Los secretos cardiovasculares de las jirafas

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Las jirafas son tan asombrosas por dentro como por fuera. Miden hasta 6 metros de alto y necesitan una presión arterial muy alta para bombear sangre hasta la cabeza, pero sufren pocas o ninguna de las consecuencias que sufrirían las personas con presión arterial alta. Ingo Gerlach / Barcroft Media vía Getty Images

Para la mayoría de las personas, las jirafas son simplemente animales adorables de cuello largo que ocupan un lugar destacado en una visita al zoológico o en una lista de deseos de un safari fotográfico. Pero para un fisiólogo cardiovascular, hay aún más motivos para amarlas. Resulta que las jirafas han resuelto un problema que mata a millones de personas cada año: la hipertensión arterial. Sus soluciones, que hasta ahora los científicos solo comprenden parcialmente, implican órganos presurizados, ritmos cardíacos alterados, almacenamiento de sangre y el equivalente biológico de las medias de compresión.

Las jirafas tienen una presión arterial altísima debido a sus cabezas altísimas que, en los adultos, se elevan unos seis metros por encima del suelo, una distancia muy, muy larga para que un corazón bombee sangre contra la gravedad. Para tener una presión arterial de 110/70 en el cerebro, aproximadamente lo normal para un mamífero grande, las jirafas necesitan una presión arterial en el corazón de aproximadamente 220/180. Esto no les preocupa, pero una presión como esa causaría todo tipo de problemas a las personas, desde insuficiencia cardíaca hasta insuficiencia renal e hinchazón de tobillos y piernas.

En las personas, la hipertensión arterial crónica provoca un engrosamiento de los músculos del corazón. El ventrículo izquierdo del corazón se vuelve más rígido y tiene menos capacidad para llenarse nuevamente después de cada latido, lo que conduce a una enfermedad conocida como insuficiencia cardíaca diastólica, que se caracteriza por fatiga, falta de aire y menor capacidad para hacer ejercicio. Este tipo de insuficiencia cardíaca es responsable de casi la mitad de los 6,2 millones de casos de insuficiencia cardíaca que hay actualmente en los Estados Unidos.

Cuando la cardióloga y bióloga evolutiva Barbara Natterson-Horowitz, de Harvard y UCLA, examinó los corazones de las jirafas, ella y su estudiante descubrieron que sus ventrículos izquierdos se volvían más gruesos, pero sin el endurecimiento o fibrosis que se produce en las personas. Los investigadores también descubrieron que las jirafas tienen mutaciones en cinco genes relacionados con la fibrosis. En consonancia con ese hallazgo, otros investigadores que examinaron el genoma de la jirafa en 2016 encontraron varias variantes genéticas específicas de las jirafas relacionadas con el desarrollo cardiovascular y el mantenimiento de la presión arterial y la circulación. Y en marzo de 2021, otro grupo de investigación informó de variantes específicas de las jirafas en genes implicados en la fibrosis.

Y la jirafa tiene otro truco para evitar la insuficiencia cardíaca: el ritmo eléctrico de su corazón difiere del de otros mamíferos, de modo que la fase de llenado ventricular del latido cardíaco se prolonga, según descubrió Natterson-Horowitz (ninguno de sus estudios ha sido publicado todavía). Esto permite que el corazón bombee más sangre con cada latido, lo que permite a la jirafa correr con fuerza a pesar de tener un músculo cardíaco más grueso. “Todo lo que hay que hacer es mirar una fotografía de una jirafa huyendo”, dice Natterson-Horowitz, “y te das cuenta de que la jirafa ha resuelto el problema”.

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La gran altura de las jirafas plantea un problema cuando beben: bajar la cabeza tanto debería aumentar drásticamente la presión arterial en la cabeza. Levantarla de nuevo debería provocar una caída correspondiente de la presión arterial craneal, una versión extrema de lo que suele ocurrir cuando una persona se pone de pie de repente. Los investigadores cardiovasculares están tratando de comprender cómo las jirafas minimizan este problema. C. Aalkjaer y T. Wang / AR Physiology 2021

Natterson-Horowitz ahora está centrando su atención en otro problema que las jirafas parecen haber resuelto: la presión arterial alta durante el embarazo, una afección conocida como preeclampsia. En las personas, esto puede provocar complicaciones graves que incluyen daño hepático, insuficiencia renal y desprendimiento de la placenta. Sin embargo, las jirafas parecen sobrellevarlo bien. Natterson-Horowitz y su equipo esperan estudiar las placentas de las jirafas embarazadas para ver si tienen adaptaciones únicas que les permitan esto.

Las personas que sufren hipertensión también son propensas a sufrir molestas hinchazones en las piernas y los tobillos, ya que la alta presión hace que el agua salga de los vasos sanguíneos y se introduzca en los tejidos. Pero basta con observar las esbeltas patas de una jirafa para saber que también han solucionado ese problema. “¿Por qué no vemos jirafas con las patas hinchadas? ¿Cómo se protegen de la enorme presión que sufren ahí abajo?”, se pregunta Christian Aalkjær, fisiólogo cardiovascular de la Universidad de Aarhus (Dinamarca), que escribió sobre las adaptaciones de las jirafas a la hipertensión arterial en la Revista Anual de Fisiología de 2021.

En parte, al menos, las jirafas minimizan la hinchazón con el mismo truco que las enfermeras usan con sus pacientes: medias de compresión. En las personas, se trata de calzas ajustadas y elásticas que comprimen los tejidos de las piernas y evitan que se acumule líquido. Las jirafas logran lo mismo con una envoltura ajustada de tejido conectivo denso. El equipo de Aalkjær probó el efecto de esto inyectando una pequeña cantidad de solución salina debajo de la envoltura en las patas de cuatro jirafas que habían sido anestesiadas por otras razones. El equipo descubrió que para lograr una inyección exitosa era necesario ejercer mucha más presión en la parte inferior de la pierna que una inyección comparable en el cuello, lo que indica que la envoltura ayudaba a resistir las fugas.

Las jirafas también tienen arterias de paredes gruesas cerca de las rodillas que podrían actuar como limitadores de flujo, según han descubierto Aalkjær y otros. Esto podría reducir la presión sanguínea en la parte inferior de las piernas, de forma muy similar a como una torcedura en una manguera de jardín hace que la presión del agua baje más allá de la torcedura. Sin embargo, no está claro si las jirafas abren y cierran las arterias para regular la presión en la parte inferior de las piernas según sea necesario. “Sería divertido imaginar que cuando la jirafa está parada ahí afuera, está cerrando ese esfínter justo debajo de la rodilla”, dice Aalkjær. “Pero no lo sabemos”.

Aalkjær tiene otra pregunta sobre estos extraordinarios animales. Cuando una jirafa levanta la cabeza después de agacharse para beber, la presión sanguínea en el cerebro debería caer precipitadamente, una versión más severa del mareo que muchas personas experimentan cuando se ponen de pie de repente. ¿Por qué las jirafas no se desmayan?

Al menos parte de la respuesta parece ser que las jirafas pueden amortiguar estos cambios repentinos de la presión arterial. En jirafas anestesiadas cuyas cabezas podían elevarse y bajarse con cuerdas y poleas, Aalkjær ha descubierto que la sangre se acumula en las grandes venas del cuello cuando la cabeza está hacia abajo. Esto almacena más de un litro de sangre, lo que reduce temporalmente la cantidad de sangre que regresa al corazón. Con menos sangre disponible, el corazón genera menos presión con cada latido mientras la cabeza está hacia abajo. Cuando la cabeza se eleva de nuevo, la sangre almacenada vuelve de repente al corazón, que responde con un latido vigoroso de alta presión que ayuda a bombear sangre hasta el cerebro.

Todavía no está claro si esto es lo que sucede en animales despiertos y en movimiento libre, aunque el equipo de Aalkjær ha registrado recientemente la presión sanguínea y el flujo a partir de sensores implantados en jirafas que se mueven libremente y espera tener una respuesta pronto.

¿Podemos aprender lecciones médicas de las jirafas? Ninguno de los hallazgos ha dado lugar a una terapia clínica específica, pero eso no significa que no lo harán, afirma Natterson-Horowitz. Aunque algunas de las adaptaciones probablemente no sean relevantes para la hipertensión en humanos, pueden ayudar a los científicos biomédicos a pensar en el problema de nuevas maneras y a encontrar nuevos enfoques para esta enfermedad demasiado común.

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