Artículos sobre ciencia y tecnología de Mauricio-José Schwarz publicados originalmente en El Correo y otros diarios del Grupo Vocento

octubre 25, 2008

La búsqueda del yo interior

De los rayos X a los sistemas de escaneo CAT, MRI, sonografía y otros que permiten a los médicos e investigadores conocer nuestro interior y mejorar sus diagnósticos y tratamientos.

Escaneo MRI de una cabeza
(Imagen GFDL vía Wikimedia Commons)
Conocer el interior del ser humano fue con frecuencia difícil. Considerado sagrado, o espacio reservado a una u otra deidad, estuvo vedado en general a la curiosidad, y los conocimientos anatómicos de las distintas culturas se obtenían frecuentemente con disecciones de animales de víctimas de muertes horrendas, de personas sacrificadas a los dioses o ejecutadas por delitos horribles.

Las disecciones de cadáveres humanos con objeto de adquirir conocimiento se remontan al siglo IV antes de nuestra era, en Alejandría. Los médicos islámicos las realizaron en la Edad Media, inspirando así a a Vesalio, en el siglo XVI, a conseguir permiso del Papa para disecar a ejecutados en la horca y refutar algunas de las suposiciones de Galeno. En los siglos siguientes, la anatomía tanto descriptiva de las estructuras como la del funcionamiento de las mismas.

Pero los médicos seguían teniendo un problema muy concreto para su práctica: no podían ver el interior del organismo, enfermo pero vivo, de sus pacientes, para conocer sus problemas. Palpar, medir la temperatura, realizar pruebas de laboratorio de creciente complejidad, no sustituían, en muchas ocasiones, a ver a los pacientes por dentro.

La primera vez que se consiguió fue por accidente.

En 1895, el físico Wilhelm Conrad Röntgen estudiaba los efectos de varios tipos de equipo de tubos al vacío, las radiaciones que emitían y su fluorescencia. En noviembre de ese año realizó una serie de pruebas sobre una radiación desconocida, que llamó “rayos X” y vio la primera imagen radiográfica: la de su propia mano sobre una pantalla de platinocianuro de bario. El 22 de diciembre, realizó su primera radiografía “médica”: la de la mano de su esposa.

Los rayos X se utilizaron principalmente para crear imágenes en dos dimensiones en placas fotográficas llamadas radiografías y en visualizaciones en tiempo real por medio de la fluoroscopía. Por esto, en ocasiones se utilizan medios de contraste para revelar la forma de ciertos tejidos u órganos, como batidos de bario para el aparato digestivo o contraste de yodo para el sistema circulatorio.

Muy pronto, ya a principios de la década de 1900, el radiólogo italiano Alessandro Vallebona describió un método que utilizaba los principios de la geometría para representar una sección transversal del cuerpo humano en la película radiográfica. A este procedimiento se le llamó “tomografía”, del griego “tomos”, sección o rebanada. En 1972, la aparición de los miniordenadores permitió la creación del sistema de exploración axial transversal, la llamada CAT o tomografía axial computerizada, inventada por Godfried Hounsfield y desvelada en 1972.

A partir de ese momento, en una rápida sucesión, distintos tipos de radiación además de los rayos X fueron utilizados para explorar el interior del ser humano, desarrollando la disciplina conocida como generación de imágenes médicas (medical imaging).

Los rayos gamma se emplean para la tomografía computarizada de emisión de fotón único (SPECT), que ofrece representaciones reales en tres dimensiones útiles en algunos diagnósticos: imágenes de tumores, imágenes de distribución de infecciones, de glándulas como la tiroides o de huesos. Un extraordinario proceso de la física nuclear se utiliza para otro procedimiento, la PET o tomografía de emisión de positrones, que aprovecha la aniquilación electrón-positrón que se da al chocar y destruirse estas dos antipartículas; mediante el empleo de diversas moléculas como portadoras de un isótopo radiactivo de seguimiento. la PET permite observar la actividad funcional de diversos tejidos al concentrar o difundir el material portador, convirtiéndola en una útil herramienta en oncología, neurología, cardiología, neuropsiquiatría y farmacología.

