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III. MOMENTOS HISTÓRICOS DE LA TECNOLOGÍA EN LA MEDICINA Y LA SALUD
III.1. Manejo de dolor e inflamaciones
La morfina
Utilizado desde principios de los años 1800, para
disminuir la sensación de dolor , la morfina se extraía del
opio crudo. El farmacéutico húngaro, Janos Kabay
revolucionó la producción de morfina para los años del
1920 al extraerlo no solamente del “poppy head”
inmaduro sino de los tallos secos de la misma. En el 1923
se estudió su estructura química para determinar la
posibilidad de sintetizar este potente analgésico, pero
libre de los efectos indeseables de la adicción y los
problemas respiratorios. El investigar como la ocurrencia
natural del extracto actuaba en los seres humanos, dio
lugar a que se desarrollara la versión sintética de la
morfina y el desarrollo de otras drogas mas seguras, tales
como la nalorfina y la nalorxona en el 1961.
Ácido
acetilsalicílico
La tumba de Janos
Kabay en Budapest,
Hungría
La aspirina
L
ii
En el 1890, se manufacturó el ácido salicílico como un
analgésico de bajo costo y efectivo contra la artritis
reumatoidea a pesar de sus efectos secundarios
indeseables (nausea y gastritis). En el 1897, el químico
alemán, Félix Hoffmann de la compañía Bayer, sintetizo el
acido acetilsalicílico (o aspirina) el cual fue probado como
fármaco por Heinrich Dreser. Su producción comenzó en el
1899 y las primeras píldoras se vendieron en el 1900.
1900 La
aspirina se popularizó porque demostró tener menos efectos
secundarios que el acido salicílico. La aspirina, el primer
medicamento producido a nivel industrial, todavía se
produce en grandes cantidades hoy día. La aspirina se
utilizó mayormente para el alivio del dolor de cabeza hasta
mediados de los ochenta, cuando se descubrieron sus
efectos beneficiosos contra los ataques al corazón.
Cortisona
A partir del 1940, en estudios realizados en la corteza
de la glándula adrenal se detectó la presencia de unas
hormonas naturales llamadas esteroides las cuales
demostraron poseer propiedades antiinflamatorias. La
cortisona, un esteroide natural, fue aislado por primera
vez en 1936 y posteriormente sintetizado por el
americano Lewis Hastings Sarett en 1948. Un año
después, se manufacturó comercialmente, por su efecto
milagroso sobre la artritis reumatoidea. Pruebas
clínicas subsiguientes demostraron que no curaba la
artritis y que producía efectos secundarios serios; pero
se utilizó en pacientes con asma y en tratamientos para
la alergia. Estudios posteriores de síntesis de esteroides
dieron lugar a la producción de prednesona,
prednesona la
prednisolona y la dexametasona como agentes anti
inflamatorios mejores y con menos efectos secundarios.
Lewis Hastings Sarett
Articulaciones deformes
por inflamación
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III.2. Agentes psicoterapéuticos
Clorpromazina
Clorpromazina (Torazina, Hibernal) fue usado por
primera vez en el 1954 para tratar la esquizofrenia a
pesar de que fue diseñado originalmente como
antihistamínico contra las alergias. Esta nueva terapia
demostró ser dramáticamente efectiva y comenzó la era
moderna de la terapia antipsicótica. El control de las
enfermedades
mentales
con
medicamentos,
prontamente sustituyó métodos anteriores como los
choques eléctricos, los choques de insulina, la lobotomía
prefrontal (remoción quirúrgico del hemisferio prefrontal),
y colaboró en la disminución en la institucionalización de
individuos con problemas mentales mundialmente.
Investigaciones
posteriores
descubrieron
los
mecanismos farmacológicos de la clorpromazina y
sirvieron de base para el desarrollo de otros
medicamentos antipsicóticos, tales como el haloperidol y
olanzapina.
Fotos de la película: “One Flew Over the
Cuckoo’s Nest” (1975), el cual presenta los
efectos desastrosos de la enfermedad
mental.
Depresión pos-parto
Los antidepresivos tricíclicos
En el 1958,
1958 un estudio clínico con Imipramina,
Imipramina una droga
originalmente desarrollada como antipsicótico, reveló sus
propiedades antidepresivas.
Esta droga funciona
terapéuticamente afectando la actividad de los
neurotransmisores (agentes transmisores de estímulos)
en el cerebro. Drogas similares se desarrollaron
posteriormente y se conocieron como antidepresivos
triciílicos. Los antidepresivos tricíclicos se convirtieron
pronto en la terapia estándar para estas enfermedades
debilitadoras.
Las Benzodiazepinas
En 1959, con el descubrimiento del clordiazepóxido
(Librium) dio inicio al desarrollo de una nueva y potente
clase de agentes antiansiolíticos, las benzodiazepinas.
Esta droga y sus derivados reemplazaron rápidamente a
los barbitúricos y al meprobamate, un agente ansiolítico
de efecto moderado descubierto a principios del 1950. Los
benzodiazepinas, que demostraron ser altamente
tolerables y seguros, demostraron ser muy efectivos
t bié como agentes
también
t
hi óti
hipnótico,
relajante
l j t muscular
l
y
efectivas en el tratamiento de la epilepsia.
Neurotransmisores en el
cerebro
III. MOMENTOS HISTÓRICOS DE LA TECNOLOGÍA EN LA MEDICINA Y LA SALUD
III.3. Hormonas y reguladores hormonales
La insulina
La insulina,
insulina una hormona proteínica producida por células
especiales del páncreas, controla el nivel de azúcar en la
sangre (glucosa). La falta de insulina conduce el desarrollo de la
diabetes de tipo 1, una enfermedad considerada letal en los
años 1920. En 1921 dos jóvenes médicos canadienses,
Frederick Banting y Charles H. Best, aislaron y purificaron un
extracto inyectable del páncreas del bovino con efectos
similares a la insulina. Su primer paciente para uso fue un niño
de 14 años que se estaba muriendo, sin embargo, fue dado de
alta del hospital después de varias semanas. La insulina se
manufacturó del páncreas del bovino por la compañía Eli Lilly en
el 1922. La primera insulina desarrollada de fuentes humanas
usando técnicas de ADN recombinante fue producida en 1982.
Frederick Banting y
Charles H. Best en una
pintura
i t
La testosterona
La testosterona es responsable del desarrollo de los órganos
sexuales masculinos y de las características sexuales
secundarias. Es una hormona esteroidal, estructuralmente
similar al colesterol. La testosterona se sintetizó por primera vez
del colesterol en 1935 para el tratamiento de enfermedades
causadas por deficiencia hormonal. La testosterona se puede
manufacturar através de modificaciones químicas y
microbiológica de materiales disponibles en la naturaleza.
Progestinas, estrógenos y anticonceptivos orales
En los años 1930, dos hormonas femeninas fueron aisladas de
fuentes naturales; la orina de yeguas preñadas y de la raíz de un
tubérculo dulce mejicano (Mexican sweet root). Las progestinas
(progesterona, hormona luteal) se utilizaron para estabilizar el
proceso de gestación y los estrógenos (hormonas foliculares) eran
vistos como hormonas que afectaban el ciclo menstrual. En los años
1950, se sintetizaron estas hormonas y se estudiaron sus efectos en
la
concepción humana y el embarazo. Sus cualidades
contraceptivas excelentes condujeron el desarrollo de los
anticonceptivos 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 muy
efectiva por su contenido de una mezcla de estrógeno y
progestinas.
III.4. Agentes gastrointestinales
Evolución para la terapia de ulceras
En 1972, James Black, un farmacéutico escosés, y sus colegas en
Smith, Kline y French lograron explicar los fundamentos fisiológicos
de la producción excesiva de ácido en el estómago. Ese tipo de
investigación
g
farmacéutico se conoce hoyy día como “drogas
g
de
“diseño racional”. En 1976, como resultado de estas investigaciones,
desarrollaron el medicamento Cimetidina (Tagamet). El Tagamet
inhibe la producción de acido gástricos con efectos secundarios
mínimos y se comenzó a usar para uso común de ulceras gástricas,
disminuyendo dramáticamente la necesidad de cirugía. Tagamet se
convirtió en el medicamento mas recetado en la medicina.
Úlceras
estomacal
t
l
III. MOMENTOS HISTÓRICOS DE LA TECNOLOGÍA EN LA MEDICINA Y SALUD
III.5. Pruebas médicas y diagnóstico de enfermedades
Tecnologías de imagen médica
Equipos médicos tales como las máquinas de rayos X,
X los equipos para
imágenes por resonancia magnética (MRI) que fueron considerados
revolucionarios, ya son parte de los equipos rutinarios en el diagnóstico y
tratamiento de enfermedades. Wilhelm Konrad Roentgen, el físico alemán
que descubrió los rayos X en el 1895, produjo por primera vez la imagen
de los huesos de la mano de su esposa. Para el 1900, cada hospital tenia
una maquina de rayos X. La tecnología de la resonancia magnética
nuclear (RMN) fue utilizada originalmente en los años 1970 para
determinar estructuras q
químicas. Se aprobó
p
su uso en seres humanos en
el 1985. Agentes de contraste químico y emulsiones especiales para las
laminas mejoran la utilidad diagnóstica de los rayos X, los CT scans (una
tomografía computarizada en tres dimensiones de la imagen del rayo X), y
las imágenes de ultrasonido.
La imagen de los huesos
de la mano de la
Sra Roentgen
Sra.Roentgen
Isótopos en la medicina
Luego del trabajo pionero de Georg Hevesy, Premio Nobel de Hungría
(1943) comenzó
(1943),
ó ell uso de
d isótopos
i ó
en la
l medicina
di i
l
los
cuales
l
contribuyeron enormemente a mejorar el uso de tecnologías de imágenes
en la evaluación del funcionamiento de los organos internos. En el 1935
Hevesy utilizó núclidos radioactivos para determinar el mecanismo
metabólico phosphor. Los compuestos son marcados con isótopos
radioactivos tales como el (tecnecio-99m y el talio-201) o sustancia radioopacas tales como (bario y iodo). Estos a su vez se monitorean por el
cuerpo con cámaras de detección para proveer imágenes útiles de los
órganos donde son transportados.
transportados La aplicación diagnóstica de isótopos
en la medicina incluye la detección de tumores, el diagnostico de
enfermedades del hígado y las pruebas de estrés.
Desarrollo de los ensayos químicos
Hoy día podemos diagnosticar múltiples condiciones médicas al estudiar
marcadores de enfermedades o drogas residuales que se pueden
detectar químicamente en la sangre, la orina, las heces fecales, la saliva
o el sudor. Pruebas de laboratorio, instrumentos analíticos sofisticados
asistidos por el computador y pruebas caseras son algunos de los
métodos fundamentales usados en la medición de reacciones químicas.
Al principio del siglo 19, los diagnósticos fueron a base de observaciones
de síntomas clínicas; si el paciente respondía positivamente a un
tratamiento para una enfermedad en especifica, entonce el paciente debía
tener la enfermedad. Las pruebas específicas para diagnosticar
enfermedades comenzaron en 1882 cuando Paul Ehrlich observó que la
única forma de confirmar un diagnostico de fiebre tifoidea era observando
el bacilo de tifoidea ((utilizando un tinte especial).
p
) Anteriormente,, la
enfermedad se diagnosticaba por el color de la piel del paciente.
