UniDiversidad. El blog de José R. Alonso. |
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Posted: 06 Apr 2014 10:55 AM PDT
 En 1798 Thomas Beddoes fundó en Bristol (Inglaterra) el "Instituto Neumático Médico", con el objetivo de tratar todo tipo de enfermedades mediante gases. Beddoes formó un equipo excepcional porque para la construcción de los aparatos contrató a James Watt, el inventor de la máquina de vapor y para el manejo y producción de los gases a Humphry Davy, considerado actualmente el fundador de la electroquímica y uno de los mejores químicos de la Historia.Davy fue el primero en aislar el magnesio, el bario, el estroncio, el calcio, el sodio, el potasio, el boro, el cloro y el litio, y también parece que fue el primero que construyó una luz eléctrica aunque él decía —como muchos buenos científicos— que su principal descubrimiento había sido su discípulo y ayudante, Michael Faraday.  Davy trabajó en la Royal Institution —a la que no hay que confundir con la Royal Society que presidiría años después— impartiendo charlas y pequeños cursos desde los 23 años y debía ser un conferenciante espectacular: entrar a sus ponencias costaba 20 libras —más de 1.400 euros al cambio actual— y muy atractivo pues según le dijo una dama: "esos ojos están hechos para algo más que para escudriñar crisoles".Uno de los gases más prometedores para el Instituto Neumático Médico era el óxido nitroso. Con los resultados de sus trabajos, Beddoes y Watt publicaron conjuntamente un libro titulado "Considerations on the Medical Use and on the Production of Factitious Airs" (1794), en el que se incluían dos diseños de Watt, una máquina que producía "gases artificiales" y un "respirador" para inhalarlos. Beddoes confiaba que la tuberculosis, uno de los azotes históricos de la Humanidad, y otras enfermedades se podrían curar con la administración de este gas.  El óxido nitroso (N2O) es un gas incoloro y con un suave olor dulzón. Se usa cuando necesitamos que un motor funcione a la máxima potencia, en los cohetes o en los coches de carreras, pero en la Ciencia es conocido por sus propiedades anestésicas y analgésicas.El óxido nitroso fue sintetizado por primera vez por Joseph Priestley en 1772 calentando limaduras de hierro sumergidas en nitrato amónico y pasando el gas resultante (NO) por agua para eliminar las impurezas. Priestley, descubridor de otros gases como el oxígeno, el dióxido de carbono, el monóxido de carbono o el dióxido de azufre, lo llamó aire nitroso flogístico. Humphry Davy pensó que podría ser útil para un malestar corporal inducido por uno mismo: las resacas. Su cuaderno de laboratorio indica que las primeras pruebas fueron positivas y el malestar tras el consumo excesivo de alcohol disminuía tras la inhalación del gas. A partir de esos datos prometedores, Davy puso en marcha toda una serie de experimentos, volviendo al laboratorio por la noche, imagino que después de tomarse una buena cantidad de pintas y copas de sherry, registrando la evolución de sus resacas. Finalmente construyó una cámara estanca donde se sentaba durante horas inhalando cantidades importantes de gases y anotando sus efectos. Sus pruebas con algunas moléculas incluyendo el óxido nítrico y el monóxido de carbono estuvieron a punto de costarle la vida varias veces, no se sabía que algunos gases eran venenosos o que otros podían dañar las mucosas respiratorias. Tras estas experiencias de Davy los riesgos quedaron mucho más claros aunque a él tuvieron que sacarle varias veces en un estado lamentable de su cámara de experimentación. Davy tenía claro un objetivo de la Ciencia moderna: llevar los descubrimientos al gran público, educar a la sociedad, conseguir el interés de, al menos, los más cultos.  Con objeto de poder hacer demostraciones en las mansiones de los aristócratas, Watt le construyó una cámara portátil y la popularidad del óxido nitroso se extendió entre los jóvenes de la clase alta entre los que estaban el heredero del imperio de la porcelana de Wedgwood o el poeta Samuel Taylor Coleridge. Davy, un científico siempre, les proporcionaba diversión pero también les exigía que registraran sus experiencias, y muchos de esos relatos se han conservado hasta la actualidad. Coleridge, que decía que iba a oír las charlas de Davy para aumentar su arsenal de metáforas, escribió
Al inspirar por primera vez el óxido nitroso, noté una sensación muy placentera por todo el cuerpo, parecida a una que recuerdo después de volver de una caminata por la nieve y entrar en una habitación caliente. El único movimiento que me sentía inclinado a hacer era reírme de aquellos que me estaban mirando.