La resonancia magnética nuclear, un fenómeno basado en las propiedades magnéticas a nivel cuántico del núcleo del átomo, es utilizado desde fines de la década de 1970 para visualizar la estructura y funciones del cuerpo en cualquier plano, con un contraste mucho más definido entre tejidos de distintas densidades, en la llamada “resonancia magnética” o MRI, que entre sus ventajas tiene que representa menos riesgos para el paciente que otros sistemas de visualización. En sus diversas formas, las imágenes obtenidas por MRI pueden aislar un tejido “omitiendo” otros, destacando la sangre, respondiendo a los cambios funcionales del cerebro debidos a la actividad de las neuronas, localizando tumores para focalizar más la acción de la radioterapia y otros diagnósticos de tumores, dalos vasculares y lesiones traumáticas del cerebro no detectables por otros medios.

Finalmente, una de las formas de creación de imágenes médicas más conocida es la realizada por ultrasonido, con la que se obtienen las conocidas “sonografías” utilizadas para hacer el seguimiento del feto durante el embarazo, que en realidad deberían llamarse “ultrasonogramas”. Originada en los años 40 a la sombra de las investigaciones del radar y el sonar, la ultrasonografía médica se empezó a utilizar en la década de 1950 y en 1964 entró al terreno de la obstetricia para permitir diagnosticar problemas como los embarazos múltiples, anormalidades fetales, placenta previa y otros. En 1983 se desarrolló la “sonografía en 4D” cuando una serie de imágenes de ultrasonido en 3 dimensiones (desarrolladas en 1987) se capturan y proyectan rápidamente para permitir ver el movimiento del feto, e incluso sus rasgos faciales. Más allá de su valor diagnóstico, los sonogramas favorecen una más sólida unión de los padres con sus hijos antes del propio nacimiento.

Esta búsqueda por ver nuestro yo interior probablemente no suena tan “profunda” como la que vende el esoterismo habitual, pero sin duda alguna es más útil. Estas formas de ver nuestro interior, y otras muchas que están investigándose o implementándose, son herramientas esenciales para que más personas vivan más tiempo y vivan mejor, lo que quizá les permita hacer mejor su búsqueda personal del otro “yo interior”, si les apetece.

Roentgen: Premio Nobel

Wilhelm Conrad Röntgen (1945-1923) obtuvo en 1901 el primer Premio Nobel de Física que se concedió. En 1870 publicó su primer artículo científico dedicado a los calores específicos de diversos gases. Trabajó en temas como la conductividad térmica de los cristales, las características del cuarzo, incluidas las eléctricas; los efectos de la presión en la refractividad de diversos fluidos, polarización e influencias electromagnéticas y otros muchos temas, aunque en la percepción popular siempre será, sobre todo, el descubridor de los “rayos X”.

octubre 18, 2008

Los secretos del pegamento

El adhesivo, en sus múltiples formas, tiene presencia en todas las actividades de la vida, pero suele pasar totalmente inadvertido.

Algunos adhesivos comerciales para uso doméstico.
(foto D.P. de By Babi Hijau, vía Wikimedia Commons)
Cuando uno es pequeño, al ver la gran cantidad de objetos de cerámica de distintas culturas en los museos, no puede evitar preguntarse si la gente que los había usado tenía forma de pegarlos si se les caían y rompían. Después de todo, el pegamento está en todas partes, desde la lista de útiles escolares de primera necesidad hasta la fabricación de naves espaciales. Los adhesivos, en múltiples formas, tienen una presencia en todas las actividades, pero habitualmente de modo tal que suelen pasar bastante desapercibidos.

Pero, desapercibidos o no, los pegamentos ya eran parte de la vida de las culturas con cerámica, ya fuera burda o refinada. Y desde mucho tiempo antes. Gracias a la arqueología hemos pasado de pensar que el pegamento surge en la cultura humana hace 6.000 años, que es cuando se han datado algunas piezas de cerámica pegadas después de romperse, a saber que hace cuando menos 50.000 años que nuestros primos humanos, los neanderthales, ya usaban savias, resinas y gomas de distintos árboles como adhesivos, algo lógico como sabe cualquiera que al andar por el bosque se haya encontrado con algo de savia o resina pegados en las manos u otra parte del cuerpo.

