¿Por qué dos bombas y no una?

El recorrido. La sangre que vuelve del cuerpo llega a la aurícula derecha por dos grandes venas: la vena cava superior, que trae la de la cabeza y los brazos, y la vena cava inferior, que trae la del abdomen y las piernas, incluida la que acaba de salir del hígado. Pasa al ventrículo derecho, que la envía por la arteria pulmonar a los pulmones. Vuelve cargada de oxígeno por las venas pulmonares a la aurícula izquierda, baja al ventrículo izquierdo y sale por la aorta hacia todo el cuerpo.

Dos presiones distintas. Los dos circuitos necesitan presiones muy diferentes. Los pulmones están cerca y son delicados: al ventrículo derecho le basta con empujar a unos 25 mmHg. El resto del cuerpo está lejos y ofrece mucha más resistencia: el ventrículo izquierdo tiene que empujar a unos 120 mmHg, casi cinco veces más. Por eso su pared es unas tres veces más gruesa que la del derecho. Tener dos bombas separadas permite que cada circuito trabaje a su presión, y además evita que la sangre con oxígeno se mezcle con la que no lo tiene.

Dos bombas, un mismo caudal. Como los circuitos van uno detrás del otro, las dos bombas tienen que mover exactamente la misma cantidad de sangre por minuto. Si una se quedara atrás, la sangre se acumularía detrás de ella.

Curiosidad: las arterias no se definen por llevar oxígeno, sino por salir del corazón; las venas, por volver a él. Por eso la arteria pulmonar lleva sangre pobre en oxígeno y las venas pulmonares, sangre oxigenada. Es la excepción que confunde a casi todo el mundo.

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¿Cómo evitan las válvulas que la sangre retroceda?

Cuatro puertas. Dos están entre cada aurícula y su ventrículo: la tricúspide, a la derecha, y la mitral, a la izquierda. Las otras dos están a la salida de los ventrículos: la pulmonar y la aórtica.

Velas con cuerdas. Las válvulas de entrada son como velas finas sujetas por unos cordones, las cuerdas tendinosas, que se anclan a pequeños músculos de la pared del ventrículo. Cuando el ventrículo se contrae, esos cordones se tensan e impiden que las velas se den la vuelta hacia la aurícula, como las cuerdas de un paracaídas.

Bolsillos de media luna. Las válvulas de salida tienen tres bolsillos en forma de media luna, por eso se llaman semilunares. Cuando la sangre intenta volver al ventrículo, llena esos bolsillos, que se hinchan y se juntan hasta cerrar el paso.

Ninguna válvula tiene músculo propio ni recibe órdenes: se abren y se cierran solo por diferencias de presión. Si la presión detrás de la válvula supera a la de delante, se abre; cuando esa diferencia se invierte, se cierra.

Sístole y diástole. Son dos palabras que se oyen mucho. Llamamos diástole al periodo en el que los ventrículos están relajados y se llenan de sangre, y sístole al periodo en el que se contraen y la expulsan. En cada latido, las válvulas se abren y se cierran siguiendo ese compás.

Curiosidad: el latido que se oye con el fonendoscopio son dos ruidos principales, y los dos son de cierre. El primero, S1 ("lub"), se asocia al cierre de las válvulas mitral y tricúspide al comenzar la sístole. El segundo, S2 ("dub"), se asocia al cierre de las válvulas aórtica y pulmonar al terminar la expulsión de la sangre. Un soplo es el ruido de una sangre que pasa con turbulencias; muchos son inocentes, pero a veces delatan una válvula que no abre o no cierra bien.

Términos para ir más allá: válvula tricúspide, válvula mitral, válvula pulmonar, válvula aórtica, válvulas semilunares, cuerdas tendinosas, músculos papilares, ruidos cardíacos, soplo cardíaco.

¿Quién da la orden de latir?

El marcapasos natural. Es el nodo sinusal, un pequeño grupo de células en la pared de la aurícula derecha, cerca de donde entra la vena cava superior. Sus células no tienen un reposo eléctrico estable: se van cargando poco a poco por sí solas hasta disparar una señal, y vuelven a empezar. Sin ninguna influencia externa, lo harían entre 80 y 100 veces por minuto; en reposo, con los nervios frenándolo, el pulso suele quedar entre 60 y 100.

El cableado. La señal se extiende por las aurículas, que se contraen, y llega al nodo auriculoventricular (nodo AV), la única puerta eléctrica entre aurículas y ventrículos. Allí se retrasa alrededor de una décima de segundo. Después baja muy deprisa por el haz de His, que se divide en dos ramas, una para cada ventrículo, y por las fibras de Purkinje, que reparten la señal por todo el músculo. Los ventrículos se contraen desde la punta hacia arriba, de modo que la sangre se exprime hacia las salidas, como un tubo de pasta de dientes.

