El duelo de la salchicha y la Teoría Celular

maxresdefaultEn 1800 Xavier Bichat, que moriría en 1802 a los 30 años, publicó una tabla sobre las funciones de la vida animal donde incluía las funciones cerebrales relativas a sensaciones (la percepción, la imaginación y la memoria), al entendimiento (la atención, las ideas, el juicio y el razonamiento) y al movimiento (la voluntad). Bichat, descriptor de los tejidos que forman el cuerpo humano, no pudo avanzar sobre la estructura del sistema nervioso porque desconfiaba del microscopio. a012Había dicho que este aparato óptico daba lugar a interpretaciones subjetivas, poco repetibles y que era mejor no utilizarlo.

La aparición de los microscopios acromáticos en torno a 1820, con su menor distorsión de las estructuras observadas abrió una nueva etapa en nuestro conocimiento de la estructura de los órganos biológicos. El cerebro era especialmente problemático: es blando y se manipula mal, se deteriora con una gran rapidez y las observaciones microscópicas recogidas anteriormente no encajaban en las ideas existentes sobre el funcionamiento del sistema nervioso. Dos procesos avanzaron en paralelo a lo largo del siglo XIX: por un lado, un marco teórico cada vez rico y mejor estructurado y por otro un avance metodológico que consiguió mejores técnicas de conservación del tejido (fijación), mejor visualización de las células que son habitualmente transparentes (tinción) y una mejora de los microscopios que fue solucionando los problemas de aberraciones esféricas y cromáticas que habían causado ese descrédito sobre lo que se observaba a través de uno de estos aparatos. Siguió una auténtica explosión de descubrimientos: Wilhelm_His.jpegEhrenberg describió las células ganglionares en 1833, Purkinje las grandes células del cerebelo que ahora llevan su nombre en 1837 y His mostró en 1838 que las neuronas, aunque todavía nadie las llamaba así, tenían núcleo y dendritas. Esta acumulación de datos, observaciones y teorías, fue generando un marco conceptual sobre qué eran las células, de donde surgían, cómo funcionaban y para qué servían que alcanzaría su culmen con la Teoría Celular.

Las teorías previas pensaban que la propiedad diferencial de los seres vivos era un principio constitutivo y operativo que se llamo el principio vital. Se definía como una fuerza específica, superior a las restantes fuerzas de la naturaleza (mecánica, térmica, eléctrica, química y magnética) que actuaba sobre una sustancia primitiva y homogénea y la transformaba en elementos vivos, más estructurados. Esta sustancia más organizada fue en un primer momento identificada como la fibra. Igual que en los telares de la época, se sumaban y coordinaban fibras para formar tejidos, se pensó que algo similar sucedería para construir esos tejidos descritos por Bichat que se consideraban la base estructural de los cuerpos, un término que ahora seguimos usando: “tejido nervioso”, “tejido muscular”, “tejido epitelial”…  Por tanto, los tejidos corporales también estarían construidos a partir de fibras de distintos tipos. F7.largeSin embargo, el perfeccionamiento de los microscopios hizo que la observación de glóbulos y vesículas fuese cada vez más patente. Después lo hemos llamado Teoría Globular (los seres vivos estarían formados por glóbulos) y la que se ha denominado Teoría de la hilera de perlas, en la cual se intentaba combinar la idea de las fibras con las estructuras globulares que se observaban al microscopio, las propias células.

Un avance significativo es el que realiza René Joachim Henri Dutrochet, que podríamos decir —echándole un poco de cara— que fue gracias a España. Dutrochet había estudiado Medicina y se incorporó como médico militar al ejército de Bonaparte participando en las desastrosas campañas españolas bajo el reinado de José I, el hermano de Napoleón. dutrochet_portraitDutrochet estuvo a punto de morir de tifus en nuestro país y fue licenciado del ejército con lo que se dedicó a la investigación, en particular a la Botánica. Fue el descubridor de la  ósmosis, el primero que se percató de la importancia de la clorofila en la fijación del CO2 y —según los franceses— el verdadero descubridor de la Teoría Celular. Aunque según los chovinistas cualquier descubrimiento de la historia de la Humanidad hecho por cualquier persona de cualquier país siempre fue hecho antes por un francés, Dutrochet fue verdaderamente autor de algunos progresos serios. Observó al microscopio la presencia en las plantas de formaciones poliédricas que también identificó en los tejidos animales: las células. Declaró “La nature possède un plan uniforme pour la structure des êtres organisés animaux ou végétaux… et… tous les êtres vivants dérivent de la cellule dont ils sont la modification”. Finalmente realizó un experimento sencillo y contundente:  hirvió un trozo de planta en ácido nítrico y pudo comprobar que todos los tejidos vegetales se separaban en “vesículas completas”.

