Cómo trabajan juntos tu corazón y tus pulmones

En 1616, en el Real Colegio de Médicos de Londres, William Harvey colocó un torniquete de cuero sobre el antebrazo desnudo de un voluntario y presionó las venas hinchadas. Estaba demostrando algo que suena casi demasiado simple para tener importancia: que la sangre venosa se mueve en una sola dirección, de regreso hacia el corazón y nunca alejándose de él. Si deslizas un dedo a lo largo de una vena abultada hacia la mano, el vaso permanece vacío; la sangre no fluye hacia atrás para volver a llenarlo. Doce años después, en 1628, Harvey publicó el argumento completo en Fráncfort con el título De Motu Cordis (Sobre el movimiento del corazón), y la medicina occidental ya no fue la misma.

Lo que hace notable la escena es aquello que vino a reemplazar. Durante aproximadamente mil quinientos años, los médicos instruidos habían creído algo completamente distinto sobre la sangre, y el sencillo experimento de Harvey con una tira de cuero bastó para empezar a derrumbar todo el edificio. Para entender por qué su demostración fue tan importante, y para comprender el sistema de órganos que llevas dentro del pecho, hay que empezar por lo que los médicos creyeron equivocadamente durante tanto tiempo.

Lo que los médicos creían antes de Harvey

Antes de 1628, la medicina europea se regía por un modelo heredado del médico griego Galeno, que ejerció en el siglo II y cuya autoridad apenas se cuestionó durante los siguientes mil quinientos años. En la imagen de Galeno, la sangre no se bombeaba en un circuito en absoluto. El hígado fabricaba continuamente sangre fresca a partir de los alimentos digeridos, y esta sangre se filtraba lentamente hacia el exterior del cuerpo en una especie de marea de un solo sentido, donde los tejidos la consumían como el fuego consume la leña. La sangre se fabricaba, se consumía y se volvía a fabricar. Para explicar cómo la sangre pasaba del lado derecho del corazón al izquierdo, Galeno propuso la existencia de poros invisibles en la pared muscular que separa las cavidades.

El golpe decisivo de Harvey no fue anatómico sino aritmético. Calculó cuánta sangre expulsa el corazón con cada latido y lo multiplicó por el número de latidos en una hora, y el total resultó ser muchísimo mayor de lo que el cuerpo podría fabricar a partir de los alimentos en ese tiempo. El hígado sencillamente no podía producir sangre con la rapidez suficiente para consumirla y desecharla a ese ritmo. La única explicación que encajaba con los números era que la misma sangre debía viajar en un circuito cerrado, regresando al corazón una y otra vez. La demostración del torniquete aportó entonces la prueba visible: las válvulas de las venas solo permiten el flujo en una dirección, hacia el corazón, exactamente como exige un sistema de recirculación.

Cuatro cavidades, dos bombas fundidas en una

El órgano que Harvey describía se entiende mejor no como una sola bomba, sino como dos bombas fundidas en una sola pieza de músculo. El corazón humano tiene cuatro cavidades, y una gruesa pared muscular llamada tabique interventricular recorre su centro, manteniendo el lado derecho y el lado izquierdo completamente separados. Esta separación es todo el sentido del asunto, porque cada lado sirve a un circuito diferente.

El lado derecho del corazón recibe la sangre que ya ha entregado su oxígeno al cuerpo y que ahora está oscura por el dióxido de carbono. Empuja esta sangre desoxigenada a través de los pulmones y de regreso, un recorrido corto conocido como circuito pulmonar. El lado izquierdo recibe la sangre recién oxigenada que vuelve de los pulmones y la impulsa hacia todo el cuerpo, desde el cerebro hasta los dedos de los pies, un recorrido mucho más largo conocido como circuito sistémico. Como el lado izquierdo tiene que impulsar la sangre por todo el cuerpo contra una resistencia mucho mayor, su pared muscular es considerablemente más gruesa que la del derecho.

Los dos circuitos funcionan en serie, uno tras otro, como dos vueltas de un ocho que comparten el corazón como punto de cruce. Cada gota de sangre pasa por ambos, alternando sin cesar entre recoger oxígeno en los pulmones y soltarlo en los tejidos.

Cuatro válvulas y el sonido del latido

Para que dos bombas mantengan la sangre avanzando y nunca la dejen retroceder, el corazón necesita válvulas, y tiene cuatro, cada una una compuerta de un solo sentido. Dos válvulas se sitúan entre las aurículas (las cavidades superiores que reciben la sangre) y los ventrículos (las cavidades inferiores que la bombean): la válvula tricúspide a la derecha y la válvula mitral a la izquierda. Otras dos válvulas vigilan las salidas de los ventrículos, por donde la sangre abandona el corazón: la válvula pulmonar, a través de la cual el ventrículo derecho expulsa la sangre hacia los pulmones, y la válvula aórtica, a través de la cual el ventrículo izquierdo expulsa la sangre hacia la aorta y hacia el cuerpo.

