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El corazón tiene su propio 'cerebro'

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Ricardo Daniel González
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Ricardo Daniel González
Ciencias planetarias, astronomía, horticultura urbana agroecológica, poesía, filosofía, fotografía, varios.
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Una nueva investigación del Karolinska Institutet y la Universidad de Columbia muestra que el corazón tiene un minicerebro: su propio sistema nervioso que controla los latidos del corazón. Una mejor comprensión de este sistema, que es mucho más diverso y complejo de lo que se pensaba anteriormente, podría conducir a nuevos tratamientos para las enfermedades cardíacas. El estudio, realizado con Danio rerio, fue publicada en Nature Communications.

Durante mucho tiempo se pensó que el corazón estaba controlado únicamente por el sistema nervioso autónomo, que transmite señales desde el cerebro. La red neuronal del corazón, que está incrustada en las capas superficiales de la pared del corazón, se ha considerado una estructura simple que transmite las señales del cerebro. Sin embargo, investigaciones recientes sugieren que tiene una función más avanzada que esa.

Control de los latidos del corazón
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Los científicos han descubierto ahora que el corazón tiene su propio sistema nervioso complejo que es crucial para controlar sus latidos.

“Este ‘pequeño cerebro’ tiene un papel clave en el mantenimiento y control de los latidos del corazón, similar a cómo el cerebro regula funciones rítmicas como la locomoción y la respiración”, explica Konstantinos Ampatzis, investigador principal y docente del Departamento de Neurociencia del Instituto Karolinska de Suecia, quien dirigió el estudio.

Konstantinos Ampatzis. Foto: Stefan Zimmerman
Konstantinos Ampatzis. Foto: Stefan Zimmerman

Los investigadores identificaron varios tipos de neuronas en el corazón que tienen diferentes funciones, incluido un pequeño grupo de neuronas con propiedades de marcapasos. El hallazgo desafía la visión actual sobre cómo se controlan los latidos del corazón, lo que puede tener importantes implicancias clínicas.

Similar al corazón humano
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“Nos sorprendió comprobar lo complejo que es el sistema nervioso del corazón”, afirma Konstantinos Ampatzis. “Comprender mejor este sistema podría conducir a nuevos conocimientos sobre las enfermedades cardíacas y ayudar a desarrollar nuevos tratamientos para enfermedades como las arritmias”.

Danio rerio, pez cebra, Zebrafish. Un ejemplar hembra de pez cebra (Danio rerio) con cola de abanico. Crédito de la imagen: Azul, en Wikipedia en inglés
Danio rerio, pez cebra, Zebrafish. Un ejemplar hembra de pez cebra (Danio rerio) con cola de abanico. Crédito de la imagen Azul

El estudio se realizó en Danio rerio (Zebrafish), un modelo animal que presenta fuertes similitudes con la frecuencia cardíaca humana y la función cardíaca general. Los investigadores pudieron mapear la composición, organización y función de las neuronas dentro del corazón utilizando una combinación de métodos como la secuenciación de ARN unicelular, estudios anatómicos y técnicas electrofisiológicas.

Nuevas objetivos terapéuticos
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“Ahora continuaremos investigando cómo el cerebro del corazón interactúa con el cerebro real para regular las funciones del corazón en diferentes condiciones como ejercicio, estrés o enfermedad”, dice Ampatzis. “Nuestro objetivo es identificar nuevos objetivos terapéuticos examinando cómo las alteraciones en la red neuronal del corazón contribuyen a diferentes trastornos cardíacos”.

Importante
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El estudio se realizó en estrecha colaboración con investigadores de la Universidad de Columbia, EE.UU., y fue financiado, entre otros, por la Fundación Dra. Margaretha Nilsson, la Fundación Erik y Edith Fernström, StratNeuro y el Instituto Karolinska. No se han reportado conflictos de intereses.

