Los siete pequeños diablos

Christian Bohr

Christian Bohr

Cualquiera que tenga un mínimo conocimiento de la ciencia del siglo XX sabrá quién fue Niels Bohr. El modelo atómico que propuso hace 101 años fue un paso de gigante para la física cuántica. Pero muy poca gente sabrá quién fue Christian Bohr. Christian fue el padre de Niels, físico, y de Harald, matemático y futbolista. Christian Bohr era fisiólogo, uno de los fisiólogos más importantes de su época. Pero aunque fue un gran científico, no llegó a conseguir el premio Nobel, reconocimiento que sí obtuvieron su hijo Niels y su nieto Aage Niels, ambos el de Física.

Christian Bohr nació en Dinamarca en 1855 y allí curso sus estudios, incluidos los universitarios. Tras doctorarse viajó a Alemania, a trabajar con una de las grandes figuras científicas de la segunda mitad del siglo XIX, Karl Ludwig. Con él dio los primeros pasos en la investigación de alto nivel entre los años 1880 y 1885. En Alemania hizo investigaciones sobre la respiración y el transporte de oxígeno de los pulmones a las células. Estaba interesado en dilucidar si la transferencia de oxígeno desde el aire de los alvéolos pulmonares a la sangre era un proceso pasivo o si, por el contrario, cursaba según un mecanismo activo similar al de secreción propia de las glándulas.

En 1885 volvió a Copenhague donde prosiguió con sus investigaciones en el Instituto de Fisiología. A finales del siglo XIX no resultaba nada fácil medir las tensiones parciales de oxígeno en los alvéolos pulmonares y, sobre todo, en la sangre. Por esa razón los datos experimentales no eran demasiado fiables. De acuerdo con los resultados obtenidos por Bohr, el proceso no podía cursar de forma pasiva, sin gasto energético, porque la diferencia entre las tensiones parciales de oxígeno alveolar y sanguínea era demasiado pequeña. Como es sabido, no puede haber transferencia pasiva de un gas entre dos compartimentos separados por una barrera permeable a ese gas si no hay una diferencia suficientemente amplia entre las tensiones parciales a un lado y otro de la barrera. Al parecer, los datos de Bohr indicaban que la diferencia entre las tensiones parciales de oxígeno de los alvéolos y la sangre era insuficiente como para que pasase de forma pasiva el oxígeno necesario para satisfacer las necesidades metabólicas del organismo. Por lo tanto, en su opinión la transferencia de oxígeno había de ser activa, con gasto energético, como ocurre con la secreción glandular. A esa conclusión llegó en 1890 o 1891.

August Krogh

August Krogh

Siete años más tarde, el joven científico August Krogh empezó a trabajar, como ayudante, con Christian Bohr. Krogh era muy bueno técnicamente y tenía una habilidad especial para inventar y poner en práctica técnicas nuevas. Por aquella época desarrolló el microtonómetro, un aparato para medir con precisión la tensión parcial de oxígeno. La colaboración entre los dos científicos fue muy fructífera durante aquellos años. De hecho, en 1904 publicaron un trabajo que ha tenido una gran repercusión a lo largo de todo el siglo XX y una de cuyas gráficas se sigue reproduciendo hoy en los libros de texto de fisiología. En ese trabajo (Bohr, Haselbach y Krogh) describieron un fenómeno fisiológico conocido desde entonces como “efecto Bohr”. En virtud de ese efecto, cuando la concentración de CO2 en la sangre se eleva, disminuye la afinidad de la hemoglobina por el oxígeno, y gracias a ello, la transferencia de O2 de los pulmones a los tejidos se ve enormemente facilitado. La subida de la concentración de CO2 que tiene lugar en los capilares que irrigan los tejidos hace que la hemoglobina se desprenda del O2 con mayor facilidad; y lo contrario ocurre en los capilares pulmonares en los que, al liberarse el CO2 al exterior y descender por ello su concentración sanguínea, se eleva la afinidad de la hemoglobina por el oxígeno y eso facilita la entrada de O2 desde el exterior. Aunque el fenómeno fue descrito para el CO2, en la actualidad sabemos que varias moléculas orgánicas fosfatadas ejercen un efecto similar.

