Corazones y arterias

LA EDAD Y EL CORAZÓN

Bert Coleman nada tres días a la semana, 88 vueltas en cada ocasión, es decir, unos 2 km ...nada raro en estos días, a no ser por su edad: tiene 65 años. Coleman encaja en la imagen de buena competencia física de cualquier persona: se ve sano, sus músculos son fuertes y no tiene exceso de grasa. Y para quienes necesitan pruebas más convincentes, como los investigadores del sistema cardiovascular, sus calificaciones son altas en las mejores pruebas actuales de aptitud física. En cierto modo, no es sorprendente que alguien que hace ejercicios se mantenga físicamente apto; es algo que damos por sentado. Pero bajo la superficie de tal suposición existen preguntas fascinantes. "Sabemos que las personas de edad avanzada que se ejercitan regularmente pueden hacer más esfuerzo aerobio, es decir, están físicamente más aptas", declara Edward Lakatta, jefe del Laboratorio de Ciencias Cardiovasculares del NIA. "Pero queremos saber cuáles de los cambios del corazón y los vasos sanguíneos en proceso de envejecimiento permiten que eso ocurra. ¿Cuál es la relación?" Coleman colabora voluntariamente en una investigación con la cual se pretende responder a esa pregunta. No obstante, Lakatta y sus colegas saben que un corazón en proceso de envejecimiento no es sinónimo de un corazón en proceso de debilitamiento o declinación. Y lo saben gracias a estudios llevados a cabo durante las dos últimas décadas, con los cuales armaron el cuadro de lo que sucede durante el envejecimiento "normal", es decir, el envejecimiento en ausencia de enfermedades. Y ahora que comprenden el proceso de envejecimiento, ya pueden concentrarse en el estudio de los estilos de vida -como el hábito de Coleman de nadar tres veces a la semana- para averiguar si tales hábitos representan la diferencia en el proceso de envejecimiento del corazón.

Los efectos del envejecimiento normal

Las investigaciones del NIA sobre el envejecimiento normal, han revelado una serie de finos ajustes que permiten al corazón satisfacer las necesidades del cuerpo en proceso de envejecimiento. Este cuadro es radicalmente distinto del que prevalecía hace varias décadas, cuando se pensaba que lo normal era una declinación notable del funcionamiento general del corazón. La revolución en nuestra antigua manera de pensar comenzó en la década de 1970, cuando los investigadores encontraron su primera sorpresa: las paredes del corazón se vuelven más gruesas a medida que éste envejece. Engrosamiento de las paredes del corazón Hasta entonces, quienes estudiaban el envejecimiento (los gerontólogos) pensaban que el corazón se reducía de tamaño con la edad. Una de las razones de tal creencia, era que los primeros investigadores estudiaban el corazón en proceso de envejecimiento mediante radiografías y autopsias practicadas a personas que habían vivido en instituciones y que, en muchos casos, padecían de enfermedades crónicas. Los corazones de esas personas, víctimas de alguna enfermedad o que llevaban una vida excesivamente sedentaria, solían ser más pequeños que los de las personas más jóvenes y sanas. Después, a fines de la década de 1950, los gerontólogos empezaron a estudiar voluntarios sanos como los participantes del BLSA. Poco después surgieron nuevas tecnologías, como la ecocardiografía y las imágenes obtenidas con radioisótopos, que despertaron gran entusiasmo porque nos dieron información acerca del espesor de las paredes y el volumen de las cavidades, así como del modo en que éstas cambian con el tiempo durante cada latido del corazón. Donde las radiografías nos presentaban una silueta estática y sombría, las nuevas tecnologías nos proporcionaron datos sobre el grosor, diámetro, volumen y en algunos casos, incluso sobre la forma de la estructura antes y durante el latido. Uno de los primeros sondeos de los compartimientos internos del corazón se informó en Finlandia, donde los ecocardiogramas de A.J. Sjögren revelaron el engrosamiento de las paredes del ventrículo izquierdo, que es la principal cámara de bombeo del corazón. De las cuatro cavidades cardiacas, ésta es la de mayor interés para los investigadores cardiovasculares, pues bombea con más fuerza que las otras cámaras, impulsando la sangre