¿TE GUSTA MI BLOG? ----- Puedes ayudarme visitando un momento la publicidad ----- GRACIAS !

Marie Curie, la mujer que rompió la idea de una ciencia masculina


Marja Sklodowska (1867-1934), conocida como Marie Curie por su matrimonio con Pierre Curie, es la más importante mujer científico de toda la historia y uno de los grandes nombres en la historia de la ciencia


Seguramente su mayor mérito estuvo en destacar de forma extraordinaria en un ambiente dominado por los hombres, donde fue considerada una intrusa y menospreciada con frecuencia.

Polaca de nacimiento, emigró a Paris, donde acabó consiguiendo que se le permitieran trabajar como ayudante en el laboratorio de Pierre Curie, con el que poco después se casó.
Pierre Curie era un científico ya de cierto renombre, que había realizado importantes descubrimientos (la piezoelectricidad, la relación entre temperatura y paramagnetismoo ley de Curie y el desarrollo de una balanza de torsión de gran precisión, la balanza de Curie-Chèveneau).

Pechblenda o Uraninita
(mineralatlas.com)
El descubrimiento de la radiactividad por Henri Becquerel impulsó a Marie hacia el estudio de ese nuevo tipo de radiación y Pierre acabó uniéndose a esta nueva vía de investigación.
Becquerel había observado que las sales de Uranio emitían espontáneamente unos rayos que atravesaban cuerpos sólidos opacos y velaban placas fotográficas. Los esposos Curie se dedicaron a estudiar diversos minerales que emitían radiactividad y comprobaron que, además de Uranio, había otro elemento químico que también producía emisiones radiactivas, el Torio (descubierto y aislado en 1828 por Jacob Berzelius).
A partir de toneladas de mineral de Uranio (la Pechblenda o Uraninita), aislaron este elemento con el fin de determinar  su actividad y las propiedades de la misteriosa radiación.
Sorprendentemente, encontraron que, una vez extraído el Uranio, el mineral seguía siendo radiactivo y mantenía aún mayor capacidad de emisión, por lo que dedujeron que en esos extractos de mineral debía existir otro elemento, aún no identificado, y que era más radiactivo que el propio Uranio.
Tras años de trabajos para intentar aislar y purificar ese nuevo elemento, consiguieron una pequeña cantidad de una sustancia desconocida hasta entonces, a la que denominaron Polonio (en honor a la patria de Marie).
Pero aún persistía un alto nivel de radiactividad en el mineral, por lo que continuaron los trabajos de purificación hasta aislar un nuevo elemento, el Radio, al que llamaron así por la intensa radiactividad que emitía, muy superior a los otros elementos con esta capacidad.
Radio
A partir de 8 toneladas de Pechblenda habían conseguido aislar un gramo de cloruro de Radio y sufrido en sus carnes los efectos de la radiactividad, en forma de quemaduras, un aborto y otros trastornos de su salud.
Sin embargo, Marie se negó a patentar el método de purificación del elemento, pues según ella, "esto sería contrario al espíritu científico" (según cuenta su hija Éve Curie en su biografía).

Investigaciones posteriores sobre el nuevo elemento les llevaron a establecer algunas propiedades de las emisiones radiactivas y a clasificarlas en tres tipos: positivas (rayos alfa), negativas (rayos beta) y neutras (rayos gamma).

Estos descubrimientos les valieron la concesión del Premio Nobel de Física, junto a Becquerel, en 1903.
Poco después, Pierre murió atropellado y Marie obtuvo su cátedra de Física en la Universidad de la Sorbona, en Paris, convirtiéndose en la primera mujer catedrática en esta institución.

Continuó con sus investigaciones y logró aislar Radio metálico puro, determinando su peso atómico, además de estudiar las posibles aplicaciones de la radiactividad en diversos campos, especialmente en Medicina, para lo cual obtuvo numerosos sustancias con bajo nivel radiactivo. Gracias a estos nuevos avances, le fue otorgado el Premio Nobel de Química en 1911, siendo la primera persona en recibir dos Premios Nobel.

Nunca una misma familia ha obtenido tantos galardones de este tipo, pues su hija Irene Curie, junto a su marido Frederick Joliot (ayudante de Marie), también recibieron el Premio Nobel de Química en 1935, por su descubrimiento de la radiactividad artificial.

Marie Curie fue la primera mujer en romper muchos prejuicios machistas en el campo de las ciencias, a base de tesón, paciencia y trabajo. Gracias a ella la mujer entró en la ciencia de forma completa y definitiva.

Pasteur y la teoría germinal de la enfermedad



LOUIS PASTEUR (1822-1895) fue un químico francés que por azar acabó dedicándose primero a la química de los seres vivos (Bioquímica) y luego al estudio de los microorganismos



File:Louis Pasteur by Pierre Lamy Petit.jpg
commons.wikimedia.org
Su primer gran logro fue el descubrimiento de la existencia de sustancias dextrógiras y levógiras, según desviaran hacia derecha o izquierda el plano de vibración de la luz polarizada que incidía sobre ellas. El hallazgo de esta propiedad, posteriormente denominada "isomería óptica", fue muy importante más adelante en el estudio de las biomoléculas, le granjeó fama rápidamente.
Sin embargo, sus principales contribuciones científicas fueron en el campo de la bioquímica y la microbiología.

