Saúde

Os músculos do coração desenhados por Da Vinci desempenham um papel vital na função cardíaca
As primeiras estruturas esboçadas pelo artista Leonardo da Vinci são cruciais para entender como o coração funciona, segundo pesquisadores.
Por Maxine Myers - 23/08/2020


Reprodução

O estudo, liderado por pesquisadores do Instituto de Ciências Médicas de Londres do Conselho de Pesquisa Médica (MRC) do Imperial College London, é o primeiro a mostrar como uma malha complexa de fibras musculares que revestem a superfície interna do coração desempenha um papel vital em sua função, aumentando a eficiência do fluxo sanguíneo através do órgão.

A equipe espera que as descobertas, publicadas na revista Nature,  possam ajudar a identificar aqueles com maior risco de insuficiência cardíaca, uma das principais causas de morte em todo o mundo, e informar a pesquisa de novos tratamentos para a doença.

Esboço de Da Vinci e saúde humana

O Dr. Declan O'Regan do MRC London Institute of Medical Sciences, Diretor de Imaging Research do Imperial College Healthcare NHS Trust e principal autor do estudo, disse: “Leonardo da Vinci desenhou esses intrincados músculos dentro do coração meio milênio atrás, e só agora começamos a compreender a importância deles para a saúde humana.

“Da Vinci também ficou intrigado com a ligação entre matemática e natureza, então é apropriado termos descoberto que os padrões fractais no coração são tão importantes para sua função. Este trabalho oferece uma direção nova e empolgante para a compreensão do coração e mostra o potencial de reunir ideias em matemática e biologia com a pesquisa médica. 

Ressonância magnética do coração

A equipe usou inteligência artificial (IA) para analisar 25.000 varreduras de ressonância magnética de corações de pacientes do estudo UK Biobank (de 2014 a 2020. Outros 1.129 corações de voluntários saudáveis ​​foram examinados no Imperial College Healthcare NHS Trust e 510 pacientes com cardiomiopatia dilatada- a condição em que o coração aumenta de tamanho e não consegue bombear o sangue de maneira eficaz - no Royal Brompton Hospital .

As imagens mostraram a intrincada estrutura dessas fibras musculares, chamadas trabéculas. A equipe queria investigar melhor seu papel na função cardíaca.

Desempenho do coração

As descobertas mostram como os músculos das trabéculas formam um padrão geométrico repetitivo conhecido como fractal, que é visto em outras estruturas de árvores a flocos de neve. Da Vinci foi o primeiro a esboçar esses músculos no século 16, especulando na época que eles aqueciam o sangue conforme ele fluía pelo coração, mas sua verdadeira importância não foi reconhecida até agora.

Os pesquisadores descobriram como essa rede de fibras musculares, que cobrem a superfície interna das câmaras do coração, são essenciais para o desempenho do coração. Os pesquisadores sugerem que essas fibras permitem que o sangue flua com mais eficiência durante cada batimento cardíaco, de forma semelhante a como as covinhas em uma bola de golfe a ajudam a viajar ainda mais no ar.

A equipe descobriu seis regiões no DNA que afetam o desenvolvimento dos padrões fractais nessas fibras musculares. Os pesquisadores também descobriram que dois desses genes também regulam a ramificação das células nervosas, sugerindo um mecanismo semelhante em funcionamento no cérebro em desenvolvimento, bem como no coração.

Pesquisa futura

Os pesquisadores descobriram que as trabéculas podem influenciar o risco de doenças cardíacas. Usando a genética para analisar dados de 50.000 pacientes, eles descobriram que diferentes padrões fractais nesses músculos afetavam o risco de desenvolver insuficiência cardíaca. Espera-se que isso possibilite pesquisas futuras sobre a doença, que afeta cerca de 920.000 pessoas no Reino Unido.

O Dr. O'Regan disse: “Esta rede de músculos fica entre o fluxo rápido do sangue dentro do coração e o músculo cardíaco em contração. Os próximos passos de nossa pesquisa são entender como essas fibras afetam a 'aerodinâmica' do fluxo sanguíneo no coração e como isso pode informar a pesquisa de novos tratamentos para doenças cardíacas.

“Também descobrimos que essas fibras influenciam a velocidade com que os impulsos elétricos viajam pelo coração - portanto, podem ser importantes para mais de um aspecto do funcionamento do coração.”

A Dra. Hannah Meyer, que colaborou com a Dra. O'Regan no estudo do Laboratório Cold Spring Harbor nos Estados Unidos, acrescentou: “Nosso trabalho aumentou significativamente nossa compreensão da importância das trabéculas miocárdicas. Mas talvez ainda mais importante, também mostramos o valor de uma equipe verdadeiramente multidisciplinar de pesquisadores.

“Apenas a combinação de genética quantitativa, pesquisa clínica e bioengenharia nos levou a descobrir o papel inesperado das trabéculas do miocárdio na função do coração adulto”.

Ewan Birney, Diretor Geral Adjunto do Laboratório "Instituto Europeu de Bioinformática do EMBL (EMBL-EBI)", que também colaborou no estudo, disse: “Nossas descobertas respondem a questões muito antigas na biologia humana básica. Conforme as análises genéticas em grande escala e a inteligência artificial progridem, estamos reiniciando nossa compreensão da fisiologia para uma escala sem precedentes. ”

Os pesquisadores realizarão mais pesquisas sobre esses músculos dentro do coração, na esperança de que isso possa levar a novos rumos para a compreensão de como as doenças cardíacas comuns se desenvolvem e como são tratadas.  

 

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