hacia un recorrido completo y sumamente ramificado a través de los vasos sanguíneos. Hasta la más leve alteración en esa cámara (como el grosor de su pared) afecta de manera significativa el funcionamiento del corazón. Competencia física y envejecimiento Según muchos estudios, la competencia física (evaluada mediante el consumo máximo de oxígeno) declina de 5 a 10 por ciento cada década, pero la cifra varía considerablemente. Intrigados por las diferencias, los investigadores han estudiado la competencia física de personas de edad madura y avanzada que continúan siendo buenos deportistas. Los resultados: estos "atletas magistrales" tienen el doble de competencia física que las personas sedentarias de la misma edad. Asimismo, otras investigaciones han demostrado la relación entre el ejercicio habitual y la competencia física. Por ejemplo, los hombres sedentarios de edad madura que participaron en un programa de ejercicio de 6 a 8 meses de duración, exhibieron notables mejorías en su competencia física; asimismo, las personas que se ejercitan con regularidad tienen mejor competencia física a medida que envejecen. Las paredes más gruesas fueron el primer indicio de que el corazón parecía estar ajustándose en vez de declinar simplemente con la edad. Según los investigadores, el aumento de grosor permite que las paredes compensen el mayor esfuerzo que deben soportar con la edad (esfuerzo debido a que, por ejemplo, la sangre tiene que ser bombeada a través de vasos sanguíneos más rígidos). Cuando las paredes engruesan, el esfuerzo se reparte en un área más grande. Poco después se hicieron otros descubrimientos acerca del lado izquierdo del corazón. En Baltimore, Gary Gerstenblith y sus colaboradores del NIA investigaron el ventrículo izquierdo y la aurícula del mismo lado, que es la cavidad que recibe la sangre antes de que ésta pase al ventrículo. Sus ecocardiogramas de voluntarios del BLSA demostraron que, además del engrosamiento de las paredes del ventrículo izquierdo, también ocurre un aumento de volumen en ambas cavidades de ese lado. Esta investigación condujo a otro descubrimiento (por cierto muy curioso): la válvula mitral parecía cerrarse más lentamente en la gente de mayor edad. La mitral es la compuerta que separa la aurícula y el ventrículo izquierdos. A medida que el ventrículo se llena, las dos membranas de la válvula, que son como una escotilla de dos piezas, flotan en la sangre y prácticamente se juntan para obstruir el conducto. Si esa válvula se cerrara más lentamente en la gente de edad avanzada, tal como lo indican los ecocardiogramas, el ventrículo se llenaría con mayor lentitud. Entre latidos ¿A qué se debe esto? ¿Habrá alguna diferencia? Los investigadores enfocaron su atención en un intervalo dado: la fracción de segundo entre los latidos, llamada diástole. Durante la diástole, el corazón se relaja, se llena de sangre y se prepara para la siguiente contracción o sístole. Los cardiólogos investigadores dividen la diástole en varias fases aún más breves. Existe una fase precoz de carga, que es cuando la sangre presente en la aurícula empuja la válvula mitral, abriéndola, de modo que la sangre fluye con rapidez hacia el ventrículo y cierra la válvula al hacer flotar sus membranas. Según el estudio de Gerstenblith, este llenado diastólico precoz es la fase que se vuelve lenta a medida que envejecemos. Luego viene una fase de carga tardía, durante la cual se contrae la aurícula, abriendo por segunda vez la válvula y enviando un último chorro de sangre hacia el ventrículo, justo antes de que éste se contraiga también. ¿Por qué se vuelve más lenta la carga diastólica precoz a medida que la persona envejece? ¿Acaso será porque la pared ventricular no se relaja tan rápidamente como antes entre uno y otro latido? Esta posibilidad intrigó a los investigadores de Baltimore porque se ajustaba a la perfección con otra pieza suelta del rompecabezas. En estudios llevados a cabo años antes en animales, Lakatta había descubierto que los corazones de ratas de laboratorio tardaban más en relajarse, después de una contracción, cuando provenían de ratas viejas. Posteriormente, los estudios de obtención de imágenes en seres humanos confirmaron los descubrimientos hechos