Cele mai mari descoperiri medicale ale mileniului trecut

Razele X



Dezvoltarea fotografiei cu raze X sau a radiologiei a fost un enorm salt în viitor. Pentru prima data medicii puteau vedea în interiorul corpului fara a-l deschide. Cu razele X chirurgii puteau diagnostica repede fracturile, tumorile si alte malformatii, putând stabili operatii adecvate. Ca un rezultat, chirurgia s-a dezvoltat si sofisticat.



În 1895 fizicianul german Wilhelm Conrad Roentgen a experimentat cu un tub Crookes — un tub din sticla, în forma de para, golit de aer cu electrozi la extremitatile tubului. Când un electrod negativ (catodul) primea curent electric de mare tensiune, el stralucea alb-incandescent si emitea un val de particule invizibile încarcate electric, raze catodice. Acestea se miscau catre electrodul pozitiv (anodul) tubului. Daca exista numai putin aer în tubul Crookes, razele catodice spargeau sticla, producând la celalalt capat o incandescenta galben-verzuie.



Experimentele lui Roentgen au confirmat observatiile altui medic ca aceste raze catodice puteau trece printr-o fereastra acoperita cu aluminiu în peretele tubului Crookes. Pentru a afla daca acestea puteau trece peretele de sticla al tubului, el a asezat o bucata de hârtie acoperita cu sare de bariu în apropierea anodului tubului. Se stia ca aceasta straluceste când e încalzita cu raze catodice. El a facut întuneric în laborator si a acoperit si tubul cu o placa neagra, pentru a vedea mai bine stralucirea.



Roentgen a semnalat o stralucire ciudata la oarecare distanta, care venea de la 1 m distanta de tubul Crookes. Era o singura explicatie: tubul Crookes producea tipuri de valuri electromagnetice pâna atunci necunoscute, care mai târziu s-au numit razele X. În decembrie 1895 el si-a radiografiat propriile degete si spre uimirea sa imaginile developate au aratat nu numai umbra tubului tinut între ele, ci si oasele degetelor.







Grupele sanguine



La începutul secolului XX, medical austriac Karl Landsteiner a descoperit ca sângele uman putea fi grupat în mai multe tipuri distincte. Aceasta descoperire a facut posibila transfuzia de sânge de la o persoana la alta – o descoperire exceptionala care a salvat vieti nenumarate.



Dar chiar cu câteva secole înainte, în 1668, Jean Baptiste Denis, medical francez al regelui Ludovic XIV, a îndraznit sa faca unui om o transfuzie cu sânge de la o oaie. Omul a murit, iar Denis a fost arestat pentru crima. Ca urmare, transfuziile au fost prohibite în Franta si Anglia.



În 1900, Landsteiner a facut stralucita observatie ca sângele omenesc contine ceea ce el a numit isoaglutinine. Aceste proteine sunt capabile sa aglutineze celule rosii din mostrele de sânge care le contin si sunt diferite de ale noastre. Astfel el a fost capabil sa divida sângele în trei tipuri: A, B si 0. Un al patrulea si mai rar tip, AB, a fost mai târziu descoperit. Landsteiner a aratat ca serul din doua tipuri de sânge continând aceleasi isoaglutinine nu aglutina celulele rosii din fiecare sânge, fapt ce a permis dezvoltarea unui sistem de transfuzii sanguine mai sigur. Landsteiner a primit Premiul Nobel în fiziologie în 1930.




Culturile de tesuturi



În 1907, biologul American Ross Granville Harrison a ramas uimit când a descoperit ca tesuturile vii ar putea fi cultivate sau crescute în afara corpului. Desi Harrison nu avea atunci cum sa stie, descoperirea sa a devenit una dintre cele mai valoroase tehnici din medicina. Culturile de tesuturi au deschis noi cai pentru studierea dezvoltarii genelor, embrionilor, tumorilor, toxinelor si altor agenti patogeni care cauzeaza boli. Tehnica mai este folosita pentru a produce medicamente, vaccinuri si înlocuirea tesuturilor, ca si pentru a clona animale, ca Dolly, celebra oaie.



În vara anului 1906, Harrison, expert în embriologie, voia sa rezolve o problema importanta în biologie – daca fibrele nervoase cresc în tesuturile locale ale corpului sau îsi au originea în celulele nervoase din creier. El a decis sa studieze nervii vii în absenta oricarui alt tesut înconjurator. Pentru aceasta el a izolat o portiune din romboencefalul unui embrion viu de broasca. Pentru a-l tine în viata, el l-a scufundat în limfa proaspata de broasca si l-a acoperit pentru a-l examina la microscop. Limfa s-a coagulat ca sângele, iar savantul l-a sigilat pentru a preveni evaporarea sau contaminarea. Folosind un microscop, Harrison a descoperit ca fibra nervoasa vine din creier, nu din tesutul înconjurator. Mai mult, celulele creierului broastei se mareau, chiar daca nu mai erau în corpul acesteia. De la descoperirea lui Harrison, culturile de tesuturi le-au permis cercetatorilor sa afle mai multe despre mecanismele de baza ale bolilor.




Antibioticele



Descoperirea antibioticelor a deschis un front nou în razboiul împotriva bolilor. Acestea, actionând prin uciderea bacteriilor sau oprindu-le cresterea, savantii au vindecat holera, pneumonia, tetanosul, tuberculoza. Descoperirea penicilinei, cel mai raspândit antibiotic din lume, este cel mai bun exemplu.



Bacteriologul britanic Sir Alexander Fleming a facut aceasta descoperire, chiar daca si alti cercetatori înaintea lui observasera ca mucegaiul de Penicillium notatum prevenea cresterea unor tipuri de bacterii.



În septembrie 1928, Fleming, înaintea unei vacante cu familia, s-a hotarât sa cultive stafilococi pentru a-i studia la întoarcere. S-a întâmplat sa aleaga bacteria susceptibila pentru penicilina.



Când Fleming a deschis un container pentru a introduce stafilococi, spori de la mucegaiul de Penicillium notatum, dintr-un alt laborator, au patruns în recipient. Preocupat de vacanta, Fleming a uitat containerul pe bancuta laboratorului si nu în incubator. Stafilococii se multiplica la temperaturi înalte, dar Penicillium la cele joase. Si de data aceasta s-a întâmplat ca temperatura sa fie propice pentru Penicillium. Mucegaiul a crescut si a secretat penicilina, împiedicând cresterea stafilococilor si lasând mucegaiul de Penicillium izolat de micile colonii de bacterii din interior. La întoarcere, Fleming a realizat imediat ce s-a întâmplat si a încercat sa produca penicilina pura, dar n-a reusit. Dar întelese deja ca mucegaiul numit penicilina poate preveni infectiile. Totusi peste câtiva ani a renuntat sa-l mai studieze. Penicilina a fost uitata pâna catre Al Doilea Razboi Mondial, când savanti de la Oxford University din Anglia au aratat ca aceasta poate preveni infectiile bactericide la animale si oameni si au dezvoltat o tehnica de producere a penicilinei pure în masa. În 1945 Fleming si alti doi savanti de la Oxford, Sir Howard Florey si Ernst B. Chain, au primit Premiul Nobel în fiziologie.




ADN-ul



Dar cea mai mare descoperire a secolului XX este cea a structurii acidului dezoxiribonucleic (ADN – baza moleculara a ereditatii). Cunoasterea structurii chimice a ADN-ului le-a permis savantilor sa înteleaga pentru prima data cum acesta se multiplica si trece informatia de la o generatie la alta.



În 1869 medicul elvetian Friedrich Miescher a izolat pentru prima data ADN-ul, dar nu se cunostea functia chimica, aflata numai în nucleul de celule. Peste ani, cercetatorii au aflat ca ADN-ul contine fosfat, un zahar numit dezoxiriboza si patru compusi diferiti, numiti baze nucleotide.



În 1944, americanul de origine canadiana Oswald T. Avery si colegii sai au aratat într-o serie de experimente pe bacterii ca ADN-ul transmitea informatie genetica.



Pâna în 1950 doua echipe de cercetatori au cautat structura ADN-ului. Una era la Cavendish Laboratory din Cambridge, Anglia. Cealalta, la King’s College, Londra, alcatuita din Maurice Wilkins, medic si Raymond Gosling, absolvent al facultatii. Lor li s-a alaturat în 1951 Rosalind Franklin, expert în cristalografie cu raze X.



În 1950 Wilkins a primit un esantion pur de ADN de la un medic elvetian. Din acesta el a putut sa selecteze fibre de ADN pe o bucatica de sticla. Wilkins si Gosling au radiografiat aceste fibre în 1950. Franklin a parasit echipa în 1952 si i-a dat toate fotografiile lui Wilkins. Una dintre ele arata ca molecula de ADN avea forma dublu helicoidala si o structura care semana cu o scara contorsionata.



Un alt biolog american, James Watson, a vazut una dintre fotografiile lui Wilkins si s-a gândit imediat ca molecula poate fi dublu helicoidala. În 1951 el l-a convins pe biofizicianul britanic Francis Crick ca o combinatie dintre un model de cladire (folosind bile din plastic, fire si placute metalice) si cristalografie cu raze X îi poate conduce la structura ADN-ului.



Watson si Crick au dedus corect ca cele doua rânduri dublu helicoidale separate înaintea diviziunii celulare ofera modele pentru crearea a doua noi molecule de AND identice cu cea originala.



Wilkins, Watson si Crick au împartit în 1962 Premiul Nobel pentru medicina.