta primero, mucho antes que la duración promedio de los latidos”, señala Defeo.
En esa línea y a la luz de los resultados del nuevo estudio, Irurzun considera que orientar el enfoque hacia el proceso de fibrosis debería producir cambios importantes en el desarrollo de fármacos, terapias y tratamientos de algunas enfermedades cardíacas. “Por ejemplo, es factible pensar en la posibilidad de corregir la propagación del impulso eléctrico en arritmias cardíacas mediante terapias menos invasivas que no lastimen el tejido cardíaco. La única forma de hacer esto ahora es destruyendo el tejido, con una técnica llamada ablación por radiofrecuencia”, señala Defeo.
Innovador marcapasos argentino en desarrollo
En base al nuevo hallazgo y estudios previos, Irurzun, Defeo y colegas están desarrollando un nuevo marcapasos que incluye la variabilidad del ritmo cardíaco, una característica que en la actualidad no tienen ese tipo de dispositivos en el mercado. Esta invención está patentada en la Argentina bajo la titularidad del CONICET, de la UNLP y del Ministerio de Salud de la Provincia de Buenos Aires.
“Actualmente los marcapasos tienen un accionar básicamente periódico. Los dispositivos actuales actúan a demanda, es decir estimulando solamente cuando es necesario. Si la tasa de estimulación no es muy alta, el paciente conserva su variabilidad del ritmo cardíaco. Pero si el marcapasos actúa siempre, la variabilidad se pierde y es ésto lo que queremos evitar con nuestro invento”, afirma Irurzun.
En esa línea Defeo, resalta que todos los desarrollos de marcapasos y dispositivos de estimulación cardiaca se basan en la idea de la estimulación periódica. Y continúa: “Además se indujo la idea de que la variabilidad del ritmo cardíaco era un fenómeno no deseado porque inducía la generación de arritmias. Lejos de esto, la variabilidad mejora el gasto cardíaco y su introducción puede revertir efectos de remodelación cardíaca que son cambios adaptativos perjudiciales provocados por el marcapasos convencional, y del ‘síndrome de marcapasos’ que refiere a un conjunto de síntomas (mareos, fatiga, disnea y otros) causados por una mala sincronía aurículo-ventricular (AV)”.
En la actualidad, David Alejandro Jorge Tasé, Ingeniero Biomédico y becario doctoral del CONICET en el grupo de Irurzun en el CSC-CONICET, está construyendo el primer prototipo de marcapasos que imite la variabilidad del ritmo cardíaco normal y tenga en consideración criterios de control y capacidades de programación para el médico interviniente.
“Es fundamental que el médico electrofisiólogo pueda programar el marcapasos según las necesidades de cada paciente. La conveniencia de implementar o no la variabilidad del ritmo cardiaco en un marcapasos será una decisión médica basada en evidencia. Es un camino largo, pero nosotros estamos orgullosos de contribuir a mejorar la salud de las personas. Esperamos que nuestro desarrollo llegue lo antes posible al ámbito médico”, concluye Irurzun.
Del trabajo recién publicado también participaron Laura Delaplace y Carina Tersigni, del Laboratorio de Salud Pública de la Facultad de Ciencias Exactas de la UNLP; y Leopoldo Garavaglia, licenciado en Física Médica e integrante del Centro de Investigaciones Ópticas (CIOp-CCT La Plata. CONICET).
El Nodo Sinusal como clave para entender la enfermedad de Chagas
El reciente trabajo, liderado por la investigadora del CONICET Isabel Irurzun, sobre el rol clave del Nodo Sinusal en la variabilidad del ritmo cardíaco podría tener aplicaciones para mejorar el abordaje de la enfermedad de Chagas.
En un trabajo, publicado en Frontiers in Medicine en 2024, Irurzun, Magdalena Defeo, Juan Carlos Goin, investigador del CONICET en el Centro de Estudios Farmacológicos y Botánicos (CEFYBO, CONICET-UBA), y otros especialistas, presentaron el “índice FN10”, un candidato a biomarcador de progreso de alteraciones cardíacas en la enfermedad de Chagas.
“Comparamos datos clínicos de unos 260 pacientes y 80 individuos sanos y logramos desarrollar el ‘índice FN10’ que se calcula a partir de las características no lineales de la variabilidad del ritmo cardíaco. En aquellas personas con la enfermedad, el índice muestra valores mucho más altos que en los sanos”, explica Goin, Bioquímico, doctor de la Universidad de Buenos Aires y Director del Laboratorio de Farmacología Molecular (LAFAM) en el CEFYBO.
Dado que el proceso fibrótico está presente en la enfermedad de Chagas aún en las primeras etapas, incluso en ausencia de otras manifestaciones clínicas y puede ocurrir en cualquier sitio del sistema de conducción cardíaco, “si ocurre en el Nodo Sinusal, la característica difusa de la fibrosis podría estar alterando su geometría y la variabilidad del ritmo cardiaco. En este sentido, nos interesa realizar estudios que tengan en cuenta esta información y puedan conducir al desarrollo de nuevos medicamentos que ralenticen la progresión de la enfermedad sin producir fuertes efectos secundarios como ocurre con los fármacos actuales”, indica Irurzun.
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Referencias bibliográficas:
Irurzun Isabel M., Goin Juan C., Defeo Magdalena M. (2025) Editorial: The architecture of the human sinus node. Frontiers in Medicine, 12, 1693337
https://doi.org/10.3389/fmed.2025.1693337
Irurzun, I. M., Tasé, D. A. J., Garavaglia, L., & Defeo, M. M. (2025). Study of heart rate variability in healthy humans as a function of age: considerations on the contribution of the autonomic nervous system and the role of the sinoatrial node. Frontiers in Medicine, 12, 1597299.
https://doi.org/10.3389/fmed.2025.1597299
Defeo, M. M., Delaplace, L. A., Goin, J. C., Tersigni, C., Garavaglia, L., & Irurzun, I. M. (2024). Revealing alterations in heart rate fluctuations during the progression of Chagas disease. Frontiers in Medicine, 11, 1438077.
https://doi.org/10.3389/fmed.2024.1438077
Garavaglia, L., Gulich, D., Defeo, M. M., Thomas Mailland, J., & Irurzun, I. M. (2021). The effect of age on the heart rate variability of healthy subjects. PloS one, 16(10), e0255894.
https://doi.org/10.1371/journal.pone.0255894
Andrés, D. S., Irurzun, I. M., Mitelman, J., & Mola, E. E. (2006). Increase in the embedding dimension in the heart rate variability associated with left ventricular abnormalities. Applied physics letters, 89(14).
https://doi.org/10.1063/1.2349285
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Por Bruno Geller
