Héroes del Progreso,
Parte 23: Willis Haviland Carrier
Alexander C. R. Hammond destaca la importancia para el progreso humano del invento de Willis Haviland Carrier: el aire acondicionado.
Hoy presentamos la edición No. 23 de una serie de artículos de HumanProgress.org titulada "Héroes del Progreso". Esta columna presenta una breve introducción a los héroes que han realizado una contribución extraordinaria al bienestar de la humanidad.
Esta semana, nuestro héroe es Willis Haviland Carrier, el ingeniero estadounidense que creó la primera unidad de aire acondicionado. Este invento nos alivia del calor del verano; le permitió a nuestra especie habitar lugares anteriormente inhospitables; aumentó la productividad del trabajo cuando fue instalado en las fábricas y oficinas alrededor del mundo; y salvó millones de personas de sufrir muertes relacionadas con el calor.
Willis Carrier nació en una hacienda familiar en Angola, Nueva York el 26 de noviembre de 1876. Carrier asistió a Central High School en Buffalo, Nueva York y, en 1897, obtuvo una beca estatal para cursar una carrera de cuatro años en Cornell University. En 1901, Carrier obtuvo título en Ciencias de Ingeniería con especialización en ingeniería eléctrica. Ese mismo año, empezó a trabajar como ingeniero investigador para Buffalo Forge Company, una empresa basada en Nueva York que diseñaba y fabricaba motores y bombas a vapor.
Carrier pasó los primeros meses de su nuevo trabajo trabando en un sistema de calefacción utilizado para secar madera y café. En 1902, la Sackett-Wilhelms Lithographing & Publishing Company le pidió a Buffalo Forge diseñar un sistema para controlar la humedad en la fábrica de su empresa. Las temperaturas altas y los altos niveles de humedad en la imprenta de Sackett-Wilhelms resultaban en que el papel de impresión muchas veces absorbía la humedad del aire lo cual luego causaba que el papel se expandiese. Esto era un problema, porque los colores utilizados en el proceso de impresión no quedaban alineados cuando el papel cambiaba de tamaño, arruinando así el proceso de producción.
Carrier decidió abordar este problema. Al hacerlo, acabó creando la primera unidad de aire acondicionado en 1902. La invención de Carrier controlaba la temperatura, la humedad y la circulación de aire, mientras que también limpiaba el aire en la imprenta de Sackett-Wilhelms. Esta unidad funcionaba absorbiendo aire a través de un filtro, luego pasando el aire sobre unos rollos llenos de refrigerante, y después ventilando hacia afuera el aire recientemente enfriado y deshumidificado. Ese año, el New York Stock Exchange se convirtió en el primer edificio en tener aires acondicionados. El 2 de enero de 1906, Carrier obtuvo la patente de un "Aparato para tratar el aire".
En 1915, luego de que la empresa Buffalo Forge decidiese enfocarse exclusivamente en fabricar en lugar de diseñar productos nuevos, Carrier y seis ingenieros más reunieron sus ahorros de toda una vida de $32.600 ($826.800 en dinero de hoy) para crear la Carrier Engineering Corporation. Con su nueva empresa, Carrier empezó a expandir el uso de las unidades de aire acondicionado vendiéndoselo a hoteles, tiendas departamentales, cines y hogares privados. Sus unidades incluso fueron instaladas en la Casa Blanca, el Congreso de EE.UU. y en Madison Square Garden.
Luego de experimentar problemas financieros como resultado del estallido de la Gran Depresión, la corporación de Carrier se fusionó con Brusnwick-Kroeschell Company y con la Corporación York Heating & Ventilating para formar la Carrier Corporation, quedando Carrier como Director de la junta de la corporación. Carrier se pasó el resto de su vida mejorando el diseño y funcionalidad de sus unidades de aire acondicionado. Murió el 7 de octubre de 1950 en la ciudad de Nueva York.
Carrier murió antes de presenciar el inmenso auge en la popularidad de los aires acondicionados durante la bonanza económica de la posguerra en la década de 1950, la cual vio a los aires acondicionados esparcirse rápidamente a lo largo de todo el país y hacia otras partes del mundo. