Emil Adolf Behring (1854, Hansdorf, Prusia- 1917, Marburg, Alemania) ganó el primer premio Nobel en Fisiología o Medicina 1901 «por su trabajo sobre la terapia del suero, especialmente por su aplicación contra la difteria, mediante la cual ha abierto una nueva ruta en el dominio de la ciencia médica y ha puesto en manos de los médicos un arma victoriosa contra la enfermedad y la muerte».

Estudió, por falta de medios, en el Army Medical College de Berlín, licenciándose hacia 1880. Realizó el doctorado bajo la dirección de Koch y en 1885 alcanzó la plaza de Profesor de Higiene en la Universidad de Marburg. Behring se dedicó a luchar contra la difteria, una epidemia que aparecía y desaparecía en ciclos de distinta duración produciendo muertes de familias enteras. Loffler había establecido em 1883 que la difteria era producida por bacterias (o bacilos) y Behring investigó el modo de neutralizar la toxina que emitían los microbios. Trabajando con Kitasato Shibasaburo demostró que es posible proveer a un animal de inmunidad pasiva contra el tétano inyectándole suero de otro animal infectado. Luego aplicó la técnica de inmunidad antitóxica para prevenir la difteria: la administración de la antitoxina de la difteria se comercializó en 1892, llegando a ser rutinaria en el tratamiento de la enfermedad.

En su discurso de aceptación del premio Nobel, titulado «Terapia del suero en terapéutica y ciencia médica», Behring proclamó que sin el trabajo preliminar de Lóffler y Roux no habría tratamiento antidifteria. Dijo que los bacilos de la difteria llegan probablemente a través de la respiración y se localizan en las pequeñas cavidades de las amígdalas excretando venenos que ingresan en la corriente sanguínea y dan lugar a los síntomas inflamatorios de la laringe y faringe. Pero si se inyecta en la sangre suero de la difteria como antitoxina cuando el bacilo aún no ha iniciado su acción inflamatoria actuará preventiva y profilácticamente y la inflamación no aparecerá. Behring afirmó que la antitoxina no puede neutralizar el veneno que ha penetrado en las células del cuerpo y se ha establecido allí. También dijo que esta terapia es un método parecido a la vacuna de la viruela de Jenner, al tratamiento de Pasteur de la hidrofobia y a la terapia tuberculina de Koch, ya que la sueroterapia actúa a través de anticuerpos. Behring recordó sus trabajos sobre la tuberculosis en el ganado, señalando que, según Koch, el bacilo es diferente del de los humanos; pero él demostró que sometiendo a un largo cultivo en laboratorio el bacilo humano podía ser capaz de infectar al ganado. Hizo un extenso muestreo por distintas zonas geográficas y encontró que la reacción a la tuberculina variaba desde el uno al cuarenta por ciento según las localidades. Además, dedujo que se requería una larga convivencia para que la enfermedad pasase de un individuo a otro. Y esperaba conseguir la inmunización a la tuberculosis del ganado (vacuno) empleando para la investigación los recursos económicos dotados por la Fundación Nobel.

Ilya Ilyich Méchnikov (1845, Jarkov, Ucrania – 1916, París) obtuvo la mitad del premio Nobel de Fisiología o Medicina 1908 «en reconocimiento por su trabajo sobre la inmunidad». Microbiólogo de la Universidad de Jarkov, alcanzó el grado de Profesor Titular de Zoología de la Universidad de Odesa en 1870. Su primera esposa, Ludmilla Feodorovich, murió en 1873 de una tuberculosis que él no pudo curar. En su desesperación intentó suicidarse. Su segunda esposa, Olga, enfermó de fiebres tifoideas en 1880 y él se inoculó su sangre; ninguno de los dos llegó a morir. Méchnikov, estudiando células de la larva de estrellas de mar relacionadas con la digestión, observó que rodeaban y engullían partículas de tinte rojo que él había introducido en el cuerpo de la larva y las destruía. A esas células las llamó fagocitos. Por ellos abandonó el pesimismo. En 1888 se trasladó al Instituto Pasteur de París del que llegó a ser director con el tiempo. Estableció que los fagocitos eran la primera línea de defensa contra la infección aguda en la mayoría de los animales: eran las células blancas o leucocitos. En su última década se dedicó al estudio de la prevención del envejecimiento, que él creía producto de eyecciones bacterianas, mediante la ingesta del ácido láctico de la leche fermentada. Murió de ataques a un corazón perturbado por la Gran Guerra.

En su lección del Nobel, titulada «Estudio actual del problema de la inmunidad en las enfermedades infecciosas» habló de su investigación en el Instituto Pasteur sobre la resistencia a la enfermedad. Para ello, observaba en el microscopio cómo transcurría la digestión en pequeñas larvas vivas transparentes. Clavó espinas en el cuerpo de las larvas y vio células que se movían y las rodeaban; sucedía lo mismo si en vez de un cuerpo extraño actuaba un microbio patógeno: así lo observó en las pulgas de mar, pequeños crustáceos de playa, que ponían en movimiento sus células defensivas para devorar las esporas emitidas por los microbios. Era estudiar en vivo la inflamación en su primer estadio. Después pasó a investigar en los humanos y animales grandes. Llamó fagocitos a las células blancas y fagocitosis al proceso de defensa. Demostró, trabajando con los bacilos del antrax, que tras la vacunación estos procesos no existen o están muy atenuados; hecho que extendió como regla general a todas las infecciones muy peligrosas. (Méchnikov se refirió con una cierta extensión a las ideas de Paul Ehrlich sobre la fagocitosis: los amboceptores -anticuerpos- y su complemento, un conjunto al que llamaron opsonina, impregna al microbio y lo hace presa fácil de los leucocitos). Como conclusión a su discurso, Méchnikov dijo que el aumento de la capacidad defensiva de un organismo se debe al aumento en la producción de fagocitos y que los leucocitos de un organismo inmunizado protegen a otro organismo. El sistema de fagos en la inmunidad es ahora doctrina, dijo, una doctrina de la que han emergido métodos terapéuticos: reforzar la reacción de los fagos, activar la fagocitosis para aumentar la inmunidad.

Paul Ehrlich (1854, Strzelin, Prusia – 1915, Bad Homberg, Alemania) recibió la mitad del premio Nobel en Fisiología o Medicina 1908 «en reconocimiento a su trabajo sobre la inmunidad». En 1878 se doctoró con un estudio sobre la teoría y práctica del teñido de tejidos animales empleando los tintes de anilina de W. H. Perkin. También consiguió teñir el bacilo de la tuberculosis descubierto por Koch, propiciando así su detección con el microscopio. Entre 1879 y 1883 publicó treinta y siete comunicaciones científicas, entre ellas: el empleo del azul de metileno para el tratamiento de los desórdenes nerviosos, una reacción química para detectar en la orina enfermos de tifus, medicamentos contra la fiebre y contra enfermedades oculares. Él consideró que la más importante de todas ellas era la relativa al consumo de oxígeno por los distintos tejidos. Ehrlich, de religión judía, tuvo tiempo de casarse, tener dos hijas y enfermar de tuberculosis por sus manejos con el bacilo de Koch. Hacia 1889 formuló una teoría de la inmunidad basada en la existencia y labor de las cadenas laterales que toda célula posee. Dichas cadenas se comportan como receptores que absorben y asimilan nutrientes. También absorben sustancias tóxicas producidas por bacterias que solamente actúan sobre la célula si se combinan con la cadena lateral. En ese caso, el organismo afectado produce muchas cadenas laterales que previenen la infección e inmunizan el organismo. Ehrlich demostró, empleando conejos como cobayas, que estos animales, sometidos a una lenta y creciente dosis de material tóxico, llegaban a tolerar dosis cinco mil veces mayores que la letal. E.A. Behring aprovechó la técnica para preparar suero con efectividad antitóxica a partir de la sangre de caballos inmunizados. Pero muchas infecciones no respondían al tratamiento del suero, entre ellas las producidas por protozoos y Ehrlich se vio obligado a inventar la quimioterapia, a encontrar sustancias químicas con especial afinidad a los organismos patógenos. Con la colaboración de Kitasato y S. Hata empleó compuestos organoarsénicos para combatir la espiroqueta ‘treponema pallidum’ de la sífilis y los comercializaron con el nombre de Salvarsan y Neosalvarsan.

En su lección del Nobel, titulada «Funciones parciales de la célula», Ehrlich explicó que cada toxina tiene su antitoxina específica que la neutraliza encajando una en otra como llave y cerradura. La sustancia tóxica se adhiere al receptor mediante grupos químicos que deben ser idénticos a los de la antitoxina formando un complejo celular. También dijo que existía una diferencia colosal entre la cantidad de veneno inyectada y la antitoxina producida: de una parte a millones, lo cual lleva a la posibilidad de producir anticuerpos mediante una reacción química específica. Con respecto a los compuestos de arsénico trivalente empleados contra los tripanosomas citó dos: el óxido arsénico p-aminofenol y el diaminoarsenobenceno que matan, en el tubo de ensayo y en el organismo, en disoluciones de uno en un millón.

El premio Nobel de Fisiología o Medicina 2013 lo compartieron James E. Rothman, Randy W. Schekman y Thomas C. Südhof «por sus descubrimientos de la maquinaria que regula el tráfico de vesículas, un sistema de transporte esencial en nuestras células». Las células producen moléculas tales como hormonas, neurotransmisores, citoquinas y enzimas que deben ser transportadas en vesículas y entregadas en otras zonas del interior de la célula o exportadas afuera en el momento adecuado. Las vesículas, miniburbujas rodeadas de membranas, portan la carga entre los orgánulos internos o se funden con la membrana de la célula liberando la carga al exterior. Rothman descubrió la maquinaria que permite a las proteínas de las vesículas, liberadas de la red, fundirse con sus dianas para transferir su carga; Schekman, el conjunto de genes necesarios para el tráfico de vesículas; Südhof, las señales que indican a las vesículas cómo liberar su carga con precisión.

James E. Rothman (1950, Haverhill, MA, USA) se doctoró en la Harvard Medical School en 1976 y en 1978 empezó su investigación sobre las vesículas de la célula en la Stanford University in California. Desde 2008 es profesor en el Departamento de Biología Celular en la Yale University in New Haven. Trabajando con células de mamíferos descubrió que son las proteínas de la vesícula y de la diana las que permiten enlazarse a las membranas; pero estas solo se fusionan si las proteínas forman una combinación específica que asegure que la carga se transfiere a un destino preciso. Este proceso se cumple tanto en el interior como en el exterior de la célula.

En su discurso del Nobel, titulado «El principio de la fusión de las membranas en las células», ilustrado con gran cantidad de diapositivas (una práctica ya común a todos los investigadores), Rothman se preguntó: ¿Cómo se libera la carga correcta en el lugar correcto en el tiempo correcto? Y pasó a explicarlo. En principio, las proteínas elaboradas en el retículo endoplasmático son transportadas en vesículas hasta la superficie de la célula, donde tiene lugar el acoplamiento de las proteínas v-SNARE y t-SNARE. (En la terminología establecida por Rothman, las proteínas SNARE -cepo- son las que se entrelazan, donde ‘v’ indica vesícula y ‘t’ target -diana-). El mecanismo químico físico de fusión de las membranas fue sugerido por la estructura deducida por rayos X del complejo proteínico SNARE, dijo Rothman. Dicha estructura reveló la existencia de cuatro hélices alfa paralelas, pertenecientes a las vesículas pre y postsinápticas, que se entrelazan en un broche que fuerza a las dos bicapas de las dos membranas a formar una especie de cremallera que resulta en fusión. A este mecanismo lo llamamos SNAREpins y medimos directamente la fuerza que fusiona las bicapas. Comprobamos que la fusión es rápida, entre 10 – 100 milisegundos, y espontánea; una SNAREpin es suficiente, pero se requieren múltiples pins para una fusión óptima. El tiempo requerido para el proceso total es de unos 50 – 100 mseg. Luego, la enzima NSF ATPasa recicla las SNAREs que han fallado en la fusión, desliándolas. La liberación de los paquetes de neurotransmisores por fusión de las vesículas sinápticas en las terminales del nervio son disparadas por la entrada de iones calcio (cuyo sensor es la hélice alfa sinatotagquina) tiene lugar en menos de 1 mseg, aclaró Rothman. Y se despidió mostrándose en una foto con todo el personal de su laboratorio.

Randy W. Schekman (1948, St. Paul, MN, USA), hijo de familia alemana, se doctoró en la Universidad de Standford en 1974 bajo la supervisión de Arthur Kornberg, premio Nobel de Química 1959. Al mismo Departamento se unió Rothman pocos años después. Schekman es profesor de Biología Molecular y Celular en la Universidad de California, Berkeley, así como investigador en el Howard Hughes Medical Institute. En 1976 empezó a estudiar independientemente el tráfico de moléculas en el interior de las células. Trabajando con células de levadura, identificó tres clases de genes que controlaban diferentes aspectos del sistema de transporte en la célula. Los genes descubiertos expresaban proteínas que coincidían con las que Rothman había identificado en células de mamíferos, lo que puso de manifiesto el origen evolucionado del sistema de transporte.