Evolución del monitoreo personal
Pruebas caseras simples han facilitado el monitoreo personal de la salud
humana. Por ejemplo, antes los pacientes de diabetes tenia que visitar un
laboratorio para detectar la presencia de azúcar en la orina. En el 1941, los
Laboratorios Miles introdujeron el primer método casero de detección de
azúcar en la orina usando una tecnología de tirillas impregnadas de
sustancias químicas la cual se introduce en la orina y produce cambios en
color según la concentración de azúcar en la orina, desarrollada en 1956. En
los años 1960, el primer medidor de glucosa en la sangre operado con
baterías se introdujo al mercado, mejorando considerablemente la calidad
de vida del diabético. En los años 1970 y los 1980, se desarrollaron otras
pruebas 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 Prontosil
El bacteriólogo alemán, Paul Ehrlich, estudió los compuestos de
arsénico por sus propiedades antibacteriales e inventó el
Salvarsan en el 1909, como tratamiento muy efectivo contra la
sífilis, enfermedad letal de transmisión sexual. Usando
estrategias
similares, otros
investigadores
identificaron
compuestos activos capaces de combatir enfermedades
infecciosas. La primera droga de la serie sulfa, el prontosil,
utilizado originalmente como tinte para textiles, se descubrió en el
1932 mientras
1932,
i t
l químicos
los
í i
b
buscaban
b una droga
d
antibacteriana
tib t i
para combatir las infecciones causadas por los estreptococos,
como la pulmonía. Este descubrimiento fue tan importante que el
bioquímico alemán, Gerhard Domagk recibió el Premio Nobel en
Medicina en el 1939 por su trabajo en esta área. La sulfanilamida
fue identificada posteriormente como el agente bacteriano activo
del Prontosil. Muchos otros antibióticos se crearon de este
agente antibacteriano, incluyendo la sulfapiridina en el 1938. Las
drogas sulfa fueron exitosos en la disminución de la mortalidad
causada por la pulmonía en los años 1940, y salvaron millones
de vidas. Su importancia solo declinó con la llegada de la era de
la Penicilina
Alexander
Fleming
Penicillium notatum
Gerhard Domagk
Bacterias de
estreptococos
t t
Prontosil
Penicilina
En el 1928, el bacteriólogo escosés, Alexander Fleming, descubrió
una p
potente sustancia natural capaz
p de matar bacterias,, la misma
fue aislada de la secreción de un hongo (Penicillium notatum). En
1943, durante la Segunda Guerra Mundial el descubrimiento de la
Penicilina redujo dramáticamente las infecciones y las
amputaciones en soldados americanos y británicos heridos en la
guerra. En este tiempo la penicilina era tan costoso que se
reciclaba de la orina de los pacientes tratados con el medicamento.
Los químicos intentaron varios métodos para sintetizar esta droga
de proveniencia natural. En los años 1940 se determinó la
estructura de penicilina por la investigadora británica Dorothy
Crowfoot Hodgkin, permitiendo así su síntesis. Para el año 1957,
varias compañías farmacéuticas sintetizaron y produjeron este
medicamento comercialmente. De ahí el comienzo de la era
moderna de la terapia con antibióticos.
Zidovudina ((AZT))
La zidovudina ZDV o (AZT en inglés) se aprobó en
los Estados Unidos para el tratamiento del Virus de
Inmunodeficiencia Humana (VIH) en el 1987. Este
medicamento se sintetizó por primera vez en el
1964, para el tratamiento de cáncer pero probó ser
inefectivo. No fue hasta el 1986, que un grupo de
científicos
descubrieron
sus
propiedades
antiretrovirales. El AZT y drogas relacionadas
inhiben la replicación viral atacando enzimas
virales específicas. Según quedó demostrado por
el AZT esto da lugar al rápido desarrollo de
resistencia del VIH por lo cual no se requiere
terapias con múltiples agentes contra la infección
por VIH
Cristales de Zidovudina
Zidovudina
III. MOMENTOS HISTÓRICOS DE LA TECNOLOGÍA EN LA MEDICINA Y LA SALUD
III.7. Manejo cardiovascular
Regulación de los latidos del corazón
La habilidad para regular los latidos del corazón utilizando
procaína, un anestésico local, fue descubierto en los años 1930.