De hecho, si se conservan las pinturas de Altamira o de Lascaux, se debe a que sus creadores mezclaron sus pigmentos con pegamentos que han resistido entre 15 y 25 mil años. En el año 3000 antes de nuestra era, los egipcios empleaban diversos pegamentos para hacer sus elegantes incrustaciones de madera y piedras preciosas, para poner pisos de mosaico y muros de azulejos que aún se mantienen en su sitio.

Después de los productos vegetales, nuestros ancestros descubrieron, probablemente como parte de los procesos de curtido de pieles y cocción de la carne, la forma de extraer el colágeno de los huesos, piel, músculos y otros tejidos animales, que es una sustancia pegajosa. Otros productos de los animales de la tierra, como la caseína obtenida de la leche y la albúmina de la sangre, fueron también empleados. Después se descubrirían propiedades adhesivas en partes de los peces, principalmente los huesos, cabezas y piel.

De hecho, ya los antiguos griegos tenían recetas de pegamentos utilizados sobre todo en la carpintería, algo muy lógico en tiempos en que los metales para hacer clavos eran escasos y costosos. Una receta griega incluía claras de buevo, sangre, huesos, leche, queso, verduras y granos... no muy apetitosa, realmente. Los romanos, por su parte, empleaban alquitrán y cera de abejas como adhesivos, entre otras sustancias.

La primera patente de un pegamento o adhesivo se otorgó en Gran Bretaña en 1750, como parte de la revolución industrial que se desarrollaba en Europa. Por esas mismas fechas se abrió en Holanda la primera fábrica dedicada exclusivamente a la producción de un adhesivo. Sin embargo, no fue sino hasta el advenimiento de la petroquímica que empezó el desarrollo acelerado y diversificado de numerosos tipos de adhesivos especializados. Hoy en día, la investigación de adhesivos se encuentra en la vanguardia tecnológica, trabajando a nivel subatómico tanto estudiando las patas de los gecos como las propiedades de diversos nanomateriales.

Algunos pegamentos populares

Las resinas epóxicas son uno de los pegamentos más conocidos desde su aparición en 1936. Se trata de sustancias llamadas polímeros epóxidos termoendurecibles que se “curan” (es decir, se polimerizan y se entrecruzan) en presencia de un catalizador o endurecedor. Es por ello que las resinas epóxicas o “epoxies” comerciales suelen venir en forma de dos recipientes cuyo contenido se mezcla inmediatamente antes de aplicarse, aunque existen epóxicos que usan el aire como catalizador, sobre todo los que se utilizan en pinturas y recubrimientos. Los adhesivos epóxicos son del tipo llamado “estructurales” que se utilizan en la construcción de aeronaves, automóviles, bicicletas, embarcaciones, etc.

La cola blanca o pegamento blanco se utiliza comúnmente en la escuela y en la carpintería, además de ser ampliamente usado en la industria de la artesanía de cuero y, agregándole agua, como una de las principales materias primas del papier mâché o cartón piedra. Se trata de un polímero sintético de consistencia gomosa que se llama acetato de polivinilo, y que se prepara como emulsión en un medio de agua. Fue descubierto en Alemania en 1912.

Los cianoactrilatos son los pegamentos conocidos por sus nombres comerciales como Loctite, Krazy Glue o SuperGlue. Son pegamentos especialmente resistentes, muy eficaces en materiales no porosos o que tengan pequeñas cantidades de agua, lo que lo hace especialmente peligroso si se utiliza sin precaución, puesto que pega rápida y sólidamente la piel y otros tejidos humanos. Al mismo tiempo, esta característica favorece el uso de los cianoacrilatos en ciertas formas de cirugía que se sutura sin hilo o grapas, y para sellar heridas en emergencias. Una aplicación curiosa de los cianoacrilatos es que, al calentarse, revelan huellas dactilares en superficies lisas como las de vidrio y plástico.

Los post-its El peculiar pegamento de las notas llamadas Post-It, el nombre comercial original del producto, fue considerado como un fracaso originalmente por su inventor, Spencer Ferguson Silver, un químico empleado en la multinacional de adhesivos 3M. Su invento era un adhesivo de alta calidad pero poca fuerza, formado por pequeñas esferas indestructibles de un copolímero de acrilato que se afianzan si se tira de ellas tangencialmente, pero se despegan si se tira perpendicularmente, y sin dejar residuos. Sus colegas de la empresa no se interesaron por el producto hasta que su colega Arthur Fry vio sus posibilidades para usarlo en marcadores de libros.

Pegamentos de contacto como el llamado “pegamento de zapatero” y el Supergen son aquéllos que se aplican a las dos superficies que se van a pegar y se les permite secar antes de unir las dos superficies. La unión entre las dos películas del adhesivo es rápida y sumamente fuerte.

Pegamento en barra Son pegamentos no muy fuertes, que vienen en forma sólida y que son sumamente cómodos para pegar papel y cartulina. Su facilidad de uso, su bajo costo y la ausencia de solventes y materiales tóxicos en algunas versiones, los han convertido en suministros muy comunes en la escuela y en la oficina.

Sin saber cómo funciona


Resulta notable que, pese a la larga historia del pegamento y su extendida utilización por parte del hombre, no tengamos aún una teoría comprobada y validada de cómo es que un pegamento logra el fenómeno de la adhesión. Todo parece indicar que, para que podamos explicar cómo ocurre, deberemos aún desentrañar muchos enigmas acerca de las fuerzas intermoleculares como la llamada fuerza de Van Der Walls, y las interacciones electrostáticas que ocurren a nivel atómico.

octubre 11, 2008

Los Premios Ig Nobel: después toca pensar

Los premios Ig Nobel: más allá de lo jocoso y lo aparentemente absurdo, estos premios nos invitan a pensar sobre la ciencia y sus posibilidades.

Desde 1991, un grupo de periodistas e investigadores científicos, entre los que hay actualmente unos 50 científicos, varios de ellos ganadores del Premio Nobel, entregan los premios que llaman Ig Nobel en un teatro de la prestigiosa Universidad de Harvard (antes la sede era una sala de conferencias del famoso MIT). Estos premios, que originalmente se daban a investigaciones que “no podían o no debían ser reproducidas” hoy son, según sus organizadores, para “honrar logros que primero hacen a la gente reír, y luego los hacen pensar”. Adicionalmente, explican que los premios tienen por objeto “celebrar lo desusado, rendir honores a lo imaginativo y promover el interés de la gente por la ciencia, la medicina y la tecnología”.

Los premios son, en ocasiones, críticas abiertas, como los que se han dado a supuestas investigaciones homeopáticas o a los consejos educativos estadounidenses que han sido objeto de ataques por parte de grupos creacionistas fundamentalistas. En otros casos, se otorgan a investigaciones desusadas, inesperadas o extrañas, como el famoso experimento que consiguió hacer levitar a una rana magnéticamente utilizando un campo magnético muy poderoso y las propiedades diamagnéticas del agua, no perceptibles ante campos menos potentes.

Los premios en sí están patrocinados por la Sociedad Informática de Harvard, la Asociación de Ciencia Ficción Harvard-Radcliffe y la Sociedad de Alumnos de Física de Harvard-Radcliffe. Estos premios paródicos pero con su lado serio, son sumamente apreciados por la comunidad científica mundial en general. En marzo de todos los años, la Sociedad Británica para el Avance de la Ciencia y el dario The Guardian patrocinan el Tour Ig Nobel del Reino Unido, donde se aprovechan los Ig Nobel para celebrar la Semana Nacional de la Ciencia con charlas de algunos de los ganadores.

Desafortunadamente, los medios no especializados parecen no haber entendido la broma, y se limitan a usar descripciones imprecisas como "los anti-nobel", "lo irrelevante de la ciencia" y “el ridículo científico", cosa que ciertamente no son.

Por ejemplo, los medios destacaron notablemente este año uno de los premios, otorgado a un investigador por medir cuánto puede alterar un armadillo el contenido de un sitio arqueológico. Extraño es, pero si lo pensamos un poco más a fondo, lo que hizo el arqueólogo brasileño Astolfo G. Mello Araujo, de la Universidad de Sao Paulo, puede tener importantes consecuencias. En arqueología, son muy importantes la ubicación u orientación de algunos restos o elementos, como los que se encuentran en los enterramientos.

Si aplicamos el mismo tratamiento de “después pensar” a otros de los premios Ig Nobel de este año, y nos planteamos preguntas en serio, podemos ver cuán relevante puede ser algo que a primera vista no lo parece.

