El descubrimiento del circuito de conducción electrica del corazón

En la entrada anterior contaba la historia de como se inventó el electrocardiógrafo para poder representar gráficamente las señales eléctricas que recorren el corazón para que este se contraiga, pero de lo que no dije absolutamente nada es de la vía o camino que sigue ese impulso eléctrico en el corazón. La historia de su descubrimiento es también muy interesante y entretenida y es de lo que pienso hablar en esta ocasión. No voy a entrar para nada en el tema de como se genera ese impulso eléctrico para después trasmitirse, dejaré eso para otra ocasión. Pero respecto al descubrimiento del recorrido que hace la señal eléctrica en el corazón, lo primero que voy a comentaros es una curiosidad, se hizo justo en sentido contrario al que lleva el impulso eléctrico. Fue como remontar el cauce de un río desde el mar hasta hallar su lugar de nacimiento.

Hoy en día prácticamente todo el mundo sabe que la el sistema de conducción eléctrico del corazón comienza en el nodo SA, localizado en la parte superior y anterior de la aurícula derecha. Situado en la parte inferior y posterior de la aurícula derecha se encuentra el nodo AV. El sistema de conducción se extiende desde el nodo AV al haz penetrante de His; después, éste se divide en ramas derecha e izquierda, las cuales descienden por el tabique interventricular envueltas en una lámina de tejido conectivo y aisladas del tejido muscular de trabajo circundante. Posteriormente se continúan en el interior del miocardio con la llamada red de Purkinje. El ritmo normal de contracción del corazón de 60-100 lpm es un automatismo debido al nódulo sinusal.

Pero la cronología del descubrimiento de esta vía (o cableado eléctrico del corazón) fue la siguiente:

En 1839 Johannes Evangelista Purkinje describe una red gelatinosa de fibras en el subendocardio. Fue el primero en describir fibras ventriculares especializadas pero no fue consciente de su relevancia en la estructura del corazón.

Purkinje nació en 1787 en Libochovice (hoy Chequia). Curso sus primeros estudios en los escolapios pero decidió abandonar la carrera eclesiástica y comenzó sus estudios de medicina en Praga, terminando la carrera en 1819 y se doctoró con un trabajo sobre el fenómeno de la visión. En 1823 consiguió la cátedra de fisiología de la Universidad de Breslau. En 1827 se casó con la hija de Rudolphi que murió poco después en 1935. Purkinje trabajo en múltiples campos, como son la farmacología, fisiología experimental, histología, embriología y antropología física. En 1939 se le construyó un edificio que podría considerarse como el germen de un instituto dedicado a la investigación fisiológica aunque Purkinje consideraba la fisiología como una especie de anatomía superior. Purkinje también mostró interés por la micrografía e hizo notables contribuciones a la técnica como el microtomo y la mejora de los cortes, el empleo histológico del ácido acético, del bicromato potásico y de la luz de Drummond, así como la mejora de los métodos de fijación. Siempre trabajó rodeado de importantes mentes y en variados campos, por ejemplo con Gabriel Gustav Valentin, trabajó sobre el sentido del gusto y del olfato, con Wendt estudió la epidermis, con Deutsch los huesos, los dientes con Fraenkel y Raschkow, la inflamación con Miescher en 1836, la estructura de los vasos sanguíneos con Räuschel en 1835, el músculo cardíaco con Palicki en 1839, y el tejido nervioso con Ludwig, J Rosenthal y D Rosenthal . En el corazón describió unas fibras que hoy llevan su nombre: las fibras de Purkinje o red subendocárdica de Purkinje que no son otra cosa que fibras cardíacas modificadas en el tejido subendotelial, que constituyen las ramificaciones terminales del sistema de conducción del corazón, aunque Purkinje es mas conocido por los estudiantes de medicina por su descubrimiento en 1837 de unas grandes neuronas con muchas ramificaciones dendríticas en el cerebelo que hoy llevan su nombre (células de Purkinje). En 1849 se trasladó a la cátedra de fisiología de la Universidad de Praga, donde también fundó un instituto de la disciplina. Murió en Praga en 1869. Los escritos de Purkinje se recogieron en una obra en doce volúmenes Opera omnia, que se publicó en Praga entre 1919-1973.

En 1880 Walter Holbrook Gaskell observó que el impulso del corazón se iniciaba en el seno venoso y que esta región tenía la mayor habilidad rítmica. El impulso se retardaba a nivel de la unión de la aurícula y el ventrículo. La pausa se atribuyó a tejido muscular embriológico indiferenciado.

