Para cuando tengamos 80 años, nuestros corazones habrán latido hasta 3.3 mil millones de veces y bombeado 250 millones de litros de sangre. Tan solo tres semanas después de la concepción, los primeros cardiomiocitos (células musculares del corazón) comienzan a contraerse y no se detienen hasta la muerte.

Es sorprendente la cantidad de tiempo que dura el corazón en actividad. Si nosotros agarráramos una pelota de estrés y la comenzáramos a apretar, no duraríamos mucho tiempo antes de que se nos fatigue el agarre. A diferencia del músculo esquelético, el músculo cardiaco tiene grandes cantidades de mitocondrias. Éstos son pequeños organelos dentro de las células que proveen energía de manera constante para evitar un estado de fatiga.

Pero, su resiliencia aeróbica y anaeróbica no significa que este músculo sea invencible. De acuerdo con la Organización Mundial de la Salud (OMS), la enfermedad que causa más muertes en el mundo es alguna forma de cardiopatía. En México, de acuerdo con el INEGI, la principal causa de defunción, tanto en hombres como en mujeres, son enfermedades las enfermedades del corazón.

La necesidad es la madre de las invenciones y por ellos se han desarrollado muchas tecnologías que nos permiten prolongar nuestra vida. Uno de los dispositivos implantables más comunes son los marcapasos. Pero, para poder entender cómo es que funciona un marcapasos, primero debemos entender al corazón.

La función del corazón

Este órgano está dividido en un lado izquierdo y derecho. El lado derecho se encarga de recibir la sangre desoxigenada y mandarla a los pulmones para el intercambio gaseoso, mientras que el lado izquierdo se encarga de bombear la sangre oxigenada al resto del cuerpo. Como el lado derecho solo bombea para los pulmones y el izquierdo bombea hacia todo el cuerpo, las paredes del corazón izquierdo son más gruesas.

El corazón contiene cuatro cámaras. Los dos superiores son los atrios izquierdo y derecho mientras que las inferiores se denominan ventrículo izquierdo y derecho. Los ventrículos y atrios están separados por válvulas que se abren y cierran conforme cambia el gradiente de presión.

Localizado en la parte superior del atrio derecho, el nódulo sinoatrial funge como nuestro marcapasos biológico. Éste es un conjunto de células, inervado, que se encarga de mandar los impulsos eléctricos de manera rítmica para mantener el corazón latiendo de manera adecuada. Este nodo lanza un impulso eléctrico al nódulo auriculoventricular, localizado por debajo de la válvula auriculoventricular derecha. Cuando se activa este nodo, se contraen ambas aurículas expulsando la sangre hacia los ventrículos.

Los impulsos eléctricos viajan hacia las paredes musculares inferiores del corazón, donde su activación provoca la contracción de los ventrículos. Esto resulta en el bombeo de sangre hacia los pulmones y el resto del cuerpo.

Esto lo podemos ver en una onda electrocardiográfica. La primera elevación es la contracción auricular. Le sigue una curva con mayor elevación que representa la contracción ventricular. Finalmente se tiene otra pequeña curva que representa la relajación ventricular.

¿Qué son los marcapasos?

Cuando nuestro marcapasos natural falla, nuestro corazón puede latir muy lento consistentemente, muy rápido consistentemente o sin un ritmo consistente. A estas condiciones se les denomina bradicardia, taquicardia o arritmia, respectivamente. Estas fallas propiciaron el desarrollo del marcapasos.

Un marcapasos sustituye la función del nódulo sinoauricular y está compuesto por tres diferentes componentes:

1 - Generador de pulsos

El programador es un dispositivo que usa el cardiólogo para ajustar los parámetros del marcapasos. Este se comunica bidireccionalmente con una bobina que se encuentra dentro del marcapasos. El médico es capaz de programar el dispositivo y recabar información de este.

2 - Cables

Los cables se encargan de llevar los impulsos generados hacia el corazón. Pueden ser colocados de manera epicardial o endocardial. En la primera, los electrodos son colocados en la superficie externa del corazón. Esta se utiliza cunado las venas están ocluidas o cuando el paciente es un niño. La posición endocardial lleva los electrodos a través de la vena subclavia hasta llegar a la aurícula derecha.

3 - Programador

El generador de pulsos contiene la batería, bobina para comunicación y los circuitos encargados de administrar pulsos y recabar información. Todos estos componentes están dentro de una carcasa de titanio sellada herméticamente. Como el generador de pulsos va por debajo de la piel, es importante tener un material biocompatible como el titanio.

¿Interferencias electromagnéticas con el marcapasos?

Una de las principales preocupaciones de los pacientes son las interferencias electromagnéticas. Fuera del hospital, pocos dispositivos pueden alterar el marcapasos. No obstante, se les es recomendado a los pacientes evitar soldadores por arco, generadores de alto voltaje y dispositivos de antirrobo en centros comerciales. Aparatos como microondas, computadoras o electrónicos de oficina no ocasionan alteración alguna sobre el marcapasos.

¿En qué padecimientos se utiliza un marcapasos?

Existen cuatro categorías donde se indica un marcapasos:

1. Bloqueos cardiacos

2. Síndrome del nodo enfermo

3. Infarto del miocardio

4. Síndrome del seno carotídeo

Dentro de estas cuatro categorías, existen tres grupos donde se determina la necesidad del marcapasos. El primer grupo corresponde a pacientes que lo requieren. El segundo corresponde a pacientes que posiblemente lo requieran. El tercero es para aquellos pacientes donde no es necesario el marcapasos.

La posibilidad de tener un marcapasos artificial dentro del cuerpo es el resultado de tres décadas de avances en tecnologías claves como lo son los biomateriales, estimulación eléctrica, biosensores, baterías, microelectrónica, transductores, análisis de señales y desarrollo de software. Estos avances, junto con el conocimiento clínico, han culminado en un marcapasos que es funcional, seguro accesible.

Referencias:

• Bronzino, J.D. ed., 2006. Medical devices and systems. CRC Press.

• HALL, J. E., & GUYTON, A. C. (2011). Guyton and Hall textbook of medical physiology. Philadelphia, PA, Saunders Elsevier

• Instituto Nacional de Estadística y Geografía, 2018. CARACTERÍSTICAS DE LAS DEFUNCIONES REGISTRADAS EN MÉXICO DURANTE 2017.

• Cyborg Hearts - How Humans Computerised The Heart. 2018. [video] YouTube.