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Quilo de Ciencia

El quilo, con “q” es el líquido formado en el duodeno (intestino delgado) por bilis, jugo pancreático y lípidos emulsionados resultado de la digestión de los alimentos ingeridos. En el podcast Quilo de Ciencia, realizado por el profesor Jorge Laborda, intentamos “digerir” para el oyente los kilos de ciencia que se generan cada semana y que se publican en las revistas especializadas de mayor impacto científico. Los temas son, por consiguiente variados, pero esperamos que siempre resulten interesantes, amenos, y, en todo caso, nunca indigestos.

El experimento de Magendie 175 años después (1)

Magendie 1 - Quilo de Ciencia Piodcast CienciaEs.com

No es infrecuente que algunos experimentos de particular importancia para el conocimiento científico de la nutrición hayan pasado al olvido. Las publicaciones originales que los describen no son conocidas por los investigadores actuales y, lo que es peor, aparecen a veces erróneamente citadas en la literatura de nuestros días, atribuyéndoseles resultados distintos de los descritos por el autor, y olvidando destacar observaciones que aquél no pudo interpretar en su época, pero que adquieren especial relieve a la vista de nuestros conocimientos actuales.

Esta situación parece justificar la definición cínica de un «clásico científico»: una obra de la que se habla repetidamente, que es citada con veneración, pero que nadie lee. Tal parece ser el caso del fundamental estudio de Magendie sobre las propiedades nutritivas de las sustancias que no contienen nitrógeno, presentado a la Academia de Ciencias de París el 19 de agosto de 1816, que motiva estas líneas.

Antecedentes del experimento de Magendie

El interés por el estudio del papel nutritivo de las sustancias que llamamos proteínas tiene su punto de partida en la observación de Berthollet, en 1785, que demostró la presencia de nitrógeno en los tejidos animales. Debo recordar, antes de seguir adelante, que el nombre proteínas fue propuesto por Berzelius en una carta dirigida al químico holandés Mulder, el 10 de julio de 1838, y puesto en circulación por Mulder en 1839. Es de interés recordar también que, en la referida carta, Berzelius justifica el nombre por considerar ciertos compuestos orgánicos de nitrógeno el componente primario o principal de la materia viva, que los vegetales preparan para la alimentación de los animales herbívoros, y éstos a su vez ponen a disposición de los carnívoros.

El descubrimiento de Berthollet hace del nitrógeno un componente característico de los tejidos animales, y plantea el problema del origen del mismo. El interés suscitado por esta cuestión puede apreciarse fácilmente en las líneas escritas por Fourcroy en 1789: «Los investigadores que se ocupan de la física animal deben continuar investigando esta importante cuestión y, sobre todo, determinar la procedencia de este principio, y cómo y en qué órganos es fijado en los animales.»

En 1791 Hallé trata de explicar el proceso mediante el cual los animales herbívoros transforman las sustancias vegetales de sus alimentos en sustancia animal, y describe este proceso con el nombre de «animalización».

Aunque Fourcroy había demostrado en 1789 la presencia de lo que él llamó «materia albuminosa» en los tejidos vegetales, vuelve a ocuparse del problema de la animalización en su Filosofía química (en 1806), en cuya página 352 podemos leer: «La conversión de sustancia vegetal en sustancia animal, que consiste simplemente en la fijación de nitrógeno y el aumento de hidrógeno, debe ser considerada el principal fenómeno de la animalización y el único que puede explicar sus misterios. Y cuando el mecanismo de esta adición de nitrógeno e hidrógeno sea comprendido, muchas de las funciones de la economía animal que la afectan, o dependen de ella, serán también conocidas.» Más adelante, en la misma obra (páginas 352-353), propone Fourcroy un mecanismo que es esencialmente igual al propuesto por Hallé: «No es tanto por la fijación de nitrógeno o por la adición de una nueva cantidad de hidrógeno por lo que este fenómeno ocurre, sino más bien por la sustracción de otros principios, que aumenta la proporción del primero… Es de creer que al liberarse el exceso de carbono y de hidrógeno, la respiración debe aumentar necesariamente la proporción de nitrógeno.» No hará falta señalar que tanto Hallé como Fourcroy siguen las ideas de Lavoisier en cuanto al papel central de la combustión respiratoria en los procesos nutritivos.

El objetivo del experimento de Magendie

En su compendio de Fisiología (en 1816 y 1817), Magendie deja ver claramente los motivos que le mueven a realizar el experimento que nos ocupa. En la página 388 del volumen 2 podemos leer: «Desde que el análisis químico nos ha hecho conocer la naturaleza de los distintos tejidos de la economía animal, sabemos que todos contienen una considerable proporción de nitrógeno. Puesto que nuestros alimentos están compuestos en parte por esta sustancia simple, es posible que el nitrógeno de los órganos derive de ellos.» Señala a continuación que algunos hechos mencionados por eminentes autores les llevan a pensar que el nitrógeno de los tejidos procede de la respiración, mientras que otros creen que está formado por «la influencia de la vida», y añade: «Si estos hechos demuestran realmente que el hombre puede vivir mucho tiempo sin consumir alimentos nitrogenados, sería necesario creer que el nitrógeno de los órganos procede de una fuente distinta de los alimentos. Pero los hechos citados no justifican de manera alguna esta conclusión. De hecho, casi todas las plantas consumidas como alimento por el hombre y los animales contienen una cantidad mayor o menor de nitrógeno.»

Al final de estos comentarios, aparece una frase que encontramos también en la introducción de su Memoria a la Academia de Ciencias de 1816. Dice así: «He pensado que se podrían obtener algunas ideas exactas sobre esta cuestión sometiendo a los animales durante el tiempo necesario a una alimentación de composición química rigurosamente determinada.»
Justifica a continuación el empleo del perro como sujeto experimental, diciendo que este animal, «como el hombre, se alimenta igualmente de sustancias vegetales y animales», y añade: «Todo el mundo sabe que un perro vive muy bien consumiendo sólo pan; pero alimentándolo así no podemos concluir en nada respecto a la producción de nitrógeno en la economía animal, porque el gluten contenido en el pan es una sustancia muy rica en nitrógeno.»

En consecuencia, procede Magendie a alimentar perros exclusivamente con hidratos de carbono (azúcar o goma) o con grasas (aceite de oliva o mantequilla). Pero debe quedar en claro que Magendie no se propone saber si los alimentos nitrogenados son, o no, indispensables para la vida de los animales. Su objetivo inmediato es averiguar el origen del nitrógeno que se encuentra en los tejidos animales.

Los resultados del experimento de Magendie

Los perros alimentados exclusivamente con uno de los cuatro alimentos utilizados por Magendie, sin limitación de agua, perdían peso y morían en un plazo de 32 a 36 días. «Podría parecer notable —escribe Magendie— que estas sustancias, aunque fáciles de digerir y capaces de formar quilo, no puedan mantener la vida más que durante un tiempo limitado que, sin embargo, es más largo que el necesario para que el animal muera de hambre. (Un perro privado de alimentos no vive más de 10 a 12 días).»

Reconociendo sus limitaciones, el experimento de Magendie es considerado como la demostración de la indispensabilidad de las proteínas para la nutrición animal (véase Randoin y Simonnet, volumen 1, página 53). Pero lo notable es que esta conclusión no aparece en la Memoria que nos ocupa. La conclusión de la misma se limita a señalar que sus resultados «podrían en rigor bastar para hacer al menos muy probable que el nitrógeno que se encuentra en la economía animal es extraído en gran parte de los alimentos».

Quizá no deba sorprendernos que Magendie se muestre tan prudente en sus conclusiones. Su empirismo extremo es bien conocido; recuérdese que se llamaba a sí mismo chiffonier des faits (trapero de hechos), y muy probablemente quiso que su conclusión se limitase estrictamente la cuestión planteada en su trabajo: el origen del nitrógeno presente en los tejidos animales.
14. Xeroftalmia y queratomalacia en el experimento de Magendie

Uno de los resultados más sorprendentes del experimento de Magendie es la aparición en sus animales de ciertas lesiones oculares, que el gran fisiólogo francés describe con admirable precisión. He aquí la que hace en el caso del perro alimentado solamente con azúcar y agua destilada como bebida, a las tres semanas del comienzo del experimento: «En esta misma época se desarrolló, primero en un ojo y luego en el otro, una pequeña ulceración en el centro de la córnea transparente, que aumentó con bastante rapidez y que al cabo de algunos días tenía más de una línea de diámetro. Su profundidad aumentó en la misma proporción; pronto la córnea se perfora y los humores oculares se vierten al exterior. Este singular fenómeno se acompaña de una secreción abundante de las glándulas propias de los párpados.»

No hará falta decir que esta lesión ocular corresponde al cuadro, bien conocido, causado por la deficiencia de vitamina A. Es de interés histórico señalar que una de las primeras descripciones de esta lesión ocular se debe al misionero, explorador y médico escocés Livingstone, que la observó en Suráfrica en 1857. Según McCollum y colaboradores, Livingstone debía tener alguna noticia del trabajo de Magendie porque en sus Memorias señala que la lesión es semejante a la producida en animales alimentados con gluten puro, o con almidón. Dos descripciones clásicas de las lesiones oculares debidas a carencia de vitamina A se deben a Mori (en 1904) en Japón, y a Bloch (en 1921), quien las observó en los niños daneses durante la primera guerra mundial.

Dos excelentes estudios más recientes de las lesiones oculares producidas por la carencia de vitamina A se deben a Oomen (en 1976) y a McLaren (en 1984).

La detección de lesiones oculares por carencia de vitamina A fue llevada a cabo por Falta y Noeggerath en 1906, en ratas alimentadas con una dieta artificial, consistente en una mezcla de caseína, grasa de cerdo, almidón, glucosa y sales inorgánicas. Poco más tarde, Knapp (en 1909) realizó un cuidadoso estudio de estas lesiones oculares, incluyendo un estudio bacteriológico, en ratas alimentadas con una dieta artificial. De este estudio dedujo Knapp que las lesiones oculares se debían a la ausencia en la dieta de un componente alimenticio todavía desconocido.

La excelente revisión de Pillat sobre la deficiencia de vitamina A (en 1939) se hace cargo del experimento de Magendie, según puede leerse en la página 248: «No hay duda de que ya en 1816 consiguió Magendie producir síntomas de carencia sin tener, naturalmente, ninguna idea clara de las sustancias activas. En sus perros alimentados con azúcar y agua destilada como bebida aparecieron úlceras centrales perforantes de la córnea.»

En el mismo año, McCollum y colaboradores, en su conocida obra The Newer Knowledge in Nutrition (quinta edición, 1939, página 290), escriben: «Magendie parece haber sido el primer estudioso de aquellos nutrientes esenciales que hoy conocemos como vitaminas.»

Finalmente, Drummond, en su interesante y original estudio de la alimentación inglesa, señala que Magendie puede ser justamente considerado como un adelantado en la investigación experimental sobre vitaminas. Debo hacer notar, sin embargo, que la mención que hace Drummond de la obra de Magendie no se ajusta exactamente a lo que aparece en la Memoria que nos ocupa.

Pero no todos los autores se hacen eco de la obra de Magendie. Así ocurre con Stepp y György en su monumental tratado sobre Avitaminosis y enfermedades relacionadas (1927), en el que no encuentro referencia alguna a la obra de Magendie, ni en la introducción histórica escrita por Stepp, ni en el capítulo sobre avitaminosis A, escrito por György. Otro tanto ocurre con la obra de Stepp, Kühnau y Schroeder sobre las vitaminas y su aplicación clínica (sexta edición, 1944). Este olvido es tanto más sorprendente si se tiene en cuenta que Stepp contribuyó de modo decisivo a la identificación de las vitaminas liposolubles, al demostrar, en 1909, que los ratones alimentados con pan elaborado con leche vivían perfectamente; no así cuando el mismo pan había sido extraído previamente con alcohol-éter. La adición al pan extraído del extracto lipídico le devolvía sus propiedades nutritivas.
El resultado obtenido por Magendie en el perro alimentado exclusivamente con azúcar no es difícil de comprender. El azúcar es un producto de gran pureza que, prácticamente, no contiene más que sacarosa. Este animal, por consiguiente, no recibía vitamina A en su alimentación.

Más difícil de comprender, y más interesante, es que las manifestaciones oculares de avitaminosis A se hayan producido en un perro alimentado solamente con mantequilla, alimento con abundante contenido de vitamina A. He aquí cómo describe Magendie esta importante observación en su Memoria: «He repetido recientemente los experimentos alimentando a un perro con mantequilla, sustancia animal desprovista de nitrógeno. Al cabo de 15 días comenzó a adelgazar y perder fuerza, y murió a los 36 días, a pesar de que a partir del día 32 se le ofreció carne, de la que comió una cierta cantidad durante dos días. El ojo derecho de este animal ha manifestado la ulceración de la córnea, de la que he hablado en ocasión de los alimentados con azúcar.»

Esta importantísima observación no es específicamente mencionada por ningún comentarista de la obra de Magendie a los que me he referido. De hecho, Randoin y Simonnet (volumen 2, página 27), tras comentar elogiosamente la obra de Magendie, afirman en una nota al pie de la referida página que la xeroftalmia no se manifestó en el perro alimentado con mantequilla. Esta afirmación es errónea, como demuestran las palabras de Magendie que acabo de transcribir.

Es, por tanto, evidente que las lesiones oculares atribuibles a deficiencia de vitamina A se produjeron en un animal alimentado con una dieta rica en dicha vitamina, pero desprovista de proteínas. De este modo, Magendie había descubierto un hecho de trascendental importancia, cuya explicación, relacionada con el mecanismo de transporte de dicha vitamina en el organismo, tardaría ciento cincuenta años en ser conocida.

Debo ocuparme por tanto de esta cuestión. Pero esto lo dejaremos para un próximo episodio. Por el momento, esto es todo cuanto quería contarles hoy. Muchas gracias por su atención.

Francisco Grande Covián.

No he podido sustraerme a investigar si esta contribución de Grande Covián tuvo algún impacto sobre cómo se presenta hoy la figura de Magendie. Tras consultar algunas páginas de Wikipedia dedicadas a su figura, en español, inglés, francés, italiano, catalán y una muy breve en portugués, he podido comprobar que ninguna hace mención alguna a los experimentos que nos relata el Dr. Grande Covián. Esto resulta sorprendente, y más aún en el caso de la página en francés, muy extensa y en donde se listan otras numerosas contribuciones de Magendie al campo de la medicina y la fisiología. La extensión y prodigalidad de esta página francesa era de esperar, puesto que describe los logros de un ilustre compatriota, a pesar de lo cual las contribuciones que hemos explicado aquí no son mencionadas.

Comprobamos, una vez más, que el Dr. Francisco Grande Covián nos deja constancia de su generosidad y del sentido de la justicia para reconocer debidamente las importantes contribuciones a su campo de los científicos que le precedieron.

Jorge Laborda (03/02/2025)

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