Siendo decano de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Lille, se dedicó a estudiar los procesos de fermentación del vino y la cerveza, con el fin de hallar un método para evitar que estas bebidas se agriaran al envejecer.
En primer lugar, comprobó que el proceso de fermentación no era un fenómeno químico, sino que lo llevaban a cabo unos microorganismos denominados levaduras, que consumían los azúcares del mosto y producían alcohol. También advirtió que algunos tipos de levaduras no producían alcohol, sino ácido láctico y éstas eran las que agriaban el vino.
Por ello, ideó un sistema para matar esas levaduras, consistente en calentar suavemente el vino o la cerveza hasta unos 48ºC y luego guardarlo en cubas selladas para evitar la contaminación. A pesar del rechazo inicial de los fabricantes, se comprobó que mediante este proceso se evitaba que el vino y la cerveza se agriaran, por lo que enseguida lo adoptaron. Desde entonces, este sistema se llama "Pasteurización" y hoy día se sigue aplicando a numerosos alimentos, como la leche, ya que elimina los microorganismos sin afectar apenas a las propiedades del producto.
File:Coldecygne.svg
Dedujo, además, que probablemente todos los procesos de fermentación y putrefacción eran debidos a la acción de microorganismos, lo que le llevó a realizar experimentos que verificaran esta afirmación, experimentos que le llevaron a derribar una de las teorías clásicas más arraigadas entre los científicos, la de la generación espontánea. Comprobó que si eliminaba mediante calor todos los seres vivos de un caldo nutritivo o un pedazo de carne y evitaba su contaminación posterior, el caldo o la carne no se pudrían, no aparecían organismos vivos en ellos. Esto lo logró diseñando unos matraces especiales, llamados "en cuello de cisne", por tener un cuello alargado y contorneado, que impedía la entrada de gérmenes del aire en el cultivo.

Robert Koch
Sin olvidar sus numerosas colaboraciones con diversas industrias francesas, además de la vinícola, para solucionar problemas causados por organismos, su contribución científica más importante, vista desde la perspectiva del tiempo, fue su "teoría germinal de la enfermedad", gestada en colaboración con otros grandes científicos de la época, en especial el alemán Robert Koch.
Pasteur gestó su idea a partir de sus descubrimientos previos sobre las fermentaciones y la demostración de la imposibilidad de la generación espontánea. A partir de esto, dedujo que las enfermedades probablemente fueran causadas por gérmenes, es decir, seres vivos microscópicos que se introducían en las personas y les causaban daños.
Koch desarrolló técnicas para aislar gérmenes de enfermos de tuberculosis y cultivarlos en el laboratorio, demostrando así que esta enfermedad era producida por un tipo de bacteria (Mycobacterium tuberculosis), que desde entonces es conocida como "bacilo de Koch".

Además, estos microorganismos podían transmitirse de unas personas a otras a través del contacto directo o indirecto, como ya habían apuntado algunos médicos como J. Lister o I. Semmelweis.
Lister, tomando como referencia el método de Pasteur para evitar el agriado del vino, comprobó que desinfectando las heridas de las personas intervenidas quirúrgicamente, además de utilizar guantes e instrumental esterilizado, se reducía drásticamente la mortalidad. Semmelweis opinaba que "los médicos eran asesinos que portaban la enfermedad en sus manos y contaminaban las heridas", recomendando el lavado y desinfección de las manos antes de acercarse a los pacientes (algo tan evidente hoy día, pero que hasta entonces parecía una medida absurda y no tenida en cuenta).
Pasteur recomendó a los cirujanos que hirvieran todo su instrumental y las vendas, además de trabajar con guantes también esterilizados, e incluso ideó un tipo de horno para llevar a cabo este procedimiento. Así se logró una disminución espectacular de los casos de infección y muerte de pacientes intervenidos, especialmente heridos de guerra, al menos entre los médicos que siguieron sus consejos, que en principio no fueron demasiados.

La teoría germinal de la enfermedad es probablemente uno de los mayores avances de la Medicina, ya que la convirtió definitivamente en una ciencia dedicada a combatir organismos causantes de enfermedades mediante métodos diseñados en base al estudio científico de los mismos. Además, inició el desarrollo de la Microbiología.

Pero Pasteur aún llegó más allá.
Investigando sobre el germen causante del cólera aviar (hoy día llamado Pasteurella), comprobó accidentalmente que si inoculaba en pollos cultivos de este germen que se habían debilitado con el tiempo, los pollos sobrevivían. Además, al infectarlos con la bacteria normal, los pollos no enfermaban, por lo que dedujo que habían desarrollado inmunidad a la enfermedad gracias a la infección anterior, en la que las bacterias debilitadas no habían causado su muerte.
Aunque la vacunación ya había sido descubierta por Jenner, Pasteur concibió un método científico para crear vacunas: debilitando el propio microorganismo causante de la enfermedad e inyectándolo en los pacientes.
De este modo elaboró una vacuna contra el ántrax (causado por el Bacillus anthracis), que se mostró efectiva y evitó epidemias de esta enfermedad entre el ganado en Francia.
fineartamerica.com
A continuación se dedicó al estudio de la rabia, con el fin de encontrar una vacuna eficaz contra esta enfermedad, que causaba la muerte en personas que habían sido infectadas por mordeduras de animales afectados. Tras haber conseguido debilitar al germen causante de la rabia (aún entonces invisible, pues es un virus), y sin aún haber realizado pruebas de su efecto, se le presentó la familia de un niño que acababa de ser mordido por un perro con rabia (Pasteur ya era una celebridad), con el fin de que les ayudase, pues empezaba a tener síntomas y moriría en cuanto avanzara la enfermedad. Ante el dilema planteado, decidió inyectar al niño un extracto de los cultivos del germen debilitado que tenía en su laboratorio.
La recuperación inmediata del niño confirmó el éxito de la vacuna para combatir esta temida enfermedad y aumentó el prestigio nacional e internacional de Pasteur hasta cotas antes no logradas por un científico. Gracias a esto se creó el "Instituto Pasteur" para el estudio de las enfermedades infecciosas, y a partir de este hecho se desarrollaron en años posteriores un gran número de vacunas ante enfermedades producidas por microorganismos.

Murió antes de que se instaurasen los Premios Nobel, por lo que esta distinción no llegó a unos de los más grandes científicos de la historia.
Sí lo recibió Koch, en 1905.