en animales: entre uno y otro latido, el ventrículo viejo tarda más en llenarse de sangre porque se relaja más lentamente que cuando era más joven. Justo antes de la contracción Pero ahora se necesitaba poner en su lugar otra pieza del rompecabezas diastólico. Si el ventrículo izquierdo se llena de sangre con más lentitud, ¿significa eso que contiene menos sangre al terminar la diástole y, por lo tanto, bombea un menor volumen de sangre al cuerpo? La respuesta es no, y la explicación se encontró en otro de los ajustes del corazón en proceso de envejecimiento. Los investigadores del NHLBI demostraron que el corazón compensa la lentitud de llenado de la fase precoz mediante un llenado más rápido durante la fase diastólica tardía. Eso ocurre de este modo: a medida que la válvula mitral se cierra lentamente, la sangre procedente de los pulmones se acumula en la aurícula derecha, que ahora es más amplia y contiene más sangre que en la juventud. En los últimos momentos de la diástole, el marcapaso del corazón envía el primer impulso eléctrico (el potencial de acción), que provocará la contracción. El impulso se difunde por las células de las dos aurículas. La izquierda, que en el corazón viejo está distendida con un mayor volumen de sangre, se contrae con más fuerza, obligando a las válvulas a abrirse e impulsando la sangre hacia el ventrículo izquierdo. Este chorro tardío, ocasionado por la contracción de la aurícula, ocurre a cualquier edad pero tiene más fuerza en el corazón de mayor edad, de modo que envía un mayor volumen de sangre hacia el ventrículo izquierdo. Como consecuencia, al final de la diástole, el volumen de sangre contenido en el corazón viejo es aproximadamente el mismo (en las mujeres) o ligeramente mayor (en los hombres) que en los corazones jóvenes. Bombeo El siguiente paso en esta cadena de eventos es la contracción o sístole, y aquí el rompecabezas se vuelve aún más complejo. Imaginemos el ventrículo al final de la diástole, lleno con un volumen de sangre equivalente al de un corazón joven o un poco mayor; eso se llama volumen telediastólico. Cuando viene la contracción, el ventrículo impulsa hacia el exterior una cierta cantidad de sangre: el volumen de bombeo. Pero no toda la sangre es bombeada a la vez. Una parte queda en el ventrículo y es la denominada volumen telesistólico. Estas medidas son importantes porque las relaciones entre el volumen telediastólico, el volumen de bombeo y el volumen telesistólico forman un complejo conjunto dinámico que los investigadores tuvieron que desentrañar en su intento por entender cuál es la diferencia debida a la edad, en la capacidad de bombeo del corazón. Los diversos volúmenes son distintos según la edad, pueden variar según el sexo (área que apenas se empieza a explorar) y difieren según el grado de actividad física (vea Cuantificación cardíaca) Bombeo durante el reposo La frecuencia cardiaca se vuelve más lenta con la edad, tanto en los hombres como en las mujeres, cuando la persona se encuentra sentada y en reposo. En los hombres, el corazón compensa parcialmente esa declinación de dos maneras. En primer lugar, el aumento del volumen telediastólico asociado con la edad significa una mayor cantidad de sangre por bombear; en segundo lugar, ese volumen mayor distiende las paredes ventriculares y pone en juego una curiosa propiedad de las células musculares: que cuanto más se estiran, más se contraen. Este fenómeno se denomina mecanismo de Frank-Starling y, aunado al mayor volumen por bombear, compensa la lentitud de la frecuencia cardiaca. En las mujeres, el volumen telediastólico en reposo no aumenta con la edad, de modo que no hay un incremento en la cantidad de sangre bombeada por cada latido. Es probable que esa diferencia entre los sexos se deba a las distintas necesidades de éstos y no a una diferencia en la capacidad de bombeo de sus corazones. Las mujeres suelen tener menos masa muscular magra que los hombres y el músculo magro es el que más oxígeno necesita. Cuando en un estudio se compara el consumo de oxígeno en base a la cantidad de músculo magro, en vez de hacerlo en base al tamaño del cuerpo, la diferencia entre los sexos desaparece. En otras palabras, las mujeres consumen la misma cantidad de