El acelerador y el freno. El corazón marca el ritmo solo, pero el sistema nervioso lo ajusta. Los nervios simpáticos y la adrenalina lo aceleran y hacen cada latido más fuerte; el nervio vago lo frena. En reposo suele predominar el freno.

Curiosidad: un corazón trasplantado llega sin sus nervios conectados, y aun así late, porque lleva su propio marcapasos. Como le falta el freno del nervio vago, en reposo suele latir más rápido: de media, en torno a 90 veces por minuto.

Términos para ir más allá: nodo sinusal (sinoauricular), nodo auriculoventricular, haz de His, fibras de Purkinje, automatismo cardíaco, sistema nervioso autónomo, nervio vago, electrocardiograma, arritmia.

¿Cómo cambia de marcha?

La fórmula. La sangre que mueve el corazón en un minuto se llama gasto cardíaco, y es el resultado de multiplicar dos cosas: los latidos por minuto y la sangre que expulsa en cada latido. En reposo, unos 70 latidos de unos 70 mililitros dan unos 5 litros por minuto.

Más latidos. Durante el ejercicio, la frecuencia puede pasar de 60 o 70 latidos por minuto a más de 180 en una persona joven. La frecuencia máxima que se puede alcanzar baja con la edad.

Más sangre por latido. Cuanta más sangre llega al corazón, más se estira su músculo y con más fuerza se contrae: es la ley de Frank-Starling. Gracias a ella, el corazón expulsa por sí solo lo que le llega, sin acumularlo. A esto se suma la adrenalina, que hace cada contracción más enérgica.

El reparto. En el ejercicio no trabaja solo el corazón. Los vasos de los músculos que se mueven se abren, y los de otros órganos, como el intestino, se estrechan. Así, la mayor parte del caudal extra va a donde hace falta.

Curiosidad: los deportistas de resistencia desarrollan un corazón más grande, que expulsa más sangre en cada latido. Por eso pueden latir en reposo a 40 o 50 veces por minuto sin que sea un problema. Y durante el sueño, en cualquier persona, la frecuencia baja respecto a la de la vigilia.

Términos para ir más allá: gasto cardíaco, frecuencia cardíaca, volumen sistólico, ley de Frank-Starling, contractilidad, vasodilatación, corazón de atleta.

¿Cómo se alimenta la propia bomba?

Las coronarias. La arteria coronaria derecha y la izquierda nacen de la aorta, justo por encima de la válvula aórtica. La izquierda se divide enseguida en dos grandes ramas. Todas recorren la superficie del corazón y se hunden en el músculo en ramas cada vez más finas. Reciben alrededor del 5 % de la sangre que bombea el corazón, aunque él solo pesa en torno al 0,5 % del cuerpo.

Riego a contratiempo. En la mayoría de los órganos, la sangre entra con más fuerza cuando el corazón se contrae. En el ventrículo izquierdo ocurre al revés: al contraerse, su músculo aprieta sus propios vasos, y la sangre entra sobre todo cuando se relaja. Por eso, cuando el corazón late muy deprisa, el tiempo de relajación se acorta y le queda menos tiempo para regarse.

Un músculo que exprime el oxígeno. Ya en reposo, el corazón extrae de la sangre que le llega entre el 60 y el 70 % de su oxígeno, mucho más que la mayoría de los tejidos. Como apenas le queda margen para exprimir más, cuando necesita más oxígeno la solución es que le llegue más sangre: las coronarias se dilatan.

El combustible. El corazón adulto obtiene la mayor parte de su energía de las grasas, y también usa glucosa, lactato y cuerpos cetónicos según lo que haya disponible. Es un músculo muy rico en mitocondrias, las centrales energéticas de la célula, que ocupan cerca de un tercio del volumen de sus células.

Curiosidad: durante el ejercicio, los músculos producen lactato, y el corazón lo aprovecha como combustible. Lo que para unos es un resto, para él es comida.

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¿Qué tiene que ver el corazón con la presión arterial?

Qué es. La presión arterial es la fuerza con la que la sangre empuja contra las paredes de las arterias. Se da con dos números, por ejemplo 120/80 mmHg. El primero, la presión sistólica, es la máxima: se alcanza cuando los ventrículos se contraen y lanzan la sangre. El segundo, la diastólica, es la mínima: la que queda mientras el corazón se relaja.