Pío del Río Hortega, el otro gran histólogo español


commons.wikimedia.org
Pío del Río Hortega (1882-1945) fue un médico que enseguida orientó su carrera hacia la investigación histológica gracias, en primer lugar, a su facilidad para el dibujo (lo que le permitió trabajar en el laboratorio de Anatomía de la Facultad de Medicina de Valladolid, mientras acababa sus estudios), y en segundo lugar, a la admiración que sentía por Ramón y Cajal, que acababa de recibir el premio Nobel en aquel tiempo.

Microgliocitos
Todo su afán fue trabajar al lado del gran maestro, cosa que logró al ganar una beca postdoctoral que le permitió incorporarse al laboratorio de Cajal en la Facultad de Medicina de Madrid.
Su mayor estímulo durante esos primeros años era, según cuenta en su libro "El maestro y yo", poder hablar de sus trabajos con Cajal y recibir la atención y consejos de éste.

Poco después acabó trabajando en el laboratorio que dirigía Nicolás Achúcarro, otro eminente histólogo afincado en Madrid a la sombra del maestro. Fue aquí donde desarrolló nuevos métodos de tinción del tejido nervioso, basados en el método del tanino y la plata amoniacal del propio Achúcarro. Estas técnicas permitieron observar con mayor detalle la estructura de las neuronas, lo que facilitó en gran medida el avance de las investigaciones en este campo.
Oligodendrocito y vaine de mielina
Además, ideó un nuevo método, el del "carbonato de plata amoniacal", gracias al cual pudo estudiar en detalle las células acompañantes de las neuronas (las células no nerviosas del tejido nervioso, denominadas en conjunto "Neuroglía"), identificando dos de los principales tipos, la Microglía (que denomina así por el pequeño tamaño de las células) y la Oligodendroglía (células a las que otorgó esta denominación por presentan escasas prolongaciones).
Sus estudios en profundidad sobre la oligodendroglía le permiten describir en detalle la estructura de estas células y su relación con los axones neuronales, así como establecer una similitud morfológica y funcional con las células de Schwann de los nervios periféricos, aquellas que forman la vaina de mielan que rodea los axones, indicando que la función de los oligodendrocitos en los centros nerviosos principales eran muy parecidos a los de dichas células, a las que consideró como variantes de la oligodendroglía en los centros nerviosos periféricos.
Posteriormente se identificarían 4 tipos de oligodendrocitos, de los cuales uno recibe el nombre de "Tipo II de Cajal" y otro "Tipo IV de del Río Hortega".

También creó el concepto de Angioglía, para los astrocitos (especialmente estudiados por Achúcarro, que identificó su relación con los vasos sanguíneos), aunque este término quedó en desuso, mientras los otros se mantienen hoy día.

También realizó importantes estudios sobre los tumores cerebrales y sobre la glándula pineal (epífisis).

Estos trabajos le convirtieron en una figura de gran prestigio entre la comunidad científica mundial, siendo dos veces candidato al premio Nobel, en 1929 y 1934, aunque extrañamente no le fue concedido (especialmente en la segunda ocasión, en que fue otorgado a científicos de mucho menor mérito).
Desgraciadamente, la guerra civil española le obligó a exiliarse y desde entonces su labor investigadora se vio frenada.

Eratóstenes y la circunferencia terrestre



File:Portrait of Eratosthenes.png
commons.wikimedia.org

ERATÓSTENES DE CIRENE (276-194 a.c.) fue un matemático, geógrafo, astrónomo, historiador y poeta griego, considerado como uno de los más grandes científicos de la antigüedad y, junto a Arquímedes, el creador de las Matemáticas aplicadas


Estudió en Atenas y Alejandría, ciudad que en aquél tiempo era la mayor ciudad del mundo. Fundada por Alejandro Magno, tenía grandes avenidas, un extraordinario puerto y un gigantesco faro (una de las 7 maravillas del mundo antiguo). Además, era el lugar ideal para artistas, científicos y estudiosos, pues disponía de la gran Biblioteca y el Museo, centros donde se almacenaba todo el saber de los antiguos.
Eratóstenes fue director de la Biblioteca desde el 236 a.c. hasta su muerte.

faculty.mc3.edu
En un papiro de la biblioteca encontró una información que le llamó poderosamente la atención: en Siena (actualmente Asuán), ciudad situada muy al sur de Alejandría, en la frontera meridional, los rayos del sol llegaban totalmente verticales el día del solsticio de verano. Esto se sabía porque había un pozo muy profundo en cuyas aguas se podía ver reflejado el Sol justo al mediodía de ese día, y también porque un palo clavado verticalmente en el suelo no proyectaba sombra. En Alejandría, sin embargo, el palo tenía sombra en el solsticio. 

Tanto si los dos palos proyectasen sombras iguales, como si no proyectaran sombra alguna, esto se explicaría de modo muy fácil: basta suponer que la tierra es plana, de modo que los rayos del Sol tienen la misma inclinación y forman el mismo ángulo con los dos palos o son verticales para ambos. Pero ¿cómo explicarse que en Siena no había sombra y al mismo tiempo en Alejandría la sombra era considerable?. Eratóstenes comprendió que la única respuesta posible era que la superficie de la Tierra está curvada. Y no sólo esto: cuanto mayor sea la curvatura, mayor será la diferencia entre las longitudes de las sombras. 

Aplicando el principio de los ángulos alternos internos, dedujo que si los rayos del Sol inciden directamente en Siena, pero en Alejandría hacen un ángulo con la vertical, ese ángulo es igual al que formarían las verticales de las dos ciudades si las prolongáramos hasta el centro de la Tierra, es decir, es igual a la diferencia de latitud geográfica entre Siena y Alejandría. Llamemos a este ángulo A. 
La diferencia observada en las longitudes de las sombras hacía necesario que la distancia entre Alejandría y Siena fuera de unos siete grados a lo largo de la superficie de la Tierra; es decir que si imaginamos los palos prolongados hasta llegar al centro de la Tierra, formarán allí un ángulo (B) de siete grados, es decir, la cuadragésima octava parte de los trescientos sesenta grados que contiene la circunferencia entera de la Tierra.