oxígeno por unidad de músculo magro que los hombres. Bombeo durante el ejercicio Durante cualquier clase de actividad (incluso ponerse de pie) el corazón tiene que bombear más sangre hacia los músculos en acción. En las personas jóvenes lo hace latiendo más aprisa y oprimiendo con mayor fuerza durante las contracciones, de modo que bombea más sangre con cada latido. Pero la edad provoca cambios. La frecuencia cardiaca sigue aumentando durante el ejercicio, pero ya no se eleva tanto. Las contracciones aumentan su fuerza, pero ya no tanto; uno de los cambios más característicos del corazón en proceso de envejecimiento es la pérdida de la capacidad de contraerse tanto como en la juventud. Si no puede latir tan rápidamente ni apretar con la misma fuerza ¿cómo responde entonces a las demandas del ejercicio vigoroso? Éste es el escenario: durante el ejercicio, las paredes del ventrículo viejo se estiran con la mayor carga de sangre en la telediástole. Este corazón no puede bombear de modo tan eficiente como antes, pero como hay un mayor volumen telediastólico, bombea más o menos la misma cantidad de sangre con cada latido. Además, el mayor estiramiento causa una serie de eventos que eleva el número de iones de calcio que entra en las células musculares del corazón y aumenta la capacidad del calcio para interactuar con la maquinaria contráctil de la célula: el mecanismo de Frank-Starling a nivel molecular. (En "Pistas en las células " encontrará más información sobre los mecanismos celulares del envejecimiento.) El resultado de esas adaptaciones y ajustes es que el corazón puede satisfacer las necesidades del cuerpo de mayor edad cuando hace ejercicios. CUANTIFICACIÓN CARDIACA Los investigadores cardiólogos tienen varias maneras de cuantificar el funcionamiento del corazón. La edad, la actividad física y el sexo son responsables de la diferencia. Las cifras que aparecen aquí son en mililitros (ml) por metro cuadrado de superficie corporal y se basan en estudios en adultos sanos de 20 a 80 años de edad, que participaron en el Baltimore Longitudinal Study of Aging. Volumen telediastólico: el volumen de sangre presente en el ventrículo izquierdo al final de la diástole, justo antes del siguiente latido. En reposo, unos 65 a 75 ml por metro cuadrado, pero aumenta con la edad. Durante el ejercicio, aumenta en las personas de mayor edad, sobre todo en los hombres a partir de los 40 años. Volumen telesistólico: la cantidad de sangre que queda en el corazón al final del latido o sístole. En reposo, unos 25 ml por metro cuadrado, pero aumenta con la edad hasta los 70 años más o menos. Durante el ejercicio disminuye, pero no tanto en las personas mayores como en las más jóvenes. Fracción de eyección: la fracción del volumen telediastólico bombeada con cada latido. En reposo, alrededor de 65%, pero disminuye ligeramente hasta los 60 años más o menos, para luego aumentar un poco. Durante el ejercicio, aumenta hasta aproximadamente 90% cuando los jóvenes se ejercitan en condiciones de máximo esfuerzo. El incremento es menor en las personas de mayor edad, llegando más o menos al 75% cuando se ejercitan al máximo. Volumen por latido: la cantidad de sangre bombeada con cada latido. En reposo, 45-55 ml por metro cuadrado; el volumen por latido en reposo aumenta con la edad en los hombres, pero no en las mujeres. Durante el ejercicio, aumenta más o menos lo mismo en las personas jóvenes y viejas, pues se relaciona con el mayor volumen telediastólico (mecanismo de Frank-Starling). Frecuencia cardiaca: el número de latidos por minuto. En reposo, entre 50 y 80. Durante el ejercicio, aumenta drásticamente, pero menos en los individuos mayores que en los más jóvenes. Frecuencia cardiaca máxima: el número de latidos por minuto durante el ejercicio riguroso; declina un 25-30% entre las edades de 20 y 80 años. Gasto cardiaco: la cantidad de sangre bombeada por minuto (frecuencia cardiaca X volumen por latido). En reposo, unos 3-4 ml por minuto por metro cuadrado; disminuye con la edad en las mujeres. Durante el ejercicio, unos 10 ml por minuto por metro cuadrado en los jóvenes; disminuye aproximadamente un 30% entre las edades de 20 y 80 años debido a la declinación de la frecuencia cardiaca máxima.

