III. MOMENTOS HISTÓRICOS DE LA TECNOLOGÍA EN LA MEDICINA Y LA SALUD

III.1. Manejo de dolor e inflamaciones

La morfinaUtilizado desde principios de los años 1800, paradisminuir la sensación de dolor , la morfina se extraía delopio crudo. El farmacéutico húngaro, Janos Kabayrevolucionó la producción de morfina para los años del1920 al extraerlo no solamente del “poppy head”inmaduro sino de los tallos secos de la misma. En el 1923se estudió su estructura química para determinar lase estudió su estructura química para determinar laposibilidad de sintetizar este potente analgésico, perolibre de los efectos indeseables de la adicción y losproblemas respiratorios. El investigar como la ocurrencianatural del extracto actuaba en los seres humanos, diolugar a que se desarrollara la versión sintética de lamorfina y el desarrollo de otras drogas mas seguras, talescomo la nalorfina y la nalorxona en el 1961.

L i i

La tumba de Janos Kabay en Budapest,

Hungría

La aspirinaEn el 1890, se manufacturó el ácido salicílico como unanalgésico de bajo costo y efectivo contra la artritisreumatoidea a pesar de sus efectos secundariosindeseables (nausea y gastritis). En el 1897, el químicoalemán, Félix Hoffmann de la compañía Bayer, sintetizo elacido acetilsalicílico (o aspirina) el cual fue probado comofármaco por Heinrich Dreser. Su producción comenzó en el1899 y las primeras píldoras se vendieron en el 1900 La1899 y las primeras píldoras se vendieron en el 1900. Laaspirina se popularizó porque demostró tener menos efectossecundarios que el acido salicílico. La aspirina, el primermedicamento producido a nivel industrial, todavía seproduce en grandes cantidades hoy día. La aspirina seutilizó mayormente para el alivio del dolor de cabeza hastamediados de los ochenta, cuando se descubrieron susefectos beneficiosos contra los ataques al corazón.

Ácido acetilsalicílico

CortisonaA partir del 1940, en estudios realizados en la cortezade la glándula adrenal se detectó la presencia de unashormonas naturales llamadas esteroides las cualesdemostraron poseer propiedades antiinflamatorias. Lacortisona, un esteroide natural, fue aislado por primeravez en 1936 y posteriormente sintetizado por elamericano Lewis Hastings Sarett en 1948. Un añodespués, se manufacturó comercialmente, por su efectomilagroso sobre la artritis reumatoidea. Pruebasclínicas subsiguientes demostraron que no curaba laartritis y que producía efectos secundarios serios; perose utilizó en pacientes con asma y en tratamientos parala alergia. Estudios posteriores de síntesis de esteroidesdieron lugar a la producción de prednesona la

Lewis Hastings Sarett

dieron lugar a la producción de prednesona, laprednisolona y la dexametasona como agentes antiinflamatorios mejores y con menos efectos secundarios. Articulaciones deformes

por inflamación

III. MOMENTOS HISTÓRICOS DE LA TECNOLOGÍA EN LA MEDICINA Y LA SALUD

III.2. Agentes psicoterapéuticos

ClorpromazinaClorpromazina (Torazina, Hibernal) fue usado porprimera vez en el 1954 para tratar la esquizofrenia apesar de que fue diseñado originalmente comoantihistamínico contra las alergias. Esta nueva terapiademostró ser dramáticamente efectiva y comenzó la eramoderna de la terapia antipsicótica. El control de lasenfermedades mentales con medicamentos,prontamente sustituyó métodos anteriores como losprontamente sustituyó métodos anteriores como loschoques eléctricos, los choques de insulina, la lobotomíaprefrontal (remoción quirúrgico del hemisferio prefrontal),y colaboró en la disminución en la institucionalización deindividuos con problemas mentales mundialmente.Investigaciones posteriores descubrieron losmecanismos farmacológicos de la clorpromazina ysirvieron de base para el desarrollo de otrosmedicamentos antipsicóticos, tales como el haloperidol ymedicamentos antipsicóticos, tales como el haloperidol yolanzapina.

Los antidepresivos tricíclicosEn el 1958 un estudio clínico con Imipramina una droga

Fotos de la película: “One Flew Over the Cuckoo’s Nest” (1975), el cual presenta los

efectos desastrosos de la enfermedad mental.

En el 1958, un estudio clínico con Imipramina, una drogaoriginalmente desarrollada como antipsicótico, reveló suspropiedades antidepresivas. Esta droga funcionaterapéuticamente afectando la actividad de losneurotransmisores (agentes transmisores de estímulos)en el cerebro. Drogas similares se desarrollaronposteriormente y se conocieron como antidepresivostriciílicos. Los antidepresivos tricíclicos se convirtieronpronto en la terapia estándar para estas enfermedades

Depresión pos-parto

debilitadoras.

Las BenzodiazepinasEn 1959, con el descubrimiento del clordiazepóxido(Librium) dio inicio al desarrollo de una nueva y potenteclase de agentes antiansiolíticos, las benzodiazepinas.Esta droga y sus derivados reemplazaron rápidamente alos barbitúricos y al meprobamate, un agente ansiolíticode efecto moderado descubierto a principios del 1950. Losbenzodiazepinas, que demostraron ser altamentetolerables y seguros, demostraron ser muy efectivost bié t hi óti l j t l

Neurotransmisores en el cerebro

también como agentes hipnótico, relajante muscular yefectivas en el tratamiento de la epilepsia.

III. MOMENTOS HISTÓRICOS DE LA TECNOLOGÍA EN LA MEDICINA Y LA SALUD

III.3. Hormonas y reguladores hormonales

La insulinaLa insulina una hormona proteínica producida por célulasLa insulina, una hormona proteínica producida por célulasespeciales del páncreas, controla el nivel de azúcar en lasangre (glucosa). La falta de insulina conduce el desarrollo de ladiabetes de tipo 1, una enfermedad considerada letal en losaños 1920. En 1921 dos jóvenes médicos canadienses,Frederick Banting y Charles H. Best, aislaron y purificaron unextracto inyectable del páncreas del bovino con efectossimilares a la insulina. Su primer paciente para uso fue un niñode 14 años que se estaba muriendo, sin embargo, fue dado de

Frederick Banting y Charles H. Best en una

i talta del hospital después de varias semanas. La insulina semanufacturó del páncreas del bovino por la compañía Eli Lilly enel 1922. La primera insulina desarrollada de fuentes humanasusando técnicas de ADN recombinante fue producida en 1982.

La testosterona

pintura

La testosteronaLa testosterona es responsable del desarrollo de los órganossexuales masculinos y de las características sexualessecundarias. Es una hormona esteroidal, estructuralmentesimilar al colesterol. La testosterona se sintetizó por primera vezdel colesterol en 1935 para el tratamiento de enfermedadescausadas por deficiencia hormonal. La testosterona se puedemanufacturar através de modificaciones químicas ymicrobiológica de materiales disponibles en la naturaleza.

Progestinas, estrógenos y anticonceptivos oralesEn los años 1930, dos hormonas femeninas fueron aisladas defuentes naturales; la orina de yeguas preñadas y de la raíz de untubérculo dulce mejicano (Mexican sweet root). Las progestinas(progesterona, hormona luteal) se utilizaron para estabilizar elproceso de gestación y los estrógenos (hormonas foliculares) eranvistos como hormonas que afectaban el ciclo menstrual. En los años1950, se sintetizaron estas hormonas y se estudiaron sus efectos enla concepción humana y el embarazo. Sus cualidadescontraceptivas excelentes condujeron el desarrollo de losanticonceptivos orales (la píldora para el control de la natalidad)para las mujeres. En 1960, se comenzó a mercadear en los E.U.,Enovid, la primera píldora anticonceptiva que demostró ser muyefectiva por su contenido de una mezcla de estrógeno yprogestinas.

