Teoría microbiana

La teoría microbiana, planteada a finales del siglo XIX, demostró que los gérmenes microscópicos causaban la mayoría de las enfermedades infecciosas humanas. Entre estos gérmenes se encontraban bacterias, virus, hongos, protozoos y priones. A Louis Pasteur (1822-1895), químico y microbiólogo francés, y a Robert Koch (1843-1910), médico y microbiólogo alemán, se les atribuye el descubrimiento de la teoría microbiana, entre las décadas de 1860 y 1880.

Considerada el descubrimiento más importante en la historia de la medicina, la teoría retó a la profesión médica a reevaluar su perspectiva sobre las enfermedades y ofreció posibilidades tanto para la prevención como para el tratamiento de las mismas, así como para el descubrimiento y la implementación de nuevas tecnologías para combatirlas.

Anteriormente, los médicos asumían que la enfermedad era un proceso interno del cuerpo humano, especialmente por la teoría de los cuatro humores de Hipócrates, que se mantenía vigente desde hacía mucho tiempo. De acuerdo con esta teoría, el exceso o la deficiencia de cuatro fluidos corporales (sangre, flema, bilis amarilla y negra) provocaba enfermedades. La teoría microbiana contradecía esta idea al separar la enfermedad de las personas afectadas. Además, introdujo una forma reglamentada de clasificar las enfermedades (nosología) según el tipo de microorganismo que las causaba.

Teorías históricas de la enfermedad

Antes del descubrimiento de la teoría microbiana, se propusieron diversas teorías como posibles explicaciones de las enfermedades en humanos. La más antigua fue la teoría del miasma, atribuida a Hipócrates (460-370 a.C.), médico griego. Derivada de la palabra griega que significa contaminación o «aire viciado», la teoría del miasma sugería que las partículas en descomposición de materiales orgánicos, plantas o animales, envenenaban el aire. Aunque se detectaba fácilmente por el olfato, las personas que inhalaban el «aire viciado» enfermaban. Además, los movimientos planetarios, las perturbaciones de la Tierra, la falta de higiene y la contaminación del agua contribuían a menudo a la formación de miasmas. Se consideraba necesario eliminar los desechos junto con la limpieza para mejorar la atmósfera y evitar infecciones y enfermedades.

El filósofo griego Aristóteles (384-322 a.C.) propuso la generación espontánea de enfermedades. Creía que era posible que los organismos vivos surgieran de materia inerte. Además, este proceso —como el de los gusanos que surgen de la carne muerta— era un fenómeno regular y natural.

Galeno (129-216 d.C.), médico romano, amplió las especulaciones previas de Hipócrates sobre el desequilibrio de los fluidos corporales como causa de las enfermedades. Atribuyó cada uno de los cuatro humores a una estación específica, caracterizada por calor, frío, sequedad y humedad. Por ejemplo, los resfriados y las gripes se producían con mayor frecuencia durante el tiempo frío y húmedo. Cualquier cambio de clima o estación podía alterar el equilibrio de los cuatro humores, por lo que se idearon tratamientos para restablecerlo, como purgas, sangrías, enemas y vómitos. Estas antiguas teorías dominaron el pensamiento médico occidental sobre las enfermedades hasta el siglo XIX.

Otra teoría sobre el origen de las enfermedades planteaba como orígen las causas sobrenaturales. Los pecados de una persona resultaban en el contagio de una enfermedad como castigo de los dioses o de Dios. Fantasmas, demonios y espíritus malignos también poseían la capacidad de afligir a una persona con enfermedades. Se utilizaban magia, adivinación, hechizos, exorcismos y diversas drogas para diagnosticar y tratar enfermedades. En diversos curanderos —chamanes, sacerdotes, adivinos, curanderos— recaía la tarea de ahuyentar a los malos espíritus. La enfermedad como castigo por los pecados, así como una prueba de fe, fue posteriormente propuesta por los teólogos cristianos como explicación de las enfermedades.

A lo largo de la historia siguieron surgiendo más propuestas sobre el origen de las enfermedades. Al médico italiano, Girolamo Fracastoro (1476-1553) se le atribuye el primer uso de la palabra «contagio» para describir la transmisión de enfermedades. Su teoría de las «semillas de la enfermedad» sostenía que las afecciones podían propagarse por contacto directo o indirecto, o a largas distancias sin contacto alguno. El químico alemán Justus von Liebig (1803-1873), uno de los primeros fundadores de la química orgánica, sugirió que, como resultado de un proceso químico derivado de la descomposición de la materia orgánica, las enfermedades simplemente surgían en la sangre (la «fábrica química» del cuerpo).

Fundamentos de la teoría microbiana

Paracelso, o Theophrastus von Hohenheim (1493-1541), médico suizo, y Jean Baptist van Helmont (1579-1644), químico y médico holandés, lideraron la revolución médica que tuvo lugar durante el Renacimiento. Paracelso (a menudo considerado el padre de la toxicología) se dedicó al estudio de los efectos perjudiciales de las sustancias químicas en los organismos vivos. J. B. van Helmont (fundador de la química neumática) identificó las propiedades físicas de los gases. Ambos concluyeron que los gérmenes causantes de enfermedades eran externos al ser humano y que, una vez dentro del cuerpo humano, atacarían cualquiera de los órganos internos.

Más importante aún, la aparición de nuevas tecnologías, especialmente el microscopio, impulsó la disciplina de la bacteriología (una rama de la microbiología que implica la identificación, clasificación y caracterización de especies bacterianas). El microbiólogo holandés, Anton van Leeuwenhoek (1632-1723) creó el primer microscopio de lente única que le permitió a él y a otros investigadores ver y trabajar con microorganismos. Conocido a menudo como el padre de la microbiología, Leeuwenhoek estableció la microbiología como disciplina científica. La microbiología no solo estudia los microorganismos demasiado pequeños para ser vistos por el ojo humano, sino que también contribuye a la creación de fármacos diseñados para prevenir y curar enfermedades. De esta disciplina, surgieron dos elementos críticos que sustentaron la teoría microbiana:

1. Las enfermedades se originaban a partir de microorganismos.
2. La enfermedad se transmitía de una persona a otra mediante la propagación de esos diminutos gérmenes.

El médico británico John Snow (1813-1858) rechazó la teoría de los miasmas (según la cual todas las enfermedades se propagaban debido al aire contaminado) convirtiéndose así en uno de los primeros defensores de la teoría microbiana. En su obra Sobre el modo de comunicación del cólera (1849), Snow reveló que el cólera era causado por un microorganismo que los humanos ingerían y se depositaba en sus intestinos, no en los pulmones. Debido a un brote de cólera en Londres en 1854, Snow identificó una bomba en Broad Street como el origen de la contaminación del agua tomada del río Támesis. Snow recomendó hervir el agua antes de usarla para eliminar los gérmenes causantes de la enfermedad (una recomendación que aún se practica en la salud pública moderna). Este ejemplo de la primera aplicación práctica de la teoría microbiana fue rechazada por sus colegas médicos, quienes no aceptaban la idea de que microorganismos invisibles causaran enfermedades.

El médico húngaro Ignaz Semmelweis (1818-1865) fue pionero en la necesidad de procedimientos antisépticos en cirugías y salas de hospital. Semmelweis descubrió que en las salas de maternidad, las enfermedades se transmitían por contacto directo, especialmente entre los médicos que habían estado en contacto más reciente con cadáveres en las morgues, a diferencia de las parteras que trabajaban exclusivamente con embarazadas y madres primerizas. Recomendó que lavarse las manos entre el examen de cadáveres y pacientes, así como entre pacientes, reducía drásticamente los incidentes de sepsis puerperal («fiebre puerperal»), lo que resultaba en tasas de mortalidad mucho más bajas.

El cirujano británico Joseph Lister (1827-1917) fue otro pionero de la medicina y la cirugía antisépticas. Lister determinó que los microbios causaban la putrefacción de las heridas, recomendando que no solo se lavaran las manos del cirujano, sino también el instrumental quirúrgico para cada paciente. La implementación de esta medida sanitaria provocó una notable disminución de las muertes en las salas de cirugía.

Pasteur y Koch: fundadores de la teoría de los microbiana

El 19 de febrero de 1878, el químico y microbiólogo francés Louis Pasteur (1822-1895), ante la Academia Francesa de Medicina, propuso por primera vez la teoría microbiana. Pasteur, junto con sus colaboradores Jules Joubert (1834-1910) y Charles Chamberland (1851-1908), identificó tres características específicas de la nueva teoría:

1. Gérmenes específicos crean condiciones únicas;
2. gérmenes específicos causan enfermedades, fermentación y putrefacción;
3. las vacunas se hacen posibles una vez que se conocen los gérmenes específicos.

Las investigaciones de Pasteur sobre los gérmenes comenzaron en 1857 cuando los cerveceros franceses le pidieron que descubriera la razón por la que la cerveza y el vino se echaban a perder. Pasteur descubrió que las bacterias convertían el alcohol en vinagre. Recomendó que, para eliminar los gérmenes, se calentara el producto; este proceso se conocería como pasteurización. Estos primeros experimentos en la industria de los licores demostraron la conexión entre los microorganismos y las enfermedades.

En 1881, Pasteur empleó métodos similares para demostrar la relación entre el ántrax y los animales. En experimentos con ovejas, cabras y vacas, Pasteur inyectó a los animales una vacuna que contenía bacterias atenuadas (débiles), producidas calentando el germen del ántrax. Inyectó la vacuna en ovejas, lo que provocó que su sistema inmunitario desarrollara anticuerpos. Posteriormente, inyectó ántrax vivo a dos grupos de ovejas (uno vacunado y el otro no). El grupo vacunado sobrevivió; el grupo no vacunado murió. Así, El experimento de Pasteur demostró que el sistema inmunitario produciría niveles suficientes de anticuerpos para proteger a las ovejas de la muerte.

Los experimentos de Pasteur con la rabia, iniciados a principios de la década de 1880, concluyeron que las vacunas podían generar inmunidad incluso si el sujeto ya estaba infectado. La rabia resultó ser la más difícil, ya que el microorganismo no podía verse con los microscopios de la época (la identificación visual requiere un microscopio electrónico, que no se inventaría hasta la década de 1930). Primero, Pasteur inyectó el virus a conejos, observando que de seis días de incubación eran suficientes para desarrollar la rabia en toda su extensión. Posteriormente, realizó una serie de experimentos con perros para determinar la potencia necesaria de la vacuna, utilizando nuevamente concentraciones graduadas para producir la inmunidad necesaria.

El experimento más controvertido de Pasteur con humanos tuvo lugar en julio de 1885 con Joseph Meister, de 9 años, al que le había mordido un perro rabioso. Durante 14 días, utilizando dosis cada vez más fuertes de la vacuna, Joseph sobrevivió. En un experimento mucho más amplio, la nueva vacuna contra la rabia se ofreció a miles de personas en todo el mundo. Pasteur fue criticado por inyectar una vacuna potencialmente peligrosa, ya que no todas las personas mordidas por animales rabiosos desarrollaron la enfermedad. Un estudio de diez años, concluido en 1915, demostró la razón de Pasteur, ya que solo murieron el 0,6% de 6.000 personas vacunadas contra la rabia. El trabajo de Pasteur sobre la emergente teoría microbiana refutó la teoría previa de la generación espontánea. Sus experimentos, especialmente los relacionados con la fermentación del alcohol, establecieron la base biológica del deterioro y las enfermedades. Pasteur se considera a menudo el «padre de la microbiología» debido a sus descubrimientos revolucionarios.

El médico y microbiólogo alemán Robert Koch (1843-1910) contemporáneo de Pasteur, realizó experimentos similares que contribuirían al desarrollo de la teoría de los gérmenes. En 1876, Koch observó las bacterias con forma de bastón que causaban el ántrax en las vacas. Inyectó parte de la sangre infectada a ratones, que contrajeron el ántrax, demostrando así que un germen específico causaba una enfermedad específica.

Koch continuó su investigación sobre el ántrax con conclusiones más definitivas sobre la tuberculosis y el cólera. En marzo de 1882, ante una reunión de la Sociedad Fisiológica de Berlín, Koch demostró que mycobacterium tuberculosis era la causa de la tuberculosis. Un año después, primero en Egipto y luego en la India, Koch concluyó que el vibrio cholera era el microorganismo responsable del cólera. La bacteria estaba presente en el intestino humano y se transmitía principalmente por el consumo de agua contaminada, lo que corroboró las conclusiones de John Snow en Londres 30 años antes. Junto con sus estudiantes, los métodos de Koch —que vinculaban microorganismos específicos con enfermedades específicas— permitieron identificar una gran variedad de otras enfermedades: difteria, fiebre tifoidea, neumonía, peste, tétanos, sífilis y tos ferina.

Lo más importante es que Koch desarrolló cuatro postulados para identificar microbios específicos como causantes de enfermedades específicas:

1. El microorganismo debe estar presente en todos los humanos/animales afectados por la enfermedad.
2. El microorganismo debe aislarse y cultivarse fuera del animal/humano enfermo.
3. Este microorganismo cultivado, al introducirse en un humano/animal sano, debe causar la enfermedad a la que se relaciona el germen.
4. El microorganismo cultivado debe reaislarse y ser idéntico al microorganismo natural.

La investigación y las conclusiones de Koch prácticamente zanjaron el debate sobre si los gérmenes son la causa de las enfermedades. Su trabajo estableció la bacteriología como una disciplina científica independiente y única.

Consecuencias

El descubrimiento de la teoría microbiana condujo a medidas preventivas, especialmente vacunas y medicamentos, en particular antibióticos, que prevenían, minimizaban o curaban los efectos o en su caso, enfermedades mortales. A finales del siglo XIX, casi el 30% de las muertes se debían a infecciones. En cien años, la tasa de mortalidad se redujo al 4%, especialmente entre los niños. La eficacia de los programas de vacunación y la aplicación de antibióticos no solo redujeron la tasa de mortalidad, sino que también contribuyeron a aumentar la esperanza de vida en un 30%.

Casi igual de importante, la teoría microbiana impulsó el movimiento de salud pública al transformar la higiene pública y privada. La difusión de información entre el público sobre la causa de las enfermedades humanas por microorganismos generó un creciente sentido de responsabilidad, pues las personas podían actuar de diversas maneras para prevenir el brote y la propagación de enfermedades. Las campañas de higiene identificaron la contaminación, la basura, las alcantarillas, el smog y la suciedad general como caldos de cultivo ideales para gérmenes mortales. El público llegó a asociar la suciedad y los gérmenes con la infección y la enfermedad. Aunque la causa específica de una enfermedad en particular a veces permanecía en el misterio, las acciones públicas y personales se consideraban eficaces para prevenirlas.

Los siglos XIX y XX presenciaron la adopción generalizada de obras municipales centradas en la prevención de enfermedades. Estas iniciativas incluían el barrido de calles, la construcción de alcantarillas, plantas de tratamiento de agua, la recogida de basura y la regulación de la pureza de los alimentos. A nivel personal y doméstico, las campañas de limpieza se extendieron a animar a las personas a mantener sus viviendas, ropa y cuerpos limpios mediante el lavado regular, así como la eliminación adecuada de la basura y los residuos.

La teoría microbiana, combinada con el movimiento de salud pública, impulsó el desarrollo de la «economía doméstica científica» (o economía doméstica) a principios del siglo XX. Barrer, limpiar, lavar, bañarse y lavar la ropa se volvieron esenciales para la lucha contra los gérmenes y la mejora del saneamiento. En 1900, no existían medicamentos para combatir las enfermedades —salvo las vacunas contra la rabia y la viruela— por lo que la economía doméstica asumió un papel fundamental en la prevención de la salud pública. Según Nancy Tomes, en su libro Spreading the Germ Theory: Sanitary Science and Home Economics, 1880-1930 (Dar a conocer la teoría microbiana: ciencia de la salud y economía doméstica), el movimiento de la economía doméstica reconoció que los microorganismos eran responsables de las enfermedades humanas, especialmente los gérmenes presentes en el aire, el agua y la suciedad. La buena salud se lograba con una limpieza rigurosa del hogar.

La teoría microbiana introdujo el estudio de la bacteriología, una rama de la biología que identificaba, clasificaba y caracterizaba las diversas bacterias causantes de enfermedades humanas. También impulsó el estudio de la inmunología, que sirvió para estudiar el sistema inmunitario de todos los animales. El concepto más antiguo de cómo el sistema inmunitario ayudaba a protegerse de las enfermedades se remonta a la peste de Atenas (430-427 a.C.), cuando Tucídides observó a personas que contrajeron la enfermedad, sobrevivieron y se recuperaron, y luego prestaban asistencia a otras enfermas sin volver a enfermar.

El movimiento de salud pública impulsó a las autoridades a crear y posteriormente ampliar los departamentos de salud con el doble objetivo de mejorar los sistemas sanitarios (filtración de agua, alcantarillado y recolección de basura), a la vez que establecía regulaciones sobre plomería, preparación de alimentos y otros aspectos de higiene. Todas estas medidas de prevención de enfermedades, combinadas con el movimiento de economía doméstica, brindaron la oportunidad de aplicar la ciencia a la vida doméstica, dando lugar a la higiene doméstica.

Los avances en saneamiento, higiene y patología, derivados del estudio de gérmenes y enfermedades, derivados de la teoría microbiana, contribuyeron más a la transformación social que cualquier otra innovación médica. En el año 2000, la revista Life clasificó la teoría microbiana como el único avance médico entre sus diez avances más importantes del milenio anterior. La teoría de los gérmenes ha llegado a proteger y salvar miles de millones de vidas; vidas que de otro modo se habrían perdido a causa de gérmenes invisibles.