Premio Nobel de Fisiología o Medicina 1920 — August Krogh
Lo que aprenderá al leer este texto
Comprenderá por qué la mayoría de los capilares en nuestros músculos permanecen cerrados la mayor parte del tiempo y solo se abren durante el ejercicio, y cómo este descubrimiento se vinculó con la comercialización de la insulina y el desarrollo de la industria farmacéutica danesa.
El descubrimiento de las tuberías cerradas
La longitud total de los capilares en nuestro cuerpo alcanza aproximadamente los 100.000 km. Equivale a dos vueltas y media a la Tierra. ¿Qué ocurriría si todos estos capilares se abrieran simultáneamente? La sangre del cuerpo no sería suficiente para llenar ese vasto espacio, lo que provocaría una hipotensión grave.
Krogh descubrió que la mayoría de los capilares permanecen cerrados en condiciones normales y solo se abren en los tejidos que lo necesitan. Cuando el músculo está en reposo, la mayoría de sus capilares están cerrados; al comenzar el ejercicio, se van abriendo según la necesidad. Es similar a las luces de una oficina que solo se encienden en los puestos donde hay personas.
Esta regulación es muy precisa y localizada. No es el cerebro quien da órdenes centrales, sino que cada tejido abre o cierra los capilares cercanos según su propio estado metabólico. Hoy llamamos a esto regulación metabólica local.
El panorama de la época — un silencioso Copenhague
Europa en 1920 estaba en proceso de reconstrucción. El Tratado de Versalles había entrado en vigor (enero de 1920), se había fundado la Sociedad de Naciones y las naciones participantes estaban estableciendo un nuevo orden sobre las ruinas.
En medio de este contexto agitado, Dinamarca ocupaba una posición especial. Tras perder Schleswig-Holstein en la guerra contra Prusia y Austria en 1864, Dinamarca se convirtió en un pequeño país en el escenario internacional; sin embargo, se centró en el movimiento cooperativo interno y la educación pública, convirtiéndose en un modelo de sociedad tranquila en Europa. El movimiento de escuelas populares de Nikolaj Grundtvig, las cooperativas lácteas y la formación de los trabajadores fueron el trasfondo que creó la sociedad intelectual danesa.
Krogh pudo continuar sus experimentos en la Universidad de Copenhague gracias a esta estabilidad social. Su laboratorio funcionó con normalidad durante toda la Primera Guerra Mundial. Mientras sus colegas en París, Berlín y Londres eran arrastrados a las trincheras y sus experimentos se detenían, Copenhague continuaba su proceso de acumulación de conocimiento en silencio.
Si lo comparamos con la historia de Corea, 1920 fue el período en que el gobierno de fuerza del Gobierno General cambió al gobierno cultural. Como consecuencia del Movimiento del Primero de Marzo, el Gobierno General adoptó superficialmente políticas más relajadas, pero el dominio real persistió. El contraste entre la agitación de Corea y la silenciosa acumulación danesa simboliza las diferencias entre las naciones de aquella época.
Desde la perspectiva de la historia de la medicina, 1920 marca el año en que la investigación sobre la microcirculación se consolidó como disciplina académica. Hasta entonces, la investigación cardiovascular se centraba en el corazón y los grandes vasos. Esto se debía a que los capilares eran difíciles de observar y los experimentos que abordaban cada capilar individualmente resultaban extremadamente complejos. El Premio Nobel de Krogh estableció este difícil campo como una disciplina científica.
Biografía — El maestro del vidrio soplado
Krogh nació en Grenaa, Dinamarca, en 1874. Su padre era oficial naval e intervenía en la industria de la construcción naval, y el joven Krogh aprendió la técnica del vidrio soplado de forma amateur. Esta habilidad manual se convertiría más tarde en un factor determinante en su vida científica.
Estudió zoología y fisiología en la Universidad de Copenhague y realizó investigaciones bajo la tutela de Christian Bohr (no el Einstein de la teoría de los fotones, sino su padre). Bohr era un investigador de la interacción entre el oxígeno y la sangre, y Krogh aprendió bajo su supervisión los métodos de medición cuantitativa de la respiración y la circulación.
El estilo experimental de Krogh era extremadamente preciso. Él fabricaba sus propios instrumentos experimentales mediante el soplado de vidrio. Gracias a las herramientas que creó —un dispositivo de medición de micropresión minúsculo, un analizador de gases de ultra alta precisión y una microcámara para la observación muscular—, sus experimentos alcanzaron una precisión dos órdenes de magnitud superior a los de otros investigadores, en una época en la que no existían productos comerciales.
Particularmente famoso es el espirómetro de Krogh. Este instrumento, diseñado para medir con precisión la respiración humana, se convirtió durante medio siglo en el estándar en los laboratorios de fisiología respiratoria de todo el mundo. Su laboratorio comenzó a producir y vender este aparato comercialmente, contribuyendo así a las finanzas de la Universidad de Copenhague.
Otro relato famoso es su colaboración con su esposa, Marie Krogh. Tras casarse con él, Marie obtuvo su título de médica e investigó junto a su esposo. Ambos formaron uno de los primeros equipos de investigación conjuntos en el campo de la respiración y la circulación. Incluso después de que su marido recibiera el Premio Nobel, ella continuó sus propias investigaciones, contribuyendo a diversas áreas de la medicina clínica.
Logros clave — Un sistema de tuberías que se activa bajo demanda
Capilares en reposo y activación
El descubrimiento crucial de Krogh provino de un experimento muy sencillo. Colocó una fina sección de músculo de rana bajo el microscopio y observó los capilares tanto cuando el músculo era estimulado como cuando no lo era. Y descubrió lo siguiente:
- Músculo en reposo: La sangre no fluye por la mayoría de los capilares; solo unos pocos están abiertos.
- Músculo en actividad: Se abren rápidamente muchos más capilares, de forma proporcional a la intensidad de la actividad.
¿Por qué fue sorprendente este hallazgo? El conocimiento previo asumía que los capilares eran conductos pasivos que permanecían siempre abiertos. Krogh invirtió esta idea: los capilares son un sistema regulado activamente que se abre y cierra según la necesidad.
La analogía con la computación encaja aquí de manera natural. Se trata de un escalado automático bajo demanda (on-demand autoscaling). En los sistemas de la nube, no mantenemos siempre encendidos los servidores a su máxima capacidad. Si el tráfico aumenta, se activan nuevas instancias; si disminuye, se apagan. La regulación capilar funciona exactamente con la misma lógica:
- Estado basal (baseline) — Solo se abren un número mínimo de instancias (ahorro de energía)
- Detección de carga (load detection) — Detección de la acumulación de metabolitos tisulares (CO₂, ácido láctico, ADP, etc.)
- Expansión de instancias (scale out) — Los esfínteres precapilares cercanos se relajan, activando nuevos capilares
- Reducción de carga (scale in) — Cierre tras la normalización del metabolismo
Sin embargo, esta analogía se rompe en este punto. El escalado automático en la nube es decidido por un controlador central, mientras que la regulación capilar es un sistema autónomo completamente distribuido. Cada esfínter precapilar (precapillary sphincter) decide de forma independiente en respuesta a las señales locales del tejido circundante. Es una coordinación P2P pura, sin una torre de control central.
Modelo del Cilindro de Krogh
Krogh modeló matemáticamente este descubrimiento. Este modelo, conocido como Modelo del Cilindro de Krogh, sitúa cada capilar en el centro de un volumen tisular con forma de cilindro y calcula la difusión de oxígeno dentro de dicho cilindro.
Este modelo constituye la base de la teoría de la microcirculación utilizada hasta hoy. Proporciona el marco para responder a preguntas como: qué tejido sufre hipoxia, qué tumores se encuentran en estado hipóxico o qué músculo requiere más capilares.
Principio de Krogh: Elige el animal adecuado
El segundo legado de Krogh es metodológico. Él afirmaba: "Para cada problema existe un animal particularmente favorable para su estudio". Este es el aforismo que hoy llamamos "Principio de Krogh".
El propio Krogh llevó este principio al extremo. Para sus estudios sobre la respiración, seleccionó el animal más adecuado para cada problema: ranas, peces, insectos, vacas, humanos. Su laboratorio era, en esencia, un pequeño zoológico.
Este principio subyace a varios descubrimidades galardonadas con el Nobel. El axón gigante del calamar (Hodgkin-Huxley 1963), la genética de la mosca de la fruta (Morgan 1933) y el desarrollo del gusano Caenorhabditis elegans (Brenner-Hobitz-Stratton 2002) son todos ejemplos de la aplicación del Principio de Krogh.
Insulina y Novo Nordisk
La carrera de Krogh tiene una interesante rama comercial. Cuando Banting y Macleod descubrieron la insulina en 1922 (Premio Nobel en 1923), Krogh y su esposa Marie viajaron a Canadá para aprender la técnica, en parte porque Marie era diabética.
Regresan a Dinamarca y fundan el Instituto Nórdico de Investigación de la Insulina en 1923. Este instituto se convertiría posteriormente en Novo Nordisk, la compañía de insulina más grande del mundo en la actualidad. Aunque el Premio Nobel de Krogh fue en ciencia pura, uno de sus legados fue la formación de la industria farmacéutica danesa a finales del siglo XX.
¿Por qué es importante?
El Premio Nobel de Krogh consolidó la idea de que "una pequeña organización puede regular sus propios recursos". Hasta entonces, la comprensión de la circulación era cardiocéntrica: el corazón bombea, la sangre se distribuye y los tejidos son receptores pasivos. Después de Krogh, la circulación se entiende como un sistema en el que cada tejido solicita y recibe activamente los recursos según sus propias necesidades.
Su mayor significado es el establecimiento fisiológico del concepto de sistemas autónomos distribuidos: la idea de que el cerebro no controla todo, sino que cada parte toma decisiones locales, y la suma de estas decisiones locales logra la optimización global. Este modelo constituye la base de la comprensión actual de la integración neuro-inmuno-metabólica.
Nos deja una lección: "quien es capaz de fabricar sus propias herramientas, al final, ve lo que otros no pueden ver". Si Krogh no hubiera sabido trabajar el vidrio, sus experimentos habrían sido imposibles. Hoy dependemos de herramientas comerciales, pero la verdadera innovación a menudo proviene de quien fabrica sus propias herramientas. Su legado es un recordatorio de este principio.
Mientras lee estas líneas, en su propio cuerpo también continúa la regulación en la que los capilares de los tejidos que lo necesitan se abren y los de los tejidos que no lo necesitan se cierran. Krogh fue quien mostró al mundo por primera vez este mecanismo de regulación.
Resumen de la regulación capilar bajo demanda: En estado basal, la mayoría de los capilares permanecen cerrados por los esfínteres precapilares. La acumulación de metabolitos tisulares (CO₂, ácido láctico, etc.) actúa como una señal local que relaja los esfínteres cercanos, abriendo el capilar para suministrar oxígeno. Una vez normalizado el metabolismo, se cierran de nuevo.
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