Las interacciones entre el tejido adiposo y las neuronas simpáticas contribuyen a las arritmias cardiacas

Un estudio reciente publicado en la revista Cell Reports Medicine encontró una relación entre la frecuencia de episodios de apnea durante el sueño REM y el grado de deterioro de la memoria verbal en adultos mayores con riesgo de desarrollar Alzheimer. La memoria verbal se refiere a la capacidad cognitiva para retener y recordar información presentada verbalmente o por escrito, y es particularmente vulnerable a la enfermedad de Alzheimer.

Un estudio realizado por un grupo de científicos chinos examinó las relaciones independientes entre el tejido adiposo epicárdico y el sistema nervioso simpático con la arritmia cardíaca mediante cocultivo in vitro de adipocitos, cardiomiocitos y neuronas simpáticas. Descubrieron que el eje tejido adiposo-sistema nervioso desempeña un papel importante en la arritmogénesis.

Las anomalías en la formación y conducción de impulsos eléctricos, debidas a anomalías eléctricas o estructurales en el corazón, pueden provocar arritmias cardíacas. Estas anomalías pueden ser genéticas o estar relacionadas con cardiopatías adquiridas. Las investigaciones han demostrado que las neuronas simpáticas desempeñan un papel importante en la patogénesis de las arritmias cardíacas. La activación de circuitos eléctricos anormales y las alteraciones de la repolarización ventricular, debidas a una estimulación inadecuada del sistema nervioso simpático, se han asociado con fibrilación y taquicardia ventricular, fibrilación auricular e incluso muerte cardíaca.

Estudios recientes también han demostrado que el tejido adiposo epicárdico está estrechamente relacionado con la aparición de fibrilación auricular, fibrilación ventricular y taquicardia ventricular. Además, dado que el tejido adiposo epicárdico se encuentra adyacente al miocardio sin tejido que los separe, las citocinas y adipocinas inflamatorias secretadas por el tejido adiposo epicárdico pueden alterar la estructura eléctrica y cardíaca. Sin embargo, aún no se ha aclarado si el tejido adiposo epicárdico y las neuronas simpáticas interactúan y cómo su interacción afecta la arritmogénesis.

Sobre el estudio En el presente estudio, los científicos superaron las limitaciones presentadas por la falta de modelos adecuados de enfermedades humanas y la dificultad de obtener y expandir cantidades suficientes de tejido cardíaco, neural y adiposo generando cardiomiocitos, adipocitos y neuronas simpáticas in vitro a partir de células madre y estableciendo modelos de co-cultivo para estudiar las interacciones entre el tejido adiposo epicárdico y las neuronas simpáticas y sus efectos sobre los cardiomiocitos.

Se obtuvieron muestras de plasma de la vena periférica y del seno coronario de 53 participantes, incluyendo controles sanos y pacientes con fibrilación auricular paroxística o permanente. También se obtuvo tejido adiposo epicárdico de pacientes con fibrilación auricular permanente sometidos a cirugía a corazón abierto.

Se utilizaron células madre pluripotentes humanas y células madre pluripotentes inducidas derivadas de células madre adipogénicas, células madre embrionarias humanas y fibroblastos embrionarios para establecer líneas celulares y cultivos. Se empleó una estrategia de inducción secuencial para obtener neuronas simpáticas, donde las células neuronales se derivaron de células madre pluripotentes humanas y posteriormente se cultivaron en medio de diferenciación.

Se cultivaron células madre adipogénicas en medio de diferenciación de adipocitos para llevar a cabo la diferenciación de estos y generar tejido adiposo epicárdico. Se utilizó la reacción en cadena de la polimerasa con transcripción inversa cuantitativa (qRT-PCR) para medir la expresión de marcadores de tejido adiposo blanco, marrón y beige. Se empleó una técnica de diferenciación en monocapa bidimensional para generar cardiomiocitos a partir de células madre pluripotentes humanas.

Resultados Los resultados mostraron que los cardiomiocitos cultivados con tejido adiposo epicárdico y neuronas simpáticas, pero no con ninguno de los dos, exhibieron anomalías eléctricas significativas, un fenotipo arrítmico y una señalización de iones de calcio (Ca2+) deteriorada.

Además, el estudio demostró que la leptina secretada por el tejido adiposo epicárdico puede activar la liberación del neuropéptido Y por parte de las neuronas simpáticas. Este neuropéptido se une al receptor Y1 de los cardiomiocitos y causa anomalías del ritmo cardíaco al afectar la actividad de la proteína quinasa II dependiente de calcio/calmodulina (CaMKII) y el intercambiador de sodio (Na₂₄)/calcio (Ca₂₄).

Conclusión En general, los resultados indicaron que las interacciones entre el tejido adiposo epicárdico y las neuronas simpáticas provocan un fenotipo arrítmico en los cardiomiocitos. El estudio demostró que este fenotipo se debe a la estimulación de las neuronas simpáticas por la leptina secretada por los adipocitos, lo que induce la liberación del neuropéptido Y. Este neuropéptido se une al receptor Y1 y afecta la actividad de la CaMKII y del intercambiador Na₂/Ca₂, causando ritmos cardíacos anormales.