Estas cuatro válvulas son la fuente del conocido latido que puedes escuchar a través de un estetoscopio. El rítmico lab-dab no es el músculo apretando; es el sonido de las válvulas cerrándose de golpe. El primer sonido, el lab, es el cierre de las válvulas tricúspide y mitral cuando los ventrículos empiezan a contraerse, y el segundo sonido, el dab, es el cierre de las válvulas pulmonar y aórtica cuando los ventrículos se relajan. Cuando un médico ausculta en busca de un soplo cardíaco, está escuchando el suave silbido de la sangre que se filtra en sentido equivocado a través de una válvula que ya no sella bien.

Siguiendo una sola gota a través de ambos circuitos

Seguir una sola gota de sangre por el recorrido completo hace que toda la circulación cerrada encaje en su lugar. Empieza en la aurícula derecha, adonde llega la sangre oscura y pobre en oxígeno procedente del cuerpo. Cae a través de la válvula tricúspide hacia el ventrículo derecho, que se contrae y la empuja a través de la válvula pulmonar hacia los pulmones. En los pulmones la sangre se carga de oxígeno y se desprende del dióxido de carbono, y luego regresa, ahora de un rojo vivo, a la aurícula izquierda. Desde allí cae a través de la válvula mitral hacia el ventrículo izquierdo, la cavidad más potente, que se contrae con fuerza e impulsa la sangre a través de la válvula aórtica hacia la aorta. Desde la aorta se ramifica hacia todo el cuerpo, entregando oxígeno a cada tejido, antes de drenar de regreso, oscura otra vez, a la aurícula derecha donde comenzó el viaje.

Recorre ese camino una vez y habrás comprendido la circulación doble cerrada que Harvey publicó en 1628: corazón derecho a pulmones a corazón izquierdo a cuerpo y de vuelta, la misma sangre recirculando sin fin, exactamente como exigía su aritmética.

El ciclo de un solo latido y la chispa que marca el ritmo

Cada latido no es una sola sacudida, sino un ciclo coordinado de tres etapas. Primero viene la sístole auricular, en la que las dos aurículas se contraen y rematan el llenado de los ventrículos con un último empujón de sangre. Luego viene la sístole ventricular, en la que los ventrículos se contraen con fuerza y expulsan la sangre hacia los pulmones y el cuerpo. Por último viene la diástole, la fase de reposo, en la que las cuatro cavidades se relajan y se vuelven a llenar, listas para el siguiente latido. La sincronización de las válvulas, abriéndose y cerrándose en secuencia, es lo que impide que este ciclo funcione alguna vez al revés.

Lo que mantiene el ritmo constante es un pequeño parche de tejido especializado en la pared de la aurícula derecha llamado nodo sinoauricular, identificado en 1907 por los anatomistas Arthur Keith y Martin Flack. El nodo sinoauricular es el marcapasos natural del corazón. Dispara un impulso eléctrico por sí solo, sin ninguna señal del cerebro, y ese impulso se propaga por el músculo cardíaco en una onda ordenada, indicando a las aurículas que se contraigan primero y luego a los ventrículos una fracción de segundo después. Por eso un corazón extraído del cuerpo, o trasplantado a otra persona, puede seguir latiendo: la chispa proviene del propio músculo.

Trescientos millones de diminutos sacos y la hemoglobina que transporta la carga

El corazón es solo la mitad de la sociedad. La otra mitad es el par de pulmones, donde tiene lugar el verdadero intercambio de gases, y la elegancia de los pulmones reside en su asombrosa superficie comprimida en un espacio reducido. En lo más profundo, las vías respiratorias se ramifican una y otra vez hasta terminar en sacos de aire microscópicos llamados alvéolos, de los cuales el pulmón adulto contiene entre 300 y 500 millones. Su superficie combinada alcanza unos 70 metros cuadrados, aproximadamente el espacio de suelo de un pequeño estudio, todo plegado dentro de tu pecho. La membrana que separa el aire de un alvéolo de la sangre del capilar que lo rodea es asombrosamente fina, de solo unos 0,5 a 1 micrómetro, lo que permite que el oxígeno se cuele hacia la sangre y el dióxido de carbono se escape por el otro lado.