La Coca-Cola es importante como producto y elemento cultural. Por ello llamó la atención el premio Ig Nobel de química otorgado a los científicos estadounidenses que demostraron que esta bebida es un espermicida efectivo y, ex aequo a los investigadores taiwaneses cuya investigación concluyó exactamente lo contrario. Quizá los ersultados distintos se deben a una diferencia en los protocolos experimentales. Quizá la bebida no es igual en Estados Unidos y en Taiwán. O incluso podría ser que haya diferencias genéticas concretas entre las poblaciones en las que se hizo el estudio. Y en todo ello hay que identificar cuál o cuáles de todos los componentes de la bebida tiene o no propiedades espermicidas, y descubrir por qué los estudios dan resultados distintos. Al menos sabemos que, en muchos casos, los resultados en principio contradictorios son un aviso de por dónde deben realizarse investigaciones ulteriores.

El Premio Ig Nobel de la Paz de este año se entregó a un comité suizo biotecnológico y a todos los ciudadanos de Suiza por declarar legalmente que "las plantas tienen dignidad". Ciertamente suena absurdo, pero llama la atención sobre un problema bioético de primera importancia. Los promotores del Proyecto Gran Simio buscan que se conceda a los grandes simios derechos iguales a los humanos. Sin embargo, en buena medida se pueden aplicar sus mismos argumentos para conceder derechos a otros primates, a todos los mamíferos, a los vertebrados, incluso a todas las plantas, aunque esto implicaría que preparar una ensalada fuera asesinato múltiple. Los seres humanos, tenemos que fijar una línea de demarcación ética, pero aún no es claro dónde y por qué debemos hacerlo. El que el tema se pueda reducir al absurdo y llevar hasta la "dignidad de las plantas" pone de manifiesto que aún no tenemos una aproximación adecuada al conflicto ético en el cual se ubican los defensores de los derechos de los animales y de los entornos ecológicos.

Es muy fácil ver por qué es importante una investigación que sugiera que los placebos caros son más efectivos que los placebos baratos. Tal investigación se llevó el Ig Nobel de medicina este año. Sabíamos que si un paciente espera que algo sea efectivo, su creencia influye en dicha efectividad, por lo menos en cuanto a los síntomas. Es esto lo que hace que parezan efectivas varias formas de curanderismo y brujería. Ahora sabemos también que el precio es un componente, y ello podría explicar la preferencia de algunas personas por medicamentos más costosos (como los “de marca”) frente a los genéricos.

Un último premio especialmente interesante fue para la demostración matemática de que montones de cuerda, o pelo, o casi cualquier otra cosa inevitablemente formarán nudos. La teoría de nudos es, precisamente, una rama de la topología, y los nudos como fenómeno han fascinado a muchos personajes a lo largo de la historia, como el propio Da Vinci, e incluso a culturas enteras, como la celta, cuyos nudos sobrevivieron cuando su idioma no lo pudo hacer. La inevitabilidad de que algo se ate en un nudo puede tener importantes consecuencias en las matemáticas, algo mucho más allá de un simple chiste entre señores de bata blanca.

Cantando el Ig Nobel


Entre los premios más divertidos destaca, sin duda, el Ig Nobel de la Paz concedido al baterista japonés Daisuke Inoue por haber inventado la máquina de karaoke (que en japonés significa “orquesta vacía”) en 1971. Habiendo sido considerado por la revista Time como uno de los personajes asiáticos más influyentes en el mundo, en el año 2000 recibió el premio por “proporcionar una forma totalmente nueva para que las personas aprendan a tolerarse unas a otras”. Como detalle curioso, Inoue nunca patentó su invento y no obtiene beneficios de los miles y miles de karaokes que suenan en el mundo.

octubre 10, 2008

Los mecanismos de las drogas

Los efectos fisiológicos y químicos de las drogas que el hombre utiliza desde tiempo inmemorial nos permiten averiguar muchos secretos del funcionamiento de nuestro cerebro.


El alcohol, una de las drogas más populares,
y de las pocas legales en muchos países
(Foto CC-BY-2.0  de Payton Chung,
vía Wikimedia Commons)
Llamamos "drogas" a sustancias con actividad neurológica que provoca estados o sensaciones que el usuario halla agradables y que se consumen sin necesidad médica. Así, una sustancia se considera droga no por lo que es, sino por la forma en que la usamos, aunque las drogas no sean exclusivamente de uso humano. Algunos lemures de Madagascar mordisquean a enormes milpiés para que exuden una sustancia venenosa que provoca al lemur un estado alterado que parecen disfrutar. Diversas aves comen fruta fermentada, al parecer por los efectos del alcohol. Los monos verdes, llevados a Bermudas desde Etiopía en el siglo XVII, se aficionaron a la caña de azúcar que fermentaba en las plantaciones, y cuando islas como San Kitt y Nevis se convirtieron en paraíso turístico, descubrieron el mundo del cóctel y se convirtieron en plaga para los dueños de chiringuitos en la playa y al mismo tiempo en una lamentable atracción turística. Esto atrago a investigadores de la Universidad McGill de Canadá, que descubrieron en 2002 que el comportamiento de los monos era muy parecido al de los humanos: de mil monos a los que se les dió alcohol, el 15% bebía de modo frecuente y abusivo, otro 15% bebía muy poco o nada, 5% tenía graves problemas con al abuso del alcohol. Es decir, los monos usan el alcohol como droga del mismo modo que los seres humanos. Eso se debe a que las drogas actúan sobre nuestro organismo de modo predecible y por afinidades químicas en ocasiones asombrosas, alterando la percepción, el humor, la consciencia y el comportamiento, dividiéndose en cuatro clasificaciones generales por sus sustancias más activas: estimulantes, analgésicos, hipnóticos y alucinógenos o psicodélicos.

Las drogas estimulantes aumentan la actividad del sistema nervioso simpático o del central, o de ambos, siendo los más conocidos las anfetaminas y la cocaína, que actúa principalmente bloqueando una proteína responsable del transporte de la dopamina para su reabsorción. Al acumularse la dopamina entre las neuronas, estimula a éstas de modo más prolongado, causando directamente el aumento del ritmo cardiaco y la presión arterial, además de servir como un anestésico local al bloquear los canales de sodio de las neuronas. Otros estimulantes populares son la cafeína y la nicotina del tabaco, y resulta curioso comprobar que la cafeína, considerada la droga de uso más extendido en el mundo, tiene mecanismos químicos de acción tan complejos que se sabe aún muy poco de ellos, y están bajo intensa investigación.

Por su parte, entre los analgésicos utilizados comúnmente como drogas destacan la morfina, la ketamina y la más popular droga de entre las perseguidas por las leyes, el tetrahidrocannabinol o THC, la sustancia activa del cannabis o mariguana. La planta usa esta sustancia para protegerse de los herbívoros y algunos organismos patógenos, porque actúa directamente en el cerebro, en unos receptores especializados de las neuronas llamados precisamente "receptores cannabinoides", que son sensibles a sustancias muy parecidas al THC producidas por nuestro propio organismo, llamadas endocannabinoides. Al activarse, estos receptores ocasionan hipotensión arterial, analgesia o supresión del dolor, relajación y euforia, y alteraciones en la percepción, desorientación, fatiga y aumento del apetito.

Los hipnóticos o productores de sueño más comúnes son los barbitúricos, los opiáceos y las benzodiazepinas. Los tres tipos de sustancias, al igual que el alcohol y algunos cannabinoides, se unen al receptor del neurotransmisor conocido como GABA, aumentando la acción de éste y ocasionando efectos relajantes, reductores de la ansiedad y anticonvulsivos, además de que algunos pueden provocar amnesia. Estos efectos explican las "lagunas mentales" y la somnolencia que ocasiona el consumo excesivo de alcohol, así como la similitud con las sensaciones del alcohol que experimentan quienes abusan de los barbitúricos. Los opiáceos son llamados así por su similitud química con el opio, del que se obtienen tanto la morfina como la heorína, y actúan sobre el cuerpo uniéndose a receptores en el sistema nervioso y en otros tejidos que están específicamente dedicados a este tipo de sustancias, ya que nuestro propio cuerpo produce sustancias opiáceas, como las llamadas "endorfinas", sustancias endógenas similares a la morfina y producidos por la glándula pituitaria que mitigan el dolor y producen una sensación general de bienestar. Por último, las benzodiazepinas, como el diazepam, el lorazepan y el bromazepam, también actúan sobre los receptores del GABA, aumentando los efectos de éste, provocando distintos efectos que van desde la disminución de la ansiedad hasta la sedación.