Una vez medido el ángulo A, Eratóstenes contrató a un camellero para que, cuando viajase hasta Siena, midiera con sus pasos la distancia entre las dos ciudades.
A partir del cálculo sobre el número de pasos dados por el camellero, determinó que esta distancia era de unos 5250 estadios (un estadio es una medida antigua que equivale a unos 160 metros).

Con esta información dedujo que si el ángulo A (7.5°) es parte de un círculo completo (360°), por lo tanto, la distancia entre Alejandría y Siena debe estar en la misma proporción a la circunferencia total de la Tierra, o sea, ésta debe ser 48 veces 5250 estadios, es decir, 252000 estadios, lo que equivale a 40320 km.

Como puedes comprobar, el resultado de Eratóstenes hace más de 2000 años es asombrosamente próximo a la cifra que se obtiene con métodos modernos y mucho más exactos, ya que cometió un error inferior al 1% (no olvidemos que las únicas herramientas que utilizó fueron palos, ojos, pies y cerebro, además del gusto por la experimentación).



Ver video de la serie "Cosmos" sobre este tema.

Fleming y el "zumo de moho"


commons.wikimedia.org
ALEXANDER FLEMING (1881-1955), médico escocés especializado en bacteriología, trabajó durante toda su vida en el hospital St Mary de Londres dedicado al estudio de las enfermedades infecciosas. También fue catedrático de Microbiología de la Universidad de Londres.

Sus dos grandes descubrimientos, la lisozima y la penicilina, fueron accidentales, aunque fruto de sus búsqueda de sustancias que destruyeran los microorganismos infecciosos sin afectar a las células del paciente. Como dice André Maurois en su biografía, "en la mayoría de los grandes descubrimientos científicos existe una parte de investigación deliberada y una parte de buena suerte".
Descubrió la lisozima debido a que las mucosidades emitidas por un enfermo al toser cayeron sobre un cultivo de microbios infecciosos. A los pocos días, Fleming observó que gran parte de estos microorganismos habían sido destruidos. Estudiando las secreciones mucosas de las fosas nasales comprobó que esto era debido a una enzima muy activa, la LISOZIMA, que forma parte también de la saliva y que es un mecanismo de defensa producido por el organismo.
Pero este hallazgo quedó totalmente eclipsado por el posterior descubrimiento de la penicilina.


Fleming siguió buscando otras sustancias que destruyeran los microbios patógenos sin atacar las células del paciente y que fueran más eficaces y fáciles de obtener que la lisozima.
En 1928, se encontraba estudiando un nuevo antiséptico, el mercurucromo, que mataba los estreptococos, pero siempre a concentraciones que el cuerpo humano no podía soportar.
madrimasd.org
Se le solicitó que escribiese un artículo sobre los estafilococos para una gran obra sobre Bacteriología. Entonces se vio obligado a repetir algunas investigaciones realizadas por un antiguo colaborador, Melvin Pryce, para estudiar formas anormales de estos microbios. Para examinar las numerosas colonias de estafilococos de que disponía, cultivadas sobre gel en placas Petri, era necesario quitar las tapaderas de las placas y dejarlas abiertas bastante tiempo bajo el microscopio, lo que representaba un gran peligro de contagio por otras bacterias y mohos.
Pasado un tiempo, al abrir varias placas de estos cultivos, observó que algunos de ellos estaban contaminados de moho. "En cuanto se abre una placa de cultivo se enfrenta uno con preocupaciones. Caen cosas del aire" (decía Fleming). De repente, enmudeció; después de un instante de observación dijo con voz indiferente: "that is funny..." (esto es curioso). Encima del gel había crecido moho, pero alrededor del moho, las colonias de estafilococos se habían disuelto y, en vez de formar masas opacas y amarillas, parecían gotas de rocío.
Este era un fenómeno que había sido observado por otros investigadores, que supusieron que el moho producía ácidos nocivos para los estafilococos y se olvidaron del asunto.
Sin embargo, Fleming enseguida tomó una muestra del moho para cultivarla en un tubo de caldo y tener la seguridad de conservar una muestra de aquel moho misterioso. Además, guardó aquella placa Petri (la conservó durante toda su vida) y desde ese momento abandonó la investigación sobre los estafilococos para consagrarse por entero al estudio del sorprendente moho.

Transfirió esporas a otra placa y las dejó germinar. Pronto obtuvo una zona de moho igual al anterior. Después depositó sobre la placa diferentes bacterias en tiras aisladas, formando los radios de una circunferencia cuyo centro fuera el moho.
Después de la incubación comprobó que ciertos microbios sobrevivían a la vecindad del hongo, mientras que otros no podían vivir a una distancia considerable. Así, observó que estreptococos, estafilococos, el bacilo de la difteria y el del ántrax eran afectados, mientras que el bacilo del tifus no.

Dedujo que ese moho parecía producir una sustancia que detenía el desarrollo de los microbios generadores de algunas de las enfermedades más graves. Podía, por tanto, poseer un gran poder terapéutico. Dice Fleming: "teníamos allí un moho que quizá producía algo útil".

Cultivó el moho en un recipiente con caldo nutritivo y al cabo de unos días, el líquido situado bajo la capa de moho adquirió un color dorado intenso. Utilizó este líquido en nuevos cultivos de microbios, comprobando que era tan activo como el moho original, incluso diluyéndolo 500 veces.
Estos experimentos convencieron a Fleming de que se encontraba en presencia de un fenómeno de antibiosis: el hongo producía una sustancia que mataba a los microbios.