Gaskell nació el 1 de noviembre de 1847 en Nápoles. Estudió en el Highgate School y Trinity College, de Cambridge y recibió su licenciatura en Wrangler en 1869 convirtiéndose en miembro del Trinity Hall. Trabajó en el Laboratorio de Fisiología de la Universidad de Cambridge centrándose sobre todo en la fisiología del corazón y los sistemas vascular y nervioso. Se casó con Catherine Sharpe Parker en 1875 y tuvo cuatro hijas y un hijo. Describió en 1881 los efectos del pH extracelular en los tejidos cardíacos y vasculares. Fue elegido miembro de la Royal Society en 1882. En 1885 demostró que el sistema simpático se comunica con la médula espinal exclusivamente a través de los ramos comunicantes blancos. Inmediatamente después, en el año 1886, postuló que los impulsos simpáticos del tronco provenían de una columna de células que se encontraba en el asta lateral de la médula. Además en ese mismo año predijo la existencia de dos porciones antagónicas dentro del sistema vegetativo. En 1889 ganó su Medalla Real por sus contribuciones tanto a la fisiología cardíaca como a la anatomía y fisiología del sistema nervioso simpático. Murió en su casa The Uplands, Great Shelford, Cambridgeshire el 7 de septiembre de 1914.

En 1852 Hermann Friedrich Stannius propone tras unos estudios que la conducción cardíaca es de tipo miogénico.

Estanius (1808-1883) es un anatomista, fisiólogo y entomólogo alemán especializado en los dípteros y en particular en la familia Dolichopodidae. En sus estudios fisiológicos con ranas, estableció el procedimiento que lleva su nombre ("ligadura de Stannius") para ilustrar cómo se transmite el impulso cardíaco desde el seno venoso a las aurículas y después a los ventrículos.

Hijo de un comerciante, comenzó sus estudios de medicina en el Akademisches Gymnasium en 1825. Para completarlos, fue a Berlín en 1828 y luego a Breslau, donde obtuvo su doctorado apoyando una tesis de anatomía comparada el26 de noviembre de 1831. Regresó a Berlín, donde se convirtió en asistente en el Friedrichstädter-Krankenhaus hasta 1837, mientras trabajaba en una oficina municipal. Al mismo tiempo, realizó investigaciones sobre insectos y patología anatómica. El 3 de octubre de 1837 pasó a ser profesor de anatomía comparada, fisiología y patología general en la Universidad de Rostock. Aunque con mala salud desde 1843, fue nombrado rector de la universidad en 1850 y continuó desempeñando una actividad científica muy activa hasta 18541. A partir de este año, su condición empeora y se acompaña de trastornos mentales. En 1862 tuvo que dejar el trabajo y pasó los últimos veinte años de su vida en un hospital psiquiátrico en Sachsenberg, cerca de Schwerin. Es el autor del segundo volumen de Lehrbuch der vergleichenden Anatomy der Wirbeltiere en 1846. También trabaja en el cerebro y el sistema nervioso de esturiones y delfines (1846 y 1849) y realiza investigación farmacológica sobre los efectos de la estricnina. (1837) y digital (1851). Entre sus obras entomológicas destacan De speciebus nonnullis Mycethophila vel novis vel minus cognitis (Bratislava, 1831), Beiträge zur Entomologie, besondere in Bezug auf Schlesien, gemeinschaftlich mit Schummel (Breslau, 1832)y Ueber einige Missbildungen an Insekten (Berlin, 1835)

En 1893 Wilhelm His Jr. encontró un haz de conducción entre las aurículas y los ventrículos.

Wilhelm His nació el 29 de Diciembre de 1863. Era el hijo de un anatomista, médico, fisiólogo y embriólogo suizo, fundador de la histología e inventor del microtomo.

Pasó su infancia y estudió Medicina en Leipzig. Siguiendo a su padre, estudió la embriogénesis del corazón, mostrando que comienza a latir antes de la formación del sistema nervioso y, por lo tanto, apoyando la teoría miogénica del origen del latido cardíaco. Basándose en el trabajo de Walter Gaskell, identifica mediante una disección cuidadosa, una estructura que interrumpe el anillo fibroso que separa las aurículas de los ventrículos y postula que esta estructura sirve para transmitir el impulso eléctrico de aurículas a ventrículos. Hace posteriormente la demostración mediante un experimento en el que corta esta estructura al corazón de un conejo y evidencia la aparición de un asincronismo en la contracción entre las aurículas y los ventrículos. Más tarde, deja de estar interesado en la fisiología cardíaca y se convierte en profesor de medicina en diferentes ciudades universitarias de Suiza y Alemania, estudiando el papel del ácido úrico en la gota.