III.4. Agentes gastrointestinales

Evolución para la terapia de ulcerasEn 1972, James Black, un farmacéutico escosés, y sus colegas enSmith, Kline y French lograron explicar los fundamentos fisiológicosde la producción excesiva de ácido en el estómago. Ese tipo deinvestigación farmacéutico se conoce hoy día como “drogas de Úlceras

t lg y g

“diseño racional”. En 1976, como resultado de estas investigaciones,desarrollaron el medicamento Cimetidina (Tagamet). El Tagametinhibe la producción de acido gástricos con efectos secundariosmínimos y se comenzó a usar para uso común de ulceras gástricas,disminuyendo dramáticamente la necesidad de cirugía. Tagamet seconvirtió en el medicamento mas recetado en la medicina.

estomacal

III. MOMENTOS HISTÓRICOS DE LA TECNOLOGÍA EN LA MEDICINA Y SALUD

III.5. Pruebas médicas y diagnóstico de enfermedades

Tecnologías de imagen médicaEquipos médicos tales como las máquinas de rayos X los equipos paraEquipos médicos tales como las máquinas de rayos X, los equipos paraimágenes por resonancia magnética (MRI) que fueron consideradosrevolucionarios, ya son parte de los equipos rutinarios en el diagnóstico ytratamiento de enfermedades. Wilhelm Konrad Roentgen, el físico alemánque descubrió los rayos X en el 1895, produjo por primera vez la imagende los huesos de la mano de su esposa. Para el 1900, cada hospital teniauna maquina de rayos X. La tecnología de la resonancia magnéticanuclear (RMN) fue utilizada originalmente en los años 1970 paradeterminar estructuras químicas. Se aprobó su uso en seres humanos en

La imagen de los huesos de la mano de la

Sra Roentgenq pel 1985. Agentes de contraste químico y emulsiones especiales para laslaminas mejoran la utilidad diagnóstica de los rayos X, los CT scans (unatomografía computarizada en tres dimensiones de la imagen del rayo X), ylas imágenes de ultrasonido.

Isótopos en la medicinaLuego del trabajo pionero de Georg Hevesy, Premio Nobel de Hungría(1943) ó l d i ó l di i l l

Sra.Roentgen

(1943), comenzó el uso de isótopos en la medicina los cualescontribuyeron enormemente a mejorar el uso de tecnologías de imágenesen la evaluación del funcionamiento de los organos internos. En el 1935Hevesy utilizó núclidos radioactivos para determinar el mecanismometabólico phosphor. Los compuestos son marcados con isótoposradioactivos tales como el (tecnecio-99m y el talio-201) o sustancia radio-opacas tales como (bario y iodo). Estos a su vez se monitorean por elcuerpo con cámaras de detección para proveer imágenes útiles de losórganos donde son transportados La aplicación diagnóstica de isótoposórganos donde son transportados. La aplicación diagnóstica de isótoposen la medicina incluye la detección de tumores, el diagnostico deenfermedades del hígado y las pruebas de estrés.

Desarrollo de los ensayos químicosHoy día podemos diagnosticar múltiples condiciones médicas al estudiarmarcadores de enfermedades o drogas residuales que se puedendetectar químicamente en la sangre, la orina, las heces fecales, la salivao el sudor. Pruebas de laboratorio, instrumentos analíticos sofisticadosasistidos por el computador y pruebas caseras son algunos de losasistidos por el computador y pruebas caseras son algunos de losmétodos fundamentales usados en la medición de reacciones químicas.Al principio del siglo 19, los diagnósticos fueron a base de observacionesde síntomas clínicas; si el paciente respondía positivamente a untratamiento para una enfermedad en especifica, entonce el paciente debíatener la enfermedad. Las pruebas específicas para diagnosticarenfermedades comenzaron en 1882 cuando Paul Ehrlich observó que laúnica forma de confirmar un diagnostico de fiebre tifoidea era observandoel bacilo de tifoidea (utilizando un tinte especial). Anteriormente, la( p ) ,enfermedad se diagnosticaba por el color de la piel del paciente.