Ahora lo importante era identificar el moho. Consultó libros y acabó opinando que se trataba de Penicillium chrysogenum. Hasta dos años después no se comprobaría, gracias al eminente micólogo norteamericano Charles Thom, que en realidad se trataba de Penicillium notatum.
Finalmente, sometió a su "zumo de moho" a la prueba fundamental, la de la toxicidad sobre organismos superiores. Observó que al inyectarlo en ratones no producía ningún efecto tóxico. También comprobó que no originaba síntomas tóxicos sobre la piel humana ni sobre la conjuntiva ocular.
Por fin había encontrado, del modo que menos podía esperar, la sustancia que había buscado durante 15 años.

Entonces, Fleming decidió darle un nombre, y la bautizó de la forma más lógica: PENICILINA.
Continuó llamando penicilina al filtrado bruto del caldo nutritivo en el que cultivaba el hongo. Pero ese caldo no podía ser empleado en inyecciones sin eliminar antes las proteínas extrañas que acompañaban al principio activo. Por tanto, era indispensable  extraer y concentrar dicho principio activo antes de intentar cualquier experimento terapéutico. Encargó este proceso a varios bioquímicos con los que mantenía relación, pero fueron incapaces de extraer la penicilina del líquido por los procedimientos habituales, ya que se mostraba como una sustancia altamente inestable, y acabaron por abandonar.
Así quedó frenado durante varios años el proceso de obtención de la preciosa sustancia descubierta por Fleming.

En 1935, Ernst Boris Chain, un judío alemán que llegó a Inglaterra huyendo de los nazis, entró a trabajar en el laboratorio de Bioquímica que dirigía en la Universidad de Oxford el farmacólogo australiano Howard Walter Florey.
Tras leer los informes de Fleming, se interesó por la penicilina y se dispuso a abordar el problema de su aislamiento. Junto a Florey, lograron una ayuda de 5000 dólares de la Fundación Rockefeller, aunque en el proyecto no se hablaba directamente de la penicilina y se proponían varios estudios, desde los venenos de las serpientes hasta el antagonismo bacteriano.
Entonces, Chain decidió empezar por la penicilina, comenzando los experimentos en 1939, que le confirmaron que era una sustancia muy inestable. Pero las dificultades estimularon su curiosidad y decidió utilizar métodos de extracción que se empleaban para la química de las enzimas: así acabó por probar con la liofilización, proceso mediante el cual se congela una mezcla acuosa y luego se somete al vacío para eliminar el agua por sublimación, quedando un residuo seco en el cual las enzimas no perdían su actividad.
Al liofilizar el líquido de cultivo de Penicillium, Chain obtuvo un polvo oscuro que contenía, además de penicilina, impurezas y que, por consiguiente, no podía inyectarse. Probó a disolverlo en metanol y eliminó gran parte de las impurezas, pero la penicilina volvía a ser inestable. Solucionó el problema diluyendo la solución con agua y volviendo a liofilizar. Así consiguió una penicilina parcialmente purificada.
Una vez que Chain consiguió aislar la penicilina, Florey se ocupó de los ensayos biológicos, como habían acordado previamente. Así que inyectó penicilina en ratones comprobando que aquella maravillosa sustancia tenía la propiedad de matar los microbios sin perjudicar a los ratones.
El experimento crucial se llevó a cabo el 25 de mayo de 1940, sobre tres grupos de ratones inyectados con estafilococos, estreptococos y clostridium septicum, comprobando que los ratones a los que se inyectaba penicilina sobrevivían, mientras el resto moría.

Fleming, al enterarse de ello, fue a Oxford a visitar a Florey y Chain. "Ustedes han hecho algo de mi sustancia", les dijo. Ahora sólo quedaba purificar aún más la penicilina y ensayar con enfermos humanos.
Tras innumerables pruebas y desilusiones, por fin lograron cultivar Penicillium a gran escala, gracias a la colaboración de un laboratorio americano especializado en realizar cultivos de hongos para reciclar residuos orgánico. De este modo, pudieron obtener cantidades de penicilina, ya bastante purificada, suficientes para realizar tratamientos continuados en enfermos con graves infecciones.
En 1942, Fleming se vio obligado a hacer la primera prueba terapéutica de la nueva penicilina purificada en circunstancias dramáticas: un amigo se encontraba en estado crítico por una meningitis estreprocócica sobre la que no tenían efecto ninguno de los tratamientos aplicados. Pidió a Florey penicilina purificada y, ante lo desesperado de la situación, la inyectó al paciente en la médula espinal sin tener constancia de que no fuera tóxica. Tras pocos días de tratamiento, el enfermo se recuperó totalmente.
Esta curación prodigiosa tuvo una gran repercusión en el ambiente médico e incluso la famosa revista Times publicó un editorial titulado "Penicillium" en su número del 27/08/1942.

A partir de aquí, se inició la fabricación de penicilina a gran escala por una gran corporación formada por las principales firmas farmacéuticas, y comenzaron las curaciones "milagrosas" de  enfermos con graves infecciones ante las que no había tratamiento posible... y llegó la gloria para Fleming.
Durante la siguiente década,millones de personas en todo el mundo salvaron su vida gracias a la penicilina, sobre todo miles de heridos en la 2ª guerra mundial, que hubieran fallecido víctimas de gangrenas y septicemias típicas de heridas de guerra curadas en campaña, como siempre había ocurrido.
Esto convirtió a Fleming en el personaje más admirado de su tiempo, siendo recibido por grandes multitudes en todos los países que visitaba. En su viaje a España, en 1948, fue recibido como un héroe, con multitudes aclamándole en las calles, además de serle concedidas numerosas condecoraciones y nombramientos.
Alguien dijo de él que era la persona que más vidas había salvado en toda la historia de la humanidad.

En 1945, Fleming, Florey y Chain recibieron el Premio Nobel de Medicina o Fisiología.

El "pie chupador" de Achúcarro


pendientedemigracion.ucm.es
Nicolás Achúcarro (1880-1918) fue uno de los discípulos de Ramón y Cajal que mayor reconocimiento internacional logró por sus estudios sobre la histología del sistema nervioso.
Su prematura muerte, debida a la enfermedad de Hodgkin (un cáncer linfático), le impidió alcanzar las más altas cotas en la investigación científica (Cajal dijo su muerte: "poco vivió el infortunado Achúcarro, pero vivió intensa y plenamente").

Estudió Medicina entre España y Alemania y acabó trabajando en Munich con Alois Alzheimer, bajo cuya dirección realizó sus tesis doctoral, que tituló "Contribución al estudio de la anatomía patológica de la rabia". Hasta tal punto impresionó al renombrado Alzheimer que éste le propuso como director del departamento de Anatomía Patológica del centro de enfermedades mentales de Washington.
Sin embargo, pronto regresó a España para trabajar cerca de Cajal, el mayor referente mundial en la investigación sobre el sistema nervioso.


Entre sus logros científicos destacan sus estudios sobre las células en barra que aparecen en la corteza cerebral de los enfermos de rabia y otros sobre diversas anomalías en el tejido nervioso de los afectados por diversas enfermedades psiquiátricas y por parálisis general progresiva.

Pero es más conocido por sus descubrimientos sobre la neuroglía (células acompañantes de las neuronas, identificadas por Virchow, que se encargan de darles soporte, alimentarlas y protegerlas), y en concreto, sobre un tipo de células llamadas "Astrocitos".
Los astrocitos son las células no neuronales más abundantes en el tejido nervioso. Son pequeñas y de aspecto estrellado, debido a la multitud de prolongaciones que poseen, gracias a las cuales desempeñan numerosas funciones de apoyo a las neuronas.

Achúcarro descubrió que algunas prolongaciones especiales de los astrocitos entraban en contacto directo con los capilares sanguíneos, mediante unos ensanchamientos terminales que se denominaron "trompas de Achúcarro" o ""pies chupadores de Achúcarro". Comprobó que estas estructura se encargaban de tomar los nutrientes de la sangre para transportarlos hasta las neuronas, ya que éstas son células tan especializadas que no son capaces de alimentarse por sí mismas.


Este importante descubrimiento fue posible gracias al desarrollo por él mismo de un nuevo método de tinción, el "método del tanino y la plata amoniacal", específico para observar las células de la glía y otras células no neuronales del tejido nervioso.
                                            

Lamarck y la herencia de los caracteres adquiridos

sciencephotolibrary.com
Jean Baptiste de Monet (1744-1829), conocido universalmente por su titulo aristocrático de "caballero de Lamarck", fue el primero en exponer una teoría científica sobre la evolución, cosa que hizo en su libro "Filosofía zoológica" (1809).


Esta teoría, conocida como la "Teoría de los caracteres adquiridos", "Transformismo", o simplemente "Lamarckismo", es la primera teoría más o menos completa y científica sobre la evolución y en ella, Lamarck concreta algunas de las ideas expuestas por los primeros científicos evolucionistas, como Erasmus Darwin (abuelo de Charles Darwin) o Georges-Louis Leclerc (conde de Buffon), y utiliza sus observaciones sobre fósiles y animales y plantas actuales para dar forma a toda una teoría con amplia base científica.

Dicha teoría recoge como ideas esenciales las siguientes:

  • Los seres vivos pueden sufrir cambios a lo largo de su vida para adaptarse a las circunstancias cambiantes o nuevas del medio en que habitan (es decir, los seres vivos evolucionan).
  • Estos cambios son caracteres adquiridos, ya que no se heredan de los progenitores, y se originan por el uso continuado o el desuso de ciertos órganos o partes del cuerpo a lo largo de la vida.
  • Dichos nuevos caracteres se transmiten a la descendencia y se van perfeccionando a lo largo de generaciones.


Como sabemos, esta teoría resultó ser errónea, siendo su error más evidente la idea de que los caracteres adquiridos a lo largo de la vida se pueden transmitir a la descendencia. Lamarck pensó que esto podría ocurrir en la naturaleza como consecuencia de la necesidad de los organismos de perfeccionarse y mejorar sus posibilidades de supervivencia cuando su entorno cambiaba.
Esta exigencia vital era la que obligaba a la naturaleza a conservar esos cambios conseguidos con tanto esfuerzo. No le parecía lógico que los caracteres adquiridos para sobrevivir y adaptarse al entorno se perdieran y el ciclo natural tuviera que empezar de nuevo, pues de este modo nunca se consolidarían las variaciones entre los individuos y la idea de la evolución se encontraría en un callejón sin salida.

De este modo, si utilizamos el ejemplo que más se ha empleado para explicar esta teoría, la necesidad de alcanzar el alimento que cada vez se encontraba a mayor altura provocó que ciertos animales fueran estirando su cuello a lo largo de su vida, para poder llegar a las hojas de los árboles. Este alargamiento del cuello (una mejora originada por la necesidad de sobrevivir, es decir, un carácter adquirido) se transmitía a sus descendientes, pues de otro modo estos no habrían sobrevivido.
Así, si cada cierto tiempo el alimento a esa altura empezaba a escasear, se repetía el proceso y esos nuevos animales estiraban aún más su cuello. de manera que al cabo de muchas generaciones, dichos animales acabaron originando las actuales jirafas. Es decir, las condiciones naturales obligaban a los seres vivos a cambiar y a heredar esos cambios.



Esta teoría fue casi tan duramente criticada como lo fue más tarde la de Darwin.