Pocos años más tarde, Matthias Schleiden (1804-1881) estudió al microscopio meristemos vegetales y se dio cuenta que las plantas son organismos multicelulares y que las células son sus unidades morfológicas y funcionales. Matthias_Jacob_SchleidenSchleiden había estudiado Derecho en Heidelberg y se había puesto a ejercer de abogado en su ciudad natal de Hamburgo. Sin embargo la Botánica fue convirtiéndose en su pasión y finalmente en su profesión, se matriculó en Medicina en la Universidad de Göttingen, especializándose en Ciencias Naturales y ganó posteriormente la cátedra de Botánica en la Universidad de Jena. El énfasis de sus colegas botánicos sobre la Taxonomía le parecía repulsivo y afirmaba con desprecio que prefería estudiar las plantas bajo el microscopio que meterlas en compartimentos artificiales. Las ideas de Schleiden se condensan en tres postulados:

  1. La célula vegetal es la unidad elemental constitutiva de la estructura de la planta.
  2. La célula se origina en una gelatina compleja, a través de un proceso de cristalización en esferas sucesivas (nucléolo-núcleo-célula adulta)
  3. El proceso de crecimiento de la planta consiste en la multiplicación de las células dentro de otras células, salvo en los órganos leñosos, en los que la coagulación de un líquido da lugar a la formación súbita del tejido celular.

A pesar de los errores: cristalización en esferas sucesivas, coagulaciones de un material homogéneo, Schleiden consideró que “las células orgánicas elementales presentan una marcada individualidad y puesto que son la expresión más general del concepto de la planta, es necesario ante todo estudiar esta célula como el fundamento del mundo vegetal”.

Theodor-Schwann-3Los trabajos de Schleiden fueron revisados en detalle por su amigo, el zoólogo y fisiólogo Theodor Schwann (1810-1882) que estaba estudiando el desarrollo de anfibios y, dentro de ello el crecimiento del esqueleto, observando en detalle el tejido cartilaginoso.  Schwann se dio cuenta que sus observaciones al microscopio de las células cartilaginosas de sus renacuajos “se parecen exactamente al tejido celular parenquimático de las plantas”. Los descubrimientos de Schwann son numerosos: describió por primera vez la pepsina, una enzima digestiva del estómago; atacó la generación espontánea y comprobó que la caries la causaba algo que había en el aire y se destruía con calor (ahora sabemos que son microorganismos) y que las levaduras eran las responsables de la fermentación alcohólica; comprobó que los embriones necesitaban oxígeno;  acuñó el término “metabolismo” y analizó la estructura del músculo, las hojas germinales del pollo, la notocorda del renacuajo y la transmisión nerviosa. Llevan su nombre las células de Schwann, responsables de las envueltas de mielina del Sistema Nervioso Periférico, las llamadas vainas de Schwann.

Schwann era un católico convencido y sometió su gran obra titulada “Mikroskopische Untersuchungen über die Übereinstimmung in der Struktur un dem Wachstum der Tiere und Pflanzen” a la aprobación del obispo Malinas. Sin embargo, se enfrentó con contundencia a los supuestos milagros de Louise Lateau, una muje que presentaba estigmas y cuya única comida, según decía, eran las formas que tomaba diariamente en la comunión. Estas “Investigaciones microscópicas sobre la coincidencia en la estructura y el desarrollo de los animales y las plantas” de Schwann se basaban en la semejanza entre las superficies de separación (de hecho la estructura que hizo a Hooke hablar por primera vez de células) como base del paralelismo entre células animales y vegetales, aunque en un caso fueran paredes celulares (vegetales) y en el otro una abundante sustancia intercelular (cartílago). Theodor Schwann concluyó unos años más tarde: “Hemos derribado el gran muro de separación entre los reinos animal y vegetal.

El tercer gran protagonista de la Teoría Celular, con permiso de los franceses, fue otro alemán, Rudolph Virchow (1821-1902). virchow Virchow fue médico, biólogo, antropólogo, prehistoriador, escritor, editor, patólogo y político. Fue clave para el avance de la medicina pública, la medicina social y la medicina basada en la evidencia, impulsando y mejorando la observación clínica, la experimentación con animales y el estudio microscópico de las patologías (por poner un ejemplo, fue el primero que identificó las células de la leucemia). Sus ideas sobre el componente social de la medicina y la razón de su implicación en política quedan de manifiesto en este párrafo

La Medicina es una ciencia social y la política no es otra cosa que la medicina a gran escala. La medicina, como ciencia social, como la ciencia de los seres humanos, tiene la obligación de identificar los problemas e intentar su solución teórica. El político, antropólogo práctico, debe encontrar los medios para su solución real… Los médicos son los abogados naturales de los pobres y los problemas sociales son en gran medida parte de su jurisdicción.

Estas ideas también quedan claras en su “Informe sobre el brote de tifus en la Silesia superior” donde pone por escrito que un problema de ese tipo no puede resolverse tratando a los pacientes individuales con fármacos o con cambios menores en las leyes que rigen la comida, la vivienda o la indumentaria sino solamente a través de una acción radical que promueva el avance de toda la población, algo que solo puede lograrse por una “democracia completa y sin limitaciones” y mediante “la educación, la libertad y la prosperidad”.

Virchow fue uno de los fundadores del Partido Liberal alemán (Deutsche Fortschrittspartei) y tuvo graves enfrentamientos con Bismarck. Se opuso de tal manera al presupuesto militar del “Canciller de Hierro” que éste le retó a duelo en 1865. bismarckUna de las versiones dice que Virchow declinó porque no era una forma civilizada de solventar un conflicto pero según otra versión, de la que hay varias referencias en la literatura científica, Virchow respondió que puesto que él era el retado y podía elegir el arma, quería hacerlo con dos salchichas, una normal y otra cargada con larvas de Trichinella, un parásito que Virchow había estudiado. Al parecer Bismarck declinó el famoso “duelo de las salchichas” porque le pareció demasiado peligroso. Su aportación a la Teoría Celular está ligada al origen de la célula. Virchow popularizó el epigrama de François-Vincent Raspail “Omnis cellula e cellula” (todas las células provienen de una célula) y difundió el trabajo de Robert Remak sobre la división celular como si fuera suyo, algo que éste último no le perdonó.

Los avances conceptuales fundamentales que se inician con la Teoría Celular se pueden resumir en los siguientes:

  • La unidad estructural de todos los seres vivos es la célula.
  • Las células se originan únicamente, y en todos los casos, por división de otras células preexistentes.
  • El control de la herencia celular, que permite la invariancia general de la especie, así como la variación entre los individuos, residen básicamente en el núcleo o componentes nucleares de la célula.

En la primera época de la Teoría Celular, el sistema nervioso parecía ser una excepción. Aunque numerosos investigadores habían visto células en el encéfalo y otras partes del tejido nervioso, no se sabía cuál era la relación entre esas células y esa malla de dendritas y axones que parecía la parte sustancial del sistema nervioso. Algunos pensaban que todas esas prolongaciones eran un elemento no-celular de un tejido vivo, una excepción a la norma general concordante con la excepcionalidad y “nobleza” del tejido nervioso. neuronasLos trabajos de distintos investigadores de finales del siglo XIX y muy especialmente de Santiago Ramón y Cajal aclararon la situación estableciendo los siguientes puntos:

  • El encéfalo está formado por unidades morfológicas y funcionales denominadas neuronas (un término que propuso Waldeyer),  que tienen un cuerpo celular, unas ramas llamadas dendritas y un proceso largo y centrífugo que es el axón.
  • Las neuronas son células con muchas similitudes a las células de los demás tejidos.
  • Las neuronas son diversas en su tamaño, forma y estructura de prolongaciones según su localización y función.
  • Las llamadas fibras nerviosas son prolongaciones de las neuronas. No hay fibras nerviosas que no pertenezcan a un cuerpo celular.
  • Las neuronas se generan por división de células preexistentes como todas las demás células del organismo y sufren posteriormente un importante proceso de diferenciación que hace que ya no puedan dividirse.
  • Las neuronas se comunican por puntos de contacto y no existe una continuidad citoplasmática de una a otra.

Cajal-miPor tanto el tejido nervioso tenía una organización celular comparable a la de los demás tejidos. Con estos puntos se observó la validez universal de la Teoría Celular para todos los tejidos de todos los organismos pluricelulares constituyéndose esta teoría junto con la de la Evolución y la Teoría Genética como los tres puntales de la Biología moderna.

 

Para leer más:

  • Dutrochet H (1824) Recherches anatomiques et physiologiques sur la structure intime des animaux et des vegetaux, et sur leur motilite, par M.H. Dutrochet, avec deux planches”
  • Karling JS (1939) Schleiden’s Contribution to the Cell Theory. The American Naturalist 73(749): 517–537.
  • Schultz M(2008) Rudolf Virchow. Emerg Infect Dis 14(9): 1480–1481.
  • Virchow RC (2006) Report on the Typhus Epidemic in Upper Silesia. American Journal of Public Health 96(12): 2102–2105.
  • Whitaker HA, Smith CUM, Finger S (2007) Brain, mind and medicine : essays in eighteenth-century neuroscience. Springer, Nueva York.
  • http://vlp.mpiwg-berlin.mpg.de/library/data/lit28715/index_html?pn=1&ws=1.5

Autor: José R. Alonso

Neurobiólogo. Catedrático de la Universidad de Salamanca. Escritor.

2 comentarios en “El duelo de la salchicha y la Teoría Celular”

  1. El nombre de Virchow me sonaba mucho y acabo de recordar de qué. En los informes forenses de autopsias suele haber una frase en la que se hace referencia a que el cádaver se ha “abierto” mediante “el método de VIrchow”, que creo que consiste en una incisión que traza una especie de “Y” sobre el tórax. Supongo que se trata del mismo Virchow, claro.

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    1. Es el mismo Virchow pero el método de autopsia “de Virchow” es ir sacando los órganos uno a uno.
      Virchow tiene un catálogo completo de estructuras y técnicas nombradas en su honor.
      Un abrazo fuerte y gracias por dejar el comentario

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