•Notícia

Les morts sobtades cardíaques representen aproximadament el 10% dels casos de mort natural i la majoria són degudes a la fibril·lació ventricular. Als Estats Units això representa unes 300.000 morts l'any i a Espanya, unes 20.000. Investigadors del Departament de Física Aplicada de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC), juntament amb científics de la California State University han demostrat, per primer cop, que la transició a l’alternança cardíaca, una arítmia relacionada amb un major risc de mort sobtada, comparteix característiques comunes amb l’ordenament ferromagnètic dels metalls. Aquesta nova mesura física permet entendre millor les causes de la mort sobtada i permetrà avançar en el disseny de fàrmacs que puguin evitar-ho. L’article, titulat Calcium Alternans is Due to an Order-Disorder Phase Transition in Cardiac Cells, ha estat publicat a la revista científica Physical Review Letters.

Avui en dia, les malalties cardíaques suposen una de les principals causes de mort en els països desenvolupats. De particular rellevància és la mort sobtada cardíaca, on es produeix una pèrdua brusca de la funció cardíaca. En situacions normals, el cor actua com una bomba on l’ordre de contraure’s i bombejar sang s’origina per petits canvis en les propietats elèctriques de les cèl·lules miocàrdiques. Una part important dels casos de mort sobtada són deguts a problemes en la sincronització d’aquesta ordre elèctrica, donant lloc a una contracció desordenada del cor coneguda com fibril·lació ventricular. En aquest estadi, el cor no és capaç de bombejar la sang i la mort ocorre en pocs minuts, a no ser que s’administri un xoc desfibril·lador.

Un dels possibles desencadenants de la fibril·lació ventricular és una arítmia coneguda com alternança cardíaca, on la contracció del cor es produeix de manera coordinada a cada batec, però la seva intensitat varia donant lloc a una contracció forta i dèbil en batecs alternatius. Per entendre l’origen d’aquesta arítmia és necessari estudiar com es produeix la contracció dins de la cèl·lula, on existeixen centenars de petites subunitats composades per agrupacions de canals que alliberen ions de calci quan reben l’ordre elèctrica. Això és el que marca la intensitat de la contracció: si alliberen més calci, la contracció és més forta; en canvi, si quasi no n’alliberen, hi ha poca contracció.

Els científics Enric Álvarez-Lacalle i Blas Echebarria, del Departament de Física Aplicada de la UPC, juntament amb investigadors de la California State University, han demostrat, mitjançant models de simulació, que l’alternança es produeix degut a un tipus de transició que ha intrigat als físics des de fa dècades, una transició de desordre a l’ordre estudiada originalment per entendre la pèrdua de les característiques ferromagnètiques en augmentar la temperatura per sobre d’un llindar límit.

Un material ferromagnètic està format per petits imants que poden enfocar-se en una direcció o en una altra. Si cadascun d’aquests imants apunta en una direcció diferent, és a dir, si el sistema està desordenat, el seu efecte magnètic s’anul·la. En canvi, per sota d’una certa temperatura, tots els petits imants comencen a enfocar-se cap a la mateixa direcció i el sistema s’ordena. Això fa que tot el conjunt es comporti com un gran imant.

En el cas del cor, cada subunitat dins de la cèl·lula encarregada d’alliberar calci pot decidir fer-ho o no. Quan això succeeix d’una manera desordenada, hi ha tantes cèl·lules que n’alliberen com que no, i el calci total alliberat és sempre el mateix, no varia. En canvi, en algunes situacions es dóna una transició cap a un estat ordenat, com passa en els materials ferromagnètics. En aquest estat, totes les cèl·lules decideixen alliberar o no alliberar calci al mateix temps, donant lloc a una seqüència de contraccions fortes i dèbils i, en últim cas, a una transició cap a la fibril·lació ventricular. La conclusió sembla ser que l’ordre, en alguns casos, mata.

Segons els científics, entendre bé com es produeix la transició que causa la mort sobtada pot ajudar a dissenyar fàrmacs que l’evitin. Els resultats obtinguts de la investigació obren la porta a estudiar-ne possibles aplicacions.

Sobre el següent pas de la investigació, Blas Echebarria explica que “actualment estem estudiant si el mateix efecte s’observa en les cèl·lules auriculars. Això suposaria un pas per entendre la fibril·lació auricular que, tot i no provocar la mort sobtada com la ventricular, comporta un elevat risc d’embòlia i presenta una prevalença molt alta, sobretot en persones més grans de 60 anys, disminuint la seva qualitat de vida”. Per a això compten amb el suport de científics de l’Institut de Ciències Cardiovasculars de Catalunya (ICCC-CSIC), els experiments del quals intenten modelitzar.