Este tipo de tratamiento farmacéutico es complejo y puede ser
difícil porque la droga que bloquea la arritmia también puede
ocasionarla bajo ciertas condiciones. La procaína fue uno de los
primeros medicamentos que se aprobaron eventualmente para
la regulación de los latidos del corazón. Inhibe la membrana
celular p
proteicas conocida como los canales de sodio. Luego
g de
la procaína, siguieron numerosos medicamentos como los
bloqueadores beta y los antagonistas cálcicos y los antagonistas
de los canales de potasio.
Tratamiento para fallos cardiacos
Un
grupo
de
compuestos
naturales
encontrados en las plantas, los glicósidos
digitáles han sido utilizados para el tratamiento
de fallos cardiacos por siglos. Investigaciones
han identificado como estos aumenta la fuerza
con que se contrae el corazón. Digoxina fue
extraida de las hojas de la “grecian foxglove”
(Digitalis lanata) y fue aprobado en el 1954
para el tratamiento de la fibrilación arterial y el
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fallo
cardiaco
di
congestivo.
ti
E
Eventualmente,
t l
t
también se descubrió que medicamentos para
la hipertensión pueden ser utilizados para el
tratamiento de fallos cardiacos.
Combatiendo los coágulos sanguíneos
Heparina, un producto natural aislado del higado de animales fue
utilizado por primera vez para prevenir la trombosis (coagulación
de la sangre) durante una transfusión de sangre en el 1935, y
prontamente se convirtió en el anticoagulante mas utilizado.
También previene la formación de coágulos sanguíneo durante
cirugías cardiacos y arteriales. La Wafarina (Cumadina),
aprobado en el 1955, es un medicamento anticoagulante que se
administra oralmente y previene paros cardiacos, además de
usarse para tratamiento de ataques al corazón y la trombosis.
Durante los años 1970, se descubrió que una vez se forma el
coagulo, éste se puede atacar con trombolíticos. El utilizar
enzimas activas para disolver los coágulos sanguíneos condujo a
la Urokinasa en el 1977, a la streptokinasa en el 1978, y al
activador plasmígeno diseñando genéticamente, tPA en el 1987.
Arteriosclerosis
Control de los niveles de colesterol
La acumulación de depósitos de colesterol en las arterias (la arteriosclerosis)
es el causante principal de las enfermedades y los paros cardiacos. El
Lovastatin (Mevacor), cuya función es controlar niveles de colesterol
(actividad hipolipémica) al inhibir una enzima crítica que convierte
mevalonate, una etapa temprana de la biosíntesis del colesterol, fue
aprobada en el 1987. Otros medicamento potentes, efectivos y tolerantes,
como el Simvastatin y el Atorvastatin, han revolucionado el tratamiento de los
altos niveles de lípidos en la sangre (hiperlipidemia).
III. MOMENTOS HISTÓRICOS DE LA TECNOLOGÍA EN LA MEDICINA Y LA SALUD
III.8. Quimioterapia
La evolución de la quimioterapia
El uso de sustancias químicas para el tratamiento del
cáncer (la quimioterapia) comenzó en el 1942 con el uso
clínico de “nitrogen mustards” por Louis S. Goodman y
Alfred Gilman. Medicamentos bloqueadores de acido fólico
(también llamados antimetabolitos) también fueron
desarrollados. La Aminopterina, en el 1947 probó ser
efectivo contra la leucemia pero su efecto adverso sobre las
células blancas rápidamente condujeron su reemplazo por
la methotrexate. En los años 1950, George Hitchings y
Charles Heidelberger desarrollaron el antimetabolítico
mercaptopurina para tratar la leucemia y Fluorouracil para
los tumores de seno y gastrointestinales.