El paper ”Decoding the molecular, cellular, and functional heterogeneity of zebrafish intracardiac nervous system”, cuyos autores son: Andrea Pedroni, Elanur Yilmaz, Lisa Del Vecchio, Prabesh Bhattarai, Inés Talaya Vidal, Yu-Wen E. Dai, Konstantinos Koutsogiannis, Caghan Kizil, Konstantinos Ampatzis, fue publicado en Nature Communications, online 4 December 2024, doi: 10.1038/s41467-024-54830-w.

El artículo The heart has its own ‘brain’, fue publicado en la versión en inglés de la sección de noticias del sitio del Karolinska Institutet, con la firma de Felicia Lindberg

English version
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The heart has its own ‘brain’
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New research from Karolinska Institutet and Columbia University shows that the heart has a mini-brain – its own nervous system that controls the heartbeat. A better understanding of this system, which is much more diverse and complex than previously thought, could lead to new treatments for heart diseases. The study, conducted on zebrafish, is published in Nature Communications.

AI-generated image created by Copilot
AI-generated image created by Copilot

The heart has long been thought to be controlled solely by the autonomic nervous system, which transmits signals from the brain. The heart’s neural network, which is embedded in the superficial layers of the heart wall, has been considered a simple structure that relays the signals from the brain. However, recent research suggests that it has a more advanced function than that.

Controlling the heartbeat
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Scientists have now discovered that the heart has its own complex nervous system that is crucial to controlling its rhythm.

Konstantinos Ampatzis. Photo: Stefan Zimmerman
Konstantinos Ampatzis. Photo: Stefan Zimmerman

“This ‘little brain’ has a key role in maintaining and controlling the heartbeat, similar to how the brain regulates rhythmic functions such as locomotion and breathing,” explains Konstantinos Ampatzis, principal researcher and docent at the Department of Neuroscience, Karolinska Institutet, Sweden, who led the study.

The researchers identified several types of neurons in the heart that have different functions, including a small group of neurons with pacemaker properties. The finding challenges the current view on how the heartbeat is controlled, which may have clinical implications.

Similar to the human heart
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“We were surprised to see how complex the nervous system within the heart is,” says Konstantinos Ampatzis. “Understanding this system better could lead to new insights into heart diseases and help develop new treatments for diseases such as arrhythmias.”

The study was conducted on zebrafish, an animal model that exhibits strong similarities to human heart rate and overall cardiac function. The researchers were able to map out the composition, organisation and function of neurons within the heart using a combination of methods such as single-cell RNA sequencing, anatomical studies and electrophysiological techniques.

A female specimen of a zebrafish (Danio rerio) breed with fantails. Credit: Azul, on English Wikipedia
A female specimen of a zebrafish (Danio rerio) breed with fantails. Credit: Azul on English Wikipedia

New therapeutic targets
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“We will now continue to investigate how the heart’s brain interacts with the actual brain to regulate heart functions under different conditions such as exercise, stress, or disease,” says Ampatzis. “We aim to identify new therapeutic targets by examining how disruptions in the heart’s neuronal network contribute to different heart disorders.”

Important
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The study was done in close collaboration with researchers at Columbia University, USA, and was funded by, among others, the Dr. Margaretha Nilsson Foundation, Erik and Edith Fernström Foundation, StratNeuro and Karolinska Institutet. There are no reported conflicts of interest.

The paper ”Decoding the molecular, cellular, and functional heterogeneity of zebrafish intracardiac nervous system”, was published on Nature Communications. Authors: Andrea Pedroni, Elanur Yilmaz, Lisa Del Vecchio, Prabesh Bhattarai, Inés Talaya Vidal, Yu-Wen E. Dai, Konstantinos Koutsogiannis, Caghan Kizil, Konstantinos Ampatzis, Nature Communications, online 4 December 2024, doi: 10.1038/s41467-024-54830-w.

Maybe I’m wrong, I think the article was written by Felicia Lindberg

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