Categoría: Medicina

  • La historia de Phineas Gage y la barreta que le atravesó la cabeza

    El daguerrotipo de la izquierda muestra la imagen de un hombre de mediados del siglo XIX. Acicalado y bien vestido, el personaje exhala un aire de fortaleza y decisión, impresión que se corrobora al examinar las manos, claramente las de una persona acostumbrada al trabajo duro. La expresión seria y hasta retadora, típica de una época en la que la técnica fotográfica obligaba a los modelos a permanecer inmóviles varios minutos, se refuerza por la falta del ojo izquierdo, ¿tal vez la huella de una herida en el trabajo?

    Lo más notable en la imagen, sin embargo, es la barra que el personaje sujeta con lo que parece una combinación de entrañable aprecio y furioso odio.  Se trata sin duda de un instrumento de trabajo pesado por el que el hombre tiene sentimientos intensos.  Pero, ¿Qué es el misterioso objeto?

    Cuando Jack y Beverly Wilgus adquirieron el daguerrotipo, supusieron que el personaje era un ballenero y que lo que sujetaba con sus manos era un arpón de los usados en el siglo XIX durante las cacerías de ballenas. Incluso imaginaron que el hombre podría haber perdido el ojo en una de esas cacerías. Después de subir la imagen a internet, sin embargo, los Wilgus comenzaron a recibir mensajes en los que los expertos explicaban porqué la barra en la imagen no podía ser un arpón. Finalmente, algún internauta sugirió: ¿Será posible que la imagen sea un retrato de Phineas Gage?

    La saga de Phineas Gage comenzó el 13 de septiembre de 1848.  Parecía un día común para el joven capataz de 25 años que trabajaba en la construcción de la vía de ferrocarril en la vecindad de Cavendish, estado de Vermont, en los Estados Unidos. Esa tarde, tal como lo había hecho decenas de veces, Gage colocó una carga explosiva en un hueco perforado en la roca y comenzó a compactarla usando una barra de hierro que siempre cargaba. Esta vez algo no salió bien; tal vez el joven olvidó colocar una capa de arena encima de la pólvora, o la barreta produjo una chispa al chocar con la roca. El caso es que la mezcla hizo explosión, propulsando la varilla hacia la cabeza del joven.

    Los compañeros de Gage que se acercaron al escuchar el estallido quedaron estupefactos.  La barra metálica, de poco más de un metro de largo y unos tres centímetros de diámetro, había atravesado el cráneo del infortunado capataz y había volado 25 metros más allá del sitio de la explosión, “manchada de sangre y sesos”, según un relato de la época. Pero lo más sorprendente fue que Gage, con un grotesco agujero en su cabeza, recuperó el conocimiento a los pocos minutos, pudo hablar y hasta caminar hasta el carruaje que lo transportó hasta la posada donde se alojaba. Ahí, los médicos pudieron controlar la hemorragia, al tiempo que Gage platicaba con ellos y relataba su extraordinaria experiencia.

    La recuperación posterior del joven Gage fue aún más asombrosa. La compañía ferroviaria se negó a contratar de nuevo a Gage, quien pasó un tiempo con su familia y después algunos meses en Chile. Finalmente murió en 1861, después de sufrir una serie de ataques con convulsiones. Su cráneo y la barreta del accidente fueron donados al Museo Warren de Anatomía, en la Universidad de Harvard, lo que ha permitido, entre otras cosas, corroborar que efectivamente la persona retratada en el daguerrotipo de los Wilgus es ni más ni menos Phineas Gage. Resulta que la barreta tiene una inscripción que comienza diciendo «Esta es la barreta que fue disparada a través de la cabeza de Mr Phinehas [sic] P. Gage …» Un análisis detallado mostró que esta inscripción puede verse en la imagen de la barreta en el daguerrotipo de los Wilgus.