En 1906 Sunao Tawara y Karl Albert Ludwig Aschoff describen el nodo auriculoventricular, en el extremo proximal del haz de His. His no había observado que su 2Haz penetrante” se continuaba en la aurícula derecha con el nodo auriculoventricular (AV), ni en los ventrículos, con las células ventriculares de Purkinje. Fue Tawara quien lo identificó mientras realizaba su tesis doctoral bajo la dirección de Aschoff. Tawara concluyó que se trataba de un sistema de conducción eléctrica que continuaba del nodo auriculoventricular a través del haz de His, se dividía en ramas y terminaba en las fibras de Purkinje. Fue el primero en decir que estas eran tejido de conducción rápida que llevaban el impulso al ápex ventricular y por tanto la contracción se producía del ápex a la base.

Tawara nace el 5 de Julio de 1873. Estudió medicina en la Facultad de Medicina de la Universidad de Tokio,graduándose en 1901. En 1908 obtiene el doctorado en Ciencias Médicas. Entre 1903 y 1906 se dedica a estudiar patología y anatomía patológica con Ludwig Aschoff, en la Universidad de Marburgo. Mas tarde cando regresa a Japón es nombrado profesor asistente de patología en la Universidad de Kyushu en Fukuoka. En 1908, se convierte en profesor a tiempo completo. Tawara falleció el 19 de enero de 1952, a los 78 años de edad.

Aschoff nace en Berlín, Prusia. Estudió medicina en la Universidad de Bonn, en la Universidad de Estrasburgo y en la Universidad de Würzburg. Fue nombrado profesor de patología en la Universidad de Göttingen en 1901. En 1903 se va a la Universidad de Marburg para dirigir el departamento de anatomía patológica. En 1906, aceptó un puesto como ordinario en la Universidad de Friburgo, donde permaneció hasta su muerte el 24 de junio de 1942. Pero además de estudiar la patología cardíaca, este hombre también estaba preocupado por la diferencias raciales y propuso una "patología de la constitución" basada en ella. No tenía ni idea de que con posterioridad se convertiría en una rama especial de la investigación de los médicos nazis, que la rebautizaron como "patología militar". Sin embargo, Franz Buechner, otro gran patólogo alemán y uno de sus mejores alumnos de patología, que pasó a la fama por su estudio del papel de la hipoxia en las malformaciones congénitas, tuvo el valor de hacer públicas sus críticas al programa de eutanasia nazi.

En 1906 Arturo Keith y Martín Flack describieron el nodo sinusal, completando así el sistema de conducción del corazón. La historia del descubrimiento del nodo sinusal y la asociación de Keith con Flack, fue la siguiente: en 1903 Keyth conoce a James Mackenzie que empieza a mandarle corazones de pacientes que habían muerto como consecuencia de arritmias que él había registrado para ver si el encontraba alguna correlación anatómica. Inicialmente Keith no conseguía dar con el haz que His había descrito y renuncia a su búsqueda. “He renunciado a la búsqueda… habiendo llegado a la conclusión de que no hay y nunca hubo tal cosa” le escribió a Mackenzie en enero de 1906. Mackenzie le envió entonces un artículo en el que Ludwig Aschoff describía el hallazgo del nodo auriculoventricular por Sunao Tawara y su relación con el haz de His. Siguiendo la descripción, Keith pudo corroborar la existencia del haz. Ese fue el primer paso. Mas o menos por las misma fecha Keith compró una casa de campo en Kent (Mann's Place) donde estableció un laboratorio; allí conoció a un tendero y carnicero local que le contó con orgullo que su hijo, Martin Flack, acababa de llegar de Oxford y que tenía la intención de convertirse en médico. Keith quiso conocerle y cuando lo hizo le otorgó una beca en Wadham College, Oxford. Después de de que se graduase le recomendó ir al Hospital de Londres para recibir más capacitación médica, y allí el Keith le enseñó anatomía y rápidamente inició una fuerte relación de amistad y colaboración. Un buen día de verano de 1906, mientras Keith y su mujer paseaban en bicicleta por el campo que rodeaba la casa, Flack hace un curioso descubrimiento mientras estudia al microscopio el corazón de un topo: “una estructura maravillosa en la aurícula derecha, justo donde la vena cava superior entra a dicha cámara“. Así que en los siguientes días se dedican a buscar la misma estructura en los corazones de ratas, ratones y erizos, para finalmente acabar haciendo público que habían encontrado “un remanente de fibras primitivas… en estrecha conexión con el vago y los nervios simpáticos, con un suministro arterial especial. Estas fibras son estriadas, fusiformes, con núcleos alargados bien marcados, plexiformes en disposición y embebidas en tejido conectivo… de estructura muy similar al nodo de Tawara“. Precisamente por eso postularon que era en esa estructura de donde debía surgir el ritmo dominante del corazón. ¡Era el marcapaso natural del corazón!

