1.4: Teorías en la ciencia

¡Oh Vapor Tan Falta!

Un individuo en este boceto se sostiene la nariz para evitar respirar el miasma. El miasma se refiere a un vapor tóxico que la gente creyó durante siglos fue causa de muchas enfermedades, entre ellas el cólera y la peste. La idea de que el miasma causa enfermedades fue propuesta por primera vez en el siglo II a.C.E. por un destacado médico griego llamado Galeno. Creían que el miasma, que es identificable por su mal olor, emana de la materia orgánica podrida y enferma a las personas que viven lo suficientemente cerca como para inhalarlo. El miasma fue la explicación predominante para la transmisión de la enfermedad desde la época de Galeno hasta que la teoría germinal de la enfermedad llegó a ser ampliamente aceptada a fines del siglo XIX.

Figura\(\PageIndex{1}\): Un hombre agarrándose la nariz para evitar respirar un miasma

¿Qué es una teoría científica?

La teoría de los gérmenes, que se describe en detalle a continuación, es una de varias teorías científicas sobre las que leerás en biología humana. Una teoría científica es una amplia explicación de eventos que es ampliamente aceptada por la comunidad científica. Para convertirse en una teoría, una explicación debe estar fuertemente apoyada por una gran cantidad de evidencia.

La gente suele usar la palabra teoría para describir una suposición o corazonada sobre cómo o por qué sucede algo. Por ejemplo, podrías decir: “Creo que una marmota cavó este agujero en el suelo, pero es solo una teoría”. Usar la teoría de palabras de esta manera es diferente a la forma en que se usa en la ciencia. Una teoría científica no es solo una suposición o corazonada que puede o no ser cierta. En la ciencia, una teoría es una explicación que tiene una alta probabilidad de ser correcta porque está muy bien respaldada por la evidencia.

Teoría Germinal: Un Ejemplo de Biología Humana

La teoría germinal de la enfermedad establece que las enfermedades contagiosas son causadas por “gérmenes”, o microorganismos, que son organismos que son demasiado pequeños para ser vistos sin aumento. Los microorganismos que causan enfermedades se denominan patógenos. Los patógenos humanos incluyen bacterias y virus, entre otras entidades microscópicas. Cuando los patógenos invaden humanos u otros huéspedes vivos, crecen, se reproducen y enferman a sus huéspedes. Las enfermedades causadas por gérmenes son contagiosas porque los microorganismos que las causan pueden propagarse de persona a persona.

Primer enunciado de la teoría de los gérmenes

La teoría de los gérmenes fue establecida por primera vez claramente por un médico italiano llamado Girolamo Fracastoro a mediados del siglo XVI. Fracastoro propuso que las enfermedades contagiosas son causadas por “entidades similares a semillas” transferibles, a las que ahora llamamos gérmenes. Según Fracastoro, los gérmenes se propagan a través de las poblaciones, enfermando a muchas personas, a través del contacto directo o indirecto entre individuos.

La idea de Fracastoro, aunque esencialmente correcta, fue desatendida por otros médicos. En cambio, la idea de Galeno del miasma siguió siendo la explicación aceptada para la propagación de la enfermedad por otros 300 años. Sin embargo, la evidencia de la idea de Fracastoro se acumuló durante ese tiempo. Algunas de las primeras evidencias fueron proporcionadas por el fabricante holandés de lentes y microscopios Anton van Leeuwenhoek, quien descubrió microorganismos. Para la década de 1670, van Leeuwenhoek había observado directamente muchos tipos diferentes de microorganismos, entre ellos bacterias.

Evidencia de Fiebre Puerperal

Uno de los primeros médicos en demostrar que un microorganismo es la causa de una enfermedad humana específica fue el obstetra húngaro Ignaz Semmelweis en la década de 1840. La enfermedad fue fiebre puerperal, una infección a menudo mortal de los órganos reproductores femeninos. La fiebre puerperal también se llama fiebre de la cama infantil porque suele afectar a las mujeres que acaban de dar a luz.

Semmelweis observó que las muertes por fiebre puerperal ocurrieron con mucha más frecuencia cuando las mujeres habían sido atendidas por médicos en su hospital que por parteras en casa. Semmelweis también notó que los médicos a menudo venían directamente de las autopsias a las camas de las mujeres a punto de dar a luz. De sus observaciones, Semmelweis infería que la fiebre puerperal era una enfermedad contagiosa causada por algún tipo de materia transportada a pacientes embarazadas en manos de médicos de cuerpos autopsiados. En consecuencia, Semmelweis exhortó a médicos y estudiantes de medicina de su hospital a lavarse las manos con agua de cal clorada antes de examinar a las mujeres embarazadas. Después de este cambio, la tasa de mortalidad del hospital para las mujeres que acababan de dar a luz bajó del 18 al 2 por ciento, lo que fue una reducción del 90 por ciento. Algunos de los hallazgos de Semmelweis se presentan en la Figura\(\PageIndex{3}\).

Figura\(\PageIndex{2}\): Esta gráfica compara las tasas de mortalidad de 1784-1849 en dos maternidades (Wien y Dublín). Las tasas aumentaron en la clínica de Viena cuando comenzaron a estudiar anatomía patológica en 1823. Las tasas disminuyeron bruscamente en 1847 cuando comenzaron a usar el lavado de manos con cloro. La clínica de Dublín, que no estudió la anatomía patológica, muestra una baja tasa de infección a lo largo del período de tiempo.