    El caso Gage fue seguido de cerca por el médico John Harlow, quien describió con detalle la naturaleza del daño causado por la barreta (como puede verse en la ilustración de la izquierda) y las secuelas de las heridas. Uno de los aspectos más discutidos de los reportes de Harlow es el aparente cambio en su personalidad de Gage después del accidente. El joven gozaba de una fama de persona responsable y recatada, y según Harlow en los años posteriores al incidente de Cavendish su conducta era irascible, desenfadada, descortés y hasta obscena. El caso se ha usado como ejemplo de libro de texto de como una lesión en el lóbulo frontal puede ocasionar dramáticos cambios en la personalidad y conducta de una persona.

    En 1994, un estudio publicado en Science por H. Damasio y colaboradores postuló que la barreta debía haber dañado no sólo el lóbulo frontal izquierdo de Gage, sino también la conexión de este lóbulo con el hemisferio derecho del cerebro. Este tipo de lesiones, según el estudio de Damasio et al., normalmente produce pérdida de la capacidad cognitiva y del manejo de las emociones, todo esto consistente con la descripción de Harlow sobre el comportamiento de Gage después del incidente.

    Más recientemente, en 2004, Ratiu y Talos realizaron una reconstrucción digital del cráneo de Gage y mostraron que probablemente la barreta no lesionó parte alguna del hemisferio derecho del cerebro. Este modelo digital, aunado a la imagen que nos presenta el daguerrotipo de la colección Wilgus, parece restar fuerza a la imagen común de un Gage irresponsable y fuera de control en sus últimos años. El daguerrotipo Wilgus, y uno más reciente hallado en los archivos de la familia Gage, muestran en cambio una persona esmerada y con evidente fortaleza.

    ¿Qué tanto cambió la personalidad de Gage después de su accidente? ¿Qué efecto pudieron haber tenido las lesiones cerebrales en esos cambios? Seguramente los científicos seguirán debatiendo estos temas por años. Lo que sin duda no cambiara es nuestro nivel de asombro ante el hecho de que una persona pueda no sólo sobrevivir, sino llevar una vida más o menos normal por más de once años después de que su cabeza haya sido perforada por una barreta de construcción.

    Figuras

    (1) Daguerrotipo de Phineas Gage de la colección Wilgus.  (copyright:  «From the collection of Jack and Beverly Wilgus»). Esta es una imagen invertida lateralmente del daguerrotipo original, que muestra el daño en el ojo izquierdo. Los daguerrotipos formaban imágenes especulares (con las partes izquierda y derecha invertidas).
    (2) Esquema publicado por John Harlow en uno de sus reportes sobre el caso Phineas Gage, mostrando la reconstrucción del médico de la trayectoria de la barreta al atravesar el cráneo de Gage.

    Referencias
    Damasio H. et al. 1994. The return of Phineas Gage: clues about the brain from the skull of a famous patient. Science 264:1102-1105.
    Ratiu, P. & I.-F. Talos. 2004. New England Journal of Medicine 351:e21. Muestra la reconstrucción digital del cráneo de Gages y de la zona donde debe haber penetrado la barreta.

  • Arsénico: historias de bacterias y de nobles italianos

    El 17 de octubre de 1587, después de 11 días de agonizante sufrimiento, el Gran Duque de Toscana, Francesco I de Medici murió a consecuencia de la malaria, de acuerdo con los documentos oficiales de la época.  La muerte del duque italiano probablemente no se hubiera convertido en evento histórico de no ser por una extraña circunstancia: apenas horas después del fallecimiento del sobrio gobernante, su esposa Bianca Cappello murió también de la misma enfermedad.

    Dos semanas antes de este extraño episodio, Ferdinando, el hermano menor de Francesco, se había mudado a la villa de los Medici en Poggio a Caiano, en las afueras de Florencia.  Ferdinando era el sucesor natural de Francesco, y de hecho fue el último de los duques de Toscana después de la muerte de su hermano.  Sin embargo, Bianca tenía dos hijos de un matrimonio anterior y cabía la posibilidad de que el mayor de ellos fuese nombrado heredero del ducado.  Todas estas circunstancias hicieron surgir el rumor de que la muerte de Francesco y Bianca no había sido natural y que probablemente Ferdinando había urdido un letal plan para conservar su rica herencia.

    A finales del 2006, un equipo encabezado por Francesco Mari, de la Universidad de Florencia, encontró altos niveles de arsénico en restos de órganos atribuidos a Francesco, aunque esos niveles fueron relativamente bajos en muestras de hueso y cabello.  Este patrón, que es consistente con una exposición de corto plazo al arsénico, llevó a Mari y sus colegas a concluir que Francesco había muerto por envenenamiento y que posiblemente Ferdinando habría usado trióxido de arsénico, el llamado arsénico blanco, para asesinar a su hermano y su cuñada.

    El arsénico es probablemente el veneno más conocido, al menos en la mente de los asiduos lectores de las novelas policíacas y de intriga.  También es protagonista de una de las historias en El sistema periódico, el clásico libro de Primo Levi, en la que un zapatero se presenta en el modesto laboratorio de Levi en Turín para solicitar el análisis químico de una muestra de azúcar con la que, sospecha el zapatero, un competidor está tratando de envenenarlo con arsénico. En diferentes épocas se ha atribuido al arsénico la muerte de personajes como Napoleón y Simón Bolívar.  También se piensa que varios pintores impresionistas podrían haber sufrido envenenamiento crónico con arsénico por el uso del verde de París, un pigmento que contiene un compuesto de cobre y arsénico.

    El arsénico actúa a nivel celular inhibiendo el funcionamiento de enzimas clave en la captación de energía.  La disrupción de la función celular se manifiesta a nivel del organismo con desbalances en la concentración de iones de potasio y subsecuentes fallas en los órganos vitales.  En su forma aguda, el envenenamiento produce espectaculares episodios de vómito y diarrea, así como intensos dolores abdominales y sudoración fría.  Es fácil ver cómo un envenenamiento con arsénico puede confundirse con una malaria fulminante (o viceversa).  Como el arsénico tiene la capacidad de suplantar al fósforo en algunas moléculas y cambiar la química de esas moléculas, se convierte en un potente veneno para cualquier forma de vida.

    Hoy (2 de diciembre de 2010), la NASA ha anunciado el descubrimiento de un tipo de bacteria (llamada GFAJ-1) que no sólo es capaz de crecer perfectamente en un ambiente con alta concentración de arsénico, sino que incluso ha evolucionado para incorporar los átomos de arsénico en sus biomoléculas.  En el ambiente extremo del lago Mono, en California, la bacteria ha logrado incorporar el arsénico en las moléculas de DNA en los lugares normalmente ocupados por átomos de fósforo.  Se trata, sin ninguna exageración, de un tipo de molécula completamente nueva, no conocida en ningún otro organismo del planeta.  Como explica Felisa Wolfe-Simon, investigadora principal en el estudio, nos encontramos ante un organismo que abre una enorme serie de nuevas puertas para el estudio de la vida en la Tierra y fuera de ella.

    No se trata de una forma de vida extraterrestre, como algunos medios especularon durante la semana, pero sí es un tipo de organismo que demuestra la enorme versatilidad y capacidad de adaptación de la vida.  Si hay bacterias capaces de sobrevivir, y de hecho prosperar en un ambiente que resultaría absolutamente inhóspito para otros organismos, es perfectamente plausible la existencia de vida de algún tipo en los ambientes extremos de algunos de los planetas y satélites de nuestro sistema solar.  El descubrimiento también abre la puerta para especulaciones sobre la existencia de vida en alguno de los más de 500 planetas que se han descubierto recientemente fuera del sistema solar.

    El arsénico, ese poderoso veneno protagonista de tantas historias de muerte e intriga, resulta fundamental para la vida bacteriana en un lago de California.  Así como las pinturas impresionistas nos muestran en los vivos colores verdes un aspecto positivo del arsénico, los descubrimientos anunciados por la NASA nos proporcionan una perspectiva completamente nueva: el arsénico como componente imprescindible para un ser vivo.

    ¿Y realmente el arsénico mató a Francesco de Medici?  En septiembre de este año, Gino Fornaciari, de la Universidad de Pisa y sus colaboradores demostraron con métodos inmunológicos que Francesco estuvo expuesto a Plasmodium falciparum, el protozoario responsable de la malaria.  Los altos niveles de arsénico encontrados por el equipo de Mari podrían resultar de los químicos usados en el embalsamamiento del cuerpo del duque y no de un envenenamiento, en opinión de Fornaciari.  De acuerdo con este nuevo estudio, la muerte del duque de Toscana, y probablemente también la de su consorte, se debió a la malaria, tal como fue asentado por los médicos de la época.

    ACTUALIZACIÓN [1 DE MARZO 2019]
    El artículo sobre GFAJ-1 se publicó el 11 de junio de 2011 en la revista Science (ver Wolfe-Simon et al. 2011 en las referencias). De inmediato provocó severas críticas por no demostrar experimentalmente algunas de las afirmaciones fundamentales del trabajo, como la presencia misma del arsénico en las biomoléculas de la bacteria. Sin embargo, como estas críticas no se publicaron en revistas científicas sino en el blog técnico de la investigadora Rosie Redfield, la controversia continúo por algunos meses.

    El golpe final que terminó por desmentir el trabajo de Wolfe-Simon y colaboradores fue la demostración de que la incorporación de arsénico es letal para GFAJ-1, como sucede en todos los seres vivos, y que de hecho la bacteria puede sobrevivir en el ambiente extremo del lago Mono a través de mecanismos químicos que le permiten distinguir los fosfatos (PO4) de los arsenatos (AsO4) y emplear solo los primeros, aunque la concentración de arsénico sea muchísimo mayor que la de fósforo.  (Elias et al. 2012).

    Figuras

    1. Francesco I de Medici, Gran Duque de Toscana.
    2. Pintura de Paul Cézanne.  En la parte inferior se muestra (aproximadamente) el color verde de París.
    3. La bacteria GFAJ-1.  Foto NASA.

    Referencias

    Elias, M., et al.. (2012). The molecular basis of phosphate discrimination in arsenate-rich environmentsNature491(7422), 134.

    Fornaciari, F. et al. (2010) Plasmodium falciparum immunodetection in bone remains of members of the Renaissance Medici family (Florence, Italy, sixteenth century). Transactions of the Royal Society of Tropical Medicine and Hygiene 104:583-587.

    Mari, F. et al. (2006) The mysterious death of Francesco I de’ Medici and Bianca Cappello: an arsenic murder? British Medical Journal 333:1299-1301.

    Wolfe-Simon, F. et al. (2011) A bacterium that can grow by using arsenic instead of phosphorusScience332 (6034): 1163–1166.

    2019: Año Internacional de la Tabla Periódica

  • PANGLOSS, COLÓN Y LA SÍFILIS

    Enfermo de sífilis. Atribuido a Durero

    En Cándido, o el Optimismo, Voltaire[1] satiriza a los idealistas y nos presenta a Pangloss, un optimista empedernido que siempre encuentra una causa positiva a las peores desgracias.  Al hablar sobre la sífilis que lo aqueja, Pangloss empieza por describir cómo adquirió “los tormentos del infierno” por haber gustado “las delicias del paraíso” en brazos de una bella doncella y de cómo el germen a su vez provenía en sucesión de un franciscano, una condesa, un capitán, una marquesa, un paje, un jesuita y finalmente, “en línea directa, de uno de los compañeros de Cristóbal Colón.»  A pesar de su sufrimiento, Pangloss afirma que la enfermedad es un elemento indispensable en el mejor de los mundos, porque “si Colón no hubiera atrapado en una isla de América esa enfermedad que emponzoña la fuente de la generación, […] no tendríamos ni el chocolate ni la cochinilla.”

    Tradicionalmente se ha atribuido a la sífilis un origen americano, porque la primera epidemia importante de la enfermedad en Europa se produjo poco después del regreso de Colón, en 1494 durante el sitio de Nápoles por las tropas francesas.  Debido a su naturaleza venérea y la propensión a aparecer en puertos y otros lugares llenos de viajeros, no tardó la enfermedad en ganar nombres peyorativos y llenos de xenofobia.  En Italia se le llamó “la enfermedad francesa”; en reciprocidad, los franceses la conocieron como “la enfermedad italiana”, pero era “la enfermedad española” en Holanda, “la enfermedad polaca” en Rusia y “la enfermedad cristiana” en Turquía.

    Para apoyar la hipótesis de que Treponema pallidum, la bacteria de la sífilis, entró en Europa con los primeros viajeros al Nuevo Mundo, Jared Diamond[2] señala la agudeza con la que la enfermedad azotaba a los europeos a finales del siglo XV, cuando las pústulas los cubrían de cabeza a pies, la carne literalmente se caía a pedazos y la muerte sobrevenía en cosa de unos cuantos meses.  Ya a mediados del siglo XVI la enfermedad había evolucionado hacia una forma un poco más benigna, más parecida a la actual.

    Tratamiento con mercurio (ca. 1496)

    Sin embargo, desde hace mucho tiempo se ha remarcado también que algunos escritos europeos antiguos describen padecimientos con síntomas muy similares a los de la sífilis.  Algunos escritos de Hipócrates, por ejemplo, parecen describir los chancros genitales característicos de la infección por Treponema.  Se ha especulado también que “la lepra” que aparece innumerables veces en la Biblia podría en realidad corresponder a la sífilis.  Por ejemplo, uno de los suplicios que tuvo que soportar Job fue el quedar cubierto “con una úlcera maligna desde la planta de los pies hasta la coronilla de la cabeza.”  También algunos escritos medievales describen pústulas semejantes a las de la sífilis, y recomiendan el uso de mercurio para su tratamiento.

    Dadas las evidencias a favor y en contra, y aunque la mayoría de los expertos considera que un origen americano de la enfermedad es el escenario más probable, no existe certeza completa al respecto.

    Hace unos días circuló en los medios masivos de comunicación una nota en la que se anunció el descubrimiento de pruebas, en apariencia irrefutables, de la presencia de la sífilis en Europa antes de Colón[3].  Brian Connell y su equipo, del Museo de Londres analizaron más de cinco mil restos óseos de personas enterradas en el Hospital de Santa María, en Londres, en los siglos XIII y XIV.  De acuerdo con las notas periodísticas, en al menos 25 de los esqueletos se encontraron lesiones que inequívocamente se pueden identificar como signos de sífilis.

    Si estos resultados se confirman, se refutaría la hipótesis del origen americano de la sífilis y de su introducción a Europa por los hombres de mar de Cristóbal Colón.  Sin embargo, es necesario aguardar a que Connell y su equipo sometan sus resultados al escrutinio de alguna revista científica antes de emitir un juicio a favor o en contra del almirante genovés.

    La moral es una enfermedad venérea.  Su primera fase se llama virtud.  Su segunda fase aburrimiento y la tercera, sífilis.

    Karl Kraus (1874-19 36).  Escritor y periodista austriaco.

    Actualización, octubre de 2015. El artículo de B. Connell y sus colaboradores se publicó este año [4]. Las conclusiones de este artículo científico son más cautas que las noticias que aparecieron en 2010: se habla de que los datos sugieren la presencia de sífilis en Europa antes de 1492.

    [1] Voltaire.  2006.  Cuentos completos en prosa y verso.  Traducción de M. Armiño y M. Domínguez.  Ediciones Siruela/Fondo de Cultura Económica, México.

    [2] Diamond, J. D. 1997. Guns, germs, and steel. The fates of human societies. W. W. Norton, Nueva York.

    [3] Por ejemplo, esta nota del Discovery Channel

    [4] Walker, D., Powers, N., Connell, B. et al. (2015) Evidence of skeletal treponematosis from the medieval burial ground of St. Mary Spital, London, and implications for the origins of the disease in Europe. American Journal of Physical Anthropology, 156, 90-101.