Moléculas a reacción

Blog de divulgación del Instituto de Síntesis Química y Catálisis Homogénea

Anestesia: moléculas que te hacen dormir (1)

(José I. García Laureiro, ISQCH)

Hay una cita de Antonio Muñoz Molina, que fue utilizada por Alfredo Pérez-Rubalcaba durante la inauguración del Año Internacional de la Química, según relata el excepcional reportero del momento Bernardo Herradón, y que también es posible encontrar en Wikiquotes: “Basta recostarse en el sillón del dentista para que se le cure a uno cualquier nostalgia de paraísos pretecnológicos perdidos. Cualquiera tiempo pasado anterior a la anestesia fue pavoroso”.

El cine nos ha mostrado algunos de esos pavorosos momentos, sobre todo en películas de guerras libradas en los siglos XIX y comienzos del XX: hospitales de campaña donde hay que practicar operaciones y amputaciones de miembros sin anestesia, bien por ser aún desconocida en la época en la que se ambienta la historia, bien por carecer de ella en el hospital de campaña. En algunos casos, la anestesia “de verdad” es sustituida por una bebida alcohólica que, en parte derramada sobre el instrumental, en parte ingerida por el paciente, cumple una doble labor terapéutica. Curiosamente, hoy se sabe que el etanol también posee una acción anestésica, si bien mucho menor que otras de las moléculas protagonistas de nuestra entrada de hoy. La película “Marathon man”, de John Schlesinger, también muestra una “pavorosa” escena que ilustra las consecuencias de practicar odontología sin anestesia.

Muchas pequeñas moléculas orgánicas, aparentemente sin ninguna relación entre sí, presentan acción anestésica, que se conoce como “no específica”. De todas ellas, las campeonas por su fama son el éter etílico y el cloroformo. Su empleo como anestésicos generales comenzó a mediados del siglo XIX, en la década de los 40.

Primeros anestésicos utilizados

Fuente: elaboración propia

El dietil éter era una sustancia bien conocida en la época, obtenida por primera vez por deshidratación del alcohol etílico con ácido sulfúrico. Sus propiedades analgésicas ya fueron descritas por Paracelso. Hacia 1840, los médicos británicos y estadounidenses comenzaron a emplearlo como anestésico en operaciones de cirugía. Casi al mismo tiempo, el cloroformo comenzó a utilizarse con los mismos fines, con la ventaja de que, a diferencia del éter, no era inflamable, por lo que su empleo era más seguro. Ambas sustancias son muy volátiles y tienen un olor característico. El del cloroformo es dulzón y, de hecho, su empleo en caramelos para la tos todavía está autorizado hoy en día en el Reino Unido. Durante un tiempo, ambas sustancias compitieron como los anestésicos más empleados. El cloroformo logró popularizarse más, entre otros motivos, porque la mismísima Reina Victoria insistió en que se lo administraran durante el parto del Príncipe Leopoldo en 1853. Sin embargo, dicha “victoria” fue corta, porque ya en 1870, un estudio realizado sobre 80.000 pacientes demostró que el empleo de cloroformo era más peligroso para la salud, provocando la muerte de 1 de cada 2.500 pacientes, mientras que el éter sólo lo hacía en 1 de cada 23.000. Hoy en día se sabe que esto es debido a que el cloroformo es un poderoso depresor cardiaco, por lo que la sobredosis provoca una severa hipotensión, que puede desembocar en parada cardiorespiratoria. Volveremos sobre el tema de la peligrosidad de los anestésicos en la segunda entrega de esta entrada.

Humphry Davy

Humphry Davy
Fuente: dominio público (Arthur Shuster & Arthur E. Shipley: Britain’s Heritage of Science. London, 1917)

Un tercer anestésico en discordia es el óxido nitroso −el conocido “gas de la risa”−, cuyas cualidades anestésicas ya fueron descritas por el químico inglés Humphry Davy en 1800, pero que no se comenzó a utilizar hasta los años 40 del siglo XIX, sobre todo en las consultas de los dentistas. Su efecto anestésico general no es muy fuerte, pero su efecto ansiolítico (ya lo decía Peret: “Es preferible reír que llorar”) hace que su uso combinado con otros anestésicos sea muy conveniente en el “pavoroso” entorno del sillón del dentista.