El más prestigioso científico de su época, el paleontólogo Georges Cuvier, creacionista convencido y autor de la teoría del catastrofismo, realizó numerosos experimentos con animales para demostrar que los caracteres adquiridos no se heredaban. Por ejemplo, si se cortaba la cola a ratones durante varias generaciones, estos animales seguían produciendo descendientes con cola.
Estas evidencias aportadas por Cuvier aniquilaron la teoría de Lamarck y, lo que es peor, su prestigio como científico, hasta tal punto que desde entonces cayó en el olvido y no volvió a publicar trabajo científico alguno hasta su muerte, que le llegó en la más absoluta pobreza y olvidado por la comunidad científica.

Sin embargo, la idea de que los seres vivos cambian quedó en el aire... y en la mente de otros naturalistas que leyeron su obra, por lo que sólo era cuestión de tiempo que apareciera una nueva teoría más completa y fundamentada, como ocurrió 30 años después de su muerte, con la publicación de "El origen de las especies" por Charles Darwin.

Sin embargo, hoy día Lamarck es considerado unos de los más grandes científicos evolucionistas, ya que el hecho de que su teoría resultase errónea (algo muy frecuente en ciencia) no eclipsa el que su "Filosofía zoológica" sea un trabajo muy importante, en el que se aborda una idea fundamental y se propone una teoría intentando explicarla, teoría que sirvió de base a científicos posteriores.

Además, fue un gran taxónomo, como demostró en su libro "Flora de Francia", en el que utilizó claves dicotómicas para la identificación de las especies vegetales.
También publicó una obra monumental, "Historia natural de los animales invertebrados", en 7 tomos, donde acuña el entonces nuevo término de "invertebrados".

Igualmente, Lamarck fue el primero en usar el término "Biología" para las ciencias de la vida, término que no acabaría por imponerse hasta mucho tiempo después.
Estatua de Lamarck en los jardines del
Museo de Historia Natural de Paris

Juan Oró y el origen de la vida

Tomado de "EFE"

Juan Oró (1923-2004) ha sido, junto a Ramón y Cajal y Severo Ochoa, el más grande científico español del último siglo (desgraciada e injustamente, nunca recibió el Nobel, por lo que apenas es conocido).



Como ha ocurrido con otros muchos científicos españoles que han pretendido estar en la vanguardia de la investigación científica, emigró a USA, donde se doctoró y ejerció su labor como catedrático de Bioquímica en la Universidad de Houston.

Centró sus investigaciones en la bioquímica de los orígenes del planeta y, por tanto, en el estudio del origen de la vida, especialidad en la que ha sido uno de los científicos más prestigiosos a nivel mundial durante toda la segunda mitad del siglo XX.
Participó en numerosos programas de la NASA, analizando las muestras de rocas lunares recogidas en el proyecto Apolo y encargándose de los análisis de la atmósfera y los componentes de la superficie de Marte en el proyecto Viking.
Además, demostró por qué en la superficie de Marte no existen restos de materia orgánica (la fuerte radiación ultravioleta que sufre la superficie del planeta provocaría la oxidación catalítica de toda materia orgánica, reduciéndola a CO2 y agua).

Oró siempre afirmó que el ser humano tomó conciencia de la limitación de los recursos naturales y el peligro de la contaminación gracias a los viajes espaciales, al observar la Tierra como una pequeña bola aislada en el cosmos. Además, decía que los humanos no sobreviviremos sobre el planeta tanto como los dinosaurios y mucho menos si no se toman medidas urgentes para preservar los recursos naturales, evitando su sobreexplotación.

El logro científico que más prestigio le otorgó entre sus colegas fue lograr sintetizar Adenina (una de las 4 bases nitrogenadas que forman parte del ADN) en el laboratorio, a partir de ácido cianhídrico (un derivado del cianuro que había aparecido en abundancia en el experimento de Miller), amoniaco y agua, con lo que demostró la posibilidad de la aparición espontánea de nucleótidos en la Tierra primitiva.

A partir de esto, siguiendo el método de Oró para la síntesis de Adenina, otros científicos pudieron sintetizar el resto de las bases nitrogenadas.
Avanzando un paso más, consiguió sintetizar ribosa y desoxirribosa (los azúcares que forman parte de los nucleótidos) añadiendo formaldehído a la mezcla anterior. Igualmente encontró varios aminoácidos e incluso pépticos.
También logró sintetizar prebióticamente (recreando en el laboratorio un ambiente similar al que existía en la Tierra antes de originarse la vida) otros compuestos orgánicos, principalmente fosfolípidos de membrana, coenzimas, histidina y algunas enzimas activas.
Todos estos experimentos supusieron los avances más significativos en el estudio del origen de la vida, desde el experimento de Miller.

En 1973 presidió la 1ª reunión de la recién creada Sociedad Internacional para el estudio del origen de la vida (ISSOL), de la cual fue el principal impulsor y recibió el Premio Oparin, otorgado por la misma.


Oró también fue uno de los más eminentes científicos que apoyó la teoría de la panspermia, que propone la posibilidad de que la vida en la Tierra pudiera haber tenido un origen extraterrestre, habiendo llegado a nuestro planeta en fragmentos de cometas, meteoritos o polvo cósmico. Una teoría que no puede ser descartada mientras no pueda demostrarse con rigor científico que la vida se originó en los océanos primitivos de forma espontánea a partir de moléculas inorgánicas. Además, existen una serie de pruebas que apoyarían esta teoría, como el hallazgo de restos de aminoácidos y otros compuestos orgánicos simples en meteoritos caídos sobre el planeta.

Entre los numerosos reconocimientos obtenidos no se encuentra, inexplicablemente, el Premio Nobel (es otra de las grandes injusticias cometidas por la Academia Sueca en la concesión de sus premios), aunque fue candidato en varias ocasiones.

Por último, una curiosa anécdota: en 2003 el Rey le concedió el título de "Marqués de Oró" en reconocimiento a sus logros en el estudio del origen de la vida... Hasta aquí, todo normal, pero el detalle estuvo en que Oró eligió para su escudo de armas la fórmula química de la Adenina...