En su lección del Nobel, titulada «Genes y proteínas que controlan (y organizan) la ruta secretora» explicó que la ruta comienza en el retículo endoplasmático del núcleo celular, desde donde las proteínas son transportadas en vesículas hasta el aparato de Golgi y, desde allí, las vesículas son dirigidas y acompañadas hasta la diana. Schekman resumió en tres conclusiones principales sus cuarenta años de trabajo: 1.- La unión de la sustancia segregada y la membrana plasmática están ligadas física y funcionalmente a través de una serie de necesarios orgánulos intermedios. 2.- La translocación (cambio, eliminación de histidina en la célula) de los polipéptidos y la maquinaria del tráfico de vesículas se ha conservado en mil millones de años de evolución. 3.- El COPII ( coat complex protein II, un complejo proteínico de revestimiento) ordena las moléculas de la carga mediante el reconocimiento de las señales de transporte y deforma la membrana para crear vesículas acompañantes. Más económico y claro no se puede exponer. Schekman se despidió diciendo que las conexiones entre los descubrimientos básicos y la aplicación práctica médica es ahora más tangible que cuando empezó su trabajo independiente.

Thomas C. Südhof (1955, Gotinga, Alemania) se doctoró en la Universidad de Gotinga en neuroquímica en 1982. Desde 2008 es profesor de Fisiología Molecular y Celular en la Universidad de Stanford. Südhof, tras estudiar la maquinaria de la liberación de los neurotransmisores descubierta por Rothman y Schekman, se preguntó cómo se controlaba con tanta precisión esa liberación. Encontró que las proteínas sensibles a los iones calcio eran responsables de la apertura de la cremallera resultante de la fusión entre membranas que facilitaba la emisión del neurotransmisor.

En la parte final de su discurso de aceptación del premio Nobel, titulado «La maquinaria molecular de la liberación de neurotransmisores», Südhof hizo un repaso de los descubrimientos efectuados en este campo y un análisis de los problemas que le parecían pendientes. Esto es lo que dijo. Los tres niveles de la liberación que hemos estudiado: –fusión de la membrana; disparo de Ca2+ en la fusión; organización de la maquinaria de la fusión controlada por el Ca2+ en la zona activa– forman una jerarquía de procesos interdependientes. Como una muñeca rusa, estos tres niveles están anidados unos en otros, con la fusión de la membrana en lo más interno y el andamiaje de una máquina sencilla en la capa exterior. Nuestro trabajo, junto al de otros, cubre un mecanismo plausible que explica cómo la membrana de la vesícula sináptica y la membrana plasmática llegan a fusionarse rápidamente durante la emisión (liberación ) del neurotransmisor, cómo esa fusión es disparada por los Ca2+, cómo estos procesos son organizados espacialmente en la terminal presináptica, y cómo la apertura de los canales de Ca2+ por un potencial de acción permite la transmutación rápida de la señal entrante del Ca2+ en un suceso de fusión. Además, la maquinaria de liberación del neurotransmisor que descubrimos da cuenta de la impresionante velocidad y precisión de la liberación disparada por los Ca2+. Más aún, el diseño total de esta maquinaria y la identificación de los dominios reguladores, sugiere mecanismos para explicar la dramática plasticidad a corto y largo plazo de la liberación, lo que juega un papel central en la determinación de las propiedades del circuito. No obstante, permanecen sin aclarar muchas cuestiones importantes. Por ejemplo, ¿ cuáles son los mecanismos químico físicos que fundamentan la fusión de la membrana, cuán precisos son los trabajos de las proteínas SNARE y SM, cuál es el papel de la maquinaria de fusión aquí descrita en desórdenes como la enfermedad de Parkinson, cómo llevan a cabo las terminales presinápticas los cambios estructurales a largo plazo durante la plasticidad, y cuál es el papel de la plasticidad a largo plazo? Aún más, ¿ qué mecanismos ejecutan varios tipos diferentes de sinapsis, por ejemplo, por qué las sinapsis inhibidoras exhiben a menudo una probabilidad de liberación más alta que las sinapsis excitantes, y qué mecanismos confieren distintas formas de plasticidad a diferentes tipos de sinapsis? ¿ Cómo se alinea con precisión la zona activa presináptica, y cuál es el tamaño de una sinapsis regulada? Mucho queda por hacer, ¡ espero ver al menos algunas de estas intrigantes cuestiones resueltas en lo que me queda de vida!

El premio Nobel de Fisiología o Medicina 2000 lo compartieron Arvid Carlsson, Paul Greengard y Eric R. Kandel «por sus descubrimientos sobre la transmisión de señales en el sistema nervioso».

Arvid Carlsson (1923, Upsala – 2018, Gotemburgo), hijo de un profesor de historia, estudió medicina y farmacología en la Universidad de Lund. Se doctoró con una investigación sobre el metabolismo del calcio, empleando como trazador el Ca-45 radiactivo; con este tema dirigió otras tesis. Fue profesor de farmacología en la Universidad de Gotemburgo desde 1959 hasta 1988 y emérito después. A finales de los años cincuenta del siglo pasado detectó la dopamina en áreas del cerebro que controlaban la locomoción y otras actividades voluntarias. Demostró que una disminución de dopamina dificultaba la capacidad de movimiento en animales y que cuando los trató con levodopa, que el cerebro usa para sintetizar dopamina, los síntomas desaparecían. Después, la L-dopa se empleó en el tratamiento del párkinson. El trabajo de Carlsson contribuyó a la comprensión de la relación entre neurotransmisores y estados mentales y condujo a la introducción de drogas antidepresivas.

En su discurso de aceptación del Nobel, titulado «Medio siglo de investigación sobre un neurotransmisor: impacto en neurología y psiquiatría», Carlsson contó la historia de la investigación con sus muchos protagonistas, sus simposios y controversias a nivel internacional. En un principio, dijo, se creía que la dopamina solo era un precursor de la noradrenalina, pero demostramos que se concentraba en áreas diferentes a la noradrenalina: estaba en los ganglios basales, importantes para el control del comportamiento motor. La dopamina era un neurotransmisor por sí misma. Observaron que la reserpina disminuía las capacidades motoras, produciendo unos síntomas parecidos al párkinson, y que la L-dopa, precursora de la dopamina, las restituía, por lo que se empleó en el tratamiento de la enfermedad. Carlsson discutió en su discurso las ventajas e inconvenientes del tratamiento. Además, expuso sus investigaciones con estabilizantes dopaminérgicos, esto es, con agentes antipsicóticos que actúan como bloqueantes de los receptores de dopamina: son tranquilizantes sin sedación utilizados en el tratamiento de la esquizofrenia (clorpromazina y haloperidol). También habló de su contribución al esclarecimiento del papel de la serotonina y de la fluoxetina, el Prozac, en su nombre comercial más popular, a los que denominó inhibidores selectivos del realmacenamiento de serotonina (SSRI en sus siglas inglesas).

Carlsson finalizó su lección diciendo que durante el pasado medio siglo la investigación del cerebro ha estado dominada por investigaciones bioquímicas, en contraste con el medio siglo anterior, en el que hubo un fuerte énfasis electrofisiológico. Esto ha sido debido a la importancia del concepto de transmisión neurohumoral y a los espectaculares progresos de la biología molecular. Pero el cerebro es una máquina extremadamente complicada por lo que es necesario ahondar todavía más en los neurocircuitos y en la conectividad tanto en niveles micro como en macroscópicos. Las técnicas de imagen y las estadísticas logradas por ordenador para reconocer patrones en un gran conjunto de datos, pueden ser extraordinariamente útiles para solventar el salto entre los datos obtenidos de los animales y los de los humanos. Estas y otras aproximaciones nos ayudarán a desvelar nuestra enorme ignorancia actual sobre el cerebro.

(Nota Bene. El neurólogo estadounidense Oliver Sacks, en su libro ‘Despertares’, que dio origen a una obra dramática de Harold Pinter y a una película dirigida por Penny Williams y protagonizada por De Niro y Robin Williams, da cuenta en numerosas historias clínicas de sus intentos de cura con levo-dopa de pacientes con síndrome postencefálico, la encefalitis letárgica, una funesta secuela de la enfermedad de Parkinson. Se supone que la pandemia de párkinson tuvo su origen en el virus de la llamada ‘gripe española’ de 1928. El hecho de que el párkinson y los síndromes postencefálicos se desarrollen tantos años después de adquirido el virus se debe a que solo se alcanzan cuando la destrucción de las neuronas de la ‘sustancia nigra’ del cerebro es aproximadamente del 80%, efecto que se potencia con la edad).

Paul Greengard (1925 – 2019, Nueva York) tras su doctorado en 1953 en la Universidad John Hopkins viajó a varias universidades de Europa. Fue director del Departamento de Bioquímica de los laboratorios de investigación Geigy y profesor en el Departamento de Farmacología de la Universidad de Yale antes de pasar al Laboratorio de Ciencias Moleculares y Celulares de la Universidad Rockfeller. Greengard demostró que los neurotransmisores tales como la dopamina se manifiestan con dos clases de señales sinápticas: lentas y rápidas. Cuando el neurotransmisor llega a las proteínas receptoras que residen en los canales iónicos de la membrana celular, provoca la irrupción de un segundo mensajero que añade moléculas de fosfato a las proteínas de la célula nerviosa, cambiando su forma y función, dotándolas de excitabilidad para transmitir mensajes. Greengard encontró una proteína reguladora, la DARPP-32, que participaba en las reacciones de fosforilación y desfosforilación en las que se ponen y quitan fosfatos.

En su lección del Nobel, titulada «La señalización neurobiológica de la dopamina», Greengard señaló la enorme dificultad que representa el estudio del cerebro, constituido, digamos, por cien mil millones de células nerviosas y cada una de ellas conectándose con otras mil ¿eléctrica o químicamente? Este debate lo ganaron, dijo, los de la escuela química, ya que el 99% de las células del cerebro emplean transmisión química. Explicó que hay dos categorías de transmisión sináptica: rápidas, que ocurren en menos de 1mseg, y lentas, que transcurren desde decenas de milisegundos a segundos. La mitad de las rápidas son excitantes y utilizan glutamato como neurotransmisor y la otra mitad son inhibidoras y la mayoría usan GABA (ácido-gamma-aminobutanoico). El glutamato se une a su receptor de la célula vecina y causa en él un cambio de conformación, lo que permite la entrada de los iones sodio en la célula causando una despolarización y excitación. En la transición inhibidora rápida es el GABA el que causa el cambio de conformación en el receptor que permite a los iones cloruro entrar en la célula causando una hiperpolarización inhibidora. La transmisión sináptica lenta es mucho más compleja que la rápida. Hay unos 150 compuestos que parecen servir de neurotransmisores en el cerebro, todos bioaminas y péptidos; incluso glutamato y GABA pueden actuar como lentos. Tras unirse a sus receptores cambian el nivel de un segundo mensajero, que puede ser AMPc (adenosinmonofosfato cíclico), GMPc, Ca2+ o diacilglicerol. Estos activan diversas clases de proteínas quinasas, que cambian por fosforilación las propiedades de las proteínas sustrato, las más numerosas de las cuales son receptoras de los neurotransmisores tanto rápidos como lentos y fosforilan los canales iónicos. Este esquema, en el que hay que incluir las proteínas ‘pompas de iones’ que restauran el equilibrio iónico tras la actividad neuronal y las proteínas ‘factores de transcripción’ presentes en el núcleo de la célula que controlan la síntesis de nuevas proteínas, fue muy controvertido en principio y ahora es aceptado como dogma, dijo Greengard.

En nuestros estudios sobre la señalización de la dopamina, dijo Greengard, fuimos muy afortunados al descubrir una molécula a la que llamamos DARPP-32, una proteína de 32000 g/mol formada por 205 aminoácidos que media entre la dopamina y otros neurotransmisores, por ejemplo el glutamato, y establecimos cómo funciona mediante reacciones muy complejas de fosforilación y desfosforilación en la conexión entre el neostriatum, el cortex y la sustancia nigra. Greengard esquematizó unas pocas rutas de las muchas que sigue la transducción en las neuronas que funcionan con los principales receptores de dopamina y glutamato, indicando que las rutas son muy complejas y tienen múltiples lugares de interacción. También apuntó que la transición sináptica lenta es el ‘software’ que controla la transición. Estos y otros descubrimientos, señaló, han provisto nuevas dianas terapéuticas para el tratamiento de enfermedades neurológicas y psiquiátricas. Por ejemplo, los pacientes de párkinson, al poco tiempo de ser tratados con L-dopa se vuelven refractarios al tratamiento, quizá debido a un descenso en la regulación de los receptores de dopamina. Hay que saber más, acabó diciendo Greengard. Hay que encontrar sustancias terapéuticas que activen e inhiban los componentes intracelulares en las rutas de transmisión. Hay que encontrar otras rutas de la dopamina.

Eric R. Kandel (1929,Viena) llegó a Nueva York en 1939 con su familia huida del régimen nazi establecido en Austria. Estudió historia y literatura en Harvard y, después, psicoanálisis y psicología del aprendizaje y la memoria. Más tarde se dedicó al estudio de las bases biológicas de la mente. Desde 1974 era profesor en el Centro de Neurobiología y Comportamiento de la Universidad de Columbia, N. Y. Para el estudio de los mecanismos básicos de la memoria (por los que fue premiado) escogió la Aplysia, una babosa marina con unas 20000 células nerviosas largas. En ellas aplicó estímulos que provocaban reflejos protectores duraderos quizá relacionados con el aprendizaje. Los estímulos débiles parecían relacionados con la memoria inmediata y los estímulos mayores influían en la memoria al largo plazo de semanas. Los resultados indicaban que los cambios en el funcionamiento de las sinapsis eran decisivos para el aprendizaje y la memoria. Así, las reacciones de fosforilación eran importantes en la generación de la memoria a corto plazo y los cambios en las síntesis de proteínas lo eran para el desarrollo de la memoria a largo plazo. Kantel extendió sus experimentos a ratones, mamíferos más cercanos a los humanos que las babosas.

