Un marcapasos cardíaco es un estimulador eléctrico que produce pulsos repetitivos de corriente a fin de producir contracciones en las aurículas o ventrículos. Es implantado para mejorar la calidad de vida con ciertas enfermedades cardíacas.

El origen del pulso cardíaco

En los mamíferos normales el latido cardíaco comienza en el marcapasos natural del cuerpo, el nodo Sinusal (o nodo Sinoauricular), ubicado en la aurícula derecha.

La onda excitatoria que produce activa el nodo Auriculoventricular (AV), ubicado en el comienzo del ventrículo derecho. La excitación deja el nodo AV para propagarse por el Has de His y las Fibras de Purkinje, las que estimulan las paredes ventriculares produciendo una contracción de los mismos. El ventrículo izquierdo posee mayor inervación de Fibras de Purkinje debido a que su masa muscular es mayor.

El nodo Sinusal se dispara automáticamente, sin embargo, el ritmo de generación de los latidos está regulado por los sistemas Simpático y Parasimpático. Por lo tanto la frecuencia de disparo depende de la temperatura, el estado de ánimo, la actividad que se esté realizando, etc. El incremento de la actividad simpática incrementa el ritmo cardíaco, y lo contrario ocurre cuando hay actividad parasimpática.

La edad avanzada y algunas enfermedades pueden provocar disturbios en el funcionamiento del corazón. Una de las enfermedades más comunes es el bloqueo aurículo-ventricular. En estos casos la excitación de las aurículas no se propaga al nodo AV, algunas veces pasan 2 o 3 excitaciones hasta que una estimula el ventrículo, por lo que la frecuencia de estimulación ventricular es muy baja y no logra proveer una adecuada salida cardiovascular. La solución a este problema es estimular artificialmente al corazón mediante un marcapasos.

Excitación mediante marcapasos

Antes de describir los distintos tipos de marcapasos es necesario entender las características que debe tener el estímulo.

1) El estímulo debe tener un encendido abrupto,

2) debe ser lo suficientemente intenso,

3) y debe tener la duración necesaria.

El estímulo generalmente es realizado mediante electrodo catódico, que es un electrodo negativo ubicado en el miocardio.

La relación entre la duración y la corriente está dada por una exponencial decreciente (Curva de Lapicque) que tiende a la corriente de reobase, que es el valor mínimo de corriente necesario para estimular el tejido cardíaco. La relación indica que para pulsos cortos se necesita más amperaje, y para pulsos largos puede utilizarse la corriente de reobase, llega un punto en que no importa que tal largo sea el pulso, la corriente de estimulación será siempre la misma. Este hecho es utilizado a fin de no malgastar batería en el funcionamiento del marcapasos, ya que la carga de un pulso cuadrado es Q=I.d, siendo I la corriente y d la duración. Otro parámetro a tener en cuenta es la energía U=I^2.R.d, siendo R la resistencia por la que circula el estímulo. La energía mínima se logra cuando se genera un pulso 1.25 veces el largo de la constante de membrana. El equilibrio entre la duración de las baterías y el resultado obtenido con el pulso es un tema de constante estudio en ingeniería, actualmente se considera como desarrollo óptimo aquel que utilice electrodos de poca superficie, estímulos cortos y corriente baja.

Tipos de marcapasos

Los marcapasos pueden ser competitivos o no competitivos, este término es relativo a la competencia que realizará con los pulsos automáticos del corazón.

Los competitivos tienen una frecuencia de disparo fija (asincrónica), es decir que no responde a la necesidad fisiológica del corazón, por lo que podría llegar a producir una fibrilación en el caso de que el nodo Sinusal comience a disparar naturalmente. Esto ocurre porque el marcapasos excita cada 800mseg, y el corazón responde generando un QRS normal, pero si el nodo sinusal se activa naturalmente durante el período refractario vulnerable, “resetea” el corazón y se produce un nuevo pulso, que podría coincidir con la onda T del pulso generado por el marcapasos, si el corazón es sano este hecho podría pasar inadvertido, pero si hay sectores isquémicos el umbral fibrilatorio de los ventrículos es muy bajo, desembocando entonces es una fibrilación que podría llegar a ser mortal. Este tipo de marcapasos ya no son utilizados en la actualidad, sin embargo hace algunos años era la única opción para tratar de mejorar la calidad de vida del paciente con alguna de la enfermedades cardíacas, aún a riesgo de provocarle una fibrilación.

Los marcapasos no competitivos pueden excitar al ventrículo o a la aurícula. Estos últimos generalmente están sincronizados con la onda P. El método utilizado consiste en sensar la onda P, esperar unos 150mseg y generar un disparo. En caso de que aparezca un pulso natural en ese lapso de espera, el marcapasos no actuará. Se puede ver que en este caso se estaría teniendo en cuenta el automatismo del corazón, lo cual mejora la versión anterior. De todos modos, si el paciente sufre taquicardia auricular, el corazón genera pulsos mucho más frecuentemente que lo normal, el marcapasos se adapta a ese ritmo de disparo y podría provocar una falla mecánica del corazón, ya que la actividad eléctrica es más exigente que lo que el órgano puede soportar, por lo que este tipo de marcapasos podría también provocar fibrilación.

Los marcapasos no competitivos ventriculares pueden funcionar por disparo de la onda R o por demanda. Los primeros sensan la onda R, esperan un lapso determinado, y si no encuentran pulso, generan una excitación ventricular. Al sensar sobre los ventrículos se puede tener en cuenta los latidos ectópicos, y así evitar disparar sobre el período vulnerable del corazón. Este método de marcapasear responde bien a las necesidades de los pacientes, y es poco riesgoso, sin embargo es poco económico desde el punto de vista energético, lo que podría acortar la vida útil de la batería, obligando a un recambio de la misma en el lapso de unos 10 años. La duración de la batería también depende de las enfermedades, ya que algunas de ellas exigen más al implante, desgastando su vida útil.

El marcapasos ventricular que funciona a demanda, también se basa en el sensado de la onda R, pero puede detectar si un pulso ectópico generó la excitación necesaria para contraer los ventrículos, por lo que ahorra muchas más energía.

Los marcapasos actuales son programables y funcionan combinando los cuatro modelos anteriores. El avance de la tecnología ha permitido realizar marcapasos muy pequeños y muy alto rendimiento, mejorando la calidad de vida de las personas que los tienen implantados. La programación personal de un marcapasos es realizada por el médico, generalmente mediante telemetría, y éste profesional irá actualizando el programa que sea óptimo para la patología del paciente, por lo que en la actualidad es muy poco probable que se produzca una fibrilación ventricular por tener un marcapasos implantado. Las enfermedades cardíacas encabezan la lista de problemas de salud en los países más desarrollados. Sin embargo, los avances de la tecnología colaboran diariamente con los médicos para luchar contra ellas.