¿Todas las especies obtienen alrededor de mil millones de latidos de corazón en promedio?

Hoy leí este webcomic:

cómic web abominableDe: abominable.cc

No tengo idea de dónde sacó el autor su factoide sobre los mil millones de latidos del corazón. Pero suena interesante. Los ejemplos que se me ocurren (conejos, humanos, elefantes, dicho colibrí) parecen apoyar la teoría de que las criaturas más grandes tienen un ritmo cardíaco más lento y viven más tiempo. ¿Existe realmente tal tendencia, o me estoy perdiendo los contraejemplos? Y si es así, ¿qué tan cerca viene del número de "mil millones"?

En realidad, algunos loros pueden vivir más de 50 años. Y los pollos tienen suerte de sobrevivir hasta la madurez...
Creo que la respuesta obvia es "No", ya que muchas especies no tienen corazón.
Hace mucho tiempo, Isaac Asimov escribió un artículo regular para la revista Fantasy & Science Fiction, y la mayoría se recopilaron en libros. En uno de ellos, calculó la vida útil en latidos del corazón para muchos animales y concluyó que todos, excepto los humanos, tenían una vida útil máxima de mil millones de latidos, pero los humanos alcanzan los cuatro mil millones. (La metodología era defectuosa; calculó la vida humana máxima en 114 años, y todas las demás especies obtuvieron máximos menos atípicos).
¡No haga ejercicio, conserve los latidos del corazón!
¿Qué pasa con los moluscos? ¡El pulpo tiene tres corazones! Así que deberíamos contar todos los latidos del corazón, ¿no?
Todos los mamíferos viven alrededor de mil millones de latidos del corazón (tasa determinada principalmente por el tamaño). El cálculo de Asimov se reproduce al final de su libro "A Choice of Catastrophes". (El PROMEDIO humano hace 100 o 200 años probablemente también estaba cerca de los mil millones, considerando la mortalidad general más baja por accidentes y causas infantiles). La esperanza de vida humana industrial promedio hoy en día sería de aproximadamente 3 mil millones, con algunos humanos excepcionales llegando a los 4 mil millones de latidos del corazón. . (Según los cálculos de Asimov, no sé si son originales).
Los atletas tienen frecuencias cardíacas en reposo más bajas. La correlación con el hallazgo de que el ejercicio regular puede aumentar la esperanza de vida en alrededor de un diez por ciento. (Sin embargo, otros hábitos conflictivos pueden mostrar mayores aumentos).

Respuestas (4)

SÍ, hay algo de verdad detrás de la afirmación de " 1 billón de latidos ".
Y cuando digo "algunos" me refiero a que el creador del cómic no lo inventó de la nada.

Si bien no es literalmente cierto que todos los animales tengan mil millones de latidos cardíacos antes de morir, se ha observado una relación entre la tasa metabólica (que está relacionada con la frecuencia cardíaca) y la duración de la vida .


Universidad Estatal de San José - Longevidad Animal y Escala :

Mesa



Frecuencia cardíaca y esperanza de vida en mamíferos y humanos:

Esperanza de vida


Esperanza de vida y latidos cardíacos totales por vida en mamíferos y humanos:

latidos del corazón


Como corolario, el consumo de energía basal por latido cardíaco y masa cardíaca puede ser el mismo para todos los animales .

Esto sugiere que la duración de la vida está predeterminada por la energía básica de las células vivas, y que la aparente relación inversa entre la duración de la vida y la frecuencia cardíaca revela que la frecuencia cardíaca sirve como marcador de la tasa metabólica.

Esto se puede ejemplificar considerando la amplia gama de parámetros cardíacos fisiológicos entre uno de los más pequeños, la musaraña que pesa 2 g, y el mamífero más grande que existe, la ballena azul de 100 000 kg.

A pesar de la diferencia de muchos millones en el peso corporal, el peso del corazón, el volumen sistólico y la sangre total bombeada a lo largo de la vida, el consumo total de oxígeno y el uso de ATP por unidad de masa y la vida son casi idénticos junto con el número total de latidos del corazón a lo largo de la vida.