Escudo de armas del marqués de Oró


Entrevista a Juan Oró en Radio Nacional de España (07/03/2000) sobre "vida extraterrestre": entrevista RNE

Mendel: las matemáticas aplicadas al estudio de guisantes


commons.wikimedia.org
Gregor Mendel (1822-1884) fue un fraile agustino checo, que desarrolló su actividad en la abadía de Santo Tomás, en Brno (actual República Checa).
Pasó algunos años en Viena, donde se doctoró en Matemáticas y Ciencias, para regresar al monasterio, donde llevó a cabo toda su actividad científica (al tiempo que impartía clases en la Real Escuela de Brno) hasta que fue nombrado abad y tuvo que dedicarse de lleno a esta actividad.

Las investigaciones por las que es reconocido como uno de los grandes científicos de la historia fueron sus famosos estudios sobre la hibridación en los guisantes (Pisum sativum), que cultivaba en el monasterio y que le llevaron a enunciar las que hoy conocemos como leyes de la herencia o leyes de Mendel, que suponen el nacimiento de una de las ramas de la Biología con mayor desarrollo en la actualidad: la Genética (la Genética nació en el jardín de un monasterio, gracias a un monje que cultivaba guisantes).

Mendel cultivó inicialmente dos variedades de guisantes, unos de color amarillo y otros verdes. Mediante sucesivos cultivos y selección de semillas, acabó por obtener líneas puras de estas dos razas de guisantes. Más adelante, seleccionó otras razas puras de plantas con determinadas características fácilmente identificables, como el aspecto liso o rugoso de la semilla, el color de la flor, etc.
A continuación, se dedicó a realizar multitud de cruzamientos entre distintas variedades, dos a dos, mediante polinización artificial (se trata de proteger las flores de una planta para evitar que sea fecundada y transportar hasta ella el polen de otra con la cual se desea cruzar).
En estos cruces entre razas puras que diferían en un determinado carácter, obtuvo resultados sorprendentes: por ejemplo, al cruzar guisantes de color amarillo con otros de color verde, la descendencia (individuos híbridos) estaba formada siempre por guisantes amarillos. Por eso, denominó "dominante" al color amarillo y "recesivo" al verde.
Observó estos mismos resultados para otros caracteres. Pero, aún más: si cruzaba estos guisantes amarillos obtenidos, en la descendencia volvía a obtener plantas de fruto amarillo y también verde. Es decir, al cruzar razas puras, el carácter recesivo quedaba enmascarado en la primera generación de descendientes (1ª generación filial), pero volvía a aparecer en la segunda, aunque siempre en una proporción de 3 a 1 favorable al carácter dominante.
También encontró que para ciertos caracteres, como el color de la flor, no existía dominancia de uno de ellos sobre el otro, por lo que el individuo resultante tenía un carácter intermedio entre ambos (por ejemplo, al cruzar plantas de flores blancas con otras de flores rojas, los descendientes tenían flores rosadas). Indicó que estos caracteres eran "codominantes".

Más tarde, realizó cruces en los que intervenían dos caracteres: seleccionó guisantes amarillos y de cáscara lisa y otros verdes y de cáscara rugosa (tras comprobar que el carácter cáscara lisa era dominante y la rugosa recesiva), obteniendo, tal y como esperaba, que todos los descendientes eran amarillos y lisos.
Al cruzar entre sí estos guisantes amarillos y lisos, obtuvo algo aún más sorprendente: no sólo obtenía verdes y rugosos, además de amarillos y lisos, sino que encontró todas las posibilidades que se podían obtener combinando los dos caracteres, es decir, aparecieron también guisantes amarillos y rugosos y verdes y lisos.

A partir de estos experimentos, propuso las leyes fundamentales de la herencia, que se pueden resumir así:

1ª ley (Principio de la uniformidad): al cruzar dos razas puras para un carácter, todos los descendientes son híbridos e iguales entre sí.

2ª ley (Principio de la segregación): del cruce entre individuos híbridos para un carácter se obtiene una descendencia en la que aparecen los dos caracteres originales.

3ª ley (Principio de la segregación independiente): cuando se cruzan híbridos para más de un carácter, cada uno de estos caracteres se transmite a la descendencia de forma independiente.

Hay un detalle fundamental en las experiencia de Mendel, gracias al cual pudo elaborar sus conclusiones y que constituye su gran mérito desde un punto de vista científico global: llevó a cabo miles de cruzamientos a lo largo de varios años, en los que contabilizó todos los resultados, para posteriormente realizar un análisis matemático de los mismos, que le permitió elaborar unos resultados concretos y precisos.
Esta aplicación de las Matemáticas a la investigación en las Ciencias de la Naturaleza fue la gran innovación de Mendel en el mundo de la ciencia.

A pesar de todo, los resultados de sus trabajos, publicados en la "Revista de la Sociedad de Ciencias Naturales de Brno" en 1865 (Versuche über plflanzen-hybriden), pasaron totalmente desapercibidos para los científicos de la época y permanecieron en el anonimato hasta bastante después de su muerte, debido a la escasa difusión y prestigio de la revista, a tratarse de un investigador totalmente desconocido y también al hecho de utilizar las matemáticas para realizar un estudio sobre guisantes (algo que resultaba chocante en aquella época).

Hasta 1901 no tuvo difusión internacional el trabajo de Mendel, cuando los científicos H. de Vries, C.E. Correns y E. Tschermack, por separado, revisando la bibliografía existente sobre el tema, consultaron sus escritos y "descubrieron" sus postulados sobre la herencia, denominándolos "leyes de Mendel".

Hasta bastantes años después, gracias a las investigaciones de Thomas H. Morgan con la mosca de la fruta (Drosophila melanogaster), no se llegó a comprender dónde residían los caracteres hereditarios estudiados por Mendel (Morgan demostró que se encontraban en los cromosomas).

Las tres leyes de Mendel: