Corazones de recambio

Cientos de personas viven hoy, al menos temporalmente, con un electrocardiograma plano, con un corazón hecho de ingenio y los más modernos materiales.

Corazón Jarvik 7 (Foto D.P. del National Health
Institute, vía Wikimedia Commons)

El corazón bombea sangre por todos los vasos sanguíneos del cuerpo mediante contracciones rítmicas repetidas. La definición parece bastante sencilla. Si así fuera, de hecho, crear un aparato que sustituyera al corazón sería una tarea no demasiado difícil. La realidad, sin embargo, es mucho más complicada y ha dificultado la creación de un corazón artificial desde que el primero fue patentado en 1963.

La complejidad del funcionamiento del corazón es resultado de una larga historia evolutiva. El antecesor del corazón que hoy podemos ver en los mamíferos es un simple músculo tubular que impulsa un líquido con nutrientes y oxígeno por el cuerpo de algunos invertebrados, como ciertos tipos de gusanos. Ese músculo, efectivamente, se contrae a intervalos regulares en un movimiento peristáltico, es decir una contracción que se propaga como una ola a lo largo del músculo, de la misma manera en que se contrae nuestro esófago o nuestros intestinos para hacer avanzar los alimentos.

Ese músculo apareció hace alrededor de 500 millones de años. Con el tiempo, apareció un genuino sistema circulatorio cerrado, donde la sangre se encuentra siempre dentro de un bucle de vasos sanguíneos que pasa por el corazón. Y en el órgano muscular aparecieron cámaras diferenciadas que facilitaban el proceso de mover la sangre por el cuerpo.

El corazón de cuatro cámaras (dos aurículas y dos ventrículos) como el humano es un órgano tremendamente complejo. Su lado derecho recibe la sangre venosa en la parte superior, la aurícula y la envía a los pulmones por la cámara inferior, el ventrículo. La sangre pasa por los pulmones, se oxigena y vuelve a entrar al corazón por la aurícula izquierda, de donde pasa al ventrículo izquierdo que la envía al resto del cuerpo. Entre cada aurícula y ventrículo hay válvulas que impiden que la sangre vuelva en el proceso de contracción del corazón, que primero se contrae por su parte superior y después por la inferior en una compleja danza muscular controlada por nodos de células nerviosas.

Esta maquinaria late unos 40 millones de veces al año durante toda nuestra vida, respondiendo al ejercicio físico, a las emociones, a las percepciones y a las condiciones internas y externas de nuestro cuerpo y variando de modo correspondiente el ritmo cardiaco, de unos 72 latidos en promedio en reposo hasta más de 200 en casos de angustia o esfuerzo físico extremo.

Todo esto debería hacerlo un corazón artificial, o al menos parte de ello con suficiente eficacia. Porque pese a su gran resistencia y diseño asombroso, el corazón falla y, hasta antes de mediados del siglo XX, su fallo era una condena a muerte. La lucha de los médicos ha sido por aumentar la calidad y cantidad de vida de la gente a la que su corazón le ha fallado.

Cuando el corazón falla

Un corazón artificial puede ser de dos tipos. El permanente sustituye definitivamente al corazón orgánico mientras que el temporal lo hace durante un tiempo breve, unas horas durante una cirugía cardíaca, algunos días o, cuando mucho, algunos meses, en lo que se tiene a disposición para trasplante un corazón compatible con el paciente.

En 1952 se utilizó el primer dispositivo cardiopulmonar para sustituir la función del corazón y los pulmones durante una intervención quirúrgica y que podría llamarse un corazón mecánico. Consta de una membrana permeable al gas a través de la cual se elimina el bióxido de carbono de la sangre y se le infunde oxígeno, cumpliendo las funciones de los pulmones, y una bomba centrífuga que hace el papel del corazón. Las máquinas cardiopulmonares son grandes y pesadas, las más modernas de alrededor de 350 kilos.

La primera patente de un corazón artificial de tamaño similar al natural pertenece a un personaje que fue famoso en los Estados Unidos por motivos que nada tenían que ver con la medicina. En las décadas de 1950-60, Paul Winchell era una estrella del vodevil y la naciente televisión en laespecialidad de la ventriloquía, actuando con varios muñecos altaneros. Además de interesarse por estudiar medicina mientras triunfaba en el espectáculo, desarrolló actividad como inventor acumulando una treintena de patentes diversas. La idea de un corazón artificial se le sugirió cuando el Dr. Henry Heimlich, el médico que desarrolló la “maniobra Heimlich” que ha salvado literalmente millones de vidas, lo invitó a ver una cirugía cardiaca. Ambos hombres se dedicaron entonces juntos a desarrollar el aparato que patentaron en 1963.

En la década de los 70, en la Universidad de Utah, el Dr. Robert Jarvik trabajó con otro corazón artificial no patentado, del Dr. Willem Kolff, tratando de perfeccionarlo. Winchell le obsequió su patente a la universidad y parte de su diseño fue incorporada al proyecto de Jarvik.

En 1981, el Dr. William DeVries implantó el primer corazón artificial en un paciente llamado Barney Clark. El corazón fue el Jarvik 7, que utilizaba el aire como método de accionamiento. Esto implicaba que el corazón dentro del pecho de Clark estuviera conectado al exterior por dos gruesos tubos unidos a un motor que suministraba el aire para que el corazón bombeara. Clark sobrevivió 112 días con el corazón artificial.

Los desafíos de los corazones artificiales han sido principalmente los materiales, que deben impedir la formación de coágulos, un funcionamiento que no aplaste las células sanguíneas y, sobre todo, la forma de lograr el bombeo.

Actualmente, un sucesor del corazón Jarvik 7 se utiliza con frecuencia como “puente” a la espera de un corazón adecuado para el trasplante. Las bombas neumáticas se han reducido hasta poderse llevar con sus baterías en una mochila con un peso de 6 kilogramos en lugar de los 200 kilos de la versión original.

Pero un corazón que sustituya de modo permanente, eficiente y fiable al corazón humano no parece hoy más cercano que cuando Winchell y Heimlich patentaron su invento. Quizá hagan falta algunos millones de años de evolución para que consigamos un aparato tan fiable como el que traemos de serie, y que a la enorme mayoría de nosotros no nos da problemas al menos durante los primeros 60 años de nuestra vida.

Los corazones parciales Una aproximación eficaz a las prótesis cardiacas ha sido el uso de aparatos que sustituyen parcialmente alguna función o porción del corazón, como los dispositivos de asistencia ventricular. Utilizados principalmente también como puentes mientras se obtiene un corazón viable para trasplante, algunos corazones parciales han llegado a funcionar de modo fiable durante más de dos años. Es el caso de otro desarrollo de Robert Jarvik, el dispositivo de asistencia ventricular Jarvik 2000.

El corazón del cirujano

Corazón recién trasplantado en el tórax
del receptor.
(Foto CC o GFDL de Vasily I. Kaleda,
vía Wikimedia Commons)

Los trasplantes cardiacos, tan comunes hoy en día, hace 50 años eran un sueño... hecho realidad con conocimientos reunidos por las más diversas disciplinas.

El 3 de diciembre de 1967, al frente de un equipo de 30 personas, el cirujano sudafricano Christiaan Barnard concluía una operación de nueve horas de duración, le aplicaba una pequeña descarga eléctrica a su paciente y, después de observar lo que ocurría, dijo sorprendido: “Va a funcionar”.

Lo que iba a funcionar era una de las grandes revoluciones de la medicina. La intervención que habían realizado Barnard y su equipo en el hospital Groote Schur de Ciudad del Cabo era el primer trasplante de corazón. Habían tomado el de la joven de 24 años Denise Darvall, que había sufrido muerte cerebral el día anterior al ser atropellada, y con él sustituyeron el dañado corazón de un tendero de 54 años de origen lituano, Louis Washkansky, diabético y con un historial de insuficiencia que ya le había causado 3 infartos.

El sueño del trasplante era lógico y antiguo: sustituir un órgano, miembro o parte del cuerpo dañada o inutilizada y con un recambio sano.

Los primeros reportes fiables son de autotraspantes, donde el donante y el receptor son la misma persona, injertos de piel que hizo el cirujano indostano Sushruta en el siglo II antes de la Era Común para reconstruir narices. Pero los problemas de aspesia, rechazos y falta de anestesia que exigía que el paciente soportara terribles dolores o se emborrachara hasta la inconsciencia (y a veces la muerte) hicieron que los procedimientos quirúrgicos se limitaran en gran medida a la medicina de campaña.

Fue hasta el siglo XX cuando empezaron a hacerse trasplantes con conocimientos científicos y probabilidades de éxito. En 1905, Eduard Zim hizo el primer trasplante de córnea en la hoy República Checa. Por esa época, Alexis Carrel y Charles Guthrie desarrollaron los primeros trasplantes de arterias y venas, y en la Primera Guerra Mundial, Harold Gillies hizo grandes avances en injertos de piel para tratar soldados desfigurados en combate.