Evolución del monitoreo personalPruebas caseras simples han facilitado el monitoreo personal de la saludhumana. Por ejemplo, antes los pacientes de diabetes tenia que visitar unlaboratorio para detectar la presencia de azúcar en la orina. En el 1941, losLaboratorios Miles introdujeron el primer método casero de detección deazúcar en la orina usando una tecnología de tirillas impregnadas desustancias químicas la cual se introduce en la orina y produce cambios ensustancias químicas la cual se introduce en la orina y produce cambios encolor según la concentración de azúcar en la orina, desarrollada en 1956. Enlos años 1960, el primer medidor de glucosa en la sangre operado conbaterías se introdujo al mercado, mejorando considerablemente la calidadde vida del diabético. En los años 1970 y los 1980, se desarrollaron otraspruebas casera tales como la detección de sangre oculta en la excreta,ovulación, embarazo y la presencia de estreptococo.

III. MOMENTOS HISTÓRICOS DE LA TECNOLOGÍA EN LA MEDICINA Y LA SALUD

III.6. Medicamentos antiinfecciosos

Salvarsan y ProntosilyEl bacteriólogo alemán, Paul Ehrlich, estudió los compuestos dearsénico por sus propiedades antibacteriales e inventó elSalvarsan en el 1909, como tratamiento muy efectivo contra lasífilis, enfermedad letal de transmisión sexual. Usandoestrategias similares, otros investigadores identificaroncompuestos activos capaces de combatir enfermedadesinfecciosas. La primera droga de la serie sulfa, el prontosil,utilizado originalmente como tinte para textiles, se descubrió en el1932 i t l í i b b d tib t i

Gerhard Domagk Bacterias de t t1932, mientras los químicos buscaban una droga antibacteriana

para combatir las infecciones causadas por los estreptococos,como la pulmonía. Este descubrimiento fue tan importante que elbioquímico alemán, Gerhard Domagk recibió el Premio Nobel enMedicina en el 1939 por su trabajo en esta área. La sulfanilamidafue identificada posteriormente como el agente bacteriano activodel Prontosil. Muchos otros antibióticos se crearon de esteagente antibacteriano, incluyendo la sulfapiridina en el 1938. Lasdrogas sulfa fueron exitosos en la disminución de la mortalidad

Prontosil

estreptococos

drogas sulfa fueron exitosos en la disminución de la mortalidadcausada por la pulmonía en los años 1940, y salvaron millonesde vidas. Su importancia solo declinó con la llegada de la era dela Penicilina

PenicilinaEn el 1928, el bacteriólogo escosés, Alexander Fleming, descubrióuna potente sustancia natural capaz de matar bacterias, la misma

Alexander Fleming

p p ,fue aislada de la secreción de un hongo (Penicillium notatum). En1943, durante la Segunda Guerra Mundial el descubrimiento de laPenicilina redujo dramáticamente las infecciones y lasamputaciones en soldados americanos y británicos heridos en laguerra. En este tiempo la penicilina era tan costoso que sereciclaba de la orina de los pacientes tratados con el medicamento.Los químicos intentaron varios métodos para sintetizar esta drogade proveniencia natural. En los años 1940 se determinó laestructura de penicilina por la investigadora británica DorothyCrowfoot Hodgkin, permitiendo así su síntesis. Para el año 1957,varias compañías farmacéuticas sintetizaron y produjeron estemedicamento comercialmente. De ahí el comienzo de la eramoderna de la terapia con antibióticos.

Zidovudina (AZT)

Penicillium notatum

( )La zidovudina ZDV o (AZT en inglés) se aprobó enlos Estados Unidos para el tratamiento del Virus deInmunodeficiencia Humana (VIH) en el 1987. Estemedicamento se sintetizó por primera vez en el1964, para el tratamiento de cáncer pero probó serinefectivo. No fue hasta el 1986, que un grupo decientíficos descubrieron sus propiedadesantiretrovirales. El AZT y drogas relacionadas

Cristales de Zidovudina

inhiben la replicación viral atacando enzimasvirales específicas. Según quedó demostrado porel AZT esto da lugar al rápido desarrollo deresistencia del VIH por lo cual no se requiereterapias con múltiples agentes contra la infecciónpor VIH