Semmelweis publicó sus resultados, pero fueron burlados por la profesión médica. La idea de que los propios médicos eran portadores de una enfermedad mortal fue tomada como una afrenta personal por sus compañeros médicos. Uno de los compañeros de Semmelweis protestó indignado de que los médicos son caballeros y que las manos de caballeros siempre están limpias. Derivado de actitudes como esta, Semmelweis se convirtió en blanco de una campaña de desprestigio viciosa. Eventualmente, Semmelweis tuvo un colapso mental y fue internado en un hospital psiquiátrico, donde murió.

Descubriendo los microbios

A lo largo de la década de 1800, se realizaron investigaciones más formales sobre la relación entre gérmenes y enfermedades. Algunos de los más importantes fueron emprendidos por Louis Pasteur (fotografiado en su laboratorio en Figura\(\PageIndex{4}\)). Pasteur fue un químico francés que realizó experimentos cuidadosos para demostrar que la fermentación, el deterioro de los alimentos y ciertas enfermedades son causadas por microorganismos.

Descubrió la causa de la fiebre puerperal en 1879 y determinó que se trataba de una infección causada por la bacteria Streptococcus pyogenes (Figura\(\PageIndex{5}\)). Si bien Pasteur no fue la primera persona en proponer la teoría de los gérmenes, sus investigaciones la apoyaron claramente. También se convirtió en un firme defensor de la teoría y logró convencer a la mayor parte de la comunidad científica de su validez.

Figura\(\PageIndex{3}\): Louis Pasteur (izquierda) descubrió que la bacteria Streptococcus pyogenes (derecha) causa fiebre puerperal.

Enfermedades Emergentes

Las teorías científicas no son estáticas y tampoco lo es el mundo que nos rodea. Si bien llevamos cientos de años estudiando enfermedades, siempre hay más por aprender. Una razón de esto es que los organismos (como los que causan enfermedades) siempre están cambiando. Esta evolución de los organismos conduce a nuevas enfermedades como la pandemia del COVID-19. Esto resultó de un nuevo coronavirus (SARS-CoV-2) que es descendiente de coronavirus que no infectó a humanos. Los científicos están desarrollando continuamente nuevas estrategias para aprender y curar enfermedades emergentes.

Figura\(\PageIndex{4}\): El microbiólogo de la Commonwealth de Pensilvania, Kerry Pollard, realiza una extracción manual del coronavirus dentro del laboratorio de extracción en la Oficina de Laboratorios del Departamento de Salud de Pensilvania el viernes 6 de marzo de 2020.

Revisar

1. Definir la teoría científica.
2. Contraste cómo se usa la teoría de palabras en la ciencia y en el lenguaje cotidiano.
3. ¿Cuál es la teoría germinal de la enfermedad? ¿Cómo se desarrolló?
4. Explique por qué Pasteur, más que Fracastoro o Semmelweis, se llama el padre de la teoría germinal.
5. Galeno y Fracastoro pueden haber presentado diferentes explicaciones de cómo se propaga una enfermedad, pero ¿qué observaciones crees que hicieron que fueran similares?
6. Utilice la explicación de la investigación de Semmelweis y la gráfica en Figura\(\PageIndex{2}\) para responder a las siguientes preguntas.
   1. ¿Cuál fue la observación de Semmelweis que lo llevó a emprender este estudio? ¿Qué pregunta estaba tratando de responder?
   2. ¿Cuál era la hipótesis (es decir, respuesta propuesta para una pregunta científica) de que Semmelweis estaba probando?
   3. ¿Por qué Semmelweis rastreó las tasas de mortalidad por fiebre puerperal en el Hospital de Maternidad de Dublín donde no se realizaron autopsias?
   4. ¿Cuáles fueron las dos pruebas mostradas en la gráfica que sustentaban la hipótesis de Semmelweis?
   5. ¿Por qué crees que fue importante que Semmelweis comparara el Hospital de Maternidad de Dublín y la Clínica de Maternidad de Viena en los mismos años?
7. ¿Cuál es la diferencia entre un microorganismo y un patógeno?
8. Explicar por qué el desarrollo del microscopio prestó apoyo a la teoría germinal de la enfermedad.
9. ¿La observación de microorganismos por sí sola prueba de manera concluyente que la teoría de los gérmenes es correcta? ¿Por qué o por qué no?
10. ¿Quién crees que estaba usando más razonamiento científico - Semmelweis o los médicos que se burlaban de sus resultados? Explica tu respuesta.

Explora más

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¿Cómo es relevante para nosotros hoy el trabajo de Semmelweis? Escucha esta historia de RadioLab para descubrir cómo su trabajo nos dio un arma poderosa contra las pandemias globales modernas. [Transcripción del Despacho 2: Cada Día es el Día de Ignaz Semmelweis]

¿En qué se diferencia una teoría científica de una ley científica? Mira esta excelente animación TED para averiguarlo.

Atribuciones

1. Hombre sosteniendo su nariz por Galería Wellcome Collection, CC BY 4.0 via Wikimedia Commons
2. Tasas de mortalidad anual por poder.Corruptos, dominio público vía Wikimedia Commons
3. Louis Pasteur dominio público vía Wikimedia Común
   1. Streptococcus pyogenes por CDC, dominio público vía Wikimedia Commons
4. Microbiólogo por el gobernador Tom Wolf, licenciado CC-BY 2.0 vía Flickr
5. Texto adaptado de Biología Humana por CK-12 licenciado CC BY-NC 3.0