De esas experiencias surgió el nombre común del óxido nitroso: el gas hilarante o gas de la risa. Como podemos suponer, el gas se volvió muy popular entre los amigos y conocidos de Davy que organizaban los "laughing gas parties", fiestas donde se inhalaba óxido nitroso como elemento recreativo, pero el ámbito no se restringió a los palacios pues muy pronto distintos feriantes recorrían la geografía para ofrecer en las fiestas de los pueblos el famoso "gas de la risa".  Muchos participantes se quedaban atontados y sedados y a otros les producía una euforia que hacía que rompieran a reír de una forma prácticamente incontrolada o hicieran cosas absurdas con el regocijo de todos los que contemplaban la escena. En la actualidad se sigue haciendo algo parecido, pero de forma ilegal, el óxido nitroso se ha convertido en una droga de abuso y muchos jóvenes lo inhalan para experimentar las alucinaciones y sensación de euforia que genera su consumo.A veces la historia nos marca de una forma oblicua. El Reino Unido, el país donde Priestley fabricó el óxido nitroso y donde Davy exploró sus posibilidades terapéuticas es también el país donde su consumo ilegal está más extendido. Un 6% de los jóvenes británicos lo ha inhalado, en particular en festivales de música y se pueden comprar cilindros con gas hilarante por precios tan bajos como 3 euros.  Como sucede con todas las drogas ilegales, las falsificaciones y adulteraciones también son frecuentes. Un joven de 17 años, Joe Benett, tuvo un ataque cardíaco y sufrió daño cerebral tras inhalar de una botella que supuestamente contenía óxido nitroso y en realidad, como se vio en un análisis posterior, tenía una mezcla de gases incluido butano. Tras un mes en coma falleció en el hospital.La experimentación con el óxido nitroso fue el primer trabajo importante de Humphry Davy y publicó sus observaciones en el libro "Researches, Chemical and Philosophical" (1800), una obra muy atractiva y que se vendió muy bien, lo que ayudó a aumentar su popularidad. Su cuaderno de laboratorio recoge una gran variedad de experimentos para ver su eficacia y entre ellas dejó escrito que el óxido nitroso producía analgesia. Davy se lo aplicó para una inflamación de las encías y pensó que puesto que "… parecía capaz de destruir el dolor físico, podría quizá aprovecharse durante las operaciones quirúrgicas en las que no haya una gran efusión de sangre". A pesar de esas posibilidades como anestésico, quizá por su mala fama como una sustancia usada para la diversión de jóvenes diletantes, no se usaría por los cirujanos o los dentistas hasta 44 años más tarde. Algo parecido sucedió con el éter, que se usaba en fiestas (juegos con éter o "ether frolics") y tardó en valorarse su uso serio para la supresión del dolor. En 1844, Gardner Quincy Colton, que iba por Estados Unidos haciendo demostraciones del óxido nitroso, actuó en Hartford, Connecticut. Entre la audiencia, había un dentista local llamado Horace Wells que vio que uno de los lugareños, bajo los efectos del gas, se daba un fuerte golpe en la pierna pero no parecía darse cuenta de ello hasta un buen rato después, cuando se le pasó el efecto de la inhablación. Wells y Colton pactaron hacer una prueba y al día siguiente otro dentista le sacó una muela a Wells en su consulta bajo los efectos del gas. Al ver con enorme sorpresa que no sentía dolor decidió incorporarlo a sus operaciones pero, s  in embargo, la historia no tuvo un final feliz. Orgulloso de su descubrimiento Wells quiso hacer una demostración en la Facultad de Medicina de Harvard pero el paciente tuvo molestias, que no dolor, mientras le extraía un diente. Aún así, estudiantes y profesores que vieron al "conejillo de Indias" revolverse en la silla y que históricamente seguían considerando a los dentistas unos ignorantes del gremio de barberos, abuchearon a Wells que vio seriamente dañada su reputación y se suicidó tres años después. Cuando siglo y medio más tarde, su método fue adoptado por clínicas dentales de todo el mundo y nombrado "descubridor de la anestesia" era para él lamentablemente tarde. Colton en cambio aprovechó la idea y tuvo un gran éxito económico. Fundó la "Colton Dental Association" promoviendo una serie de clínicas en Nuev a York y New Haven. En tres años, Colton y sus socios administraron con éxito óxido nitroso a más 25.000 personas implantando su uso de forma generalizada.El óxido nítrico, menos tóxico que el cloroformo y menos explosivo que el éter, sigue siendo un anestésico popular que suprime la ansiedad de muchos pacientes en las clínicas odontológicas y que disminuye el dolor durante esos procedimientos que tan poco nos gustan.En relación con la investigación cerebral, el óxido nitroso es de un enorme interés pues mientras que los demás anestésicos actúan por uno de dos mecanismos: o bloquean un tipo específico de receptores cerebrales excitatorios (glutamato NMDA) o aumentan la inhibición gabaérgica, rebajando en ambos casos la transmisión del dolor, el óxido nitroso, a concentraciones como las que usan los anestesistas, inhibe las corrientes iónicas y la neurodegeneración excitotóxica mediada por los receptores de glutamato del tipo NMDA bloqueando parcialmente la actividad de las propias neuronas. Es decir, tiene un mecanismo peculiar y único, que abre nuevas ventanas al cerebro. Por otro lado, también están claros en la actualidad sus riesgos. Como otros antagonistas NMDA, el óxido nitroso tiene efectos secundarios neurotóxicos que pueden prevenirse administrando simultáneamente medicamentos que aumenten la inhibición gabaérgica.  El buen registro de seguridad del óxido nítrico en la Historia se explica por las bajas concentraciones a las que se administra y al hecho de que normalmente se usa en combinación con un anestésico gabaérgico que contrarresta su potencial neurotóxico. Sin embargo, es posible que su uso como anestésico esté llegando a su fin. Las nuevas máquinas para las anestesias permiten la combinación de oxígeno y aire como elementos respiratorios, hay nuevos agentes inhalantes como el desflurano o el xenón tan controlables como el óxido nitroso y nuevas sustancias que se pueden administrar por vía intravenosa. El xenón, por poner un ejemplo, no es biotransformado en el organismo, no es tóxico y es más potente como anestésico mientras que el óxido nitroso se teme que pueda causar malformaciones y generar problemas en la médula espinal. Algunos hospitales universitarios como el de Erlangen-Nürenberg han decidido recientemente abandonar totalmente el óxido nitroso.La ciencia avanza por vericuetos imposibles de predecir en el largo plazo. Humphry Davy dijo una frase que lo expresa muy bien
Nada es tan fatal para el progreso de la mente humana como suponer que nuestros puntos de vista sobre la ciencia son lo último, que no hay misterios en la naturaleza, que nuestros triunfos son completos, y que no hay nuevos mundos que conquistar.
El óxido nitroso es un buen ejemplo. Recientemente ha adquirido un nuevo protagonismo en un ámbito totalmente diferente: es un potente gas invernadero y su control es parte de los esfuerzos para intentar detener el cambio climático. Un 70% del que llega a la atmósfera se produce de forma natural y el 30% restante es generado por la actividad humana.  De esta última parte, dos tercios son producidos por la ganadería y una quinta parte es emitido por las industrias que fabrican nylon y otros derivados del petróleo. Nuestra preocupación con la capa de ozono se ha centrado en los clorofluorocarbonos y otros halocarbonos producidos por el hombre. Por otro lado, los mensajes sobre el cambio climático han singularizado el peligro en dos gases, el dióxido de carbono (CO2) y el metano (CH4), generados por la quema de combustibles fósiles y otras fuentes. Sin embargo, los cambios previsibles en el clima y la distribución del ozono de la estratosfera van a depender cada vez más de las concentraciones de óxido nitroso, que ya se ha convertido en el principal destructor del ozono en este siglo XXI. Limitar las emisiones de N2O ayudaría a recuperar la capa de ozono de su menguado estado actual y reduciría el impacto generado por el hombre sobre el clima. Desde luego, un tema que no es motivo de risa.Para leer más:
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