Gráfico original en el que se representa el efecto Bohr. La figra representa la relación entre el porcentaje de saturación de la hemoglobina y la tensión parcial de oxígeno. Cada curva corresponde a una tensión parcial de CO2 diferente, mostrando el descenso de afinidad del pigmento respiratorio (desplazamiento de la curva hacia la derecha) conforme aumenta el CO2.

Gráfico original en el que se representa el efecto Bohr. La figura representa la relación entre el porcentaje de saturación de la hemoglobina y la tensión parcial de oxígeno. Cada curva corresponde a una tensión parcial de CO2 diferente, mostrando el descenso de afinidad del pigmento respiratorio (desplazamiento de la curva hacia la derecha) conforme aumenta el CO2.

En 1905 August Krogh se casó con la médico dentista Marie Jørgensen y empezaron a trabajar juntos. Los Krogh estaban particularmente interesados en repetir los experimentos que habían conducido a Bohr a pensar que el oxígeno se transportaba de forma activa en los alvéolos pulmonares, pero utilizando nuevas técnicas que desarrolló la pareja de forma conjunta. Lo hicieron pero, para su sorpresa, no obtuvieron los mismos resultados que su maestro. De hecho, los datos obtenidos por el matrimonio Krogh indicaban que la transferencia de oxígeno podía ser un proceso puramente pasivo, simple difusión o, lo que es lo mismo, que no requería gasto de energía alguno.

Todo esto ocurría en el Instituto de Fisiología de Copenhague y se desconoce qué relación mantenían por entonces August y Marie Krogh con Christian Bohr. Según los investigadores de la época que lo conocían, a Bohr no le gustaba discutir, por lo que es muy probable que las relaciones entre los tres fueran, cuando menos cordiales. Pero a nadie se le escapa que la situación hubo de ser complicada. Lo cierto es que August y Marie Krogh no publicaban los datos que iban obteniendo -quizás porque querían convencer a Bohr de que su hipótesis del transporte activo de oxígeno era infundada- para no tener que descalificarlo de forma pública.

Marie Jørgensen y August Krogh

Marie Jørgensen y August Krogh

La situación dio un vuelco en 1909, con la publicación por parte de Christian Bohr de un extenso artículo, una amplia revisión de sus trabajos. Calculó el coeficiente de difusión del oxígeno a través del epitelio pulmonar comparando las tensiones parciales de oxígeno del aire alveolar y de la sangre de los capilares pulmonares, y de esa forma, “demostró” que la difusión era insuficiente para satisfacer las demandas metabólicas de oxígeno, en particular las demandas propias de un metabolismo activo. Esas conclusiones, sin embargo, iban totalmente en contra de los resultados que habían obtenido August y Marie Krogh y que aún no habían publicado.

La respuesta del matrimonio no se hizo esperar. Al año siguiente, 1910, y en la misma revista en que Christian Bohr había publicado su revisión, publicaron siete artículos relativamente cortos, uno detrás del otro, en el mismo volumen. Todo parece indicar que no habían sido capaces de convencer a Bohr y al ver publicado el trabajo de revisión de su maestro, decidieron publicar los resultados que hasta la fecha habían preferido mantener inéditos. A ese conjunto de artículos los mismos August y Marie Krogh les dieron el nombre de “siete pequeños diablos”, y las pruebas publicadas en ellos refutaron sin dejar lugar a duda la teoría de Bohr del transporte activo. En cada uno de los artículos abordaron un elemento en concreto o un aspecto parcial de la cuestión. La serie, en su conjunto, es modélica como trabajo experimental, y ha pasado a la historia de la ciencia por su corrección y por el impacto que tuvo posteriormente.

Dibujo de August Krogh en el que representa el reclutamiento de capilares en respuesta a una mayor demanda metabólica.

Dibujo de August Krogh en el que representa el reclutamiento de capilares en respuesta a una mayor demanda metabólica.

El desacuerdo entre Bohr y los Krogh tenía dos motivos. Uno se refería al cálculo del coeficiente de difusión del oxígeno, y el otro era si ese coeficiente era constante o se modificaba en función de la demanda o las necesidades. August y Marie Krogh, gracias a una técnica desarrollada por ellos, habían encontrado que el coeficiente variaba con la actividad física, y de ahí dedujeron que debía de haber algún mecanismo que mejoraba la difusión cuando aumentaba la demanda de oxígeno. Más adelante descubrirían que la densidad de capilares sanguíneos podía experimentar grandes aumentos con la actividad física. A ese fenómeno se le denomina “reclutamiento de capilares” y por ese hallazgo concederían a August Krogh el premio Nobel en 1920, 10 años después.

Dibujo de August Krogh en el que representa el modo en que se abren los capilares.

Dibujo de August Krogh en el que representa el modo en que se abren los capilares.

Vistas las cosas con la perspectiva actual fue una verdadera pena que Bohr y el matrimonio Krogh no llegasen a ponerse de acuerdo en vida del primero. No obstante, conviene remarcar que August Krogh, en la ceremonia del Nobel, reconoció la deuda intelectual que según él había contraído con su antiguo maestro, diciendo que a él le debía una parte importante del premio que le habían concedido. Para calibrar en sus justos términos las palabras de Krogh, hay que decir que Christian Bohr había sido propuesto en tres ocasiones para recibir el premio Nobel, pero no se lo llegaron a conceder.

La de los siete pequeños diablos es una historia modélica desde el punto de vista científico, porque muestra muy bien en qué consiste el quehacer y el progreso científico. La auctoritas carece de valor en ciencia. Son la pruebas las que mueven el fiel de la balanza en una u otra dirección, nada más que las pruebas. Y en este caso, aunque Bohr puso la auctoritas, fueron los Krogh los que pusieron las pruebas. Las cosas no debieron de resultar fáciles para August Krogh, pero menos aún debieron de serlo para Christian Bohr, por acabar toda una vida científica de una manera tan triste; pero así es la ciencia, todas las hipótesis han de pasar por el cedazo de la prueba; la de Krogh pasó, la de Bohr, por el contrario, no.

Epílogo

El artículo de Bohr de 1909 fue su testamento científico. La mañana del viernes 3 de febrero, dos meses después de la publicación del séptimo pequeño diablo, Christian Bohr fue encontrado muerto en su despacho. La noche anterior se había quedado trabajando en el mismo lugar en que lo encontraron.

La familia de Christian Bohr al completo. Niels Bohr está entre el padre y la madre.

La familia de Christian Bohr al completo. Niels Bohr está entre el padre y la madre.

Ese día, el dos de febrero de 1909 su hijo mayor, Niels, había vuelto a casa de la granja a la que lo había enviado unos meses antes para que acabara su tesis doctoral. Llegó con la tesis acabada. Al parecer, el padre estaba muy preocupado porque Niels no avanzaba en su redacción. Hubo de ser una gran alegría para el padre ver a su hijo de vuelta con el trabajo hecho la víspera del día en que murió.

Once años después le fue concedido el premio Nobel a Niels.

——————————————————-

Sobre el autor: Juan Ignacio Pérez es catedrático de Fisiología en la UPV/EHU y coordinador de la Cátedra de Cultura Científica de esta universidad.

Este artículo fue publicado en lengua vasca con el título “Zazpi deabru txikiak” en Zientzia Kaiera el 14/1/14

4 Comentarios

Deja un comentario

AntonioAntonio

La aportación de Christian Bohr fue también importante por presentar una teoría completa (aunque equivocada) sobre la transferencia del oxígeno a la sangre. Eso hizo más fácil la refutación que empezar de cero.

Juan Ignacio Pérez IglesiasJuan Ignacio Pérez Iglesias

¡Cuánta razón tienes! Solemos atribuir el mérito a aquéllos cuyas aportaciones perduran y no valoramos el trabajo y la creatividad de quienes los precedieron con hipótesis que se acabaron rechazando, pero sin las cuales habría sido más difícil llegar a las que se aceptaron.

Los siete pequeños diablos | #con_cienci...

[…] La de los siete pequeños diablos es una historia modélica desde el punto de vista científico, porque muestra muy bien en qué consiste el quehacer y el progreso científico. La auctoritas carece de valor en ciencia. Son la pruebas las que mueven el fiel de la balanza en una u otra dirección, nada más que las pruebas.  […]

Schack August Steenberg Krogh (1874-1949) |

[…] Ignacio Pérez, Los siete pequeños diablos, Cuaderno de Cultura Científica, […]

Deja un comentario

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>