Finalmente tenemos los alucinógenos, que alteran radicalmente la percepción, emociones y pensamientos, provocando alucinaciones, e incluyen los psicodélicos como el LSD o ácido lisérgico, la psilocibina de los hongos alucinógenos o la mescalina que se encuentra en el peyote, y se popularizaron en la contracultura hippie. El LSD, como ejemplo, afecta a numerosos receptores en el sistema nervioso, en especial los de la serotonina, uno de los cuales controla la corteza visual, y es por tanto responsable de las alucinaciones relacionadas con el LSD que hicieron que se prohibiera incluso para uso terapéutico, pese a que llegó a ser muy prometedor. Otros alucinógenos son los disociativos como la ketamina o el PCP, y los delirantes o causantes de delirio que bloquean los receptores de acetilcolina, los más potentes alucinógenos, entre ellos el beleño o belladona y la mandrágora,

Entender qué hacen las drogas en nuestro organismo y cómo lo hacen es una forma de averiguar sus beneficios y cómo aprovecharlas, y también de comprender sus lados negativos y saber el precio que se puede pagar por la sensación placentera que mueve al consumo de tales sustancias.

El cornezuelo y las brujas

El LSD se deriva de la ergotamina, sustancia producida por el cornezuelo del centeno, una plaga de este cereal y que puede provocar convulsiones, alucinaciones, ardor y gangrena por la constricción de los vasos sanguíneos. Las curanderas antiguas utilizaban el cornezuelo para producir abortos y detener la hemorragia postparto. Pero, también, ciertas investigaciones históricas sugieren que quizá algunos casos de cacería de brujas como el de Salem en 1692, fueron producto de las alucinaciones inducidas por el cornezuelo del centeno entre quienes afirmaban estar embrujados o haber visto mujeres volar. Un viaje de ácido podría haber sido el origen de un triste capítulo de la historia.

octubre 04, 2008

Pasteur: un revolucionario silencioso

Distintas disciplinas científicas y filosóficas guardan diversas deudas con Louis Pasteur, el químico francés que a fines del siglo XIX hizo para el mundo viviente en gran medida lo que Copérnico hizo con nuestra imagen del cosmos, derribando uno de los más antiguos mitos sobre la vida y estableciendo, por primera vez en toda la historia humana, unos cimientos sólidos de saber demostrable sobre los cuales erigir el edificio de una nueva medicina basada en hechos y no en creencias.

Louis Pasteur en 1878
(Foto D.P. de Félix Nadar)
La carrera científica de Louis Pasteur, sin embargo, comenzó en un área muy alejada de la bioquímica, las vacunas y la pasteurización por las cuales se le conoce hoy en día, estudiando los efectos del ácido tartárico sobre la luz polarizada. En 1848, Pasteur descubrió que los cristales de tartarato de sodio y amonio venían en dos formas asimétricas, de hecho, eran la imagen de espejo unos de los otros. Separó los cristales de las dos formas y vio que la solución de una de ellas giraba la luz polarizada en sentido de las manecillas del reloj, mientras que la solución de la otra la giraba en sentido contrario a las agujas del reloj. Se trataba de dos formas de la misma molécula, una invertida respecto de la otra como una mano izquierda lo está de la derecha. Con este descubrimiento, el joven Jean-Louis Pasteur de apenas 26 años había fundado toda una rama de la química: la estereoquímica, que estudia la disposición espacial de las moléculas de toda sustancia y los efectos biológicos, químicos y físicos que tiene tal disposición.

Este descubrimiento hizo también que el joven Pasteur llamara la atención del mundo, concediéndole la Legión de Honor francesa con sólo 26 años, y fue su pasaporte para obtener el nombramiento de profesor de química en la Faculté de Estrasburgo, lo que impulsó su capacidad para investigar con libertad.

En 1864, el emperador Napoleón III llamó al ya reconocido Louis Pasteur para encargarle la investigación de los motivos por los que la cerveza y el vino se agriaban al paso del tiempo, lo que invariablemente representaba pérdidas para las empresas francesas. Si Pasteur conseguía aumentar lo que hoy llamaríamos la “vida de anaquel” de vinos y cervezas, los beneficios económicos serían cuantiosos. Pasteur utilizó un microscopio para determinar con certeza que en la fermentación intervenían dos variedades de levaduras, una que producía el alcohol al fermentar el caldo y la otra que producía ácido láctico, convirtiendo el vino en vinagre. La solución al problema fue el calentamiento breve del líquido hasta una temperatura de alrededor de 44ºC, con lo que casi se eliminaba la totalidad de las levaduras. Pronto, el vino francés se pasteurizaba después de fermentar para aumentar su vida útil, como hoy se hace con una gran cantidad de productos alimenticios.

