Lorenzo de Medici quiso emular al gran César, pues deseaba tener ante los florentinos el mismo prestigio y auctoritas que el que César tenía ante los romanos. Aunque no se sabe con total seguridad, parece ser que la jirafa se la regaló el sultán mameluco de Egipto al-Ashraf Qaitbay, ya que quería conseguir el apoyo de los Medici frente a los otomanos. La jirafa tuvo un éxito enorme entre los florentinos; tal fue su impacto en Florencia que hasta los artistas de la época dejaron constancia gráfica de la misma en algunas obras: la obra conocida como “La recolección del maná” de Il Bacchiacca es un buen ejemplo de ello, pero no el único.

Pero la pobre jirafa tuvo mala suerte. Aunque prepararon para ella un establo especial, un mal golpe contra una de las vigas, le produjo una rotura de cuello y la muerte. Por lo visto, las vigas no se encontraban a la altura que habría sido necesaria. Al fin y a la postre, la jirafa es el animal más alto que existe. Los machos de la especie pueden alcanzar los 900 kg de peso y los 5’5 m de altura. Su característica más notable, y conspicua, es la longitud de su cuello. Gracias a esas dimensiones las jirafas pueden alcanzar hojas situadas en ramas a las que no puede acceder ningún otro animal que carezca de la facultad de volar.

El tener un cuello tan largo tiene algunas consecuencias que merecen atención. De entrada, para bombear sangre a tanta altura se requiere una bomba muy poderosa. El corazón de las jirafas es verdaderamente grande y fuerte: tiene 12 kg de masa, 60 cm de longitud y paredes de 7’5 cm de grosor. Desarrolla un trabajo impresionante, y la presión arterial en la aorta es el doble de la que se produce en la aorta de cualquier otro mamífero.

El caso es que esa presión tan alta podría resultar un inconveniente grave para los órganos y extremidades que se encuentran por debajo del corazón, pues se encuentran sometidos a una presión hidrostática interna muy alta. De hecho, en cualquier otro animal, esa presión en las extremidades provocaría que el plasma sanguíneo se filtrase desde los capilares hacia las células de los tejidos. Eso no ocurre en las jirafas, claro, porque las paredes de sus vasos sanguíneos son muy gruesas, así como el tejido conjuntivo y la propia piel. La piel de las jirafas es semejante al tejido de los trajes g de los pilotos, y gracias a ello neutraliza los posibles efectos de la alta presión sanguínea. Gracias a eso, la sangre no se acumula en las patas y no se produce edema.

Pero, ¿qué ocurre cuando baja la cabeza para beber? ¿no se le acumula la sangre en la cabeza? ¿no ejerce una presión intolerable sobre el cerebro? No se le acumula, no; para evitarlo cuentan con un dispositivo especial, en el cuello, para más señas. Se trata de un dispositivo que no es exclusivo de las jirafas, sino que consiste en un sistema con el que contamos todos los mamíferos, pero adaptado de manera que sirve para resolver este problema en particular. Me estoy refiriendo a la “rete mirabile”, -la red maravillosa-, que tenemos bajo la cabeza. Aquí ya hemos visto otras redes maravillosas como esa; los atunes, por ejemplo, la utilizan para mantener caliente la musculatura natatoria y desarrollar así más trabajo, y muchos otros vertebrados, -nosotros entre ellos-, la utilizan (utilizamos) para refrigerar la sangre que va al cerebro[1].

El caso es que en las jirafas la rete mirabile cumple una función completamente diferente. La forman numerosos vasos sanguíneos y puede llegar a alojar volúmenes de sangre muy variables. Gracias a esa flexibilidad, al bajar la cabeza, los vasos de la red se llenan de sangre e impiden que un volumen excesivo de sangre provoquen una presión intolerable sobre el cerebro; al alzar de nuevo la cabeza, los vasos de la red se vacían. En esa tarea participan unas válvulas que tienen un cometido de gran importancia, pues gracias a ellas se ejerce un estricto control sobre el flujo de sangre. La rete mirabile, en este caso, ejerce una función tamponadora de la presión hidrostática.

