Descubierto el mecanismo por el que la hipoxia en el corazón predispone al desarrollo de arritmias cardíacas

Estructura de canal de sodio. Cthuljew / CC BY-SA
(https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

Se sabe desde hace tiempo que los bajos niveles de oxígeno en el corazón producen arritmias potencialmente mortales, incluso la muerte súbita. Hasta ahora, no estaba claro cómo.

Nuevos hallazgos, en un estudio dirigido por Steve AN Goldstein, MD, PhD, vicerrector de Asuntos de Salud de la Universidad de California, Irvine (UCI), y distinguido profesor en los Departamentos de Pediatría y Fisiología y Biofísica de la Facultad de Medicina de la UCI, revelan el mecanismo subyacente por este desorden cardíaco peligroso.

"Nuestra investigación muestra que en cuestión de segundos, a niveles bajos de oxígeno (hipoxia), una proteína llamada pequeño modificador similar a la ubiquitina (SUMO, de sus siglas en inglés) se une al interior de los canales de sodio que son responsables de iniciar cada latido", dijo Goldstein. "Y, aunque los canales que llevan unida la proteína SUMO se abren como deberían para iniciar los latidos del corazón, se vuelven a abrir cuando deberían estar cerrados. El resultado son corrientes de sodio anómalas que predisponen a ritmos cardíacos peligrosos".

Titulado, "La hipoxia produce una corriente de sodio tardía pro-arrítmica en miocitos cardíacos por la unión de la proteína SUMO de los canales NaV1.5" (Hypoxia produces pro-arrhythmic late sodium current in cardiac myocytes by SUMOylation of NaV1.5 channels), el estudio fue publicado el 18 de febrero en la revista Cell Reports. El autor principal, Leigh D. Plant, PhD, profesor asistente en la Facultad de Ciencias de la Salud Bouvé, Departamento de Ciencias Farmacéuticas de la Universidad Northeastern, fue un ex becario postdoctoral con el Dr. Goldstein.

Cada latido comienza cuando los canales de sodio se abren y los iones se precipitan hacia las células del corazón; esto inicia el potencial de acción que hace que el músculo cardíaco se contraiga. Cuando funciona normalmente, los canales de sodio se cierran rápidamente después de abrirse y permanecen cerrados. Posteriormente, los canales de potasio se abren, los iones abandonan las células del corazón y el potencial de acción termina de manera oportuna, de modo que el músculo puede relajarse en preparación para el próximo latido. Si los canales de sodio se vuelven a abrir y producen corrientes de sodio tardías, como se observó en este estudio con bajos niveles de oxígeno, el potencial de acción se prolonga y puede comenzar una nueva actividad eléctrica antes de que el corazón se haya recuperado arriesgándose a la aparición de ritmos peligrosos y desorganizados.

Hace quince años, el grupo del Dr. Goldstein informó sobre la regulación que ejerce la proteína SUMO en los canales iónicos en la superficie de las células, un hallazgo inesperado ya que se pensaba que la vía SUMO funcionaba únicamente para controlar la expresión génica en el núcleo.

"Esta nueva investigación muestra cómo la unión rápida de la proteína SUMO a los canales de sodio cardíaco en la superficie celular provoca una corriente de sodio tardía en respuesta a la hipoxia, un desafío que enfrentan muchas personas con enfermedades del corazón", dijo Goldstein. "Anteriormente, se reconoció el peligro de la corriente de sodio tardía en pacientes con mutaciones hereditarias raras de los canales de sodio que causan el síndrome de QT largo cardíaco y que resultan de un polimorfismo común en el canal que identificamos en un subconjunto de bebés con síndrome de muerte súbita del lactante (SMSL) ".

La información, obtenida a través del estudio actual, ofrece nuevos objetivos para el desarrollo de estrategias terapéuticas encaminadas a prevenir la corriente tardía de sodio y la arritmia asociada con ataques cardíacos, insuficiencia cardíaca crónica y otras afecciones cardíacas relacionadas con la hipoxia que amenazan a la vida.

Fuente de la noticia: University of California - Irvine. "How low oxygen levels in the heart predispose people to cardiac arrhythmias: Discovery offers new targets for therapies aimed at preventing sudden death caused by heart attacks." ScienceDaily. ScienceDaily, 18 February 2020.