Pasteur había demostrado, a diferencia de lo que creían muchos químicos de la época, que la fermentación y la descomposición se debían a la acción de organismos vivos y no era un proceso meramente químico. El paso siguiente fue realizar un experimento que demostrara que los microorganismos en un caldo de cultivo era resultado de la presencia de organismos vivos que se reproducían y no debido a la generación espontánea, doctrina que había sobrevivido más de dos mil años, un elemento restante del aristotelismo que había recibido tan duros golpes a raíz de la aparición del método científico. Aristóteles afirmaba que los organismos vivos son generados por sustancias orgánicas en descomposición, por ejemplo, los ratones surgían espontáneamente de la paja húmeda. Esta idea ya había sido atacada con argumentos, pero fue Pasteur quien desarrolló los elegantes experimentos que clavaron el último clavo en el ataúd de la escolástica y la autoridad aristotélica.

El filósofo Ernesto Renán dijo del método de investigación de Pasteur: “Este maravilloso método experimental elimina ciertos hechos, resalta otros, interroga a la naturaleza, la fuerza a responder y se detiene sólo cuando la mente está totalmente satisfecha. El encanto de nuestros estudios, el poder de atracción de la ciencia es que, en todo lugar y en todo momento, podemos dar justificación de nuestros principios y la prueba de nuestros descubrimientos”.

Pasteur utilizaría su afinada capacidad de diseñar experimentos elegantes y contundentes para probar otra hipótesis sobre el origen de las enfermedades. Habiendo descubierto al parásito responsable de la muerte de gusanos de la seda en Francia, con lo cual salvó a la industria de la seda, Pasteur conjeturó que los microorganismos podrían ser también responsables de las enfermedades contagiosas. A través de cuidadosos experimentos pudo determinar que tal era el caso en enfermedades de las patatas y de los seres humanos, en especial el ántrax.

Hasta ese momento, se intentaba curar con base en distintas creencias, ninguna demostrada experimentalmente. La teoría de los cuatro humores, prevaleciente desde Empédocles (siglo V antes de nuestra era) hasta la Europa del siglo XIX, dominó la práctica médica, con algunos tratamientos letales, como el desangramiento para eliminar el “exceso de humor sanguíneo”. En oriente, la idea de que la salud dependía de fuerzas mágicas como el “chi” o el “prana” llevó a prácticas igualmente poco sanas pero, sobre todo, ineficaces para enfrentar a la gran mayoría de las enfermedades. La teoría de los gérmenes patógenos propuesta por Pasteur terminó, de un golpe, con milenios de incertidumbre e inauguró la medicina con bases científicas, la medicina que dependía de evidencias y no de suposiciones. Con esas bases, además, Pasteur recomendó a los médicos, igual que Líster, medidas higiénicas en cuanto a sus personas, materiales y herramientas que evitaron innumerables muertes por infecciones transmitidas por los propios médicos.

En los últimos años de su vida, Pasteur se ocupó del desarrollo de vacunas usando formas debilitadas de los microorganismos patógenos para inocular a los pacientes y provocar que produjeran anticuerpos para defenderse de la enfermedad en caso de ser atacados por los microorganismos no debilitados. Produjo una vacuna contra el ántrax y otra contra el cólera, y en 1885 administró la primera vacuna contra la rabia. Diez años después, en 1895, moría siendo uno de los seres humanos que más vidas han salvado y que más profundos cambios provocaron en la historia de nuestras civilizaciones.

Un científico comprometido

Cuando se le festejaron sus 70 años en la Sorbona, en 1892, Pasteur se definió como “un hombre cuya creencia invencible es que la ciencia y la paz triunfarán sobre la ignorancia y la guerra, que las naciones se unirán no para destruir, sino para edificar, y que el futuro pertenecerá a aquéllos que han hecho más en bien de la humanidad que sufre”.