Corações de crocodilo continuam batendo, não importa o que aconteça

“Corações de crocodilo não fibrilam, não importa o que façamos. Eles são muito resistentes”, disse Flavio Fenton, professor da Faculdade de Física do Instituto de Tecnologia da Geórgia, pesquisador do Petit Institute for Bioengineering and Bioscience, e o autor correspondente do relatório. A fibrilação é uma das arritmias mais perigosas, produzindo coágulos sanguíneos e derrames quando ocorre nos átrios e morte em minutos quando ocorre nos ventrículos.

O estudo analisou os comprimentos de onda do potencial de ação de corações de coelho e crocodilo jovens. Ambas as espécies têm corações com quatro câmaras de tamanho semelhante (cerca de 3 cm); No entanto, enquanto os coelhos mantêm uma temperatura cardíaca constante de 38 graus Celsius, a temperatura corporal dos crocodilos selvagens ativos varia de 10 a 37 graus Celsius. O bombeamento do coração é controlado por uma onda elétrica que faz com que as células musculares se contraiam. Um sinal elétrico impulsiona essa onda, que deve ocorrer no mesmo padrão para manter o bombeamento normal do sangue. Em uma arritmia fatal, esse sinal elétrico não é mais coerente.

“Uma arritmia pode ocorrer por muitos motivos, incluindo uma queda na temperatura. Por exemplo, se alguém cai na água fria e está hipotérmico, muitas vezes essa pessoa desenvolverá uma arritmia e depois se afogará”, disse Fenton.

Durante o estudo, os pesquisadores registraram mudanças nos padrões das ondas cardíacas a 38 C e 23 C. “A onda de excitação no coração de coelho foi reduzida em mais da metade durante temperaturas extremas, enquanto o coração de crocodilo mostrou mudanças de apenas 10% no máximo, “disse Conner Herndon, co-autor e assistente de pesquisa de pós-graduação na Faculdade de Física. “Descobrimos que quando o comprimento de onda espacial atinge o tamanho do coração, o coelho pode sofrer fibrilação espontânea, mas o crocodilo sempre manterá esse comprimento de onda dentro de um regime seguro”, acrescentou.

Embora os crocodilos possam operar em uma ampla faixa de temperatura sem o risco de trauma cardíaco, sua proteção embutida tem uma desvantagem – ela limita sua frequência cardíaca máxima, tornando-os incapazes de gastar energia adicional em uma emergência.

Os coelhos e outros mamíferos de sangue quente, por outro lado, podem se adaptar às freqüências cardíacas mais altas necessárias para manter um metabolismo endotérmico ativo, mas enfrentam um risco aumentado de arritmia cardíaca e uma vulnerabilidade crítica às mudanças na temperatura.

Os físicos da Georgia Tech colaboraram com dois biólogos no estudo, incluindo o ex-bolsista de pós-doutorado da Georgia Tech Henry Astley, agora professor assistente no Centro de Pesquisa Biomimética e Inovação do Departamento de Biologia da Universidade de Akron.

“Fiquei um pouco surpreso com a grande diferença – a grande força do coração de crocodilo e a fragilidade do coração de coelho. Não esperava que o coração de coelho se partisse tão facilmente”, disse ele. Astley.

As temperaturas mais baixas são uma das causas das arritmias eletrofisiológicas cardíacas, nas quais as ondas elétricas em rotação rápida podem fazer o coração bater cada vez mais rápido, levando ao comprometimento da função cardíaca e à morte cardíaca potencialmente súbita. A redução da temperatura corporal, que é frequentemente realizada em pacientes antes de certas cirurgias, também pode induzir uma arritmia.

Os pesquisadores concordam que este estudo pode ajudar a entender melhor como o coração funciona e o que pode causar uma arritmia fatal, que ocorre principalmente quando o coração não bombeia mais o sangue adequadamente.

Os autores também veem a pesquisa como um passo promissor para um melhor entendimento da eletrofisiologia do coração e como ajudar a minimizar o risco de fibrilação. Até dezembro de 2020, quando a Covid-19 ocupava o primeiro lugar, as doenças cardíacas eram a principal causa de morte nos Estados Unidos e na maioria dos países industrializados, com mais pessoas morrendo de doenças cardíacas do que as duas seguintes causas de morte combinadas.

Astley disse que a pesquisa fornece uma compreensão mais profunda do mundo natural e uma visão sobre os diferentes mecanismos de sobrevivência de animais de sangue quente e frio.

O co-autor Tomasz Owerkowicz, professor associado do Departamento de Biologia da California State University, San Bernardino, vê as descobertas como “outra peça do quebra-cabeça que nos ajuda a perceber como os animais não humanos são legais e quantos truques diferentes eles têm. suas mangas. “

Ele expressou esperança de que mais pesquisadores sigam o exemplo e usem um modelo animal não tradicional em pesquisas futuras.

“Todo mundo estuda mamíferos, moscas-das-frutas e peixes-zebra. Há uma enorme riqueza de recursos entre os animais selvagens que não foram trazidos para o laboratório e que têm uma fisiologia tão clara que estão esperando para serem descobertos. O que temos que fazer é olhar,” ele disse.