Como es sabido, una intensa actividad física conlleva una elevada demanda energética. Cuando los músculos trabajan más, es necesario trasladar más oxígeno desde el órgano respiratorio hasta las mitocondras, el oxígeno que se requiere para producir la energía (ATP) que se utiliza en la contracción muscular. Tanto el aparato respiratorio como el sistema cardiovascular intervienen de forma conjunta en esa tarea: la frecuencia respiratoria sube para que pase más oxígeno por el órgano respiratorio y a la vez, el corazón, contrayéndose con una mayor frecuencia, bombea más sangre para que el oxígeno llegue cuanto antes a las células musculares.

Muchos animales jadean al mantener o haber mantenido una actividad intensa. Pero el jadeo es una actividad que puede tener más de un objeto. Una razón por la que un animal jadea más rápidamente puede ser la que ya se ha explicado; esto es, el haber tenido que respirar más rápidamente para captar el oxígeno requerido. Pero también sirve para favorecer la disipación de calor por evaporación de los líquidos de las superficies respiratorias, máxime en los animales que no sudan (a este respecto puede verse la entrada “Una de las dos cosas más frías del mundo”). Pero en ocasiones, cuando resulta difícil eliminar la carga de calor generada tras un esfuerzo intenso, el jadeo puede cumplir una tercera función.

Examinaremos esta tercera posibilidad mediante un ejemplo. La gacela de Thomson es un pequeño antílope de entre 15 y 20 kg de peso. Tras huir de un depredador, -normalmente a una velocidad de 40 km/h durante 5 min-, el esfuerzo realizado ha dado lugar a una intensa generación de calor. Y como consecuencia de todo ello, el organismo se ha calentado; la sangre arterial ha pasado de 39 ºC a 44 ºC. Así pues, la gacela de Thomson, a pesar de ser un animal homeotermo, llega a perder la capacidad para mantener constante su temperatura corporal como consecuencia del gran esfuerzo realizado, si bien se trata de una situación transitoria.

¿Por qué ocurre esa elevación de la temperatura? Huyendo despavorida a toda velocidad el gasto metabólico de la gacela se multiplica por 40. Además, la temperatura ambiental es alta, muy alta, tanto quizás como la corporal. Así pues, a la gacela le resulta muy difícil disipar el calor que produce, por lo que la temperatura sanguínea sube rápidamente. Además, es muy posible que esa temperatura corporal tan alta sirva a la gacela para que sus músculos se contraigan más rápidamente y pueda así huir con mayor facilidad del depredador.

La elevación de la temperatura corporal no se debe a que fallen los sistemas de disipación de calor. De hecho, la gacela jadea a muy alta frecuencia, tanto para tomar más oxígeno como para refrigerar la sangre facilitando la evaporación del líquido que cubre las superficies respiratorias. El problema es que bajo las condiciones expuestas no es posible mantener la temperatura en los valores normales, incluso aunque los sistemas de termorregulación mantengan su integridad funcional. Lo que ocurre es que la carga de calor es demasiado alta y la gacela no puede disipar todo el que genera.

Pero ocurre que la elevación de la temperatura no se produce por igual en todo el organismo, ya que gracias precisamente al jadeo, la gacela de Thomson puede mantener su cerebro más fresco que el resto de órganos. De hecho, mientras el cuerpo alcanza los 44 ºC, el cerebro no pasa de 41 ºC, temperatura por encima de la cuál las neuronas sufrirían graves daños.

El mecanismo de refrigeración se basa, una vez más, en una red maravillosa (rete mirabile). En su camino hacia el cerebro, la sangre que circula por la arteria carótida se reparte entre centenares de arteriolas o capilares, para volver a agruparse justo antes de alcanzar el cerebro. Esas arteriolas constituyen una rete mirabile, un dispositivo especialmente apto para intercambiar calor. El intercambio de calor se produce porque atraviesan un seno que se encuentra lleno de sangre venosa, sangre que procede, precisamente, de la zona nasal de la gacela, donde ha tenido lugar la evaporación del líquido superficial y, como consecuencia, el enfriamiento de la sangre que circula por allí. De esa forma se enfría la sangre que circula por las arteriolas, cediendo calor a la sangre venosa que viene de la nariz. Al atravesar el seno, la sangre arterial reduce su temperatura en unos 2 o 3 ºC. Ya en una entrada anterior (La estufita de los atunes ) vimos cómo funcionaba una red maravillosa como esta, con la diferencia de que aquella red servía para calentar la sangre que irrigaba los músculos que impulsan al atún y ésta sirve para enfriar la sangre que irriga el cerebro. En ambos casos se producen intercambios de calor mediante un dispositivo en contracorriente, pero con objetivos opuestos.