El problema del rechazo

Pero, una vez que la cirugía ya tenía las herramientas para trasplantar, los receptores rechazaban el trasplante. Es decir, el sistema inmune del receptor del trasplante identifica al tejido u órgano trasplantado como material extraño. Y dado que en condiciones naturales la presencia de un material ajeno implica un ataque, como una infección, el sistema inmune reacciona poniendo en marcha sus mecanismos de defensa para destruir el tejido invasor como lo haría con una bacteria infecciosa.

El rechazo significó un obstáculo para los trasplantes hasta que en 1949 el virólogo australiano Macfarlane Burnet propuso que durante el desarrollo embrionario, los seres aprendían a diferenciar biológicamente entre sí mismos y todo lo que no es su cuerpo. Este concepto fue usado por el biólogo británico Peter Medawar para buscar formas de suprimir al sistema inmune y hacer viables los trasplantes. Burnet y Medawar recibieron el Nobel de Medicina o Fisiología de 1960 y los inmunosupresores abrieron el camino a intentos de trasplantes de diversos órganos, como pulmones, hígado o riñones.

Paro quedaba otro problema por resolver para que la cirugía se planteara la posibilidad de un trasplante cardiaco: sustituir la función de bombeo del corazón y de oxigenación de los pulmones mientras se realizaba la operación. Fue el Dr. Heysham Gibbon, cirujano estadounidense, quien logró desarrollar una máquina cardiopulmonar eficiente y fiable, que el propio Gibbon utilizó para realizar la primera cirugía a corazón abierto de la historia. El procedimiento implica detener el corazón, cortar los grandes vasos sanguíneos, conectarlos a la máquina cardiopulmonar y dejar que ésta mantenga vivo al paciente mientras operamos.

Todos estos avances confluyeron en el momento en que Christiaan Barnard estimuló el nuevo corazón de Louis Washkansky y éste empezó a latir.

El paciente sobrevivió sólo 18 días, pero la hazaña fue de tales proporciones que toda la prensa mundial se hizo eco de esa operación y se multiplicó el interés mundial por los trasplantes. En los dos años siguientes se realizaron unos 150 trasplantes, pero el problema del rechazo se volvió una verdadera muralla. El uso de cantidades masivas de inmunosupresores para evitar que el receptor rechazara el órgano trasplantado dejaba al paciente indefenso ante multitud de infecciones mortales. De hecho, el propio Washkansky murió de una neumonía que su deprimido sistema inmune no pudo combatir. Para 1970, el 80% de los trasplantados moría al cabo de un año y el entusiasmo se empezó a enfriar.

Entre los pocos médicos que siguieron buscando respuestas estaba Norman Shumway, de la Universidad de Stanford, que había hecho el primer trasplante cardiacon en los Estados Unidos, y que en la década de 1970 desarrolló técnicas para identificar los avisos de que el cuerpo de un receptor está preparándose para rechazar un tejido trasplantado y así adaptar la administración de inmunosupresores a cada momento y caso, en lugar de las dosis masivas previas.

Con este avance final, los trasplantes cardiacos se volvieron una de las herramientas normales de la lucha contra las enfermedades cardíacas, y lo siguen siendo hoy, aunque en menor medida de lo que lo podrían ser.

Actualmente, según el experto alemán Reiner Koerfer, se realizan hoy unos 3.500 trasplantes de corazón al año en todo el mundo. En España, se han realizado 6.084 transplantes cardiacos entre 1984 y 2009. En 2009 hubo 274 trasplantes, más de uno cada dos días, mientras que el año de más trasplantes fue el 2001 con 353.

En algunos países, como Estados Unidos, el principal obstáculo es el elevado coste del procedimiento, de más de 150 mil euros, que no es pagado por todos los aseguradores privados de salud y donde no hay la opción de una sanidad pública.

En otros países, donde los costes son más razonables (menos de 60 mil euros en España), el gran problema son los donantes. Porque, aunque España está a la cabeza del mundo en este tema, con 34,4 donantes por millón de habitantes, hacen falta mucho más donantes para salvar todas las vidas que los transplantes pueden salvar. Muchos años de vida si consideramos que el 85% de los pacientes de transplante viven más de un año y el 73% sobrevive más de 5 años de alegrías, tristezas y sentimiento humano al que todos podemos aportar.

El primer trasplante cardiaco en España En la madrugada del 8 al 9 de mayo de 1984, los dcotore Josep María Caralps y Josep Oriol Boni llevaron a cabo el primer trasplante de corazón exitoso en España en el Hospital de Santa Creu i Sant Pau de Barcelona. El paciente, Juan Alarcón Torres, sobrevivió nueve meses. El segundo trasplantado español, operado el 8 de agosto de ese año, sobrevivió 20 años.