La lección dictada como aceptación del premio, titulada «La biología molecular del almacenamiento de la memoria: un diálogo entre genes y sinapsis» ocupaba una extensión de 48 páginas, casi un libro. En sus páginas finales, Kantel ofrece una vista general en la que comienza distinguiendo dos componentes de la memoria: 1.- El mecanismo molecular mediante el cual se guarda la información. 2.- Los mecanismos por los que los lugares de almacenamiento interaccionan para codificar, guardar y recordar la memoria. Atendiendo a los componentes del almacenamiento llega a dos conclusiones generales. 1ª.- Las estrategias celulares y moleculares empleadas por la Aplysia para guardar la memoria a corto y largo plazo se conservan de los moluscos a los mamíferos. También se emplean las mismas estrategias para el almacenamiento de las memorias implícita (en la que las experiencias previas ayudan en la ejecución de tareas) y explícita (en la que hay recolección consciente de la información de experiencias previas). Ambos tipos de memoria se correlacionan con las memorias a largo y corto plazo. Los cambios sinápticos de corto plazo implican la modificación covalente de proteínas preexistentes, mientras que los cambios sinápticos de plazo largo implican la activación de la expresión de genes, la síntesis de nuevas proteínas y la formación de conexiones nuevas. Las de corto usan proteínas quinasas y las de largo una ruta de proteínas que acaba en el factor de conexión: PKA, MAPK, CREB-! (para el ratón se necesitan componentes adicionales). En las memorias implícita y explícita el interruptor de corto y largo está regulado con muchos inhibidores. Uno de ellos es el balance entre fosforilación y desfosforilación de proteínas y determina el límite de almacenamiento de la memoria explícita; si se elimina el inhibidor se rebaja el límite LTP (proteínas transportadoras de lípidos en sus siglas inglesas) y aumenta el almacenamiento. 2ª.- Los transmisores moduladores del cerebro refuerzan estímulos importantes para la plasticidad sináptica relacionada con el aprendizaje y el almacenamiento de la memoria. Pueden actuar de tres maneras: 1.- Activan las quinasas segundo mensajero que son enviadas al núcleo donde inician los procesos requeridos para el crecimiento neuronal y la memoria a largo plazo. 2.- marcan las sinapsis específicas de los procesos de plazo largo y regulan la síntesis proteica local. 3.- Parece ser que median en los procesos requeridos para la formación de la memoria explícita y el recuerdo.

El estudio de la memoria a largo plazo nos ha alertado del extenso diálogo existente entre la sinapsis y el núcleo y viceversa. Sus interacciones son diferentes en la plasticidad sináptica de los procesos largos y cortos. En los largos la respuesta está determinada por la historia de la actividad tanto en las sinapsis como en el núcleo. La complejidad de la memoria explícita es formidable. Solo hemos empezado a explorarla. Hemos estudiado el almacenamiento de la memoria, pero esto no es más que una parte del problema ¿Cómo interaccionan las diferentes zonas del hipocampo y el lóbulo temporal medial en el almacenamiento de la memoria explícita? ¿Cómo se transfiere la información desde estas zonas al neocórtex? ¿Qué información crítica va al neocórtex? Para clarificar el proceso del recuerdo sería necesario el concurso de otras ramas de la ciencia, como la psicología, la neurología y la psiquiatría.

Lo que usted opine, etiquete y clasifique, doctor Kandel.

El premio Nobel de Fisiología o Medicina 1991 lo compartieron Erwin Neher y Bert Sakmann «por sus descubrimientos sobre la función de los canales iónicos en las células». Hacia 1980 ambos investigadores desarrollaron un método para medir las debilísimas corrientes eléctricas debidas al tránsito de los iones a través de la membrana celular. Confirmaron que dicho tránsito, de importancia crucial para la transferencia de señales en las funciones del cuerpo, tiene lugar a través de canales moleculares que se abren en determinadas condiciones.

Erwin NEHER (1944, Landsberg, Alemania) trabajaba en el Instituto Max Planck de Biofísica Química en Gotinga cuando le concedieron el Nobel. En ese Instituto coincidió con Sakmann cuando, años atrás, preparaban sus tesis doctorales. Actualmente es doctor ‘honoris causa’ por varias universidades, la de Alicante, España, entre ellas.

En su discurso del Nobel, titulado «Canales iónicos para la comunicación entre y dentro de las células», Neher recordó que hacia 1970 ya se conocían los mecanismos fundamentales de la comunicación entre células gracias a los trabajos de Hodgkin, Huxley, Katz y otros citados en la revisión publicada por B. Hille. Aunque no había evidencia directa de la existencia de canales iónicos en las membranas biológicas, dijo, sí se conocían en preparaciones experimentales que imitaban las membranas de las células vivas, formadas por moléculas de lípidos con extremos polares. Neher hizo una relación de las dificultades que tuvieron que vencer para obtener información a partir de las muchas señales eléctricas procedentes de una multitud de células excitables eléctrica y químicamente. Utilizaron micropipetas de vidrio con forma de pinza (‘patch clamp’) entre cuyos extremos mantuvieron una minúscula porción de membrana celular estableciendo así una fuerte conexión mecánica entre la pipeta y la membrana. Procuraron disminuir el excesivo ruido de fondo empleando amplificadores electrónicos mejorados. La célula podía cargarse con diversas sustancias a través de la pipeta, iones u otras, posibilitando las medidas sin disturbar los procesos, para obtener datos con el mayor control experimental posible de los canales de cada tipo de ion. Así fueron capaces de caracterizar con buena amplitud y resolución los canales para Na+, K+, Ca2+ y Cl-. Los canales de sodio eran relativamente robustos, pero los de calcio desaparecían rápidamente por la perturbación de la medida, dijo Neher. Añadió que una propiedad espectacular de las medidas con pipeta de gran resistencia óhmica es su alta sensibilidad: con ellas se registran no solo corrientes sino también la capacitancia eléctrica de la membrana, que es una medida del área superficial de la célula. Esta área aumenta cuando se produce una secreción masiva de vesículas, posiblemente debido a la incorporación de la membrana de la vesícula a la membrana plasmática. Las medidas de capacitancia son de alta resolución y, al tiempo, de reducido ruido de fondo. También dijo que, desafortunadamente, las terminales nerviosas no son accesibles a la clase de investigaciones biofísicas aquí descritas para la evaluación de la secreción de iones calcio.

Bert SAKMANN (1942, Stuttgart, Alemania) estudió medicina e hizo el doctorado en electrofisiología. Se casó y le conocían por el marido de la oftalmóloga. Quizá por la influencia de su esposa se interesó por el modelo de reconocimiento del sistema visual y de ahí pasó, con Neher, a la medida de las conexiones sinápticas. Cuando tuvo la oportunidad de tener su propio laboratorio (por ser catedrático) en Gotinga se le unió Neher. Este había elucidado que el proceso de secreción de diferentes sustancias (histamina, adrenalina, insulina y otras): ocurre cuando se funden las membranas de célula y vesícula. Junto con Sakmann aclararon varios mecanismos de secreción, por ejemplo, cómo se mantiene el nivel de insulina en sangre merced a las interacciones de los iones calcio con la hormona y el ATP; un proceso que se descompensa en la diabetes. Cuando le concedieron el Nobel, Sakmann trabajaba en el Instituto Max Planck para la Investigación Médica en Heidelberg.

En su discurso de aceptación del premio Nobel, titulado «Pasos elementales en la transmisión sináptica revelados por las corrientes a través de los canales iónicos simples», Sakmann comenzó haciendo una exposición clara y completa del conocimiento de la transmisión de señales en el sistema nervioso. La membrana de la célula, dijo, es una barrera para la difusión y un aislante eléctrico, lo que permite la existencia de células con funciones especializadas. Para comunicarse, las células deben tener un mecanismo que permita que la membrana pueda ser atravesada: se conectan con rapidez mediante la sinapsis. La señal sináptica se usa preferentemente entre células del sistema nervioso y células de los órganos periféricos responsables de la traducción de sensaciones y de la actividad secretora y motora. La transmisión sináptica incluye un paso químico en el que se libera el transmisor desde la célula presináptica y actúa sobre los receptores de la célula postsináptica. El receptor es parte de un canal iónico y, debido a la ocupación del transmisor, genera un breve flujo de iones a través de la membrana postsináptica, lo que provoca un cambio en el potencial de dicha membrana. El flujo de iones es, realmente, la señal que inicia la respuesta celular. El tamaño, la duración, la dirección y la naturaleza del flujo de iones inicia o reduce la actividad eléctrica de la célula. La respuesta celular puede también estar determinada por el cambio en las concentraciones intracelulares de los iones, en particular de los iones calcio, que actúan como un segundo mensajero en muchas respuestas, sean de contracción o de secreción.

La sinapsis prototípica es la unión neuromuscular. En ella, la terminal del nervio de una neurona motora libera acetilcolina y genera potenciales de placa (EPP) que a su vez activan conductancias sensoriales para que se transmita excitación a otras partes de la fibra muscular. La corriente fluye a través de las placas, inducida por la liberación de paquetes de acetilcolina, mediante un conjunto de pequeños ‘sucesos elementales’. Hay evidencia de que la superposición de dichos sucesos se da también en otras sinapsis, no solo en las neuromusculares. Bert Sakmann describió en su discurso las propiedades de las corrientes (sucesos) elementales en los potenciales postsinápticos y las enlazó con sus condicionantes moleculares. Dijo que las medidas del ‘patch clamp’ se aplican de manera rutinaria combinándolas con la intervención del ADN mensajero y la fluorimetría para caracterizar los detalles de los sucesos sinápticos entre células, Así, las medidas de las corrientes elementales permiten la interpretación biofísica simplificada de las señales eléctricas que subyacen en la rápida comunicación celular a través de las sinapsis y pueden ser parcialmente comprendidas en términos moleculares. Las medidas de la conductancia en canales simples han permitido poner de manifiesto numerosos canales del receptor y segundos canales del mensajero en las neuronas del sistema nervioso central (SNC).

Sakmann terminó su alocución hablando de perspectivas. Dijo que la caracterización de los tipos de canales iónicos de las dendritas de las neuronas del SNC es necesaria para entender su función: la generación de patrones de actividad eléctrica que resultan de los potenciales de placa internos y externos. Igual de importante es la caracterización de los canales iónicos responsables de la actividad eléctrica de las terminales de los nervios. Añadió que confiaba en que las pipetas ‘patch clamp’ dieran las soluciones relativas a estas necesidades, que son un prerrequisito para entender cómo los cambios en la transmisión sináptica pueden contribuir a los cambios en la conexión entre neuronas durante los estados normales y patológicos.

El premio Nobel de Fisiología o Medicina 1970 lo compartieron Sir Bernard Katz, Ulf von Euler y Julius Axelrod «por sus descubrimientos sobre los transmisores humorales en las terminaciones nerviosas y el mecanismo para su almacenamiento, liberación y desactivación».

Bernard KATZ (1911, Leipzig – 2003, Londres), alemán de familia judía rusa, se exilió a Gran Bretaña por temor al régimen nazi y se nacionalizó en 1941. Estudió medicina en la Universidad de Leipzig, cursó el doctorado en el University College de Londres en 1935 y se doctoró en la London University en 1938. Durante la guerra trabajó con Eccles en Australia y en 1950 llegó a ser profesor de Biofísica en el University College. El tema principal de sus investigaciones se refiere a la transmisión colinérgica entre células nerviosas, esto es, a la química de la transmisión nerviosa estudiando en concreto el papel de los iones calcio en promover la liberación de las sustancias neurotransmisoras, así como al hecho de que se estén liberando a intervalos irregulares paquetes (cuantos) de estas sustancias.

En su lección del Nobel, titulada «Sobre el mecanismo de la liberación en cuantos del transmisor nervioso», Katz dijo que los tres premiados se habían inspirado en los trabajos de Dale y Loewi. Asimismo, anunció que expondría la investigación desarrollada durante los últimos veinte años con sus colaboradores Fatt, Castillo y Miledi sobre la transmisión: Nervio —-> Acetilcolina —-> Músculo. Sabíamos, dijo, que la placa del extremo de la fibra muscular, que es la superficie en contacto con el nervio, funciona como detector químico para varias sustancias y especialmente para la acetilcolina. Cuando esta se aplica en pequeñas cantidades a la superficie exterior abre canales en la membrana, a cuyo través pueden pasar los cationes. El flujo de esta corriente origina una despolarización local de la membrana, bajando su potencial normal. Por esto, por la actuación de la placa superficial del músculo como transductor electroquímico, pudimos registrar los impactos de pequeñas cantidades de acetilcolina en forma de cambios locales de potencial. Normalmente, un impulso nervioso libera una cantidad de acetilcolina suficiente ( unos 1000 cuantos de acetilcolina en menos de 1mseg ) para producir una despolarización local ( unos 50 mV ) con lo que la fibra muscular inicia una nueva ola de propagación de la excitación. Pero comprobamos que, en ausencia de estimulación, la zona plana de la fibra muscular no está en reposo, sino que muestra una actividad de solo 0,5 mV de amplitud en 0,1mseg, generados por el impacto asíncrono de paquetes (cuantos) constituidos por unas 10000 moléculas de acetilcolina descargadas espontáneamente por la terminal nerviosa vecina.

Katz estableció tres conclusiones: 1.- Los minipotenciales no son privativos de las uniones neuromusculares ni de los sistemas colinérgicos, sino que se han encontrado en diversas clases de sinapsis, en los sistemas nerviosos central y periférico y en todo el reino animal. Ocurre siempre que hay una mediación química. 2.- La mayor parte de la acetilcolina se encuentra agrupada en vesículas situadas en los lugares presinápticos de liberación. 3.- La frecuencia de los minipotenciales, esto es, la velocidad de secreción de acetilcolina, está controlada por el potencial de membrana de los terminales del axon: la despolarización de la membrana presináptica causa la velocidad de la descarga.

