Joseph Lister: bacterias, fenol, aerosoles y colutorios

El milagro de San Cosme y San Damián | Pintura atribuida a Fernando del Rincón. En la Roma medieval el presbítero de la iglesia dedicada a estos santos sufrió una infección en su pierna que se gangrenó. Una noche, los santos vinieron y se la amputaron. Para no dejar cojo al paciente, ya que era el encargado de limpiar su iglesia, se fueron al cementerio y tomaron la pierna de un criado moro que había muerto recientemente implantándosela al presbítero. En el cuadro puede observarse la pierna gangrenada del presbítero en el cadáver del pobre moro. No es de extrañar que ambos sean los patrones de la cirugía pues consiguieron hacer un trasplante de pierna hace varios siglos sin necesidad de fruslerías como instrumental quirúrgico moderno, los anestésicos, los inmunosupresores, o las técnicas asépticas que utilizamos hoy en día. Origen de la imagen: Tiempo para la memoria

La operación ha sido un éxito, pero el paciente ha muerto de una infección - era una frase bastante utilizada por los cirujanos del siglo XIX. En esa época la aplicación de la anestesia había supuesto una auténtica revolución en la práctica quirúrgica. Pero los pacientes intervenidos seguían muriendo a causa de la gangrena de sus heridas.

Si entrabas en un quirófano te la jugabas a cara o cruz, ya que el porcentaje de mortalidad era de un 50 por ciento. Y es que las condiciones de higiene de las instalaciones sanitarias de aquellos tiempos dejaban mucho de desear. Como máximo se usaba ropa y vendajes limpios, pero generalmente los cirujanos limpiaban someramente sus manos y su instrumental antes de intervenir a un paciente. Aunque por otra parte era lógico si consideramos que nadie sabía con certeza qué era lo que causaba esas infecciones.

Este año se conmemora el centenario de la muerte de Joseph Lister (1827-1912), el médico británico pionero en el desarrollo de las técnicas antisépticas en cirugía.

A comienzos de la década de 1860, Lister había leído los trabajos de Pasteur sobre la pebrina de los gusanos de seda, la presencia de microorganismos en el aire, la fermentación y la putrefacción por el crecimiento anaeróbico de los microorganismos. En ellos se describían tres formas de eliminar a los microbios: la filtración, el calor, o los productos químicos. Lister pensó que la gangrena era una forma de putrefacción y que podría ser provocada por los microorganismos presentes en el ambiente o en los instrumentos quirúrgicos. Así que meditó en la forma de eliminarlos para el caso de tener que intervenir quirúrgicamente a los pacientes. La filtración estaba descartada. El calor podría ser utilizado con algunos materiales e instrumentos médicos, pero no podía usarse con los pacientes. Sólo quedaban los compuestos químicos.

Lister se puso a buscar que tipo de compuesto podría utilizar en cirugía. Debía ser algo que evitase la putrefacción. Uno de esos compuestos era la creosota, un líquido obtenido al destilar la hulla, que se utilizaba para evitar que se pudrieran las traviesas de las vías del tren. Pero ese producto no podía utilizarse sobre tejido humano ya que producía quemaduras. La creosota era en realidad una mezcla de diversos compuestos.

Estructura química del fenol (Wikipedia)

En 1834 el químico Friedlieb Ferdinand Runge había destilado de la creosota una fracción líquida a temperatura ambiente que denominó ácido carbólico (ahora lo conocemos como fenol). Uno de los usos del carbólico era eliminar el hedor causado al tratar los campos a los que se había añadido estiércol como abono. Lister pensó que el efecto del carbólico era debido a que inhibía la putrefacción del estiércol, así que se le ocurrió que quizás el carbólico podría ser utilizado para evitar la putrefacción en las heridas.

Lister insistió en la importancia de la higiene de las manos del cirujano y en el tratamiento antiséptico de los instrumentos. Trataba con soluciones de fenol al 5% el instrumental quirúrgico, los vendajes e incluso la piel de la zona que debía ser intervenida. Para eliminar los microorganismos que pudiera haber en el aire, inventó un aparato que aerosolizaba la solución de fenol. Sus métodos fueron todo un éxito pues constató que la incidencia de gangrena disminuyó considerablemente.

Aerosolizador de Lister usado en las intervenciones quirúrgicas. El grabado de la izquierda muestra como era usado durante la intervención. La solución de carbólico estaba en la jarra de cristal. La caldera contenía agua que era calentada por un mechero de alcohol para vaporizarla. El vapor salía por un tubo que se comunicaba con la jarra conteniendo el carbólico lo que causaba un efecto succión originándose el aerosol. Al final de una intervención todo el mundo acababa mareado y con dermatitis provocada por el fenol. Incluso se daban casos de nefritis. Con el tiempo se demostró que el nivel de microorganismos aéreos era muy bajo si el quirófano era limpiado previamente, por lo que el aerosolizador de Lister cayó en desuso. | Origen de las imágenes: Sciencemuseum y Superstock

En agosto de 1865, Lister realizó una intervención en una fractura compuesta de un niño de 11 años cuya pierna había sido aplastada por un carro. Tras la operación aplicó sobre la herida un paño de lino impregnado previamente en una solución de fenol. A los cuatro días comprobó que no se había producido ninguna infección.