Artur Keith nace el 5 de febrero de 1866 en Aberdeen, Escocia. Fue el sexto hijo de los 10 de John Keith y Jessie Macpherson. Estudio en la facultad de Medicina de Aberdeen en 1888, recibiendo el título a sus 22 años de edad. En 1889 se va a Tailandia y pasa los siguientes tres ejerciendo en una compañía minera en Siam combatiendo la malaria y recolecta muchas plantas para su estudio. Allí se concentró en estudiar la anatomía de los monos locales, y dio así los primeros pasos en lo que sería su área de interés el resto de su vida: la anatomía comparada, la antropología y la evolución del género humano. Vuelve a Gran Bretaña en 1892 y entonces estudia anatomía en Londres y se doctora en Medicina. En 1893 fue el ganador del premio Struthers. En 1984 se hace Miembro del Colegio Real de Cirujanos. En 1895 ya es docente de anatomía de la Escuela Médica de Londres. Se casó con Celia Grey en 1899. Trabajó en el Hospital de Londres de 1895 a 1908. En 1906, Arturo Keith (1866-1955) y Martín Flack (1882-1931) publicaron un artículo de 17 páginas intitulado “La forma y naturaleza de las conexiones musculares entre las divisiones primarias del corazón de los vertebrados”, en que describían las conexiones musculares que conducen el impulso cardíaco entre diferentes estructuras del corazón del mamífero, tanto animal como humano. La contribución principal de Keith y Flack fue la descripción de la conexión sinoauricular, conocida como nudo de Keith y Flack. Después de esto, Keith escribió más de 500 libros durante su vida. Tras dejar el hospital de Londres, fue curador del museo de la universidad real de los cirujanos de Londres. Presidió el Royal Anthropological Institute de 1914 a 1917 y la Anatomical Society en 1918. Escribió para el Journal of Anatomy y presidió varias otras organizaciones científicas del Reino Unido. Murió en 1955.

Una curiosidad que quiero contaros también sobre este hombre de ciencia, es que en 1895 hizo la reconstrucción del cráneo del hombre de Java, y cuando se descubrió en inglaterra en 1912 el fósil de Galley Hill (unos huesos fósiles humanos hallados en un lecho de grava del Pleistoceno en Piltdown, cerca de Sussex, por un abogado aficionado a la paleontología, Charles Dawson) y que se pensaba que era un homínido que había vivido en el pleistoceno pero en realidad era un cráneo de hombre moderno (por aquella época se se conocía el fósil con el nombre del hombre de Piltdown), Arturo Keith certificó que ese fósil era el ancestro de la humanidad y éste había sido inglés. Sin embargo en 1953 se demostró que el hombre de Piltdown era un fraude deliberado. Mucho se ha dicho y escrito sobre los culpables de este fraude pero definitivamente Keith ha sido completamente exculpado. Es un ejemplo de como los científicos mas inteligentes, cuando actúan con prejuicios acaban cometiendo errores importantes.


Martin Flack nació el 20 de marzo en Borden (Kent) donde su padre trabajaba como carnicero y tendero. Estudió en Oxford y después anatomía con Keith en el Hospital de Londres. Después continuó sus estudios en la Universidad de Berna y en Lieja. Al regresar a Oxford, completó su educación en ciencias (M.B., B.Ch. 1908) y luego trabajó como en el London Hospital Medical College (1905-1911). Hasta 1914, Flack daba las conferencias de fisiología en el London Hospital Medical College y trabajaba en el equipo de investigación (fisiología aplicada) del Comité de investigación médica (1914-1919). En 1919, Flack fue nombrado director del Departamento de Investigación Médica de la Royal Air Force. En 1906 describió con Keith el nodo sinusal pero fue Flack quien demostró en 1910 en Kronecker, Berna, que la estimulación eléctrica, mecánica y por frio del nodo producía a arritmias. Murió de endocarditis e el 16 de Agosto de 1931 en Halton.