Por qué no baja a cero. Si el corazón bombea a golpes, ¿por qué la presión no cae a cero entre latido y latido? Porque la aorta y las grandes arterias son elásticas. Con cada contracción se estiran y guardan parte del empuje, y mientras el corazón se relaja, recuperan su forma y siguen empujando la sangre. Así un bombeo a golpes se convierte en un flujo casi continuo.

No depende solo del corazón. La presión resulta de dos cosas: cuánta sangre envía el corazón cada minuto y cuánta resistencia encuentra en el camino. Esa resistencia la ponen sobre todo las arterias más pequeñas, que pueden abrirse o estrecharse. También influyen la cantidad total de sangre, que controlan sobre todo los riñones, y la rigidez de las arterias, que aumenta con la edad.

Cómo se mantiene estable. En las paredes de las carótidas, en el cuello, y del cayado de la aorta hay unos sensores de presión, los barorreceptores. Cuando la presión baja, avisan al cerebro, y en cuestión de segundos el corazón se acelera y las arterias pequeñas se estrechan; cuando sube, ocurre lo contrario. A más largo plazo, los riñones y varias hormonas ajustan la cantidad de agua y sal del cuerpo, y con ella el volumen de sangre.

Curiosidad: al ponerte de pie de golpe, la gravedad hace que entre medio litro y un litro de sangre se quede en las piernas y el abdomen. Los barorreceptores lo detectan y en segundos aceleran el corazón y estrechan los vasos. Si tardan un poco, notas ese breve mareo al levantarte deprisa.

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Lo asombroso del corazón

Después de ver cómo funciona, toca lo que lo hace asombroso: cuatro cifras de un motor que no se detiene y dos sorpresas sobre cómo se coordina.

1. Una bomba sin taller.
Imagina que tuvieras que diseñar una bomba que funcionara sin parar durante más de 80 años, sin ningún mantenimiento externo, y que ajustara sola su caudal de unos 5 a más de 20 litros por minuto según lo que necesites. Ese aparato ya existe: es el corazón.

2. Las cifras de una vida.
A unos 70 latidos por minuto, el corazón late unas 100.000 veces al día. En 80 años son cerca de 3.000 millones de latidos y unos 200 millones de litros de sangre bombeada, lo bastante para llenar unas 80 piscinas olímpicas.

3. La energía de un día.
Cada latido del ventrículo izquierdo hace un trabajo mecánico de alrededor de un julio. Sumados todos los de un día, equivalen a subir a una persona de 70 kilos a más de 130 metros de altura, como a lo alto de un edificio de más de 40 pisos. A veces se lee que esa energía bastaría para mover un camión 30 kilómetros, pero eso es un mito: haría falta cientos de veces más. Para hacer ese trabajo, el corazón, que pesa un 0,5 % del cuerpo, gasta en torno al 9 % de la energía que consumimos en reposo.

4. No se regenera como el hígado.
El hígado puede volver a crecer. El corazón está en el extremo opuesto: sus células musculares apenas se renuevan, alrededor de un 1 % al año a los 25 años y menos de un 0,5 % a los 75. A lo largo de toda una vida se sustituye menos de la mitad de ellas. Por eso, tras un infarto, la zona que muere no se recupera: se convierte en una cicatriz que no se contrae.

5. Células que se ponen de acuerdo.
Si se separan células musculares del corazón de un embrión o de un recién nacido y se cultivan en el laboratorio, cada una late por su cuenta, a su propio ritmo. Cuando crecen hasta tocarse, forman entre ellas unas uniones que dejan pasar la corriente eléctrica, las uniones comunicantes (en inglés, gap junctions), y empiezan a latir a la vez, normalmente al ritmo de la más rápida. Es lo mismo que ocurre en el corazón entero: millones de células conectadas que se contraen como si fueran una sola.

6. Un "pequeño cerebro" en el corazón.
Sobre la superficie del corazón, agrupadas en pequeños nudos nerviosos, hay una red propia de neuronas: decenas de miles, en torno a 40.000 según algunos recuentos. Es el sistema nervioso intrínseco del corazón, al que algunos investigadores llaman "el pequeño cerebro del corazón". Recibe información local, como cuánto se estiran sus paredes o qué sustancias le llegan, y puede hacer ajustes finos del ritmo por su cuenta y muy deprisa. Pero no piensa ni decide por libre: trabaja en conversación continua con el cerebro, que sigue dando las órdenes generales. Buena parte de lo que se sabe procede todavía de estudios en animales.

Términos para ir más allá: trabajo cardíaco, gasto energético en reposo, renovación de cardiomiocitos, regeneración cardíaca, cicatriz miocárdica, uniones comunicantes (gap), sincitio funcional, sistema nervioso intrínseco cardíaco.