Además, Katz expuso que se requiere la presencia de iones calcio en el medio exterior para que sea efectiva la despolarización. Si disminuye su concentración o se agregan iones competitivos la despolarización es menos capaz de acelerar la velocidad de descarga de los minipotenciales. El proceso ocurre así: la despolarización abre poros específicos a los iones calcio en la membrana terminal del axon y el flujo de estos iones inicia la liberación de paquetes de moléculas del transmisor encerradas en vesículas sinápticas. El Ca2+ aporta la fusión entre las membranas de las vesículas y el axon, lo que conduce a la descarga del contenido vesicular en la hendidura sináptica.

Ulf von EULER – CHELPIN (1905 – 1983, Estocolmo), hijo de Hans von Euler – Chelpin y ahijado de Svante Arrhenius, premios Nobel de Química en 1929 y 1903 respectivamente, se doctoró en medicina en 1930, trabajó becado con H.H. Dale en Londres y descubrió nuevas biomoléculas entre los años 1935 y 1946: prostaglandina, vesiglandina, piperidinas y noradrenalina. Fue profesor de Fisiología en el Karolinska Institute desde 1930 hasta 1971. En su investigación sobre la noradrenalina, también llamada norepinefrina, encontró que era un neurotransmisor clave del sistema nervioso simpático y que se almacenaba en gránulos situados dentro de las fibras nerviosas.

En su lección de recepción del premio Nobel, titulada «Funciones del neurotransmisor adrenérgico», recordó que la neurotransmisión química es un concepto atribuido a Ellitt (1904) quien señaló la similitud entre la acción de la adrenalina y la estimulación del nervio simpático. Este efecto fue probado por Loewi y colaboradores, pero no comprobaron que era una excepción y no una regla, porque, como demostró analíticamente el propio Euler (1946-48), la acción no era debida a la adrenalina sino a su homólogo no metilado: la noradrenalina. Tras numerosos estudios sistemáticos, se supo que esta molécula estaba presente en casi todos los órganos y tejidos, con la notable excepción de la placenta, que está libre de nervios. Concluyeron que donde hay nervios hay noradrenalina. Después pasaron a evaluar la cantidad de noradrenalina en varios órganos de oveja, encontrando la mayor cantidad en el bazo (3 – 4 microgramos por gramo) más que , por ejemplo, en los pulmones (0,08 – 0,1). También demostraron que los órganos contenían adrenalina en pequeñas cantidades, y que la proporción en que ambas aminas eran liberadas de las glándulas suprarrenales dependía del lugar donde se iniciara el estímulo. Por entonces, Goodall, trabajando en el laboratorio de von Euler, descubrió la tercera catecolamina: la dopamina. Estudiando en la orina la secreción de aminas encontraron que el trabajo muscular suponía una mayor actividad del sistema adrenérgico y que la cantidad de catecolamina aumentaba en situación de estrés, como en el dolor o en la ansiedad. Asimismo, establecieron que las catecolaminas estaban en unas partículas subcelulares que vistas en el microscopio electrónico eran gránulos de 300 a 1500 Aº de diámetro cubiertas por una membrana de 70 Aº. Así, las porciones terminales de los nervios adrenérgicos tienen una apariencia granulada: son como una serie de hinchamientos que contienen el neurotransmisor en concentración alta. La capacidad de almacenamiento vale para noradrenalina y adrenalina; la dopamina no se guarda en las partículas de noradrenalina. También investigaron sobre la muchas drogas que interfieren en el almacenamiento y liberación: bloqueantes adrenérgicos, aminas contrarias, drogas psicotrópicas e inhibidores metabólicos. Finalmente, von Euler exhibió un esquema de la terminal de un nervio adrenérgico en el que se muestra que en la síntesis de noradrenalina, un proceso rápido y regulado con precisión, una parte se guarda en gránulos y otra se transfiere a la membrana desde la que es liberada.

Julius AXELROD (1912, New York – 2004, Bethesda), bioquímico y farmacéutico, se doctoró en la George Washington University en 1955. Perdió un ojo en un accidente con amoniaco en el laboratorio. Investigó durante largos años en los National Institutes of Health, Bethesda, MD, USA. Fue jefe del departamento de farmacología química del Laboratory of Clinical Sciences. Siguió con el trabajo de Euler sobre el neurotransmisor noradrenalina y determinó el papel de las enzimas en la actividad nerviosa, un descubrimiento crítico para entender el funcionamiento completo del sistema nervioso.

En su discurso del Nobel, titulado «Noradrenalina: destino y control de su biosíntesis», empezó diciendo que se enteró de lo poco que se había hecho sobre el metabolismo de la noradrenalina y adrenalina y decidió abordarlo. Así, comenzó trabajando con una fracción de hígado de rata a la que añadió ATP, metionina, iones magnesio y adrenalina, midiendo la desaparición de esta catecolamina. Después fue reemplazando reactivos y encontró que las tres catecolaminas producían O-metilaminas y metabolitos con grupos COOH y OH. Descubrió que la responsable de la metilación era la enzima catecol-O-metiltransferasa, COMT, que requería para su funcionamiento iones magnesio y S-adenosilmetionina como donante de metilo. Comprobó que la enzima, de unos 24000 g/mol, neutralizaba la noradrenalina, ya que la administración ‘in vivo’ de inhibidores de la COMT (polifenoles y otros) resultaba en una prolongación de los efectos fisiológicos de la noradrenalina. El descubrimiento de la COMT condujo al descubrimiento de otras metiltransferasas implicadas en el metabolismo de las aminas bioquímicas.

Axelrod dividió su discurso en varios apartados. Con respecto al almacenamiento de noradrenalina en los nervios del sistema simpático dijo que marcaron con tritio la adrenalina y la noradrenalina y midieron su distribución: encontraron que las dos estaban retenidas en los tejidos en forma inactiva. Para localizar la zona intraneuronal de la retención emplearon microscopía electrónica y autorradiografía y vieron en los axones vesículas de unos 500 Aº. Concluyeron que la noradrenalina liberada de los terminales nerviosos tenía varios destinos; parte se descargaba en el flujo sanguíneo, parte era O-metilada por el COMT y parte era almacenada por las neuronas del sistema simpático. Con respecto al efecto de las drogas, probaron imipramina, clorpromacina, cocaína, reserpina, anfetamina y tiramina, que incrementaban la velocidad del metabolismo al exponer a las catecolaminas al ataque de las enzimas COMT y MAO (monoamino oxidasa). Normalmente, la mayor porción de las catecolaminas se almacena en el nervio y otra porción más pequeña va al receptor, pero en presencia de drogas, la mayor parte va al receptor. Con respecto a la biosíntesis de las catecolaminas, Axelrod presentó una secuencia de reacciones: Tirosina —-> Dopa —-> —->Dopamina —-> Noradrenalina —-> Adrenalina. En cada paso actuaba una enzima en el orden siguiente: Tirosina hidroxilasa —-> Dopa descarboxilasa —-> Dopamina-beta-oxidasa —-> PNMT (feniletanolamina-N-metil transferasa). El incremento de las enzimas productoras de catecolaminas en estrés sostenido puede ser inducido neuronalmente, pero no es inmediata, como sí lo es en el caso de una descarga de adrenalina y noradrenalina en estado de ira, miedo o agresión. Por otra parte, la noradrenalina estimula la síntesis de la hormona melatonina en la glándula pineal, rica en fibras del nervio simpático, aumentando específicamente la síntesis de moléculas de N-acetil transferasa.

Axelrod finalizó su discurso considerando que los avances sobre la influencia de las drogas psicotrópicas en la absorción, almacenamiento, liberación, formación y metabolismo de las catecolaminas, han sido efectivos en el tratamiento de desórdenes afectivos y dolencias neurológicas y cardiovasculares. Los hallazgos relativos al sistema nervioso central y periférico han servido para estudiar las causas y el tratamiento de la depresión mental, el párkinson y la hipertensión.

El premio Nobel de Fisiología o Medicina 1963 lo compartieron Sir John Carew Eccles, Sir Alan Lloyd Hodgkin y Sir Andrew Fielding Huxley «por sus descubrimientos sobre los mecanismos iónicos relacionados con la excitación e inhibición en las partes periféricas y centrales de la membrana de la célula nerviosa».

John C. ECCLES (1903, Melbourne – 1997, Contra, Suiza) estudió con Sherrington en Oxford, fue su asistente de investigación y publicó trabajos con él. Se doctoró en 1929 con una tesis sobre excitación e inhibición nerviosa y estuvo en la batalla entre los partidarios de la transmisión eléctrica o química del impulso nervioso, finalmente decantada a favor de los últimos. En 1951 fue profesor de Fisiología en la Australian National University, Canberra, donde él y otros fueron los primeros en insertar microelectrodos en las células del sistema nervioso central, midiendo en varias partes del organismo: cerebro, médula, tálamo, hipocampo y cerebelo. En 1966 fue profesor del Institute of Medical Research, Chicago, y en 1968 de la State University of New York, Bufalo.

El artículo dedicado a Eccles en la Biblioteca Británica explica que el impulso nervioso que excita la célula de la sinapsis suelta en la célula vecina una sustancia, probablemente acetilcolina, que ensancha los poros de las membranas del nervio. Estos poros permiten el paso de Na+ en la célula vecina y cambian la polaridad de la carga eléctrica. Esta onda de carga, que constituye el impulso nervioso, se conduce de una célula a otra. Eccles encontró que una célula excitada induce otro tipo de sinapsis que segrega en la célula vecina una sustancia que promueve el paso de K+ a través de la membrana, reforzando la polaridad e inhibiendo la transmisión del impulso. El trabajo de Eccles estuvo apoyado en los trabajos de Hodgkin y Huxley y tuvo una gran influencia en el tratamiento médico de los trastornos nerviosos de las funciones del riñón, corazón y cerebro.

En la lección dictada en la recepción del Nobel, titulada «El mecanismo iónico de la inhibición postsináptica», Eccles dijo que había empleado la microscopía electrónica para obtener datos sobre la fase química de la transmisión de impulsos a través de las sinapsis. Mostró imágenes en las que se ve la membrana, de 70 Aº de espesor, y la protuberancia sináptica con numerosas vesículas en su interior. Estas vesículas contienen las sustancias químicas responsables de la transmisión, explicó. La hendidura entre células medía unos 200 Aº. Insertando microelectrodos de 0,5 micras de diámetro en la neurona comprobó que la membrana de la célula nerviosa separaba dos disoluciones acuosas de composición iónica diferente: en el interior era mayor la concentración de K+ y en el exterior la de Na+; una diferencia de potencial produce la difusión de los iones. Eccles denominó sinapsis excitantes (SE) a las que descargan impulsos y potenciales postsinápticos excitantes (PPE) a los que las SE producen en la membrana postsináptica. Los potenciales postsinápticos inhibidores (PPI) son la imagen en el espejo de los PPE. Eccles probó que la permeabilidad iónica de la membrana postsináptica controla la composición iónica intracelular y que zonas especializadas de la membrana desarrollan en milisegundos una permeabilidad iónica específica bajo la influencia del transmisor inhibitorio. Las corrientes se producen al aumentar la permeabilidad iónica de la membrana. Eccles estudió la correlación entre el tamaño de los iones hidratados (Na+, K+ y muchos aniones) y los efectos en el PPI. Dedujo que la permeabilidad está únicamente determinada por el tamaño de los iones hidratados, tanto aniones como cationes, y postuló que el tamaño de los poros de la membrana es uniforme. Como conclusión, Eccles dijo que la membrana hace de tamiz, que los iones cloruro y potasio se mueven a su través en un flujo intenso que produce el PPI y que contra actúa la acción despolarizante de las SE, efectuando la inhibición.

Alan Lloyd HODGKIN (1914, Banbury, UK, – 1998, Cambridge) inició su colaboración con Huxley en 1938. Durante la guerra ambos trabajaron en el radar y después continuaron su relación investigadora. Con R. D. Keynes trabajó en los mecanismos iónicos de las células vivas asesorados por Lord Adrian. En 1951 fue nombrado profesor de investigación de la Royal Society y en 1966 profesor de Biofísica.

En su lectura de aceptación del premio Nobel, titulada «Las bases iónicas de la conducción nerviosa», Hodgkin explicó que, con Huxley, se enfrentaron con el problema de probar experimentalmente que el potencial de acción es el agente que causa la propagación del impulso nervioso. Trabajaron con el nervio simple de un calamar gigante en el que insertaron, siguiendo el método de Eccles, microlectrodos de 0,5 micras de diámetro externo. Midieron la diferencia de potencial entre el electrodo del interior de la fibra nerviosa y la disolución externa y demostraron que el potencial eléctrico de la fibra durante la conducción de un impulso era mayor que el potencial en reposo, lo que era incompatible con la teoría aceptada que postulaba una rotura de la membrana del nervio durante la conducción del impulso. Hicieron la hipótesis de que el potencial de acción estaría muy influenciado por la concentración de iones sodio en el fluido externo, consiguieron medir por separado los flujos de corriente iónicos de Na+ y K+ a través de la membrana demostrando que cuando el voltaje cambia de – 65 mV a 0 mV, se produce un flujo de Na+ hacia el interior en el primer microsegundo, seguida de un flujo de K+ hacia el exterior. Estos resultados experimentales, logrados en 1952, indicaron que la membrana del nervio permite que el K+ entre en la fibra durante la fase de descanso y que el Na+ penetre cuando la fibra es excitada. Los movimientos iónicos en sentidos opuestos daban lugar a corrientes eléctricas. Aunque no conocíamos, dijo Hodgkin, ni la química ni la estructura fina de la membrana, fuimos capaces de dar la forma, la duración y la amplitud del potencial de acción, la velocidad de conducción, los cambios de impedancia y el comportamiento oscilatorio de los movimientos iónicos. Pero persistía una deficiencia fundamental que subsanó el bioquímico danés Jens Skou en 1957 describiendo la primera bomba molecular: una enzima localizada en la membrana, la ATPasa, que transportaba Na+ y K+ y mantenía los gradientes de sodio y potasio dentro y fuera de la célula, una máquina eficiente que convertía la energía química de la hidrólisis del ATP en el trabajo de transportar cationes en contra del gradiente electroquímico distinguiendo los iones sodio de los de potasio. (A Jens le concedieron el premio Nobel en 1997, ‘sólo’ cuarenta años después de su sensacional trabajo).