Artur Keith y Martín Flack

1910 Thomas Lewis demostró que el punto de excitación cardíaca inicial correspondía al nodo sinusal.

Lewis nació el 26 de diciembre de 1881 en Taffs Well, Cardiff, Gales. Hijo de Henry Lewis, ingeniero de minas, y su esposa Catherine Hannah, fue educado en casa por su madre, aparte de un año en el Clifton College, que abandonó debido a su mala salud. Los últimos dos años tuvo un tutor. A ls 16 años comienza un curso de Bachiller en Ciencias en el University College, de Cardiff, donde se graduá tres años después. En 1902 ingresa en el University College Hospital de Londres y se graduá con la medalla de oro en 1905, año en el que también obtiene el título de Doctor en Ciencias de la Universidad de Gales por su trabajo de investigación. Permaneció toda su vida en la University College, de Cardiff, comenzando como un médico de cabecera. Desde 1907 también trabajó en el Royal Naval Hospital, Greenwich y en el City of London Hospital y ese mismo año obtuvo su título de Doctor en Medicina. En 1911 fue nombrado profesor de patología cardíaca en la UCH y en 1913 fue promovido a médico asistente. Fue elegido miembro del Royal College of Physicians en 1913.

A partir de 1906 Lewis se escribe con Willem Einthoven estando al día de sus avances con el galvanómetro de cuerdas y la electrocardiografía, debido a lo cual Lewis fue pionero en el uso clínico del electrocardiógrafo. En 1908 Lewis y Arthur MacNalty diagnostican un bloqueo cardíaco mediante electrocardiografía. En 1909 Lewis y James MacKenzie fundan la revista Heart: A Journal for the Study of the Circulation, que pasó a llamarse Clinical Science en 1933.  

En 1913, publica el libro Clinical Electrocardiography, el primer tratado sobre electrocardiografía. Se casó con Alice Lorna Treharne James en 1916, con la que tuvo 3 hijos. En 1918 es elegido miembro de la Royal Society . En 1919 es nombrado médico de cabecera en la UCH. Durante la Primera Guerra Mundial, Lewis trabajó en el Military Heart Hospital en Hampstead y fue nombrado para el primer puesto de investigación clínica a tiempo completo en Gran Bretaña, en el Comité de Investigación Médica (más tarde Consejo de Investigación Médica). Dirigió un estudio de la afección conocida como "corazón de soldado" y, una vez establecido que no era un problema cardiológico, le cambió el nombre a "síndrome de esfuerzo". En 1918 escribió una monografía sobre el tema. Fue nombrado Comandante de la Orden del Imperio Británico en Enero de 1920 y Sir en 1921. Después de la guerra, estableció el departamento de investigación clínica en UCH y continuó su trabajo sobre la arritmia cardíaca. En 1925 cambió su enfoque de la cardiografía a las reacciones vasculares de la piel. En 1917, mostró que los capilares tenían contracciones independientes e investigó la respuesta de la piel a las lesiones, lo que llevó a escribir en 1927 Los vasos sanguíneos de la piel humana y sus respuestas. Fue galardonado con la Medalla Real de la Royal Society en 1927 . Posteriormente investigó la enfermedad vascular periférica, especialmente la enfermedad de Raynaud, y finalmente el mecanismo del dolor, resumiendo sus hallazgos en Pain en 1942. Su libro Diseases of the Heart se convirtió en un texto médico estándar. En 1930, fundó la Sociedad de Investigación Médica. Fue galardonado con la Medalla Copley de la Royal Society en 1941 "por sus investigaciones clínicas y experimentales sobre el corazón de los mamíferos". Fue vicepresidente de la Royal Society desde 1943 hasta 1945. Lewis sufrió un infarto de miocardio a la edad de 45 años y abandonó su hábito de fumar 70 cigarrillos al día pero murió de una enfermedad coronaria en su hogar en Loudwater, Hertfordshire el 17 de marzo de 1945, a la edad de 63 años.