El corazón masculino y femenino responde diferente a la hormona del estrés

La investigación, realizada en ratones por un equipo de científicos de la Universidad de California-Davis Health (UC Davis), puede tener implicaciones en trastornos cardiacos humanos como las arritmias y la insuficiencia cardiaca, así como en la respuesta de los distintos sexos a los medicamentos. Los investigadores desarrollaron una nueva técnica de imagen por fluorescencia que permite utilizar la luz para ver en tiempo real cómo responde el corazón de un ratón a las hormonas y los neurotransmisores. Los animales fueron expuestos a la noradrenalina, una hormona del estrés. También conocida como norepinefrina, es a la vez un neurotransmisor y una hormona asociada a la respuesta de “lucha o huida” del organismo.

Los resultados revelan que, al principio, los corazones de ratones machos y hembras responden uniformemente tras la exposición a la noradrenalina. Sin embargo, algunas zonas del corazón de las hembras vuelven a la normalidad más rápidamente que el de los machos, 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 al modo en que el corazón se restablece entre cada latido, y está estrechamente relacionada con algunos tipos de arritmias”, explica Jessica L. Caldwell, investigadora postdoctoral del Departamento de Farmacología de la Facultad de Medicina de la UC Davis y primera autora del estudio.

“Sabemos que existen diferencias de sexo en el riesgo de padecer ciertos tipos de arritmias. El estudio revela un nuevo factor que puede contribuir a la diferente susceptibilidad a las arritmias entre hombres y mujeres”, agrega.

En este trabajo, el equipo científico estaba interesado en analizar los factores que pueden contribuir a las arritmias, un tipo de trastorno cardiaco en el que los impulsos eléctricos que controlan los latidos del corazón no funcionan correctamente. Afectan a entre el 1,5% y el 5% de la población.

Un nuevo sistema para registrar la reacción a la hormona del estrés

El novedoso sistema de obtención de imágenes utiliza un modelo de ratón denominado CAMPER, modificado genéticamente para emitir luz durante una reacción química muy específica del corazón, la unión del AMPc.

La molécula AMPc (abreviatura de adenosina cíclica 3′,5;-monofosfato) es un mensajero intermedio que transforma las señales de hormonas y neurotransmisores, incluida la noradrenalina, en acciones de las células cardiacas.

Las señales luminosas del ratón CAMPER se transmiten mediante un biosensor que utiliza la transferencia de energía por resonancia de fluorescencia (FRET). Esta señal FRET puede ser captada a alta velocidad y resolución por un nuevo sistema de imagen especialmente diseñado para corazones. Esto permite a los investigadores registrar la reacción del corazón a la hormona del estrés en tiempo real, junto con los cambios en la actividad eléctrica.

Este nuevo método de obtención de imágenes reveló las diferencias en la descomposición del AMPc en ratones machos y hembras y las diferencias asociadas en la actividad eléctrica.

Hallazgos tras la inclusión de ratones hembra

Los investigadores no habían planeado estudiar las respuestas según el sexo de los animales, según Crystal M. Ripplinger, autora principal del estudio, pero durante su trabajo empezaron a observar un patrón de reacciones diferentes, lo que les llevó a darse cuenta de que las diferencias se basaban en el sexo.

Ripplinger, ingeniera eléctrica y biomédica, es profesora del Departamento de Farmacología. Cuando comenzó en su laboratorio en la Facultad de Medicina de la UC Davis, hace más de una década, utilizaba exclusivamente animales machos. Era la norma en la mayoría de las investigaciones de la época. Pero hace varios años empezó a incluir machos y hembras en sus estudios. “A veces los datos entre los dos sexos son los mismos. Pero si empiezan a mostrar variaciones, lo primero que hacemos es analizar las diferencias. Utilizar ratones machos y hembras ha revelado pistas sobre diferencias que nunca habríamos sospechado. Los investigadores se están dando cuenta de que no se puede extrapolar a ambos sexos el estudio de uno solo”, afirma Ripplinger.

No obstante, señala que con el estudio actual no está claro qué pueden significar las diferencias en el AMPc y la actividad eléctrica. “La respuesta de las hembras puede ser protectora o no. Pero el simple hecho de documentar que existe una variación mensurable en la respuesta a una hormona del estrés es significativo. Esperamos saber más en futuros estudios”, afirma.

Referencia:

Jessica L. Caldwell et al. ‘Whole-heart multiparametric optical imaging reveals sex-dependent heterogeneity in cAMP signaling and repolarization kinetics‘. Science Advances, 2023. DOI: 10.1126/sciadv.add57