El efecto del estilo de vida: ejercicio habitual

Con la comprensión acerca de cómo se ajusta el corazón a la edad, los investigadores están poniendo atención en personas como Coleman, que siguen un programa de ejercicios habitual. ¿Cómo funciona su corazón en comparación con el de las personas de 60 y 70 años de edad que no hacen ejercicios? Los investigadores saben que el ejercicio habitual provoca ciertos cambios en el corazón de la gente joven: la frecuencia cardiaca en reposo es más lenta, la masa cardiaca es mayor y el volumen por latido es más grande que en las personas sedentarias de la misma edad. Actualmente se tienen pruebas de que esos cambios ocurren aunque el ejercicio empiece más tarde en la vida, por ejemplo, a los 60 ó 70 años. En otras palabras, señala Lakatta, "no perdemos el don de lograr buena competencia física". Las pruebas siguen acumulándose. Por ejemplo, a medida que el grado de actividad aumenta, los atletas hombres de edad avanzada tienen el mismo aumento de gasto cardiaco que los hombres jóvenes, según estudios llevados a cabo en el NIA y los realizados por Ali Ehsani, John Holloszy y colaboradores en la Universidad de Washington, San Luis, Missouri. A la máxima capacidad de ejercicio, el volumen por latido y el gasto cardiaco aumentan en los hombres mayores. De muchas maneras, en su capacidad máxima, el funcionamiento cardiaco de los atletas de mayor edad se parece más al de los hombres jóvenes que al de los viejos que no hacen ejercicio habitual. Otras investigaciones están enfocándose en algunos de los cambios moleculares que ocurren durante el ejercicio (vea El ejercicio físico y el envejecimiento del miocito). Aún quedan interrogantes en cuanto a las relaciones precisas entre la edad y el estilo de vida, pero los investigadores cardiólogos ya están en posición de plantear hipótesis serias. Cada vez se tienen más pruebas de que la actividad física habitual permite mantener el corazón viejo trabajando como cuando era joven. Además, el ejercicio habitual tal vez influya en la manera y el momento en que surgen las enfermedades, así como en su gravedad. Por lo que se sabe hasta ahora, todo parece indicar que el programa de ejercicio de Coleman mantiene sano a su corazón y reduce sus probabilidades de padecer alguna afección cardiaca. Referencias bibliográficas Ehsani AA, Ogawa T, Miller TR, Spina RJ, and Jilka SM. Exercise training improves left ventricular systolic function in older men. Circulation 83:96-103, 1991. Fleg JL and Lakatta EG. Role of muscle loss in the age-associated reduction in VO2max. Journal of Applied Physiology 65:1147-1151, 1988. Fleg JL, Schulman SP, O'Connor FC, Gerstenblith G, Becker LC, Fortney S, Goldberg AP, and Lakatta EG. Central and peripheral cardiovascular adaptations in highly trained older men. Journal of Applied Physiology, 1994 (in press). Fleg JL, Schulman SP, O'Connor FC, Gerstenblith G, Clulow JF, Renlund DC, and Lakatta EG. Effects of acute beta adrenergic blockade on age-associated changes in cardiovascular performance during dynamic exercise. Circulation, 1994 (in press). Gerstenblith G, Frederiksen J, Yin FCP, Fortuin NJ, Lakatta EG, and Weisfeldt ML. Echocardiographic assessment of a normal adult aging population. Circulation 56:273-278, 1977. Holloszy JO. Exercise, health, and aging: A need for more information. Medicine and Science in Sports and Exercise 15:1-5, 1983. Lakatta EG. Cardiovascular regulatory mechanisms in advanced age. Physiological Reviews 73:413-467, 1993. Rodeheffer RJ, Gerstenblith G, Becker LC, Fleg JL, Weisfeldt ML, and Lakatta EG. Exercise cardiac output is maintained with advancing age in healthy human subjects: Cardiac dilatation and increased stroke volume compensate for a diminished heart rate. Circulation 69:203-213, 1984. Sjogren AL. Left ventricular wall thickness determined by ultrasound in 100 subjects without heart disease. Chest 60:341-346, 1971. Spirito P and Maron BJ. Influence of aging on Doppler echocardiographic indices on left ventricular diastolic function. British Heart Journal 59:672-679, 1988.

LA BIOLOGÍA DEL BUEN ESTADO FÍSICO El concepto de buena competencia física evoca una imagen general de salud y vitalidad, pero en ciencias cardiovasculares es una cualidad cuantificable. Lo que se mide es el consumo de oxígeno (O2). El consumo de O2 es la cantidad de oxígeno que el cuerpo utiliza. Los investigadores calculan el consumo de oxígeno: (1) midiendo la cantidad de oxígeno presente en las arterias; (2) restando de esa cantidad el oxígeno presente en las venas una vez que la sangre recorrió las células, y (3) multiplicando el resultado por la cantidad de sangre bombeada por el corazón cada minuto (gasto cardiaco). Consumo de O2= (O2 en las arterias - O2 en las venas) X gasto cardiaco Cuando la sangre oxigenada sale del corazón, fluye por arterias cada vez más pequeñas, luego pasa a las arteriolas, después a los capilares, hasta que llega a las células individuales. La sangre se difunde entre las células para cederles su oxígeno, pero luego regresa a las venas, entrando primero en las diminutas venas capilares para luego pasar a venas de calibre cada vez mayor hasta que retorna al corazón. La cantidad de O2 consumida durante el ejercicio a máxima capacidad (VO2 máx) se considera la medida óptima de la competencia física. Los factores cardiacos y periféricos mejoran por igual con el ejercicio, fortaleciendo así la competencia física. El volumen por latido es mayor en los hombres de mayor edad con buena competencia física y también mejora el intercambio de oxígeno.