Andrew Fielding HUXLEY (1917, London – 2012, Grantchester) era nieto de T.H. Huxley, el famoso defensor de Darwin, hijo de Leonard Huxley, y medio hermano de Aldous y Julian. Fue, como su maestro Hodgkin, profesor de investigación de la Royal Society (1969). Además de su cooperación en los trabajos que merecieron el premio Nobel expuestos antes, hizo investigaciones publicadas sobre el proceso de contracción de la fibra muscular en colaboración con Rolf Niedergerbe. Utilizaron un microscopio de interferencia para estudiar las fibras y desarrollaron la teoría del filamento deslizante según la cual los filamentos gruesos de miosina de las fibras resbalan sobre los delgados de actina durante la contracción muscular.

En su discurso de recepción del Nobel, titulado «El análisis cuantitativo de la excitación y la conducción en el nervio», exhibió el aparato, dotado de electrodos y terminales, con el que hicieron las medidas, señalando que las registraban en un osciloscopio de rayos catódicos y las fotografiaban. De las mediciones dedujeron que la conductancia de la corriente total es la suma de las dos corrientes iónicas de sodio y potasio a través de la membrana. Además, desarrollaron uno de los primeros modelos computacionales en bioquímica, con ecuaciones en derivadas parciales (que no fueron expuestas en la conferencia). Aunque emplearon las computadoras de aquellos lejanos tiempos, «la concordancia de los resultados computados y los cambios de potencial registrados en las fibras nerviosas reales es prometedor, dijo Huxley, pero no creemos que nuestras ecuaciones sean definitivas porque sólo cubren sucesos inmediatamente después del potencial de acción. Nuestras ecuaciones pueden considerarse una primera aproximación que necesita ser refinada».

El premio Nobel de Fisiología o Medicina 1936 lo compartieron Sir Henry H. Dale y Otto Loewi «por sus descubrimientos relacionados con la transmisión química de los impulsos nerviosos».

Henry H. DALE (1875, London – 1965, Cambridge), director del National Institute for Medical Research, London, coincidió con su amigo Otto Loewi en el University College, fue profesor de Química y director del Davy Faraday Laboratory y secretario de la Royal Society. Sir Henry fue nombrado caballero en 1932 y recibió la Orden del Mérito en 1944.

A comienzos del siglo XX se sabía que las señales del sistema nervioso se transmitían mediante impulsos eléctricos, pero no estaba claro si se transmitían también por sustancias químicas. Dale trabajó sobre la composición química y los efectos del cornezuelo de centeno e identificó los alcaloides histamina y tiramina, responsables, dijo, de algunas reacciones alérgicas y anafilácticas; entre los extractos también encontró acetilcolina. Tras una larga investigación, en la que participaron Loewi y sus respectivos equipos, pusieron en evidencia que la acetilcolina generaba impulsos en el sistema nervioso parasimpático, que tiene, entre otras funciones, un efecto relajante en la actividad del corazón.

En la lección impartida con motivo de la concesión del premio Nobel, titulada «Algunas novedades sobre la transmisión química de los efectos de los impulsos nerviosos», Dale recordó que Loewi había publicado en 1921 el mecanismo de la transmisión química de los impulsos nerviosos, cuyas características fueron después investigadas en el laboratorio de Dale por un conjunto de personas hábiles. También recordó que previamente, en 1914, habían aislado la acetilcolina del cornezuelo, una sustancia que presentaba efectos parecidos a la adrenalina por su acción sobre los nervios del parasimpático que eran anulados por la atropina. Establecieron como regla general que la acetilcolina transmitía los efectos del parasimpático, mientras que la adrenalina transmitía los del simpático. A estos efectos Dale los denominó colinérgicos y adrenérgicos, respectivamente. (Recordemos que el sistema nervioso autónomo, que controla las funciones y los actos involuntarios, consta de los sistemas simpático y parasimpático). Investigaron la posibilidad de que la acetilcolina actuase como transmisor en las sinapsis ganglionares o en las terminales del nervio motor voluntario. Constataron que únicamente los impulsores preganglionares a las sinapsis causaban la aparición de acetilcolina. Si el músculo es desnervado no se producía acetilcolina por más grandes que fueran los impulsos; pero si es paralizado con curarina, sí se producía. Tuvieron la evidencia de que la reserva de acetilcolina y esterasa (metilcolinesterasa) requerida para su destrucción estaban asociadas con las terminales del nervio preganglionar y estimaron que la cantidad de acetilcolina obtenida por un simple impulso motor sería del orden del femtogramo, esto es, de unos tres millones de moléculas. Concluyeron afirmando que casi todas las neuronas eferentes del sistema nervioso periférico son colinérgicas y que sólo las fibras postganglionares del sistema simpático, y no todas, son adrenérgicas

Dale terminó su disertación diciendo que debemos ampliar en la medida de lo posible el estudio de la transmisión química en el sistema nervioso central, como lo hemos encontrado en todas las sinapsis periféricas. Además, es necesario conocer la transmisión interneuronal en el cerebro, lo que sería muy importante para la terapéutica.

Otto LOEWI (1873, Francfurt – 1961, New York) se doctoró en 1896 y en 1909 fue catedrático de Farmacología en la Universidad de Graz, Austria. En 1902 conectó con H.Dale. Cuando los alemanes invadieron Austria hubo de abandonar el país, yendo a Bruselas, Oxford y, en 1940, a la Universidad de Nueva York como profesor de Farmacología. En 1946 adquirió la ciudadanía estadounidense. Había hecho publicaciones sobre las funciones del riñón, sobre los diuréticos, la diabetes, la acción de las drogas digitales y la degradación del glucógeno por la epinefrina. Descubrió que el corazón, en contraste con el hígado, no puede utilizar fructosa. En 1921 aportó la primera prueba de que las sustancias químicas estaban implicadas en la transmisión de los impulsos de una célula nerviosa a otra y de la neurona al órgano.

En su discurso de aceptación del premio Nobel, titulado ‘La transmisión química de la acción nerviosa’, Loewi recordó los experimentos de él y su equipo estimulando los nervios en el corazón de una rana: los estímulos estaban relacionados con las contracciones del corazón. Además, recogieron el fluido segregado y lo inyectaron en otro corazón no estimulado, el cual respondió como si estuviese estimulado. Este fue el indicio de que en el fluido, secreción del nervio vago parasimpático, había una sustancia reactiva que, sometida a una batería de análisis, resultó ser acetilcolina, que era inhibida por atropina y destruida con esterasa. también demostraron que la acetilcolina estaba presente en la estimulación de otros órganos diferentes del corazón. Asimismo, caracterizaron adrenalina en la secreción de los nervios simpáticos de diversos órganos; pero Dale y colaboradores encontraron también acetilcolina en un buen número de casos, por lo que se puede decir que la secreción de acetilcolina se produce en los nervios de todo el sistema autónomo.

Loewi siguió exponiendo en su discurso otras investigaciones relacionadas con la acetilcolina, identificada después en el grupo de los neurotransmisores. Los alcaloides atropina y ergotamina no paralizan los nervios, no impiden que se segregue acetilcolina bajo estímulo, simplemente son antagonistas. La acetilcolina y la adrenalina son efectivas aun en ausencia de nervios. La presencia de acetilcolina depende del extremo del nervio y desaparece con su degeneración. Se produce en la sinapsis, esto es, en el punto donde el extremo del nervio entra en contacto con la célula. Está presente en el nervio y se difunde bajo estímulo, pero antes está protegida del ataque de la esterasa; cuando se libera, se difunde a una velocidad mucho mayor que la de destrucción. Y Loewi se despidió manifestando su esperanza en las futuras investigaciones.

El premio Nobel de Fisiología o Medicina 1944 lo compartieron Joseph Erlanger y Herbert S. Gasser «por sus descubrimientos sobre la funciones altamente diferenciadas de las fibras nerviosas simples».

Joseph ERLANGER (1874, San Francisco – 1965, St. Louis) estudió química y medicina. En 1910 fue profesor de Fisiología en la Medical School of the Washington University, St. Louis, en la que permaneció como profesor emérito desde 1946. Desarrolló y patentó un nuevo tipo de esfingmomanómetro, un medidor de la presión sanguínea en la arteria braquial. H. S. Gasser fue uno de los estudiantes de Erlanger en la Universidad de Wisconsin, Madison, y después se unieron en la de Washington, St. Louis. En 1922 adaptaron el osciloscopio de rayos catódicos de bajo voltaje para ampliar y analizar las respuestas de una fibra nerviosa simple. El patrón característico de la onda de un impulso generado en una fibra nerviosa estimulada, podría ser visto, una vez ampliado, en la pantalla, donde podían estudiarse los componentes de la respuesta del nervio. En 1932, encontraron que las fibras conducían impulsos a diferentes velocidades dependiendo de su grosor y que cada fibra tenía un umbral de excitabilidad distinto, es decir, que cada una requería un estímulo propio de intensidad para crear un impulso. Asimismo, demostraron que fibras diferentes transmiten impulsos de clases diferentes, representados por ondas peculiares.

En su lección conmemorativa del premio Nobel, titulada «Algunas observaciones sobre las respuestas de las fibras nerviosas simples», dictada en diciembre de 1947, Erlanger expuso estudios realizados con E. A. Blair, no con Gasser, que se había ido a otra universidad; pero recuerda cómo dejaron atrás el trabajo con una sola fibra de gran excitabilidad a la temperatura del laboratorio, 27º C, y las débiles respuestas del aparato. A continuación, Erlanger pasó a describir las fluctuaciones que obtenían en las medidas realizadas colocando los electrodos sobre el nervio y separados por una distancia de uno a dos milímetros. La polarización catódica, dijo, aumenta la excitabilidad, probablemente porque varía la estabilidad de la superficie de la membrana, con lo que disminuye la altura del pico del axón y finalmente bloquea la transmisión. La estricnina tiene el mayor efecto sobre las fluctuaciones de la excitabilidad: si este veneno produce convulsiones son quizá debidas a grandes fluctuaciones del voltaje. El frío, como la estricnina, aumenta las variaciones y también aumenta las respuestas reflejas de la médula espinal; pero una zona helada es inexcitable. Erlanger también dijo que las fibras nerviosas de los vertebrados están, con algunas excepciones, rodeadas con una vaina segmentada de mielina, por lo que tienen la apariencia de un conductor aislado eléctricamente. El progreso del impulso a lo largo de las fibras recubiertas por segmentos de mielina va a saltos. Erlanger puso en boca de Hodgkin una de sus conclusiones: «Los impulsos nerviosos es posible que sean transmitidos por corrientes electrónicas, pero puede que no sea el único mecanismo de transmisión». Finalmente, dijo que en sus trabajos habían usado fibras simples, que son más sensibles que las múltiples: sus conclusiones son una base para entender los mecanismos mucho más complicados de las actividades de los nervios periféricos y centrales.

Herbert S. GASSER (1888, Platteville – 1963, New York) fue profesor de Fisiología en la Cornell University, Ithaca, en 1931, y director del Rockefeller Institute, New York City, del que posteriormente fue profesor emérito. Con Erlanger estudió los impulsos eléctricos apenas detectables transportadas por las fibras nerviosas de mamíferos, visualizaron, con un osciloscopio adaptado, los impulsos nerviosos amplificados sobre una pantalla fluorescente. Demostraron que fibras nerviosas diferentes transportan impulsos tales como el dolor, el frío o el calor. Su trabajo hizo posible construir máquinas registradoras mejoradas para diagnosticar desórdenes cerebrales y nerviosos, así como para acceder a los tratamientos adecuados.

En su discurso del Nobel, titulado «Fibras nerviosas de mamíferos» y leído en 1945, dos años antes que Erlanger (el que esto escribe no tiene datos del motivo de esta anomalía), Gasser estudió las variaciones de la diferencia de potencial entre dos electrodos en contacto con el nervio durante su actividad. Distinguió el potencial del pico de los potenciales traseros. Estableció tres tipos principales de fibras nerviosas con velocidades de conducción diferentes: grupo A, con velocidades entre 115 y 10 metros por segundo; B, entre 13 y 3; C, entre 2 o más y 0,6 m/s. Las más gruesas transportan más rápidamente los impulsos. Las del grupo C son más abundantes que las del A. La cocaína bloquea antes las C que las A, y de estas antes las pequeñas. Por el contrario la asfixia (nombre vulgar que Gasser emplea por estricnina) bloquea primero las A. También dijo que los mensajes del dolor son transmitidos por las fibras A y C, pero no dijo nada del frío y del calor.

El premio Nobel de Fisiología o Medicina 1906 lo compartieron Camillo Golgi y Santiago Ramón y Cajal «en reconocimiento a su trabajo sobre la estructura del sistema nervioso».