Zidovudina

III. MOMENTOS HISTÓRICOS DE LA TECNOLOGÍA EN LA MEDICINA Y LA SALUD

III.7. Manejo cardiovascular

Regulación de los latidos del corazónRegulación de los latidos del corazónLa habilidad para regular los latidos del corazón utilizandoprocaína, un anestésico local, fue descubierto en los años 1930.Este tipo de tratamiento farmacéutico es complejo y puede serdifícil porque la droga que bloquea la arritmia también puedeocasionarla bajo ciertas condiciones. La procaína fue uno de losprimeros medicamentos que se aprobaron eventualmente parala regulación de los latidos del corazón. Inhibe la membranacelular proteicas conocida como los canales de sodio. Luego dep gla procaína, siguieron numerosos medicamentos como losbloqueadores beta y los antagonistas cálcicos y los antagonistasde los canales de potasio.

Tratamiento para fallos cardiacosUn grupo de compuestos naturalesencontrados en las plantas, los glicósidosdigitáles han sido utilizados para el tratamientode fallos cardiacos por siglos. Investigacioneshan identificado como estos aumenta la fuerzacon que se contrae el corazón. Digoxina fueextraida de las hojas de la “grecian foxglove”(Digitalis lanata) y fue aprobado en el 1954para el tratamiento de la fibrilación arterial y elf ll di ti E t l tfallo cardiaco congestivo. Eventualmente,también se descubrió que medicamentos parala hipertensión pueden ser utilizados para eltratamiento de fallos cardiacos.

Combatiendo los coágulos sanguíneosHeparina, un producto natural aislado del higado de animales fueutilizado por primera vez para prevenir la trombosis (coagulaciónde la sangre) durante una transfusión de sangre en el 1935, yde la sangre) durante una transfusión de sangre en el 1935, yprontamente se convirtió en el anticoagulante mas utilizado.También previene la formación de coágulos sanguíneo durantecirugías cardiacos y arteriales. La Wafarina (Cumadina),aprobado en el 1955, es un medicamento anticoagulante que seadministra oralmente y previene paros cardiacos, además deusarse para tratamiento de ataques al corazón y la trombosis.Durante los años 1970, se descubrió que una vez se forma elcoagulo, éste se puede atacar con trombolíticos. El utilizarenzimas activas para disolver los coágulos sanguíneos condujo ala Urokinasa en el 1977, a la streptokinasa en el 1978, y alactivador plasmígeno diseñando genéticamente, tPA en el 1987.

Control de los niveles de colesterolLa acumulación de depósitos de colesterol en las arterias (la arteriosclerosis)es el causante principal de las enfermedades y los paros cardiacos. ElLovastatin (Mevacor), cuya función es controlar niveles de colesterol(actividad hipolipémica) al inhibir una enzima crítica que convierte(actividad hipolipémica) al inhibir una enzima crítica que conviertemevalonate, una etapa temprana de la biosíntesis del colesterol, fueaprobada en el 1987. Otros medicamento potentes, efectivos y tolerantes,como el Simvastatin y el Atorvastatin, han revolucionado el tratamiento de losaltos niveles de lípidos en la sangre (hiperlipidemia).

Arteriosclerosis

III. MOMENTOS HISTÓRICOS DE LA TECNOLOGÍA EN LA MEDICINA Y LA SALUD

III.8. Quimioterapia

La evolución de la quimioterapiaEl uso de sustancias químicas para el tratamiento delcáncer (la quimioterapia) comenzó en el 1942 con el usoclínico de “nitrogen mustards” por Louis S. Goodman yAlfred Gilman. Medicamentos bloqueadores de acido fólico(también llamados antimetabolitos) también fuerondesarrollados. La Aminopterina, en el 1947 probó serefectivo contra la leucemia pero su efecto adverso sobre lascélulas blancas rápidamente condujeron su reemplazo porcélulas blancas rápidamente condujeron su reemplazo porla methotrexate. En los años 1950, George Hitchings yCharles Heidelberger desarrollaron el antimetabolíticomercaptopurina para tratar la leucemia y Fluorouracil paralos tumores de seno y gastrointestinales.