Después de seis semanas los huesos se habían soldado y la herida no había mostrado ninguna supuración. Sus resultados fueron publicados en una serie de cinco artículos publicados en The Lancet a lo largo de 1867. Ese mismo año dio una conferencia en la British Medical Association de Dublin titulada On the Antiseptic Principle of the Practice of Surgery. También escribió una elogiosa carta a Pasteur que decía:

Permitidme daros cordialmente las gracias por haberme mostrado la verdad de la teoría de la putrefacción microbiana con sus brillantes investigaciones y por haberme proporcionado el sencillo principio que ha convertido en un éxito el sistema antiséptico. Si viniese a Edimburgo, no dudo que para usted sería una auténtica recompensa el ver como en nuestro Hospital la Humanidad se beneficia en gran medida de sus trabajos.

Pasteur se sintió tan orgulloso de la carta que la publicó en su libro sobre la microbiología de la cerveza. Los procedimientos utilizados por Lister consiguieron que la mortalidad en los quirófanos bajara de un 50 a un 6%. Todo un logro. Sin embargo el uso del carbólico tenía muchos inconvenientes y fue progresivamente sustituido por otras técnicas antisépticas menos agresivas con el paciente y los doctores. Lister se retiró de la práctica médica en 1892 tras la muerte de su esposa, pero siguió recibiendo numerosos reconocimientos por su labor. En 1897 fue nombrado barón, y entre 1895 y 1900 fue presidente de la Royal Society. También actúo como “asesor científico” del grupo de cirujanos que tuvo que operar a Eduardo VII. Resulta que dos días antes de su coronación, sufrió un ataque de apendicitis. Lister dictó las instrucciones para la intervención y los cirujanos las siguieron a pies juntillas. Posteriormente el rey reconoció que si no hubiera sido por Lister, nunca se habría sentado en el trono.

La herencia de Lister todavía sigue presente. Como el fenol fue el primer producto biocida usado de manera científica, se utiliza como compuesto de referencia con el que se comparan todos aquellos compuestos que presentan propiedades antimicrobianas. Es lo que se conoce como coeficiente fenol.

Cálculo del coeficiente fenol de un antimicrobiano. Se compara el efecto sobre un cultivo microbiano a diferentes tiempos y con distintas diluciones del compuesto a examinar con las del fenol. El coeficiente se calcula dividiendo las diluciones más altas del compuesto y del fenol capaces de matar a los microorganismos a los 10 minutos pero no a los 5 minutos de su acción. Si el coeficiente es mayor que 1, el compuesto es más potente que el fenol. | Origen de la imagen: whoguideline

Pero además, el nombre de Lister es recordado por dos cosas más: una bacteria y un colutorio antiséptico.

Hablemos de la Listeria en primer lugar. Este género de bacterias patógenas fue probablemente descubierto por el microbiólogo sueco G. Hulphers que observó una bacteria que producía una necrosis hepática en conejos. Así que la llamó Bacillus hepatis.

Listeria monocytogenes (Wikipedia)

En 1926 el microbiólogo E. Murray identificó a este patógeno en un brote que también afectaba a conejos y observó que provocaba una mononucleosis, por lo que la denominó Bacterium monocytogenes.

De manera independiente, un microbiólogo sudafricano llamado J. Pirie describió una bacteria como causa de una plaga en los gerbillos, un tipo de roedor. La denominó Listerella hepatolytica en honor a Lister. Pero posteriormente se demostró que ambas bacterias eran la misma, así que se decidió que el mejor nombre era el de Listerella monocytogenes ya que la mononucleosis era un síntoma muy evidente de la infección.

Sin embargo, en 1940 se decidió cambiar el nombre a Listeria, ya que el género Listerella tenía dueño desde 1906. Se trataba de un género de un mixomiceto, un hongo mucoso como Dictyostelium, que había sido nombrado así en honor de Arthur Lister, hermano de Joseph Lister y un experto en dichos microorganismos.

Aspecto de colonias del mixomiceto Listerella paradoxa. Origen de la imagen: Discover life

¿Y el "Listerine"? Pues fue una forma de aprovechar la fama de Lister creando una marca comercial. El producto fue desarrollado en 1879 en los Estados Unidos por el doctor Joseph Lawrence como un antiséptico para todo tipo de uso: desde heridas superficiales hasta el tratamiento de la caspa.

Pero fue el farmacéutico Jordan Wheat Lambert el que registró la fórmula, creó una compañía y comenzó a venderlo a los dentistas como un antiséptico bucal. Fueron estos lo que comenzaron a usarlo para eliminar la halitosis de los pacientes que debían tratar en sus consultas. De esa manera se convirtió en un gran éxito comercial, aunque Lister nunca vio un solo dólar de las ventas.

Antigua botella de Listerine y anuncio para usar el producto para tratar la caspa en la década de 1950. | Origen de las imágenes: Kilmer House y BAB

Esta entrada se incluye dentro del XI carnaval de la Biología organizado por Ciencia y alguna otra cosa, en el XIII carnaval de la química organizado por Curiosidades de un químico soñador, en el XXIX carnaval de la Física organizado por Zurditorium, en el carnaval de las Matemáticas organizado por Hablando de Ciencia y en el VIII carnaval de la tecnología organizado por Los productos naturales ¡vaya timo!

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Referencias



Seastone CV (1935). Pathogenic organisms of the genus Listerella. The Journal of experimental medicine, 62 (2), 203-12 PMID: 19870409

Hurwitz B, & Dupree M (2012). Why celebrate Joseph Lister? Lancet, 379 (9820) PMID: 22385682

Joseph Hanaway, Richard Cruess. McGill Medicine: The first half century, 1829-1885.

Paul de Kurif. Cazadores de Microbios. Biblioteca Científica Salvat