[ Fuente ]



Ratones y elefantes: una cuestión de escala

A medida que los animales se hacen más grandes , desde la diminuta musaraña hasta la enorme ballena azul, el pulso se ralentiza y la esperanza de vida se alarga, conspirando de modo que el número de latidos del corazón durante una estancia media en la Tierra tiende a ser aproximadamente el mismo, alrededor de mil millones.

Misteriosamente, estos y una gran variedad de otros fenómenos cambian con el tamaño del cuerpo de acuerdo con un principio matemático preciso llamado " escala de un cuarto de potencia " .

[...]

Podría parecer que debido a que un gato es cien veces más masivo que un ratón, su tasa metabólica, la intensidad con la que quema energía, sería cien veces mayor. Después de todo, el gato tiene cien veces más células que alimentar.

Pero si esto fuera así, el animal sería rápidamente consumido por un ataque de combustión felina espontánea, o al menos por una fiebre muy mala. La razón: el área de superficie que una criatura usa para disipar el calor de los fuegos metabólicos no crece tan rápido como su masa corporal .

Para ver esto, considere un ratón como una aproximación de una pequeña esfera. A medida que la esfera se hace más grande, hasta el tamaño de un gato, el área superficial aumenta en dos dimensiones, pero el volumen aumenta en tres dimensiones. El tamaño del radiador biológico no puede seguir el ritmo del tamaño del motor metabólico.


Escalada

Las cosas se comportan de manera diferente a diferentes escalas, pero hay formas ordenadas (leyes de escala) que conectan un reino con otro.



Tasa metabólica y ley de Kleiber :

Las primeras mediciones precisas de la masa corporal frente a la tasa metabólica en 1932 muestran que la tasa metabólica R para todos los organismos sigue la ley de potencia de 3/4 de la masa corporal ,

R ~ M 3/4

Ley de Kleiber

Esto se conoce como la Ley de Kleiber .



Las razones detrás de la ley de potencia aún no se comprenden completamente , aunque, por supuesto, existen teorías. Pero dado que la pregunta del OP en realidad no pide una explicación, creo que está bien dejar que el lector interesado haga clic en los enlaces de arriba y abajo para obtener más información sobre las teorías propuestas (además, creo que mi respuesta sería simplemente insoportablemente largos si los incluyo en mi post) .


Más:

Ya estoy impresionado con la versión no mejorada, pero siendo un informador, también me encantaría ver la versión mejorada.
@Oliver_C: ¿La esperanza de vida del perro/gato es para uno en cautiverio o salvaje? Me parece recordar que los animales domésticos vivían un poco más en cautiverio.
Inmediatamente me doy cuenta de que el primer gráfico sugiere que los perros y los gatos viven 30 años. Definitivamente no es cierto. Los perros domésticos viven entre 10 y 14 años, los gatos unos años más. El segundo gráfico parece corregir esto, aunque en este caso están invertidos (los gatos viven más).
El segundo gráfico verifica que la declaración en el OP es verdadera. Sin embargo, la especulación sobre la interpretación me parece mal fundada.
Curiosamente, solo en los últimos cientos de años la esperanza de vida humana ha aumentado hasta este punto. Regrese a antes de que aprendiéramos medicina, especialmente antibióticos, y volvemos a estar en línea. Los otros 2 casi atípicos son los perros y los gatos, animales a los que tendemos a brindar atención médica.
Tenga en cuenta que el segundo gráfico utiliza escalas logarítmicas que probablemente hacen que algo aparezca de la nada...
@Brian: supongo que es "cautiverio", pero ya sean 15 o 30 años (para un gato), los números de "latidos del corazón en la vida" serán prácticamente del mismo orden de magnitud.
@Tesserex: los gatos que viven 30 años ciertamente no son la norma, pero son posibles. "Creme Puff" tenía 38 años cuando murió
Vaya, habla de crear una señal a partir del ruido. Su tabla muestra que son 1 billón +/- 1/2 billón o más. 1 billón +/- 50+% no es muy preciso. No solo eso, muestra un número ridículamente pequeño de animales. El último gráfico es completamente diferente, no tiene nada que ver con el número de latidos del corazón (aunque interesante). La defensa de tener razón en "un orden de magnitud" también es muy débil. "Dentro de un orden de magnitud" es bastante descuidado desde un punto de vista científico.
@Russell: el problema con el "número de latidos del corazón" es que la vida útil depende de muchos factores. Por lo tanto, no sorprende que no obtenga exactamente mil millones para todos. Por lo tanto, mirar la "tasa metabólica" (que está relacionada con la frecuencia cardíaca) tiene más sentido. Y parece haber un fenómeno observable (ley de potencia) que muestra que existe una conexión (evolutiva) entre lo pequeño y lo grande.
@Oliver_C Entendí que la preocupación no es en qué orden de magnitud pertenece el punto de datos del gato, sino más bien si se puede confiar en el gráfico. Treinta años no está ni cerca del promedio de vida de un gato, y con un error tan evidente como para distraernos de la intención del gráfico, debe preguntarse qué más tiene de malo. Tal como está su respuesta ahora, ha presentado una tabla con datos que contradicen flagrantemente el gráfico que precede inmediatamente.
@Oliver_C: sí, mirar la tasa metabólica tiene mucho más sentido. Estoy totalmente de acuerdo en ese punto. Pero esa no es la pregunta planteada. Afirmar que el mito es cierto y luego usar la tasa metabólica como evidencia de apoyo es bastante engañoso.
@Corey: los números de vida útil pueden variar bastante. Entonces, si uno usa diferentes fuentes, puede terminar obteniendo números diferentes.
@Russell: no digo que el mito sea cierto, digo que hay algo de verdad en él, lo que significa que no se inventó de la nada, pero hay una ciencia detrás de él. La tasa metabólica es parte de la explicación. ¿Por qué los animales grandes, en general, viven más y tienen un ritmo cardíaco más bajo? - Sí, +/-50 % parece mucho, pero míralo desde este punto: la esperanza de vida en la tabla anterior varía entre "3 y 80 años", eso es un factor de diferencia de 26,7 . Los números de latidos del corazón varían entre "0,53 y 2,21", un factor de diferencia de 4,2 .
Estamos hablando de fisiología aquí, no de física de partículas. Las diferencias individuales del 50% no son tan infrecuentes. Solo para tomar un ejemplo aleatorio, los niveles normales de glucosa en plasma oscilan entre 3 y 8 mmol/l. Eso es un promedio de 5.5 +/- 2.5... Y para muchas hormonas el rango es mucho mayor.
Si la ley de Kleiber es cierta y la correlación entre la frecuencia cardíaca y la vida útil también lo es, entonces también tiene que haber una correlación entre el tamaño y la vida útil. Hay tortugas pequeñas con vidas bastante largas.
@Oliver_C Y digo que una fuente que afirma una vida útil promedio de más de treinta años para los gatos debe abordarse con mucho escepticismo. ¿Quieres que aceptemos ese gráfico como verdad? ¿Cuántos gatos conoces que tengan más de treinta años?
@Corey: no espero que aceptes nada. Usted es libre de cuestionar cualquier dato/fuente que yo o cualquier otra persona publique aquí. Diría que este sitio en realidad anima a la gente a hacerlo.
@Christian - ¿Dirías que los animales pequeños con una larga vida útil son la regla o la excepción?
Muchos cuervos son bastante pequeños y su vida útil es casi la misma que la de los humanos.
La frecuencia cardíaca del cuervo es de 345 lpm; consulte Corazón y sangre de un pájaro o FRECUENCIAS RESPIRATORIAS Y CARDÍACAS DE LAS AVES EN REPOSO cuando descansan. Con 70 años de vida esto da 1.2e10 latidos.
El estudio al que ha hecho referencia para los mamíferos dice en resumen "notablemente constante y promedio 7.3 +/- 5.6 x 10 (8) latidos cardíacos / vida útil", lo que se traduce en 0.17 - 1.29 x 1e9. No lo llamaría "constante", pero si es cierto, admito que es mucho menos variado, por ejemplo, la masa corporal o la esperanza de vida medida como un tiempo.
@Oliver_C Simplemente pregunto si cree en su propia evidencia, lo que creo que es una pregunta justa. O, ¿qué tan absurdo tendría que ser un conjunto de datos antes de considerarlo perjudicial para quienes buscan una respuesta? Presentar datos que sugieren que la esperanza de vida de un gato es más del doble que la de un gato real solo está manchando su respuesta.
@Corey: he leído muchos artículos y ocurren fallas. Si un flub me molesta o no depende de su relevancia. En este caso, cambiar el 30 del gato por 15 no cambiaría el gráfico de una manera tan profunda que llevaría a una conclusión diferente. No es que todo dependa de que sean 30 en lugar de 15.
@Suma: el envejecimiento es un asunto complejo en el que influyen muchos factores. Que los animales más grandes tiendan a vivir más que los animales más pequeños, por lo tanto, no es una regla absoluta. Por qué no se aplica a ciertos animales es, de hecho, un tema de debate e investigación. Es por eso que señalé que este fenómeno aún no se comprende completamente.
@Oliver_C Lo siento si no estaba claro. Es justo decir que las conclusiones extraídas del gráfico no cambiarían si mueve el punto de datos del gato de 30 años a 15. Lo que quiero decir es que alguien que busque una respuesta y vea tal error podría preguntarse qué más hay en el gráfico. está equivocado por un factor de más de dos y le da (y posiblemente a su respuesta) menos credibilidad. Eso es todo.
@oli Imo, su respuesta necesita mejores números y un mejor análisis estadístico. Todo lo que podemos derivar de los datos actualmente es que los animales viven 10 años y tienen un latido cardíaco de 100 lpm, dentro de +/- un orden de magnitud... :)
@Cory: estoy absolutamente de acuerdo en que una falla debería levantar banderas y hacer que uno sospeche. Pero creo que uno también debería evaluar la gravedad del error antes de condenar todo el artículo. Algunas fallas tienen consecuencias significativas, otras no tanto.
@Sklivvz - Tal vez debería agregar la medusa inmortal ;) - No creo que haya mucha discusión acerca de que los animales más grandes tienden a vivir más y que existe una conexión con el metabolismo. Lo que se debate es cuánto influye el metabolismo en la vida útil (seguro que no es el único factor) y cómo funciona exactamente.
Siempre pensé que los perros pequeños vivían más que los perros grandes.
Los animales utilizados en la tabla son todos mamíferos, ¿qué pasa con otras clases o esta regla de alrededor de 10 ^ 9 es solo para mamíferos?

No, esto no es cierto. Los Daphniidae solo viven alrededor de 18,2 millones de latidos del corazón, lo que ni siquiera se acerca al criterio (muy flexible) de "dentro de un orden de magnitud". Hay otras especies también. Todos los animales simplemente no tienen "alrededor de mil millones" de latidos del corazón.

Un buen contraejemplo de mamífero es el oso negro norteamericano . Incluso cuando no están hibernando, solo tienen alrededor de 55 latidos por minuto y solo viven alrededor de 25 años. Incluso si nunca hibernó, eso es solo 700 millones de latidos de por vida. Cuando hibernan, su ritmo cardíaco se reduce a 14 latidos por minuto durante un máximo de siete meses. Incluso en una corta temporada de hibernación de solo 5 meses (cada año durante toda su vida útil), obtendrían solo 500 millones de latidos.

El rumor que encontró llegó a la "corriente principal" con una historia de EE. UU. hoy y es solo una de esas cosas de moda para decir en un cóctel para sonar inteligente.

No ayuda que todo esto se mezcle con la tasa metabólica , que no es lo mismo que la frecuencia cardíaca. La mayor parte de la investigación real es sobre cosas como la tasa metabólica, la producción de radicales libres, etc. Si lee este resumen utilizado por esa historia, verá que se trata de la tasa metabólica (generalmente agrupada como 'tasa de vida') y incluso eso es fuertemente cuestionado porque las observaciones reales tienden a entrar en conflicto con las conclusiones de la teoría. El resumen también deja muy claro que no se trata de un asunto del que todavía haya una respuesta clara.

Una declaración más precisa podría ser "Todos los animales que un reportero de noticias podría pensar en buscar estaban en algún lugar en la misma vecindad vaga de mil millones de latidos". O para una mejor explicación de cómo esto se convirtió en noticia...