Una vez que el oxígeno pasa a la sangre, necesita un mensajero, porque no se disuelve bien en el plasma puro. Ese mensajero es la hemoglobina, la proteína rica en hierro que llena los glóbulos rojos y les da su color. Cada glóbulo rojo transporta unos 270 millones de moléculas de hemoglobina, y cada molécula está formada por cuatro subunidades, cada una de las cuales contiene un grupo hemo capaz de unirse a una sola molécula de oxígeno. Lo ingenioso es que estos cuatro sitios cooperan: cuando se une la primera molécula de oxígeno, remodela sutilmente la proteína y hace que los siguientes sitios se unan con más facilidad. Esta unión cooperativa es la razón por la que un gráfico de la saturación de oxígeno de la hemoglobina frente a la presión de oxígeno tiene forma de S, o sigmoidal, en lugar de ser una línea recta, y esa forma no es una mera curiosidad, ya que permite a la hemoglobina captar el oxígeno con avidez en los pulmones, donde abunda, y liberarlo con generosidad en los tejidos, donde escasea.

Veinticinco billones de mensajeros y el mito de la sangre azul

La escala de la flota de reparto es difícil de imaginar. El cuerpo adulto contiene unos 25 billones de glóbulos rojos, más de tres veces el número de estrellas de la galaxia de la Vía Láctea, y se reemplazan constantemente. Cada célula es un disco bicóncavo, hundido por ambos lados como una pequeña rosquilla sin el agujero, de unos 7 a 8 micrómetros de diámetro, lo justo de estrecho para que la célula se pliegue y se cuele por los capilares más diminutos del cuerpo en fila india, apretando su membrana contra la pared del vaso para que el oxígeno tenga la menor distancia posible que recorrer hacia los tejidos.

Aquí también es donde nace uno de los mitos más persistentes de la infancia. A los niños se les dice habitualmente que las venas transportan sangre azul, y el dorso de tu propia mano parece demostrarlo, ya que allí las venas se ven claramente azuladas. Sin embargo, la sangre de su interior no es azul ni lo ha sido nunca. La sangre venosa desoxigenada es de un rojo más oscuro y apagado que el rojo escarlata brillante de la sangre arterial, pero sigue siendo inequívocamente roja. El tono azul es un truco de la luz: la piel y el tejido dispersan y absorben más las longitudes de onda rojas, más largas, que las azules, más cortas, de modo que la luz que rebota hacia tu ojo desde una vena bajo la superficie se desplaza hacia el azul. Corta una vena y la sangre es roja, no azul.

Por qué vale la pena entender este sistema

Hay una razón sobria por la que esta anatomía pertenece a todo plan de estudios. Las enfermedades cardiovasculares han sido la principal causa de muerte en todo el mundo durante décadas, matando a unos 18 millones de personas cada año según la Organización Mundial de la Salud. Los infartos, los accidentes cerebrovasculares y la insuficiencia cardíaca son, en el fondo, fallos de esa misma sociedad que Harvey cartografió por primera vez en 1628: una arteria coronaria bloqueada de modo que el músculo cardíaco se queda sin alimento, un vaso del cerebro obstruido de modo que el tejido que hay más allá muere, un corazón demasiado débil para mantener el circuito en movimiento. Entender cómo se supone que funciona el sistema es el primer paso para entender cómo se avería.

Ideas clave

El corazón y los pulmones forman una circulación doble cerrada, demostrada por primera vez por William Harvey en 1628 cuando su aritmética mostró que el cuerpo no podía fabricar sangre con la rapidez suficiente para que el viejo modelo de un solo sentido de Galeno fuera cierto. El corazón es dos bombas fundidas en un solo órgano, separadas por el tabique interventricular: el lado derecho impulsa la sangre desoxigenada a través de los pulmones en el circuito pulmonar, y el lado izquierdo, de paredes más gruesas, impulsa la sangre oxigenada por el cuerpo en el circuito sistémico, con cuatro válvulas de un solo sentido que mantienen el flujo hacia delante y producen el conocido lab-dab. Cada latido recorre la sístole auricular, la sístole ventricular y la diástole, marcado por el nodo sinoauricular que se enciende por sí solo en la aurícula derecha. El intercambio de gases ocurre a través de 300 a 500 millones de alvéolos cuya superficie combinada rivaliza con la de un pequeño apartamento y cuya membrana mide menos de un micrómetro de grosor, y el oxígeno es luego transportado por la hemoglobina, con cuatro sitios de unión cooperativos por molécula, lo que produce la curva de saturación sigmoidal que carga oxígeno en los pulmones y lo descarga en los tejidos. Unos 25 billones de glóbulos rojos, cada uno con la forma justa para colarse por un capilar en fila india, llevan esa carga, y aunque la sangre venosa se vea azul a través de la piel, nunca es más que un rojo más oscuro. Como las enfermedades cardiovasculares siguen siendo la principal causa de muerte del mundo, con unos 18 millones de fallecimientos al año, esto no es anatomía abstracta, sino la descripción operativa del sistema del que depende tu vida.