Un nuevo estudio publicado en Avances de la ciencia muestra que los corazones femeninos y masculinos responden de manera diferente a la hormona del estrés noradrenalina. El estudio en ratones puede tener implicaciones para los trastornos cardíacos humanos como arritmias e insuficiencia cardíaca y cómo los diferentes sexos responden a los medicamentos.
El equipo construyó un nuevo tipo de sistema de imágenes de fluorescencia que les permite usar la luz para ver cómo responde el corazón de un ratón a las hormonas y los neurotransmisores en tiempo real. Los ratones fueron expuestos a noradrenalina, también conocida como norepinefrina. La noradrenalina es tanto un neurotransmisor como una hormona asociada con la respuesta de «lucha o huida» del cuerpo.
Los resultados revelan que los corazones de ratones machos y hembras responden uniformemente al principio después de la exposición a la noradrenalina. Sin embargo, algunas áreas del corazón femenino vuelven a la normalidad más rápidamente que el corazón masculino, lo que produce diferencias en la actividad eléctrica del corazón.
«Las diferencias en la actividad eléctrica que observamos se denominan repolarización en los corazones femeninos. La repolarización se refiere a cómo el corazón se restablece entre cada latido y está estrechamente relacionada con algunos tipos de arritmias», dijo Jessica L. Caldwell, primera autora del estudio. Caldwell es becaria postdoctoral en el Departamento de Farmacología de la Facultad de Medicina de UC Davis.
«Sabemos que existen diferencias de sexo en el riesgo de ciertos tipos de arritmias. El estudio revela un nuevo factor que puede contribuir a la diferente susceptibilidad a las arritmias entre hombres y mujeres», dijo Caldwell.
La enfermedad cardíaca es la principal causa de muerte en los EE. UU.
La enfermedad cardíaca es la principal causa de muerte tanto para hombres como para mujeres en los Estados Unidos. Representaba aproximadamente 1 de cada 4 muertes de hombres y 1 en cada 5 muertes de mujeres en 2020. A pesar del impacto en ambos sexos, la investigación cardiológica se ha realizado en gran medida en sujetos masculinos.
En este estudio, los investigadores estaban interesados en observar los factores que pueden contribuir a las arritmias. Las arritmias son un tipo de trastorno cardíaco en el que los impulsos eléctricos que controlan los latidos del corazón no funcionan correctamente. Afectan entre el 1,5% y el 5% de la población.
Métodos
El novedoso sistema de imágenes utiliza un ratón, llamado ratón CAMPER, que ha sido modificado genéticamente para emitir luz durante una reacción química muy específica en el corazón: la unión de AMPc.
La molécula cAMP (una abreviatura de adenosina cíclica 3′,5;-monofosfato) es un mensajero intermedio que convierte las señales de las hormonas y los neurotransmisores, incluida la noradrenalina, en acción desde las células del corazón.
Las señales de luz del ratón CAMPER son transmitidas por un biosensor que utiliza transferencia de energía por resonancia de fluorescencia (FRET). Esta señal FRET puede ser captada a alta velocidad y alta resolución por un nuevo sistema de imágenes especialmente diseñado para corazones. Esto permite a los investigadores registrar la reacción del corazón a la noradrenalina en tiempo real, junto con los cambios en la actividad eléctrica.
Este nuevo enfoque de imágenes reveló las diferencias en la descomposición de cAMP en ratones machos y hembras y las diferencias asociadas en la actividad eléctrica.
Incluir ratones hembra conduce a descubrimientos
Los investigadores no habían planeado estudiar las respuestas basadas en el sexo, según Crystal M. Ripplinger, autora principal del estudio. Pero los investigadores comenzaron a ver un patrón de diferentes reacciones, lo que los llevó a darse cuenta de que las diferencias se basaban en el sexo.
Ripplinger, ingeniero eléctrico y biomédico, es profesor en el Departamento de Farmacología.
Cuando comenzó su laboratorio en la Escuela de Medicina de UC Davis hace más de una década, utilizó exclusivamente animales machos. Esa era la norma para la mayoría de las investigaciones en ese momento. Pero hace varios años, comenzó a incluir animales machos y hembras en sus estudios.
«A veces, los datos entre los dos sexos son los mismos. Pero si los datos comienzan a mostrar variaciones, lo primero que hacemos es observar las diferencias sexuales. El uso de ratones machos y hembras ha revelado pistas sobre diferencias que nunca hubiéramos sospechado. Investigadores se están dando cuenta de que no se puede extrapolar a ambos sexos estudiando solo uno», dijo Ripplinger.
Ella señala que con el estudio actual, no está claro qué pueden significar las diferencias en el AMPc y la actividad eléctrica.
«La respuesta en los ratones hembra puede ser protectora, o puede que no. Pero simplemente documentar que hay una diferencia medible en la respuesta a una hormona del estrés es significativo. Esperamos aprender más en estudios futuros», dijo Ripplinger.
Otros autores del estudio incluyen a I-Ju (Eric) Lee, Lena Ngo, Lianguo Wang, Donald M. Bers, Manuel F. Navedo y Julie Bossuyt de UC Davis; Sherif Bahriz de UC Davis y la Universidad de Mansoura; Bing (Rita) Xu y Yang K. Xiang de UC Davis y VA Northern California.
Este trabajo fue apoyado por subvenciones de los Institutos Nacionales de Salud, la Asociación Estadounidense del Corazón y la Subvención al Mérito de la Administración de Veteranos.