Por supuesto, tiene razón en que no todos los animales mueren después de "mil millones de latidos". Por eso dije " algo de verdad " en mi respuesta. Los "mil millones de latidos del corazón" son básicamente la versión principal llamativa y simplificada del fenómeno subyacente de "la tasa metabólica no es independiente de la masa corporal".
Bueno, hay "algo de verdad" en casi todo según ese criterio. Puede encontrar un puñado de puntos de datos que respaldarán cualquier teoría y dirán que hay "algo de verdad" en ella... pero eso no es ciencia.
Para ser claros, creo que su respuesta tiene información interesante y valiosa, pero que la pregunta del operador es más directa y fácil de refutar, ya que claramente no todas las especies tienen alrededor de mil millones de latidos, y ni siquiera hay suficiente convergencia en mi opinión para justificar un "casi cada" afirmación.
Bien, ahora veo que miramos la pregunta del OP de manera diferente. No lo tomo tan literalmente como tú. Tiene razón en que "1 billón" no es estrictamente cierto. Cambiaré mi respuesta para que quede más claro lo que quiero decir.
Para el oso negro norteamericano, 700 M latidos del corazón son aproximadamente 1 G. Incluso 500 M son la mitad, esto es "bastante" cerca.

Es cierto dentro del 50% de error para los mamíferos y el estudio que inició esta idea es el siguiente:

Frecuencia cardíaca en reposo y esperanza de vida

Entre los mamíferos, existe una relación semilogarítmica inversa entre la frecuencia cardíaca y la esperanza de vida. El producto de estas variables, a saber, el número de latidos del corazón/vida, debería proporcionar una expresión matemática que defina para cada especie un número predeterminado de latidos del corazón en la vida. Las gráficas del número calculado de latidos del corazón/vida útil entre los mamíferos frente a la esperanza de vida y el peso corporal (escala alométrica de 0,5 x 10(6)) son, dentro de un orden de magnitud, notablemente constantes y promedian 7,3 +/- 5,6 x 10(8) ) latidos del corazón/vida.

Sin embargo , no encontré este artículo de inmediato, así que creé mi propio gráfico y conjunto de datos. ¿Adivina qué? Descubrí que las conclusiones del artículo anterior son bastante incorrectas cuando se extienden a especies no mamíferas . Obtuve la mayoría de mis datos de literatura revisada por pares.

Los resultados se pueden leer en el siguiente diagrama:

esperanza de vida vs latido del corazón
Tamaño completo

Cómo leer el gráfico

  • La línea roja marca dónde deberían estar todos los puntos de datos si esta hipótesis fuera cierta
  • Las líneas verde y violeta marcan las líneas de ±50%. Según el estudio anterior, todos los mamíferos caen dentro de esas dos líneas.
  • Cualquier cosa fuera de las líneas prácticamente refuta la hipótesis.

Discusión

Claramente, los reptilianos, las aves, los insectos y los mamíferos no comparten la misma fisiología del corazón. Por lo tanto, esperar el mismo tipo de kilometraje no está justificado.

Compare, por ejemplo, el canario y el alce: ambos tienen la misma esperanza de vida de 22 años, pero el primero tiene un latido cardíaco de ~ 1000 lpm, mientras que el último ~ 50 lpm. Por lo tanto se sigue que el corazón de un canario latirá 20 veces más que el corazón de un alce. Hay muchos ejemplos como este en el conjunto de datos.

conjunto de datos

El conjunto de datos está disponible aquí (junto con 32 referencias).

No había manera de hacer que encajara aquí.

