El corazón late alrededor de 3.500 millones de veces en un ser humano que viva 83 años -sobrevida media en España-. Los científicos no han podido explicar cómo un pequeño grupo de células primigenias inertes comienzan a latir de repente, organizadas para funcionar de forma coordinada durante toda la vida, sin descanso alguno. Este primer latido del corazón, surgido del silencio, constituye un misterio fascinante para laCiencia.

Damos tanta importancia a los latidos del corazón que se viene intentando descubrir su origen durante milenios. Este interés ancestral no solo está motivado por la lógica curiosidad científica demédicos, biólogos y embriólogos, sino que proporcionará una valiosa información sobre el desarrollo del corazón, su sistema de conducción eléctrica, el origen de las diversas cardiopatías congénitas o las arritmias. La búsqueda infructuosa de esta primera “chispa de la vida” cuenta actualmente con eficaces herramientas, como la ecocardiografía 4D, paraobservar “a tiempo real” el desarrollo embrionario del corazón.

El origen del primer latido del corazón sigue constituyendo un tema controvertido en el mundo científico. ¿Cómo y qué activa el interruptor que pone en marcha el corazón?, ¿precisa de la existencia de un marcapasos biológico que inicie el primer latido?, ¿estas células se activan simultáneamente?, ¿existe algún tipo de comunicación entre las células cardiacas antes del primer latido? La falta de respuestas para éstas y otras preguntas semejantes han mantenido este intrigante misterio biológico desde la antigüedad; de hecho, Aristóteles (384 a.C. – 322 a.C.)  trataba de encontrar una explicación estudiando unos huevos conteniendo embriones de pollos. Este evento único y maravilloso en la vida del ser humano bien merece la atención constante de los científicos.

Hasta ahora, la teoría más aceptada sugiere que el corazón comienza sus latidos a partir de la sexta semana de gestación, cuando se ha completado el desarrollo de sus cavidades, momento crucial que permite bombear la sangre a todo el cuerpo. El corazón primitivo consta de dos cavidades que posteriormente se dividen en las cuatro definitivas -dos aurículas y dos ventrículos-. Los primeros latidos son irregulares y lentos, pero en la sexta semana de gestación el corazón comienza sus contracciones rítmicas y vigorosas.

Otros expertos creen que inicio de las contracciones cardiacas ocurre a partir de la cuarta semana de gestación, cuando un grupo de células primigenias configuran la denominada placa cardiogénica, precursora del corazón humano. Al doblarse sobre sí misma, esta placa celular conforma dos tubos primarios que se unen para crear una estructura singular, el tubo cardíaco primitivo. Las contracciones rítmicas de este singular tubo cardiaco son consideradas, por algunos investigadores, como los primeros latidos del corazón, aunque no pueden detectase con claridad hasta la sexta semana por ecocardiografía intrauterina.

El pequeño pez cebra ilumina el misterio

Durante décadas, se viene utilizando el pez cebra para la investigación de los procesos regenerativos del corazón. Estos pequeños peces trasparentes crecen rápidamente, son fáciles de mantener y reproducir, desarrollan sus latidos cardíacos en solo 24 horas, aparte de que su corazón presenta un desarrollo embrionario y unas capas celulares similares al ser humano. Pueden sobrevivir sin latidos cardiacos durante una semana embrionaria y su corazón es capaz de regenerarse totalmente tras una lesión miocárdica significativa. Cuando se secciona un fragmento de su corazón en el laboratorio, continúan nadando durante días y, un mes más tarde, su corazón estará totalmente recuperado, como si nada le hubiera ocurrido; una incógnita biológica sin resolver que está sirviendo de estudio para la medicina regenerativa en casos de infarto de miocardio y enfermedades congénitas del corazón.

Recientemente, la prestigiosa revista Nature ha publicado los resultados de una interesante investigación realizada por científicos de la Universidad de Harvard mediante una impresionante combinación de modelado computacional y técnicas experimentales en embriones vivos de pez cebra, en el momento de comenzar sus primeros latidos.  https://www.nature.com/articles/s41586-023-06561-z#citeas

Estos investigadores descubrieron que las células cardiacas inertes van experimentando una liberación transitoria de concentraciones de iones de calcio que preceden a una actividad eléctrica en su interior que origina el primer latido del corazón. Cada célula cardiaca posee capacidad para latir por sí sola, sin necesitar un marcapasos biológico que las ponga en marcha conjuntamente, por lo que los primeros latidos comienzan en lugares diferentes del corazón de forma simultánea.

"El momento en que el corazón comienza a latir es un acontecimiento único en la vida, pero no es obvio cómo sucede. Los primeros latidos han sido un punto focal de las investigaciones científicas durante mucho tiempo, pero es la primera vez que hemos podido analizarlo en profundidad con tanta resolución", dijo Sean G. Megason, profesor del Department of Systems Biology, Blavatnik Institute, Harvard Medical School de Boston, Estados Unidos.

Con la ayuda de proteínas fluorescentes e imágenes con un microscopio de alta velocidad, los investigadores capturaron los cambios transitorios en la liberación de los iones de calcio y la actividad eléctrica de las células cardíacas de embriones de pez cebra. Para su sorpresa, descubrieron que todas las células del corazón cambiaron abruptamente “de no latir a latir”, cuando alcanzaron unos determinados niveles de concentración de calcio y las señales eléctricas simultáneas, provocando los primeros latidos en sincronía, “como si alguien hubiera accionado un interruptor”, comentan los autores del estudio.

“A diferencia del corazón adulto, donde una población especializada de células marcapasos impulsa los latidos, la mayoría de las células del corazón embrionario tienen la capacidad de latir por sí solas, lo que dificulta la predicción de la ubicación de los primeros latidos. Es muy importante que los latidos sean regulares, por lo se organizan muy rápidamente al comienzo de la vida a partir de lo que parece ser un desastre total inicial”, según estos investigadores.

No podíamos imaginar que el diminuto pez cebra nos guiaría a resolver el misterio del origen del primer latido del corazón humano, inexpugnable a la investigación científica durante tan largo periodo de tiempo.

"Nada me ha enseñado la razón; todo lo que sé me ha sido dado por el corazón”

León Tolstoi (1828-1910), novelista ruso

             

José Manuel Revuelta Soba

Catedrático de Cirugía. Profesor Emérito de la Universidad de Cantabria