Medicamentos citotóxicas
Los medicamentos citotóxicos (o medicamento que son
venenosos para las células) fueron aislados de las plantas e
introducidos por primera vez para la quimioterapia en el 1963.
Estos medicamentos anticancerígenos trabajan con el principio
de que células proliferan rápidamente con los neoplásicos (o
cancerigenos), que son mas susceptibles a daños caudados por
los medicamentos citotóxicos. Varios tipos o variaciones incluye
los alcaloides vinca (vincristina y vinblastina), un alcaloide vinca
aislado de la planta “periwinkle” y la podaphylotoxin aislado del
“mayapple” en el 1970. El Taxol se aisló de una rama de un
arbusto de la costa del Pacifico (“Pacific yew”) en el 1971 y se
desarrolló para el tratamiento del cáncer avanzado del seno y el
pulmón a principios de los años 1990.
Tamoxifen
El Tamoxifen, una molécula sintética desarrollada en el 1971,
fue introducida en el 1977 para el tratamiento del cáncer del
seno al disminuir el crecimiento de tumores dependientes de
estrógeno. Los niveles altos de estrógeno promueven la
proliferación celular en el tejido de mama, por tanto, este tipo
de quimioterapia bloquea las hormonas naturales que pueden
estimular el crecimiento de células cancerosas. El Megestrol
es un derivado sintético del esteroide natural, progesterona,
que actúa de manera similar y se utiliza para el tratamiento del
cáncer 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 de
contactos, dispositivos de audio y los biomateriales son
todos creados por plásticos especiales, gracias a la
química. Al poder manipular las estructuras de las
moléculas y crear nuevas, los químicos e ingenieros
químicos han desarrollado nuevos materiales médicos
que son fuertes,
fuertes flexibles y duraderos.
duraderos Algunos de estos
artefactos incluyen el riñón artificial del 1945, las válvulas
prostéticas del corazón de los años 1950 y la implantación
quirúrgica de un corazón artificial en el 1982. Los lentes
de contactos plásticos se introdujeron en el 1956, y los
contactos bifocales suaves en el 1985.
Válvulas de
corazón
artificial
Corazón
artificial
Equipos médicos
En los hospitales y en las clínicas de salud de
hoy día, la química ha sido instrumental en la
manufactura de todos los artefactos médicos
plásticos y vinílicos. El equipo médico de hoy día
debe ser lo suficientemente duradero y a la vez
propenso a limpieza, esterilización y un ambiente
libre de gérmenes. Muchos proceso médicos
rutinarios utiliza equipos tales como aquellos de
alta tecnología, los estetoscopios, los vendajes y
otros textiles noveles, jeringuillas, instrumentos
quirúrgicos, bolsas de sangre y materiales
plásticos que son producidos a través de la
química. Hasta pañales de niños, contienen
polímeros higroscópicos que previenen la
inflamación de la piel sensitiva del niño.
Desinfectantes y blanqueadores
La química hace posible la limpieza del hogar, el rompimiento del
moho y los hongos, además de la remoción de manchas. A
principios de los años 1900, los químicos se enfocaron en el
control del las bacterias y la limpieza efectiva de la ropa en los
hogares. En el 1913, investigadores desarrollaron una fórmula
para un desinfectante que era económico y fácil de usar en el
hogar, la solución blanqueadora (bleach). Hoy día, el “bleach” es
un blanqueador efectivo de la ropa en el hogar y es un
desinfectante efectivo que elimina billones de bacterias y
gérmenes. El Cloro también es una arma poderosa contra
enfermedades causadas por virus y bacterias en los hogares,
hospitales y otros edificios. Ignatius Semmelweis, un ginecólogo
Húngaro, fue el primero en introducir la limpieza de las manos
con una solución acuosa de cloro en su departamento en el 1847.