Sin embargo, si examinamos sus estructuras moleculares, enseguida se comprueba que aquí terminan aparentemente sus similitudes. Todas son moléculas pequeñas (lo que explica su volatilidad), pero el éter posee un átomo de oxígeno, uniendo dos fragmentos hidrocarbonados, mientras que el cloroformo posee tan solo un átomo de carbono, con tres átomos de cloro directamente unidos a él. El etanol presenta un clara similitud con el éter, pero por el contrario, el óxido nitroso, parece tener poco o nada en común con ninguno de los anteriores. ¿Existe algún nexo de unión para explicar el efecto anestésico de todas estas sustancias, aparentemente sin relación entre ellas? En realidad sí, y no se tardó demasiado en establecerlo.

LIPOFILIA: ACEITE, AGUA Y MEMBRANAS BIOLÓGICAS

No demasiados años después del descubrimiento del efecto anestésico del éter y el cloroformo, dos investigadores, H. H. Meyer en 1899 y C. E. Overton en 1901, describieron independientemente una bonita relación lineal entre el efecto anestésico de distintas sustancias y su solubilidad en aceite de oliva. Cuanto mayor era la segunda, mayor era el primero, es decir, menos cantidad hacía falta para provocar el efecto anestésico. La solubilidad en aceite es una medida de la propiedad conocida como “lipofilia”, o afinidad por las grasas, y una relación lineal tan perfecta a la fuerza tenía que indicar un efecto causa-efecto escondido en alguna parte. Dado que la estructura de las membranas celulares se basa fundamentalmente en una doble capa de lípidos (grasas) que separa el interior y el exterior acuosos de la célula, era razonable pensar que la solubilidad de los anestésicos “no específicos” en las membranas celulares era la clave de su acción. Es justo reconocer que ya en 1847, Von Vibra y Harless habían propuesto esta hipótesis para explicar el efecto anestésico del éter y el cloroformo.

Correlación de Meyer-Overton del efecto anestésico y la lipofilia

Fuente: Wikimedia Commons

Tras este descubrimiento, se admitió durante mucho tiempo que cuanto más se disolvía un anestésico en la membrana de las células nerviosas, más se perturbaba la transmisión de las señales eléctricas responsables del funcionamiento del cerebro. Esta perturbación era, a la postre, la responsable de la depresión del sistema nervioso central y la pérdida de consciencia, lo que explicaba el efecto anestésico. ¿Razonable, verdad? En efecto, muy razonable, y así es como funciona la ciencia, formulando hipótesis razonables que expliquen las cosas de la forma más sencilla posible. Pero la ciencia también progresa gracias a otra poderosísima herramienta: el escepticismo. Toda teoría, por razonable que sea, es revisada una y otra vez, en busca de inconsistencias, excepciones y fallos. Si éstos son encontrados, la teoría debe sustituirse por otra más perfecta, que explique TODOS los hechos, y no solo la mayoría. ¿Qué pasó con la teoría de la solubilidad de los anestésicos en las membranas de las células neuronales? En la próxima entrega encontraréis la respuesta, si es que esta entrada no os ha dejado anestesiados por completo…

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7 comentarios el “Anestesia: moléculas que te hacen dormir (1)

  1. Fernando J. Lahoz
    17/08/2012

    Hasta en vacaciones José Ignacio nos sorprende con suspinceladas de cultura… entre el calor y las moléculas ‘anestésicas’ me ha entrado una grata somnolencia.
    Un saludo.
    Fernando

  2. luis
    21/08/2012

    Muy buena entrada. Estoy impaciente por leer la continuación.

    Un saludo.

    Luis

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  4. Pingback: Anestesia: moléculas que te hacen dormir (1) | "Biotech and Mol Bio" | Scoop.it

  5. milguy
    07/11/2012

    bueno, pues tocará mirar la segunda entrega. Esta está muy bien, muy bien explicadas las moleculas y su acción anestésica.

  6. Liz Durán Chávez
    14/11/2013

    oye! muy interesante! cómo encuentro la segunda parte ?

    • isqch
      15/11/2013

      Muy fácil. Puedes usar el buscador que aparece en la pantalla principal. Basta con poner “anestesia” y te mostrará las dos entradas

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Esta entrada fue publicada en 17/08/2012 por en Sustancias de interés, Uncategorized y etiquetada con , , , , .

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