Camillo GOLGI (Corteno, 1843 – Pavia, 1926), profesor y rector de la Universidad de Pavia, desarrolló el método de tinción de tejidos fisiológicos con nitrato de plata, un instrumento que sirvió para el mejor conocimiento de la estructura del sistema nervioso. A él le valió para demostrar la existencia de células nerviosas poseedoras de extensiones cortas y ramificadas, las dendritas, que son elementos de conexión entre células. Después, Golgi descubrió la espina del tendón, el lugar donde terminan encapsuladas las fibras nerviosas sensoriales. También demostró la existencia en las células nerviosas de una red de fibras, cavidades y gránulos, el ahora denominado complejo de Golgi, que entra en la construcción de membranas para el almacenamiento y transporte de partículas tales como proteínas y lípidos.

En su discurso de agradecimiento por la concesión del premio Nobel, titulado «La doctrina de la neurona: teoría y hechos», Golgi cita al anatomista alemán Wilhelm von Waldeyer, quien basándose en los descubrimientos de Golgi, postuló: «El sistema nervioso consta de innumerables unidades nerviosas, las neuronas, que son anatómica y genéticamente independientes. Cada unidad está compuesta de tres partes: cuerpo, fibra y ramas terminales». «La circulación fisiológica puede darse desde el cuerpo a las ramas o en sentido contrario». «Los impulsos motores se transmiten sólo desde el cuerpo a las terminales, mientras que los impulsos sensoriales viajan en el otro sentido». Y Golgi subraya que la neurona es una célula en todo el sistema que deriva de una sola célula embrionaria, una unidad fisiológica independiente que se comunica por contacto con otras neuronas. En su disertación, Golgi reconoce que la expresión más perfecta de la teoría de la neurona es la teoría de la polarización dinámica desarrollada por Cajal, quien, utilizando el método de tinción de la plata reducida pudo demostrar la estructura fibrilar con todo detalle; no obstante Golgi sigue teniendo dudas: dice que no podemos tener certeza de que la neurona se derive de una sola célula embrionaria, que no está completamente decidido cómo son los procesos nerviosos protoplasmáticos y la organización del cuerpo celular, y que la individualidad e independencia fisiológica de la neurona debe ser examinada de nuevo. En definitiva, Golgi estima que la doctrina de la polarización dinámica no excluye otras interpretaciones. Veamos lo que sostiene Cajal, al que el tiempo dio la razón.

Santiago RAMÓN y CAJAL (Petilla de Aragón, 1852 – Madrid, 1934) era hijo de un profesor de anatomía aplicada, se doctoró en 1977 y fue profesor en las universidades de Valencia, Barcelona y Madrid, así como director del Instituto Nacional de Higiene e Investigaciones Biológicas. Publicó más de cien artículos científicos en francés y español y fue nombrado doctor ‘honoris causa’ por la universidades de Cambridge, Wurzburg y Clark antes de recibir el premio Nobel. Su afición y conocimiento de la fotografía le permitió mejorar el método de tinción de Golgi con nitrato de plata, que daba imágenes manchadas de las células, fijando la plata con formaldehído o hidroquinona como agente reductor e incluso empleando tricloruro de oro para que en el virado se reforzase el contraste en los cortes histológicos.. Este procedimiento permitió a Cajal la dilucidación de la textura del sistema nervioso de los humanos y de los vertebrados.

En la lección que impartió con motivo de la concesión del premio Nobel, titulada «La estructura y conexiones de las neuronas» expuso imágenes de la estructura fina del tejido nervioso del cerebro, cerebelo, médula espinal, bulbo olfativo, lóbulo óptico y retina de embriones y animales jóvenes. En mi opinión, dijo, las imágenes revelan las disposiciones terminales de las fibras nerviosas. Estas fibras, que se ramifican varias veces, siempre van hacia el cuerpo neuronal o hacia las extensiones protoplasmáticas, confirmando que los elementos del nervio se relacionan recíprocamente, en ‘contigüidad’ pero no en ‘continuidad’ entre las ramificaciones y el cuerpo celular: una sustancia conductora serviría para mantener el contacto entre las superficies. Con estos datos, Cajal estableció los siguientes postulados: a) Se crean complicados sistemas de ramificaciones pericelulares para amplificar los contactos. Las corrientes nerviosas se transmiten a distancia por inducción o influencia. b) Los cuerpos celulares y las dendritas son, como los cilindros del axis, conductores, y representan las uniones entre las fibras aferentes y los axones: hay concordancia entre las dendritas y el cilindro del axón. c) El examen del movimiento de los impulsos nerviosos en los órganos sensoriales prueban no sólo que las extensiones protoplasmáticas juegan un papel conductor sino que el impulso nervioso en estas prolongaciones es hacia la célula o axón. Estos tres postulados representan la ‘polarización dinámica de las neuronas’.

En la parte final de su discurso, Cajal se dedicó a exponer su investigación sobre la neurogénesis, de la que había dos interpretaciones: la poligénesis, según la cual la fibra nerviosa era la prolongación de muchas fibras nerviosas, y la monogénesis para la que la célula germinal, el neuroblasto, emite una larga prolongación, una fibra nerviosa. Cajal comprobó, en cortes de la médula espinal de un embrión de pollo, el cono de crecimiento del axón, esto es, el crecimiento del hilo nervioso procedente de una sola célula.

El premio Nobel de fisiología o Medicina de 1932 lo compartieron Sir Charles Scott Sherrington y Lord Edgar Douglas Adrian «por sus descubrimientos sobre las funciones de las neuronas»

Charles SHERRINGTON (1857, London – 1952, Eastbourne) fue profesor de Fisiología en las universidades de Liverpool y Oxford y doctor ‘honoris causa’ por muchas universidades nacionales y extranjeras. Entre sus publicaciones científicas destacaremos el libro de texto titulado ‘The integrative action of the nervious system’ por su amplia difusión internacional. También publicó poesía y fue aficionado a la filosofía y al deporte.

Tras los trabajos de Golgi, Cajal y otros se sabe que el sistema nervioso está constituido por células con fibras nerviosas que forman una red de conexiones entre el cerebro, la médula espinal y el resto del cuerpo. También se sabe que ciertos estímulos de las células nerviosas dan lugar a movimientos musculares inconscientes o reflejos. Sherrington, trabajando con animales descerebrados, encontró que los reflejos son actividades integradas de todo el organismo, no el resultado de arcos reflejos aislados. Y se encontró con una evidencia: cuando se estimula un conjunto de músculos, los opuestos a la acción son inhibidos simultáneamente. Esta es la ahora conocida como ley de Sherrington, la inervación recíproca de los músculos. En el libro antes mencionado distingue tres grupos principales de órganos sensoriales: los que detectan luz, sonido, olor y estímulos táctiles; los que detectan sabores; y los que detectan sucesos del interior del organismo, que son los que juegan un papel importante en la acción refleja, por ejemplo, manteniendo de pie a un animal descerebrado.

En la lección dictada con motivo de la concesión del premio Nobel, titulada ‘La inhibición como factor coordinante’, Sherrington explicó que los impulsos que provocan excitación no difieren de los que provocan inhibición, ya que son procesos nerviosos centrales, así la mezcla de inhibición central con excitación central es una característica natural de un movimiento reflejo. Por ejemplo, la coordinación del movimiento de locomoción se produce porque al estimular la contracción de un músculo hay una inhibición simultánea de su antagonista. Pero, ¿ cómo se produce la conexión entre las células nerviosas para que tenga lugar este proceso ? Para explicarlo, Sherrington acudió a la hipótesis sináptica: la información viaja de una neurona a otra a través de un pequeño intervalo, la sinapsis, un término acuñado por el autor. Algunos autores dicen que Cajal explicó cómo es el sistema nervioso y Sherrington cómo funciona; a ambos los denominan ‘padres de la neurología’.

Edgar ADRIAN (1889 – 1977, Cambridge, UK), First Baron de Cambridge, fue profesor de Fisiología en la Universidad de Cambridge y presidente de la Royal Society y de la Royal Society of Medicine. Adrian puso a punto métodos para medir las débiles corrientes eléctricas que transfieren las señales en el sistema nervioso. Sus medidas contribuyeron a mejorar la comprensión de la física de las sensaciones y el mecanismo del control muscular. También estudió la actividad eléctrica del cerebro, con lo que abrió nuevos campos de investigación para la localización de lesiones cerebrales.

En su discurso de recepción del premio Nobel, titulado ‘La actividad de las fibras nerviosas’, dijo que las señales que se envían desde un órgano hasta el sistema nervioso central viajan a través de largas fibras y que, cuando vuelven al órgano, facilitan, por ejemplo, una contracción muscular. Para demostrar claramente qué señales pasan de los órganos sensibles al cerebro y del cerebro a los músculos, es necesario registrar los efectos eléctricos en fibras nerviosas individuales: se trata de medir unos microvoltios en unos milisegundos; esto se consiguió con el electrómetro capilar y el amplificador de válvula de triodo. Y se pudieron sacar conclusiones. La fibra nerviosa, al ser estimulada eléctricamente, trabaja en una sucesión de espasmos separados por periodos de descanso. La fibra siempre da su respuesta máxima. La duración es la misma para estímulos fuertes o débiles. Los estímulos más intensos no resultan en señales más fuertes, sino en señales que se envían con mayor frecuencia y a través de más fibras nerviosas. Todos estos hechos fueron analizados con su maestro Keith Lucas, quien, según Adrian, merecería compartir el premio Nobel. Con respecto al trabajo con órganos, Adrian logró una fibra sencilla dividiendo músculos cutáneos de rana. Los órganos más fáciles de investigar, dijo, son los que responden a la deformación mecánica, porque tienen fibras nerviosas grandes en las que los cambios de potencial son más detectables. En las fibras pequeñas sólo se detectan si el proceso cursa con dolor. En los casos complicados, como el del nervio óptico y el de los órganos receptores de la retina, hay que elegir para su estudio las especies más sencillas.

Pestes y pandemias

La más grande de las pestes, la peste negra, mató a más de un tercio de la población europea, cifra equivalente a casi treinta millones de personas. Fue una clase de peste bubónica producida por una bacteria, la Yersinia Pestis, en una mutación de gran velocidad de transmisión y resistencia a las bajas temperaturas. Se llamó peste por el mal olor que desprendían los bubones reventados, y negra por el color de esos ganglios inflamados. La transmitían las picaduras de las pulgas habitantes de las ratas negras que se desplazaban por todo el orbe en aquellos años del siglo XIV. Posteriormente hubo muchos brotes de peste bubónica: Tenerife, Londres, Italia y otros, producidos por una versión menos expansiva de la bacteria.

Las pandemias de gripe son prácticamente anuales. En la memoria histórica está la mal llamada ‘gripe española’ de 1918 que se llevó por delante a unos cincuenta millones de personas en todo el mundo. La pandemia se inició en Estados Unidos en 1916 y entró en España desde Francia. Como Europa estaba sumida en la Gran Guerra, las informaciones abundantes procedían de la neutral España, de ahí el nombre. La pandemia fue causada por el virus H1N1 de procedencia aviar y afectó a personas sanas y enfermas, viejas y jóvenes, incluso a perros y gatos. En España murieron unos 200000 humanos de aproximadamente 8 millones de infectados. Otra pandemia de gripe, generada en Veracruz (México) por el mismo virus H1N1, llamada gripe porcina o gripe A, se extendió en el año 2009 por América y Europa principalmente; hubo 18228 fallecidos confirmados, cifra sorprendente, porque se supone que fueron muchos más, tantos como 284000. Esta gripe se combatió con vacuna y antivirus: la medicina había mejorado.

La pandemia generada por el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH), una mutación de un virus de monos que se transmitió a humanos en el África subsahariana a principios del siglo XX, dio lugar al SIDA (síndrome de inmunodeficiencia adquirida), una enfermedad que ha causado más de 39 millones de muertos en todo el mundo. El virus se contagia a través de la sangre, cuando se practica el sexo sin protección, por agujas hipodérmicas usada o en las transfusiones. Estas circunstancias sirvieron para que se llegase a calificar el SIDA como una enfermedad propia de homosexuales y drogadictos. Y no era sólo así; por ejemplo, la mujer embarazada portadora del virus puede infectar al feto. El SIDA se manifiesta al principio con fiebre, neumonía y sarcoma de Kaposi. Para su curación se empleó una vacuna que resultó no ser definitiva; actualmente se trata con un cóctel de antirretrovirales que inhibe las enzimas replicantes del VIH, transformando la enfermedad de mortal a crónica. Dos virólogos: el francés Montagnier y el estadounidense Gallo aislaron el virus, pero sólo Montagnier recibió el premio Nobel de Fisiología o Medicina en el 2008 por discrepancias sobre el descubrimiento. Se sigue investigando sobre el VIH.

El Ébolavirus se detectó en 1976 en el río Ébola de la República Democrática del Congo y en Sudán del Sur, transmitido por murciélagos, monos y otros animales salvajes a personas; entre estas se contagian por contacto con los líquidos corporales. El número básico de reproducción es bajo, más que, por ejemplo, el SIDA. No obstante, su extensión desde el Congo a otros lugares vecinos como Liberia, Sierra Leona y Guinea, produjo brotes mayores en 2014 – 16. La enfermedad comienza con fiebre, dolores y vómitos, continúa con fallos renales y hepáticos y finaliza con hemorragias externas e internas. La letalidad es muy alta: entre el 50 y el 90 %; además, en los supervivientes puede persistir el virus. La detección se realiza con PCR – RT (reacción en cadena de la polimerasa con transcripción inversa) y la enfermedad se combate con antivirales, aunque también hay vacunas aprobadas y experimentales.