+1 por hacer una investigación exhaustiva para crear su propio gráfico. - Hay una variedad tan grande en el reino animal, por ejemplo, de lo pequeño a lo grande, la masa corporal abarca al menos 6 órdenes de magnitud. Un canario y una ballena difieren en masa por un factor de ~1 millón. Pero su número de latidos cardíacos totales difiere solo en un factor de ~10. Me parece intrigante que, a pesar de todas sus diferencias, la mayoría de los animales se encuentran entre el rango 10e8 - 10e10.
@oli si elige un número al azar entre 1 y 100 para la vida útil y otro entre 10 y 100 para la frecuencia cardíaca, el 90% de los resultados estarán dentro de los 2 órdenes de magnitud (a menos que me equivoque). Esto significa que los posibles rangos disponibles para los parámetros son las preocupaciones reales aquí.
Sí. Esto plantea la pregunta de por qué esos números son como son. - Y cuando multiplicas dos variables que varían en 2 órdenes de magnitud, el producto debe variar en 4 órdenes de magnitud. A menos que las variables no sean independientes entre sí y exista algún tipo de relación inversa.
@oli El producto de dos variables aleatorias uniformes no es una variable aleatoria uniforme. El rango de productos posibles abarcará 4 órdenes de magnitud, pero la distribución de probabilidades se agrupará en el medio, reduciendo así el rango efectivo de órdenes de magnitud. Agregue a eso que las variables iniciales no serán realmente uniformes, pero probablemente normales y, por lo tanto, el efecto de agrupación será aún mayor. Estoy buscando algunos enlaces para explicar esto más a fondo.
No es necesario el trabajo extra, entiendo lo que quieres decir: los extremos son menos probables (pero eso también debería ser válido para el otro lado de la ecuación). - Los "bultos" más pequeños pueden abarcar solo 1 orden de magnitud, pero su producto abarcará 2. Para evitar una dispersión, necesitará algún tipo de relación inversa entre las variables.
"Es verdad dentro del 50% de error" -- err... wow, simplemente... wow. Entiendo tanto de cosas ahora que entiendo que una tasa de error del 50% se considera válida para sacar conclusiones.
De hecho, @rus, de hecho... Así es exactamente como lo dice el artículo (y también encontré otros artículos revisados ​​por pares con el mismo tipo de afirmaciones...)
Dice mucho sobre el estado de la "revisión por pares" en la ciencia y lo que vale.
"El producto de estas variables, es decir, el número de latidos del corazón/vida" ¡Este no es el producto, esta es la división!
"dentro del 50% de error" - así que... lo suficientemente bueno para los artículos de "ciencia" de los periódicos o el discurso político. Entendido.
@NicolasBarbulesco: emplee un poco de análisis dimensional y verá que la declaración citada es bastante correcta, y usted está equivocado.

Curiosamente, hoy estaba leyendo un libro de divulgación científica más antiguo y contenía un capítulo dedicado a esa relación.

Esto establece que la relación entre el tiempo de respiración y el tiempo de latido del corazón es de 4,0 en mamíferos de cualquier tamaño corporal. En otras palabras, todos los mamíferos, sea cual sea su tamaño, respiran una vez por cada cuatro latidos del corazón. Los mamíferos pequeños respiran y el corazón late más rápido que los mamíferos grandes, pero tanto la respiración como el corazón se ralentizan al mismo ritmo relativo a medida que los mamíferos crecen.

El tiempo de vida también escala al mismo ritmo que el peso corporal (.28 veces más rápido que cuando pasamos de mamíferos pequeños a grandes). Esto significa que la relación entre el tiempo de respiración y el tiempo de latido del corazón con respecto a la vida también es constante en todo el rango de tamaño de los mamíferos. Cuando realizamos un cálculo similar al anterior, encontramos que todos los mamíferos, independientemente de su tamaño, tienden a respirar unas 200 millones de veces durante su vida (su corazón, por lo tanto, late unas 800 millones de veces). Los pequeños mamíferos respiran rápido, pero viven poco tiempo. Medido por los relojes internos de sus propios corazones o el ritmo de su propia respiración, todos los mamíferos viven el mismo tiempo.

Afirma que una de las primeras personas en notar la existencia de tales relaciones fue Galileo, pero que los métodos para el cálculo empírico fueron desarrollados por "WR Stahl, B. Günther y E. Guerra a fines de la década de 1950 y principios de la de 1960".

Los números que trata el capítulo son sobre mamíferos, pero también hace una afirmación cualitativa de que la relación se mantiene para muchos otros animales (excepto los humanos, que se explica por nuestra estrategia evolutiva de neotenia).

La fuente que estoy citando es el libro de Stephen Jay Gould "El pulgar del panda", capítulo 29, "Nuestras vidas asignadas".

Asimov comenta que se puede decir que el ratón vive tanto en sus dos años como el elefante en sus 70.