Medicamentos citotóxicasLos medicamentos citotóxicos (o medicamento que sonvenenosos para las células) fueron aislados de las plantas eintroducidos por primera vez para la quimioterapia en el 1963.Estos medicamentos anticancerígenos trabajan con el principiode que células proliferan rápidamente con los neoplásicos (ocancerigenos), que son mas susceptibles a daños caudados porlos medicamentos citotóxicos. Varios tipos o variaciones incluyelos alcaloides vinca (vincristina y vinblastina), un alcaloide vincaaislado de la planta “periwinkle” y la podaphylotoxin aislado del“mayapple” en el 1970. El Taxol se aisló de una rama de unarbusto de la costa del Pacifico (“Pacific yew”) en el 1971 y sedesarrolló para el tratamiento del cáncer avanzado del seno y elpulmón a principios de los años 1990.

TamoxifenEl Tamoxifen, una molécula sintética desarrollada en el 1971,fue introducida en el 1977 para el tratamiento del cáncer delseno al disminuir el crecimiento de tumores dependientes deseno al disminuir el crecimiento de tumores dependientes deestrógeno. Los niveles altos de estrógeno promueven laproliferación celular en el tejido de mama, por tanto, este tipode quimioterapia bloquea las hormonas naturales que puedenestimular el crecimiento de células cancerosas. El Megestroles un derivado sintético del esteroide natural, progesterona,que actúa de manera similar y se utiliza para el tratamiento delcáncer de seno recurrente. Mamografía de

un tumor de seno

Monitoreo personal de los

senos promueven un diagnóstico

temprano

III. MOMENTOS HISTÓRICOS DE LA TECNOLOGÍA EN LA MEDICINA Y LA SALUD

III.9. Novedosos materiales para la salud

Prótesis artificiales y artefactos médicos Las prótesis y los órganos artificiales modernos, lentes decontactos, dispositivos de audio y los biomateriales sontodos creados por plásticos especiales, gracias a laquímica. Al poder manipular las estructuras de lasmoléculas y crear nuevas, los químicos e ingenierosquímicos han desarrollado nuevos materiales médicosque son fuertes flexibles y duraderos Algunos de estosque son fuertes, flexibles y duraderos. Algunos de estosartefactos incluyen el riñón artificial del 1945, las válvulasprostéticas del corazón de los años 1950 y la implantaciónquirúrgica de un corazón artificial en el 1982. Los lentesde contactos plásticos se introdujeron en el 1956, y loscontactos bifocales suaves en el 1985.

Corazón

Válvulas de corazón artificial

Equipos médicosEn los hospitales y en las clínicas de salud dehoy día, la química ha sido instrumental en lamanufactura de todos los artefactos médicos

artificial

manufactura de todos los artefactos médicosplásticos y vinílicos. El equipo médico de hoy díadebe ser lo suficientemente duradero y a la vezpropenso a limpieza, esterilización y un ambientelibre de gérmenes. Muchos proceso médicosrutinarios utiliza equipos tales como aquellos dealta tecnología, los estetoscopios, los vendajes yotros textiles noveles, jeringuillas, instrumentosquirúrgicos, bolsas de sangre y materialesquirúrgicos, bolsas de sangre y materialesplásticos que son producidos a través de laquímica. Hasta pañales de niños, contienenpolímeros higroscópicos que previenen lainflamación de la piel sensitiva del niño.

Desinfectantes y blanqueadoresLa química hace posible la limpieza del hogar, el rompimiento delLa química hace posible la limpieza del hogar, el rompimiento delmoho y los hongos, además de la remoción de manchas. Aprincipios de los años 1900, los químicos se enfocaron en elcontrol del las bacterias y la limpieza efectiva de la ropa en loshogares. En el 1913, investigadores desarrollaron una fórmulapara un desinfectante que era económico y fácil de usar en elhogar, la solución blanqueadora (bleach). Hoy día, el “bleach” esun blanqueador efectivo de la ropa en el hogar y es undesinfectante efectivo que elimina billones de bacterias ygérmenes. El Cloro también es una arma poderosa contraenfermedades causadas por virus y bacterias en los hogares,hospitales y otros edificios. Ignatius Semmelweis, un ginecólogoHúngaro, fue el primero en introducir la limpieza de las manoscon una solución acuosa de cloro en su departamento en el 1847.