Es curioso que en inglés llamen a este mecanismo basado en el jadeo “selective brain cooling”. Y hay que decir que la gacela de Thomson no es el único animal que lo utiliza, pues bastantes ungulados domésticos también recurren a él cuando lo necesitan. Así pues, de todos ellos cabría decir aquello de que “mantienen la cabeza fría” (y las pezuñas, en este caso, seguramente calientes).

A la gacela del video parece no haberle funcionado la rete mirabile

Los escómbridos son algunos de los peces teleosteos mejor dotados para la natación prolongada. A este grupo pertenecen, entre otros, caballas y atunes. Son perfectamente capaces, también, de realizar esfuerzos muy intensos de corta duración gracias a su poderosa musculatura blanca[1]. Pero por comparación con otros teleósteos, disponen de una importante musculatura roja[2]. Gracias a esa musculatura roja se encuentran tan bien dotados para la natación prolongada.

Ahora bien, dentro de los escómbridos, los túnidos son los que, con diferencia, alcanzan los mayores niveles de rendimiento físico. Son excelentes nadadores, capaces de recorrer larguísimas distancias a gran velocidad. Sorprendentemente, sin embargo, ello no es debido a que su musculatura sea, en lo sustancial, diferente a la del resto de escómbridos. En opinión de los especialistas, las características metabólicas de los músculos de este grupo de peces, en conjunto, es difícilmente mejorable. Esa es la razón por la que no parece haber diferencias significativas entre la maquinaria celular y metabólica de los túnidos y la del resto de escómbridos. Pero hay una diferencia importantísima entre ellos; no es de naturaleza metabólica o celular, sino que consiste en un rasgo fisiológico propio de los túnidos, pero de la que carece el resto de peces, incluidos sus parientes más próximos.

Los túnidos mantienen su musculatura roja unos 10º C por encima de la temperatura del agua en la que nadan. Ese es el rasgo clave, lo que los diferencia del resto de los peces. Gracias a esa temperatura muscular pueden desarrollar niveles de actividad mucho más altos que todos los demás escómbridos. Como digo, es la musculatura roja y no el resto del organismo lo que mantienen unos 10º C más caliente que el medio externo. En cierto modo, esto se parece mucho a lo que hacemos los animales homeotermos, con la particularidad de que los túnidos no lo son.

Esa diferencia térmica es debida a que los atunes son capaces de retener parte del calor que produce su actividad muscular, evitando que se disipe libremente hacia el exterior. Ello es posible gracias a un dispositivo de su sistema circulatorio, denominado “rete mirabile” (red maravillosa). Ese dispositivo permite que la sangre (arterial) fría procedente de las branquias se caliente antes de llegar a los músculos. Se calienta porque la sangre (venosa) que ya ha atravesado la musculatura le cede el calor que contiene. Ese intercambio de calor se produce entre vasos sanguíneos dispuestos en íntima proximidad unos con otros, pero en cuyo interior la sangre circula en sentidos opuestos. A esa forma de circular se denomina contra corriente, y el intercambio de calor entre los dos subsistemas circulatorios se optimiza gracias a ella. Es un ejemplo fisiológico de lo que se denomina un intercambiador contra corriente. En el mundo animal no son raros intercambiadores así, de calor o de iones. Los intercambiadores contra corriente son muy utilizados para termostatizar instalaciones o locales, por su gran eficiencia; y aunque los ingenieros creen que son una creación de la mente humana, en realidad fueron diseñados por la naturaleza hace millones de años.

De lo anterior se deduce que en los túnidos se da un fenómeno de endotermia, esto es, de acumulación de calor de origen endógeno, interno. Es lo mismo que hacemos nosotros, que también somos endotermos, pues nos mantenemos calientes gracias al calor que produce el metobolismo. La diferencia es que nosotros, homeotermos, conseguimos mantener constante la temperatura corporal, aunque esa constancia no sea absoluta, y los atunes se limitan a mantener algo más caliente su musculatura lenta. Puede parecer poca cosa, pero el resultado los convierte en poderosísimas máquinas de nadar. Y todo gracias a la estufita de su metabolismo muscular y a que se las arreglan para perder poco del calor que produce esa estufita.