En estos días, la ciencia ya no necesita justificación como un tema digno de la ferviente devoción del hombre. La ganancia en el conocimiento exacto de las fuerzas y materiales del universo es reconocida por todos lados como una promesa de beneficio incalculable para la humanidad. La plena importancia de esta nueva luz, en su influencia sobre la mejora de la suerte humana, apenas está comenzando a ser realizada.
De acuerdo con la creciente apreciación del valor de la investigación científica para la humanidad, hoy en día existe entre los hombres científicos el esfuerzo de relacionar cada ciencia en particular con cada otra, y de asociarla en un todo coherente, sin perder de vista la necesidad de precisión en cada parte. La existencia de ramas de estudio compuestas como la química física, la bioquímica, la botánica fisiológica, etc., son una indicación de la perspectiva más amplia; y algunos de los mayores avances científicos modernos se están haciendo a lo largo de las líneas fronterizas entre las diferentes ciencias. La naturaleza es, después de todo, una unidad, y nuestras clasificaciones de sus fenómenos estrechamente relacionados en temas especiales son en parte arbitrarias.
Este esfuerzo por relacionar las diversas ciencias entre sí no solo es útil para la ciencia en su conjunto, sino que también es beneficioso para el trabajador individual. La perspectiva mental de un hombre debe ampliarse mediante un intento de trazar la relación de su tarea especial con las múltiples actividades y necesidades de la humanidad.
La rama particular de la ciencia llamada química tiene muchas relaciones con la vida humana, así como con otras ciencias. Forma parte esencial de cualquier filosofía de la naturaleza; sirve como un medio admirable de disciplina intelectual; guía al fabricante y al comerciante hacia la eficiencia en la producción y la pureza del producto; pero, quizás lo más importante de todo, contiene la llave que es la única que puede abrir la puerta al conocimiento realmente fundamental de las causas ocultas de la salud y la enfermedad. Esta es una de las formas más valiosas y vitales en que cualquier rama de la ciencia puede servir a la humanidad en los años venideros.
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Hace diez siglos, en la época de los alquimistas, la química se llamaba «la criada de la medicina»; hoy en día esta relación no es más débil, sino mucho más fuerte. El objeto de este artículo es llamar la atención muy brevemente sobre algunas de las formas en que la química moderna puede ayudar a la teoría y la práctica de la medicina.
Que existe una estrecha relación entre la química y la medicina es evidente para todos. Nuestros cuerpos están totalmente constituidos de sustancias químicas, y todas las múltiples funciones del organismo vivo dependen, al menos en parte, de las reacciones químicas. Los procesos químicos nos permiten digerir nuestros alimentos, mantenernos calientes, suministrarnos energía muscular. Es muy probable que incluso las impresiones de nuestros sentidos y los pensamientos de nuestro cerebro, así como el modo de transmitirlos a través de los nervios, estén relacionados más o menos íntimamente con las reacciones químicas. En resumen, el cuerpo humano es una máquina química maravillosamente intrincada; y su salud y enfermedad, su vida y muerte, están esencialmente conectadas con la coordinación de una variedad de cambios químicos complejos.
Esta complejidad del cuerpo vivo exige una visión clara y un conocimiento profundo para su plena comprensión; y la química de los días pasados era demasiado simple y superficial para ser una guía muy útil en el laberinto desconcertante de muchos caminos convergentes y cruzados. Ahora, las circunstancias han cambiado por completo. La química se está acercando rápidamente a la física en precisión, y se está expandiendo más allá de la física en alcance. A medida que ha aumentado la comprensión química, la brecha entre los fenómenos más simples del laboratorio químico y los cambios más complicados subyacentes a la vida orgánica se ha vuelto cada vez más pequeña. El médico inteligente está percibiendo esto, y da la bienvenida a la ayuda que la ciencia de la química, que avanza rápidamente, puede darle. Un eminente patólogo dijo recientemente que en el estudio de la célula y su crecimiento, normal y anormal, el científico médico investigador ha llegado al lugar donde debe recurrir al conocimiento químico, porque percibe que la acción de la célula depende de la naturaleza y cantidad de las diversas sustancias químicas de las que está hecha. Como la célula es la base de toda vida, y como nuestros cuerpos consisten simplemente en agregaciones de una gran variedad de células, cada una de las cuales se rige por leyes químicas, está claro que la química debe ser la base de todas las funciones vitales.
La química puede ser útil para la medicina de al menos tres maneras muy diferentes. Una de ellas se refiere al descubrimiento de los componentes de las cosas. Este tipo de química se llama química analítica. Otra forma en que la química puede ayudar a la medicina depende de la capacidad del químico moderno, no solo para averiguar de qué están hechas las cosas, sino también para descubrir cómo se juntan las partes. Esta rama de la química se llama química estructural, porque tiene que ver no solo con los materiales, sino también con la forma en que estos materiales están dispuestos. Sin embargo, otro método de utilidad proviene de un desarrollo aún más reciente de la química, comúnmente llamado química física, que se ocupa de los fenómenos que se encuentran en la línea fronteriza entre la física y la química, especialmente la parte de la línea fronteriza relativa a la relación de la energía con el material. El químico físico debe saber, no solo de qué están hechas las cosas y cómo se juntan estos elementos, sino también de qué energía se trata al juntarlos, y qué energía se libera cuando se descomponen.
Cada una de estas tres clases de química puede ser de gran ayuda para la ciencia y el arte de la medicina, y no se necesita ningún filósofo para proclamar cuán eficaz puede ser su asistencia que el antiguo método de observar meramente la apariencia externa de fluidos y tejidos.
Echemos ahora un vistazo en detalle a los diversos aspectos de estos tres modos de ayuda, tomándolos en el orden en que se acaban de mencionar. Primero viene el campo del químico analítico. Como se ha dicho, el cuerpo humano es una máquina química. Está compuesto enteramente de productos químicos, y es accionado exclusivamente por energía química. El químico analítico es capaz de decirnos la composición de cada una de las múltiples sustancias que componen esta intrincada máquina. No solo es capaz de descubrir los diversos elementos que están presentes, sino también de estimar con considerable precisión sus cantidades exactas. Puede analizar los alimentos, así como las diversas partes y secreciones del cuerpo, y puede determinar la relación entre la composición del alimento que se come y la sustancia corporal resultante. Todo esto es obviamente de gran valor, ya que nos muestra a la vez de manera general qué elementos deben entrar en los alimentos; y, además, en los casos de enfermedad, nos da pistas excelentes sobre la manera en que las diversas funciones del cuerpo se apartan de lo normal, y por lo tanto confiere una ayuda importante en el diagnóstico y la sugerencia de un tratamiento adecuado. Pero esta es una historia antigua y obvia, por lo tanto, no me detendré más en el lado analítico de la aplicación de la química a la medicina, por importante que sea.
Pasemos ahora al segundo aspecto del tema: la relación de la química estructural con la medicina. El desarrollo del tema es tan reciente que la idea misma de la química estructural aún no forma parte del equipo de un hombre con educación liberal promedio.
La química estructural tuvo su origen en el descubrimiento de que dos sustancias podrían estar compuestas de exactamente la misma cantidad porcentual de exactamente los mismos elementos, y sin embargo ser completamente diferentes entre sí. Este hecho, que dos cosas pueden ser exactamente iguales en cuanto a sus componentes, pero muy diferentes en sus propiedades, implica que debe haber una diferencia de disposición de algún tipo u otro. Podemos obtener la concepción más clara de esta idea con la ayuda de la hipótesis atómica. Si las partículas más pequeñas de cualquier sustancia compuesta dada están formadas por átomos aún más pequeños de los diversos elementos en cuestión, está claro que podemos concebir diferentes disposiciones de estos átomos, y es razonable suponer que las disposiciones particulares podrían hacer una diferencia considerable en la naturaleza de los compuestos resultantes. En todas partes en la vida, el arreglo es significativo. En el caso de los números, la combinación 191 es muy diferente de 911, aunque cada uno contiene los mismos signos individuales. ¿Por qué la disposición no puede ser significativa en el caso de los átomos?
No es posible en esta breve revisión explicar exactamente cómo los químicos obtienen una noción de la disposición de los átomos que acumulan las partículas (o moléculas) de cada sustancia. Dependemos de dos métodos de trabajo: uno, la división del compuesto y encontrar en qué grupos se descompone; el otro, el intento de construir a partir de estos o grupos similares el compuesto original. Al igual que entre los fragmentos de un edificio derrumbado, encontrará suficientes fragmentos para mostrar si era una vivienda, un establo o un taller mecánico, así entre los fragmentos de una sustancia descompuesta encontrará fragmentos de su estructura que aún permanecen juntos, suficientes para indicar algo de la agrupación original. Cada estructura química diferente que dejará un tipo diferente de química débris. Si a partir de fragmentos similares se puede construir la sustancia original por medios adecuados, hay pruebas sólidas de que se ha adquirido cierto conocimiento de la estructura.
En cuanto a la utilidad de la química estructural para la medicina, no podemos dejar de ver de inmediato su enorme importancia. Si la unión de átomos infinitesimales de diferentes maneras modifica las propiedades de las sustancias resultantes de manera diferente, es obvio que el modo particular de unión de cada uno de los compuestos complicados que constituyen nuestros cuerpos es de vital importancia para nosotros. Además, en el caso de nuestra comida, la sola disposición de los átomos puede hacer toda la diferencia entre alimento y veneno.
es fácil ver por qué estas diferentes estructuras deben tener un efecto diferente en el cuerpo. La vida, en el caso de los animales, es un proceso continuo de descomponer estructuras más complicadas en otras más simples; y está claro que esta descomposición ocurrirá de diferentes maneras con diferentes grupos, y por lo tanto producirá resultados diferentes.
El conocimiento de la disposición atómica de las diversas sustancias que componen el cuerpo no solo proporcionará una guía invaluable en el estudio de la fisiología, la patología y la higiene, sino que ya ha llevado al descubrimiento lógico de medicamentos completamente nuevos, construidos artificialmente en el laboratorio para satisfacer las necesidades especiales de dolencias particulares, y al uso racional de los alimentos. En los próximos años, estas ganancias se multiplicarán.
Así, en el futuro, el médico puede hacer su trabajo, no con un suero o un virus de composición y valor dudosos, sino con sustancias puras acumuladas en el laboratorio químico, sustancias con sus grupos de átomos dispuestos por la ciencia sutil para lograr la reconstrucción de órganos desgastados o la destrucción de gérmenes malignos sin ningún tipo de daño al trabajo. Por lo tanto, podemos soñar con el logro de una inmunidad artificial contra la viruela, por ejemplo, tan superior a la vacunación como esto es superior a la antigua inoculación.
Las sustancias benéficas de este tipo a menudo no se descubren por accidente; el número de arreglos posibles es demasiado grande. Para saber todo lo que hay que saber sobre la materia, se debe encontrar la estructura de cada sustancia intrincada existente en el cuerpo, y la disposición de los átomos en cada partícula de nuestro complejo organismo. Hasta que esto se haga, no podemos estar en condiciones de predecir con una certeza razonable lo que va a suceder con estas sustancias en la ronda de sus funciones diarias, o cómo es probable que se vean influenciadas por la enfermedad. Se trata de un problema tan importante que sería difícil exagerar su importancia para la posteridad.
Como he dicho, el conocimiento moderno ahora exige al químico que sepa, no solo los elementos que componen todas las cosas y cómo se juntan estos elementos, sino también cuán grande es la producción de energía involucrada en cada cambio al que pueden ser sometidos.
Ahora, no hay duda de que la energía es la causa inmediata de cada acción en el universo conocido. Sin ningún tipo de energía, todo el universo estaría quieto, oscuro, terriblemente frío, dormido. Un mundo impregnado de energías físicas, pero sin energía química, podría girar y tener luz y calor; pero no podría poseer vida orgánica, porque la vida se basa en la acción de la energía química. Por lo tanto, el estudio de la energía química es otro problema humano muy importante.
La química física tiene que ver con la relación de cada uno de los diversos tipos de energía con el cambio químico. Se ocupa de las fuerzas impulsoras que actúan y hacen posible la vida, y en cada uno de sus muchos aspectos aporta nueva inteligencia para influir en el funcionamiento del mecanismo viviente.
La química física trata, entre otros temas, las relaciones químicas de los cambios de sólido a líquido y de líquido a gas, y discute la naturaleza de las soluciones y mezclas de todo tipo. Como el cuerpo vivo está compuesto de sólidos y líquidos, y depende de los gases de la atmósfera para promover los cambios químicos que lo animan, y como las soluciones y mezclas están presentes en cada célula, las leyes y teorías de la química física están entrelazadas con cada hecho de la fisiología.
De nuevo, la química física se ocupa de la relación del calor con el cambio químico. La producción de energía en forma de calor en cada reacción química es digna de estudio, pero especialmente el hombre debe investigar los pasos por los cuales evoluciona todo el calor animal, y esto se debe exclusivamente a la reacción química. Además, la química física estudia el efecto del cambio de temperatura sobre la velocidad y tendencia de la acción química, un asunto de importancia en el estudio de fiebres y otras condiciones anormales, así como en el rastreo del maravilloso mecanismo oculto por el cual el cuerpo se mantiene a temperatura casi constante.
Sin embargo, esta química dinámica del futuro no se detiene aquí. Dentro de su provincia se encuentran también las relaciones recientemente encontradas de la química y la electricidad, que tal vez se refieran a algunos de los misterios de la acción nerviosa, y que proporcionan mucha inteligencia con respecto a la naturaleza de las soluciones en general. Quizás más importante que todo esto es la rama del tema llamada fotoquímica, la química de la luz, que promete ser de gran ayuda en la interpretación de los cambios que ocurren en las hojas de las plantas bajo la influencia de la luz solar. A través de la sola acción de la luz, la naturaleza es capaz de acumular los complejos compuestos necesarios para proporcionar alimento a todos los animales; y, hasta que no entendamos el crecimiento de la verdura, no podemos esperar entender el crecimiento del animal.
Un momento de reflexión mostrará que esta química de sustancias en acción, es decir, la química de la energía, trae consigo una promesa de utilidad para las generaciones futuras, que quizás supera la de cualquier otra ciencia. Porque el estudio de la sustancia inerte de la que ha partido la vida, no importa cuán preciso sea este estudio, no puede darnos un verdadero conocimiento de su verdadero oficio, más de lo que podemos predecir por la aparición de un pájaro disecado en un museo su completo hábito de vida. Para comprender el proceso de la vida, uno debe ver las sustancias en acción y estudiar su comportamiento bajo la influencia de las múltiples fuerzas que juegan a su alrededor; y este es el objetivo de la química física.
He esbozado muy brevemente algunas de las formas en que la ciencia ofrece una gran promesa de ayuda a la humanidad sufriente en el futuro. Para algunos, el punto de vista puede haber parecido materialista; sin embargo, debemos recordar que la ciencia no intenta comprender el misterio último, sino que trata solo de los hechos de la naturaleza. Los misterios más grandes de la vida parecen casi tan lejanos como siempre. No sabemos qué relaciones existen, por ejemplo, entre el cambio químico y el pensamiento, qué alteraciones permanentes de la estructura química causan la memoria. La vida que nunca hemos podido producir a partir de material muerto. La personalidad y la herencia desafiar el químico, el fisiólogo y psicólogo. Pero no seamos impacientes. Aunque es imposible predecir hasta dónde seremos capaces, por medio de nuestras mentes limitadas, de penetrar en los misterios de un universo inmensurablemente vasto y maravilloso, sin embargo, podemos consolarnos con el pensamiento de que cada paso ganado trae nueva bendición a la humanidad y nueva inspiración para un mayor esfuerzo.