El zikavirus, de genoma ARN, se transmite por la picadura de un mosquito del género Aedes. La enfermedad que produce se conoce desde 1950, proveniente del bosque Zika en Uganda. En 2015 y 2016 empezó una pandemia en Brasil, con 2500 casos y 29 muertes, que se extendió a América del Sur, América Central y el Caribe. La enfermedad se inicia con dolores de cabeza y articulares, fiebre y sarpullido, síntomas que se tratan con paracetamol, pero el peligro está en la relación de la enfermedad con la microcefalia: una mujer portadora del virus puede transmitirlo al feto durante el primer trimestre de embarazo. Por el momento no hay vacuna.

Virus. SARS-CoV

Cuando el bioquímico Wendell Stanley (posteriormente premio Nobel de Química 1946) cristalizó el virus del mosaico del tabaco, se pudo determinar que los virus estaban constituidos por un 95 % de proteínas y un5 % de ácidos nucleicos. Su abundancia es espectacular: son más pequeños que una bacteria y consisten en fragmentos de ADN o ARN envueltos en proteínas. Continúa la discusión sobre si deben considerarse seres vivos o no, Muchos de ellos son peligrosos porque cuando sus proteínas encajan con las de las células de un organismo pueden inocular el ADN o el ARN viral. Estos se copian dentro de la célula y se recubren de proteínas, replicándose tanto que pueden salir de la célula cientos de virus enteros. Los virus libres so capaces de seguir infectando y contagiando otros cuerpos. Pero el organismo invadido tiene defensas: un sistema inmunológico que reconoce el virus por sus proteínas para exterminarlo, a menos que este se defienda con mutaciones.

El SARS-CoV-1, coronavirus del síndrome respiratorio agudo grave, fue detectado en Cantón (China) en noviembre del 2002. Ocho meses de3spués había infectado a más de ocho mil personas y matado al 10 % de ellas. El SARS-CoV-2, causante de la enfermedad Covid-19 (coronavirus del 2019), apareció en noviembre en Wuhan (China) y en enero estaba por todo el mundo. Se supone que fue transmitido de animales del mercado de Wuhan (murciélagos y serpientes -el pangolín casi descartado-) a personas. El contagio entre personas se realiza mediante la respiración y el contacto. Una sola persona, infectada y asintomática, el super contagiador, puede pasar el virus a un grupo numeroso. La incubación de la enfermedad dura entre 4 y 7 días según unos y entre 2 y 14 según otros, a los que sigue un cuadro de fiebre y dolores parecido al de la gripe, pero con graves complicaciones tales como la neumonía y la insuficiencia respiratoria. El 25 de marzo del 2020, España ya había sobrepasado a China en número de muertos. El Gobierno declara el estado de alarma y ordena el confinamiento nacional. En mayo comienza una desescalada en fases, pero en julio comienza un rebrote que no es tan letal como el brote inicial. A finales de diciembre del 2020 se habían producido unos ochenta millones de contagios en el mundo y un millón ochocientas mil personas muertas. En España, unos dos millones de contagios con más de cincuenta mil muertos. (Obsérvese que en ambos casos la letalidad es algo superior al dos por ciento, pero la letalidad aumenta con la edad, llegando al 20 % en personas con 80 años o más). Como medidas preventivas se recomiendan el lavado con jabón, el distanciamiento social y el uso de mascarillas (que protegen a los demás). Se prevén más brotes futuros, lo que lleva al sentir general de que los gobiernos deberían invertir contra las pandemias como hacen en Defensa o con los bomberos. (Y los políticos, sustituir las descalificaciones por colaboración científica).

El virión tiene una envoltura formada por lípidos (destruible por lavado con jabón o con alcohol) y una sola cadena de ARN con cuatro genes que expresan cuatro proteínas: S, E y M, externas, y N, interna, con el ARN. La espícula de la proteína S se une al receptor ACE2 de la célula y permite la inoculación del genoma del virus. Este ingresa en pulmones, corazón, riñones y tracto digestivo, reduciendo la producción de linfocitos B con la consiguiente disminución de anticuerpos y liberando citoquinas, los factores inflamatorios que conducen al síndrome de dificultad respiratoria aguda. También daña el corazón con miocarditis y placas de ateroma.

La detección del virus se realiza con tres tipos de análisis y por radiología torácica. El análisis más fiable es el de PCR-RT, que requiere varias horas de trabajo y detecta el ARN del virus. En el exudado nasofaríngeo se detectan las proteínas del virus y en el suero sanguíneo los anticuerpos desarrollados; estos dos análisis se hacen con cromatografía en papel y requieren un cuarto de hora de trabajo cada uno. Los tratamientos de los enfermos empleados para combatir el virus son variados: la neumonía se trata con los medios tradicionales; entre los muchos antivirales empleados se prefiere el remdesivir; el interferón beta, que proporciona una puerta falsa ACE2 al virus; los corticoides, especialmente la dexametasona, que tiene un efecto antinflamatorio más fuerte y se administra a enfermos graves; el plasma sanguíneo de enfermos curados inyectado a pacientes; y otros.

La investigación científica ha demostrado su poderío logrando varias vacunas contra el SARS-CoV-2 en un tiempo antes impensable. Ahí está la Sinopharm china, fabricada con coronavirus inactivado que tiene el 79 % de efectividad y puede conservarse en refrigerador. Y la vacuna de Astrazeneca – Universidad de Oxford sintetizada con adenovirus modificado de chimpancé, de una efectividad y facilidad de conservación parecidas a la anterior. Pero las vacunas estrella por el momento son las de BioNTech/Pfizer, conservada a – 75ºC y Moderna, conservada a – 20ºC, ambas con el 95% de efectividad. Katalin Karikó, Drew Weissmann y sus equipos fabricaron nanopartículas con ARN mensajero encapsulado en lípidos para inyectarlo en las personas. El ARNm, protegido y modificado (Moderna es mod RNA) para que no produzca inflamación por respuesta inmune, llega a las células llega a las células dendríticas con instrucciones, genes, para que produzcan la proteína de la espícula viral y se la muestren a los glóbulos blancos del sistema inmune: los linfocitos T activados destruyen las células infectadas y los linfocitos B crean anticuerpos. Las dos vacunas ya están en los brazos de algunas personas.

Ciencia

Investigaciones sobre el universo

La misión china de exploración lunar Chang’e 4 (diosa de la Luna), consistente en el cohete impulsor ‘Larga Marcha’, que transporta un orbitador, un módulo de descenso (alunizador) y un vehículo de exploración (rover), consiguió alunizar en la cara oculta de la Luna por primera vez en la historia en enero del 2019, algo menos de un mes desde el lanzamiento. Lo hizo en el gran cráter producido por el impacto de un meteorito, el llamado von Karman en honor al maestro del científico chino Qian Xuesen. El rover Yutu 2 (conejo de jade) se paseó por el suelo del cráter analizando muestras y evaluando la estructura de los estratos en la medida en que lo permitían las durísimas condiciones ambientales. La misión Chang’e 5, lanzada en noviembre del 2020, incorporaba un módulo de retorno que volvió a la Tierra menos de un mes más tarde con dos kilogramos de rocas lunares. Dicen que tienen compuestos con hierro, titanio y oxígeno (¿ ilmenita, FeTiO3 ?) y trazas de torio.

La Agencia Espacial Europea (ESA) desarrolló, con la colaboración de la Nasa, un ‘Orbitador Solar’ que lanzaron desde Cabo Cañaveral para que realice un mapa magnético del Sol desde órbitas interiores a Mercurio. Con los datos obtenidos se pretende aclarar por qué la corona solar tiene una temperatura del orden del millón de grados mientras que en la superficie del Sol es ‘sólo’ de unos cinco mil. Ya se conocía que en la corona se producen grandes llamaradas, pero ahora se buscan las pequeñas y múltiples fulguraciones que otros llaman nano llamaradas magnéticas. También se quiere estudiar la radiación procedente de la heliosfera interna, la formación del plasma en la corona y la proyección del viento solar, esas partículas elementales portadoras de energía. En su camino hacia la órbita prevista, la sonda fue dando información de la eyecciones solares, así como de los datos registrados al cruzarse con los restos del cometa Atlas.

La ESA continúa preparando dos misiones espaciales: la Antena Espacial de Interferómetro Láser (LISA) y el Telescopio Avanzado para Astrofísica de Alta Energía (ATHENA). LISA consta de tres telescopios colocados en triángulo en la posición estable Lagrange L1. Con ellos se pretende detectar las ondas gravitatorias emitidas por sistemas binarios de agujeros negros super masivos que no pueden registrarse con los interferómetros Virgo y LIGO; asimismo, se espera utilizarlos en la búsqueda de exoplanetas que orbiten estrellas enanas blancas dobles. ATHENA, un telescopio de rayos X, se colocará en el punto gravitatoriamente estable L2 para estudiar los fenómenos más calientes y energéticos del Universo: los agujeros negros super masivos que dominan la forma y evolución de las galaxias merced a su extraordinaria fuerza gravitatoria. Además, se espera que el telescopio, cien veces más sensible que los telescopios actuales de rayos X, sirva para evaluar la materia oscura, ese ‘pegamento’ de composición desconocida.

Uno de los experimentos diseñados para detectar las partículas que componen la materia oscura está construido bajo 1400 metros de roca en el Gran Sasso (Abruzos, Italia), se llama XENON1T y consta de una vasija que contiene 3500 kilogramos de xenon líquido y un conjunto de fotomultiplicadores que detectan la emisión de electrones producida en las colisiones de supuestas partículas de materia oscura con los átomos de xenon. Los investigadores observaron un exceso de emisiones sobre las producidas por la radiactividad natural y los rayos cósmicos ¿Podrían deberse a los axiones, unas partículas predichas teóricamente como componentes de la materia oscura y producidas en el Big Bang? En cualquier caso, parecía probable que los axiones provinieran del Sol y, en ningún caso, que se tratase de partículas masivas que interaccionan débilmente (WHIMP, candidatos a formar parte de la materia oscura), aunque podrían ser neutrinos, contaminación de tritio o, simplemente, ruido de fondo.

El telescopio Maxwell de Hawai, primero, y los telescopios ALMA de Atacama (Chile), después, detectaron unas señales en la atmósfera de Venus que un equipo de científicos interpretó como procedentes de moléculas de fosfano (otros lo llaman fosfina). Este compuesto, de fórmula PH3 y olor repugnante, es producido en la Tierra por microbios anaerobios y en procesos industriales. Como estos procesos son impensables en tal atmósfera, surgió la pregunta: ¿hay vida en Venus? En las ciencias llamadas exactas, las conclusiones deben ser ratificadas por investigadores externos, y esto no ha ocurrido. Actualmente se especula con que el aparato de análisis de la longitud de onda registrada no estaba bien calibrado o con que la señal era debida al dióxido de azufre tan abundante en la atmósfera de Venus.

Tecnología

Los científicos chinos se proclaman líderes en tecnología al lograr la comunicación cuántica a una distancia mucho mayor de la lograda hasta ahora; desde el satélite Micius, ubicado a unos 500 kilómetros de altura hasta dos estaciones en tierra separadas por 1120 kilómetros. Se trata de una comunicación entre fotones entrelazados, es decir, en el mismo estado cuántico; esto supone un bit de información por cada pareja de fotones entrelazados y un sistema de transmisión de mensajes. Además, si se observan los fotones se rompe el entrelazamiento, lo que hace invulnerable la comunicación. El logro es decisivo: una red con la que se pueden emitir claves para leer mensajes encriptados indescifrables.

La pandemia multiplicó el uso de Internet, lo que vino muy bien al teletrabajo y mal a la enseñanza, donde se echan en falta las clases presenciales y donde se desea la vuelta de lo analógico. Pero lo digital avanza imparablemente: coches autónomos, diagnóstico y tratamientos médicos, modernización de la industria y más. La Inteligencia Artificial sirve para aumentar las capacidades humanas y para disminuir las necesidades de personal en los trabajos.

Cáncer

Severo Ochoa dijo hace muchos años que si se pudiesen sistematizar todos losd conocimientos que tenemos sobre el cáncer avanzaríamos mucho en su curación. En este año 2020 se han conocido las conclusiones del Proyecto Pan-Cáncer en el que han intervenido 1300 científicos de 70 centros de investigación de 37 países, empleando 13 superordenadores para obtener 650 terabytes de información. Como dice Amparo Tolosa en su artículo ‘Los genomas del cáncer’ el objetivo del proyecto es «descubrir qué cambios en el genoma desencadenan el origen y la propagación del cáncer. Para ello, se estudió el genoma de 38 tipos de cáncer en 3600 personas. Sabemos que en el ADN se producen millones de errores a lo largo de una vida, pero que sólo unas pocas de esas mutaciones conducen al cáncer; en consecuencia, la gran tarea inicial consiste en identificar qué cambios genéticos producen un tumor concreto. Y más: qué mutaciones se detectan antes de la aparición del cáncer, con la complicación adicional de que el genoma de un mismo tipo de cáncer es diferente en dos personas distintas, lo que obliga a hacer tratamientos personalizados. No obstante, el problema se simplifica porque se han identificado una o varias mutaciones directoras y su evolución en cada tipo de cáncer. Estos patrones se pueden detectar décadas antes de que aparezca el tumor. Tolosa cita a Ivo Gut: «Los nuevos hallazgos son clave para el desarrollo de una medicina personalizada».

¡Otros lo ponen más fácil! En un artículo publicado en ‘Annals of Oncology’, investigadores aseguran que han desarrollado el primer análisis de sangre que puede detectar con precisión más de cincuenta tipos de cáncer e identificar en qué tejido se originó, a menudo antes de que haya signos o síntomas clínicos de la enfermedad, analizando los cambios químicos en el ADN llamados metilación. (Esta información ha sido difundida en Internet por ‘redacción médica’).

Premios Nobel

El premio Nobel de Química 2020 lo compartieron Emmanuelle Charpentier (Francia, 1968), doctorada en 1995 por el Instituto Pasteur de París y en la actualidad directora de la Unidad para la Ciencia de los Patógenos en el Max Planck de Berlín, y Jennifer A. Doudna (Washington D.C., 1964), doctorada en 1989 por la Escuela de Medicina de la Universidad de Harvard y profesora de la Universidad de California, Berkeley, «por el desarrollo de un método de edición del genoma». Ellas encontraron un instrumento para rescribir el código de la vida, nada menos. Con las llamadas ‘tijeras genéticas’ se puede cambiar el ADN de animales, plantas y microorganismos con una enorme precisión y en un tiempo de trabajo relativamente corto. Charpentier descubrió en 2011, en la bacteria procariota ‘Streptococcus pyogenes’, muy dañina, una molécula desconocida, el ADNtract, que constituía una parte del sistema inmune de la bacteria. Dicho sistema, llamado CRISPR/Cas, era capaz de escindir el ADN del virus invasor, desarmándolo. Ella y la bioquímica Doudna, en un experimento trascendental desarrollado durante el 2012, demostraron que podían regenerar las tijeras genéticas de la bacteria en tubo de ensayo simplificando los componentes moleculares, cortar una molécula de ADN en un sitio predeterminado y, en consecuencia, rescribir el código de la vida. El proceso en el interior de la bacteria es el siguiente. El virus infecta a la bacteria con su ADN. Si ésta sobrevive a la infección, inserta un trozo del ADN del virus en la sección CRISPR de su genoma. El CRISPR-ADN se copia para formar una molécula larga de ARN-CRISPR. El ARNtract se une al ARN-CRISPR así como la proteína Cas9. La molécula larga se dividirá en piezas pequeñas por la proteína RNase III. Estas pequeñas piezas son las tijeras genéticas que contienen el código del virus. Si la bacteria se vuelve a infectar del mismo virus, las tijeras lo reconocen, lo dividen y lo desarman. Pero, ¿cómo se utiliza este conocimiento para fabricar y usar unas tijeras genéticas? En principio hay que construir artificialmente un ARN que indique dónde hay que cortar el ADN y formar un complejo entre la proteína Cas9 y el ARN guía. El complejo irá obedientemente al sitio de corte y cortará un gen. Si la célula se auto repara después del corte, se recuperará la función del gen, pero si se quiere insertar un nuevo gen o reparar el anterior hay que diseñar una plantilla ADN acorde con el objetivo propuesto. (Las explicaciones de los mecanismos expuestos fueron proporcionadas por la Real Academia Sueca de las Ciencias). La tecnología creada por Champentier y Doudna ha tenido un impacto revolucionario: los científicos son capaces ahora de hacer cambios precisos de un simple par de bases del ADN o de realizar grandes inserciones, tanto para explorar genomas y encontrar la función de los genes, como para eliminar mutaciones asociadas a enfermedades y buscar tratamientos ¡Es ingeniería genética a tope! El investigador español Martínez Mojica encontró en arqueas (procariotas) de las salinas de Santa Pola la repetición de secuencias que eran parte del sistema de defensa de las bacterias arqueas contra los virus y plásmidos. Él inventó el nombre de CRISPR pero no le incluyeron entre las ganadoras del Nobel.

La mitad del premio Nobel de Física 2020 lo ganó Roger Penrose (Colchester, RU, 1931), doctor por la Universidad de Cambridge en 1957 y profesor de la Universidad de Oxford, «por el descubrimiento de que la formación de agujeros negros es un predicción robusta de la teoría general de la relatividad». En su conferencia titulada ‘Agujeros negros, cosmología y singularidades espaciotiempo’ contó cómo fue capaz de demostrar matemáticamente que la teoría general de la relatividad conduce al fenómeno más exótico del Universo, a pesar de que Einstein no creía en los agujeros negros. Además, dijo que estos enormes objetos ocultan un oscuro secreto: una singularidad en la que dejan de cumplirse todas las leyes físicas de la naturaleza. Para Penrose, matemático y filósofo, las matemáticas describen la naturaleza del Universo, gracias a lo cual Einstein desarrolló su teoría general sin necesidad de observaciones experimentales. La demostración de Penrose ha sido considerada la mayor contribución a la teoría de la relatividad.

La otra mitad del premio Nobel de Física lo compartieron Reinhard Genzel (Alemania, 1952), doctor por la Universidad de Bonn, director de Física Extraterrestre en el Instituto Max Planck y profesor en la Universidad de California, Berkeley, y Andrea Ghez (Nueva York,1965), doctora en 1992 por el Caltech y profesora en la Universidad de California, Los Ángeles «por el descubrimiento de u objeto compacto supermasivo en el centro de nuestra galaxia». Se trataba de un agujero negro. Estos astros se forman cuando una estrella de enorme masa colapsa por efecto de su propia gravedad y esta es tan grande que captura todo lo que pasa por su horizonte de sucesos: ni la luz puede escapar del agujero negro. La densidad en su interior es infinita y el tiempo se acaba: es una singularidad. Genzel, Ghez y sus equipos de astrónomos, empleando telescopios y técnicas especiales para mapear con precisión, enfocaron las estrellas de Sagitario A*, situadas en el centro de la Vía Láctea. De sus medidas dedujeron que un objeto invisible, sin luz, impulsaba esas estrellas a su alrededor con una fuerza que debería provenir de un astro que tuviera una masa equivalente a la de cuatro millones de soles y un volumen no mayor que nuestro sistema solar. Después de este memorable descubrimiento, los científicos siguen investigando otros posibles agujeros negros, especulando sobre su estructura interna y ensayando la teoría de la gravedad en las inmediaciones del monstruo.

El premio Nobel de Fisiología o Medicina 2020 lo compartieron Harvey J. Alter (Nueva Y0rk, 1935), médico internista de National Institutes of Health, Michael Hougton (GB, 1949), doctor por el King’s College de Londres en 1977 y profesor de Virología de la Universidad de Alberta, Canadá, y Charles M. Rice (Sacramento, EEUU, 1952), doctor por el Caltech en 1981 y profesor en la Universidad Rockefeller «por el descubrimiento del virus de hepatitis C». La hepatitis, inflamación del hígado, se produce por infección viral, pero también son causas importantes el alcoholismo, las toxinas ambientales y los procesos auto inmunes. En los años cuarenta se supo que la hepatitis A, de ciclo corto en el paciente, se transmite por el agua o alimentos infectados. Baruch Bloomberg descubrió en los años sesenta descubrió el virus de la hepatitis B, por lo que recibió el premio Nobel en 1976. Este segundo tipo se transmite por la sangre, puede permanecer latente durante años y manifestarse como una enfermedad crónica produciendo cirrosis y cáncer de hígado. Más tarde, Harvey J. Alter realizando conteos de transfusiones de sangre, dedujo que había más infecciones de hepatitis de las debidas a los virus A y B. Michael Houghton y su equipo identificaron, tras una búsqueda larga y minuciosa, fragmentos de ADN vírico en el suero de pacientes que podían pertenecer al virus de la hepatitis C transmitido por la sangre. Y Charles M. Rice demostró que el nuevo virus era capaz, solo, sin intermediarios, de producir hepatitis C. Posteriormente, se han encontrado otros tipos de virus que dan lugar a hepatitis denominadas D, E, F y G, quizá menos extendidas y frecuentes que no impiden el optimismo de los virólogos de lograr la erradicación de la enfermedad, aunque el problema es gordo: la OMS estimó en 71 millones el número de personas infectadas de hepatitis C el año 2019. La infección se previene evitando contactos que impliquen sangre. La detección del virus se realiza mediante el análisis de anticuerpos en sangre y del ARN en suero con PCR, Y la hepatitis crónica, que puede degenerar en muerte por cirrosis, insuficiencia hepática o cáncer, se combate con antivirales, como el sfosbuvir y otros, un tratamiento carísimo hoy en día.

El premio Nobel de Literatura 2020 lo recibió la poetisa Louise Gluck (Nueva York, 1943) «por su inconfundible voz poética que con austera belleza universaliza la existencia individual». En su conferencia rememoró a Emily Dickinson: » ¡No soy nadie! ¿Quién eres tú? / ¿Tú también eres nadie? / Luego estamos dos, ¡no lo digas! / Nos desterrarán, ya sabes». Y recordó al niño negro de William Blake: «Yo soy negro, pero ¡oh! mi alma es blanca / Blanco como un ángel es el niño inglés / pero yo soy negro, como desprovisto de luz». Por su obra más importante, ‘El Iris Salvaje’ ganó el premio Pulitzer en 1993).

El premio Nobel de la Paz 2020 fue otorgado al Programa Mundial de Alimentos (PMA) «por sus esfuerzos para combatir el hambre, por su contribución a mejorar las condiciones para la paz en las zonas afectadas por conflictos y como motor de los esfuerzos para prevenir el uso del hambre como arma de guerra y conflicto». La organización se encarga de cumplir uno de los objetivos del Desarrollo Sostenible de la ONU: la erradicación del hambre, ¡y en el año 2019 ciento treinta y cinco millones de personas padecían hambre aguda por causa de las guerras! Para ello, el PMA cuenta con barcos, aviones y camiones para transportar los alimentos; pero el restaurador español José Andrés, implicado en el proceso, dice que el mayor mérito lo tienen los voluntarios de a pie. Ahora, con la pandemia del covid-19 los problemas se agudizan: la organización dice que mientras llegan las vacunas, la mejor vacuna es el alimento.

El premio nobel de Ciencias Económicas 2020 lo compartieron Paul R. Milgrom (Detroit, EEUU, 1948), profesor de la Universidad de Stanford, y Robert B. Wilson (Ginebra, EEUU, 1937), profesor emérito de la Universidad de Stanford «por las mejoras en la teoría de las subastas y los inventos de nuevos formatos de subastas». Las aplicaciones prácticas de sus teorías, basadas en la búsqueda, por parte de los licitadores, de información propia y ajena, esto es, conocer el valor privado y el valor común, y no sólo vender al mejor postor y comprar la oferta más barata se han extendido por el mundo: ofertas en Internet, licencias de radio y televisión, emisiones de dióxido de carbono, activos financieros y precio de la electricidad.

Sociedad

Juan Carlos I se va de España. Aquel príncipe rubio, alto y tímido que llegó de Italia. Aquel joven que se saltó la sucesión por delegación de Franco. que se benefició del apoyo a la monarquía del centro derecha con Suárez y del Partido Comunista con Carrillo, que logró el favor popular tras su dubitativa desautorización del golpe de Estado de los militares. Aquel rey que se metió en todos los líos: accidentes con roturas, amantes ocultas y notorias,partidas de caza africanas, consentimiento de los negocios del yerno corrupto, regalos saudíes, fortunas en paraísos fiscales…¿Volverá?

Donald Trump niega tozudamente, en un intento de destruir las reglas democráticas, haber perdido la presidencia de Estados Unidos, pese a que el tándem Biden – Harris obtuvo unos siete millones de votos populares más y una ventaja de 302 a 232 en votos electorales. A Trump le fue bien la economía al principio de su mandato, pero pronto tuvo que pasar los malos tragos de su colaboración con Rusia para hacerse con la presidencia y del intento de destitución por abuso de poder. Después llegó la pandemia y sus determinaciones acientíficas dramáticas, con la minusvaloración del peligro y la falta de medidas de protección, por eso Estados Unidos es la nación con más muertos por covid-19 del mundo. Bajo su mandato aumentaron los conflictos raciales: la fotografía de un agente hierático aplastando con la rodilla el cuello del negro George Floyd hasta matarlo produjo manifestaciones internacionales antirracistas del movimiento ‘Black Lives Matter’. Con Trump, Estados Unidos pasó de una economía boyante, su gran baza, a una economía en crisis, y perdió. Con el racista y xenófobo Trump de las vallas o murallas y de las mentiras cotidianas no sólo perdieron lo supremacistas blancos estadounidenses, también perderán apoyo los nacionalismos populistas.

La guerra entre Armenia y Azerbaiyán se desarrolla en el Alto Karabaj, una región situada dentro del territorio azerí con gran mayoría de población armenia y unida a Armenia por un corredor terrestre. Azerbaiyán, rica en petróleo, es apoyada por Turquía, pero Rusia ha decretado un alto el fuego tras unos miles de muertos de cada bando.

Culminación del Brexit: el Reino Unido se separa de la Unión Europea tras 47 años en una demostración de que la antigua xenofobia imperialista victoriana no ha desaparecido. Pero sí lo ha hecho Trump, su valedor.

El ‘president’ de la ‘Generalitat’ catalana, Quim Torra, ha sido inhabilitado por no cumplir las leyes electorales, pero el problema de fondo es que «los señoritos supremacistas independentistas» catalanes «dicen pedir el derecho de autodeterminación cuando lo que piden es el derecho al secesionismo». Son citas de dos renombrados escritores españoles.

Fallece el escritor Juan Marsé Carbó (1933-2020), premio Cervantes 2008. Sus novelas están construidas sobre la dualidad política y social de ricos y charnegos en Barcelona. También fallecieron: Li Wenliang, el médico que dio la voz de alarma por el coronavirus y murió infectado tratando pacientes; Kobe Bryan, el extraordinario jugador de baloncesto ‘hermano’ de Pau Gasol, en accidente de helicóptero junto a su hija y otras personas; Diego Armando Maradona, mítico futbolista y controvertido personaje, dios en Argentina y Nápoles.

Et Vale.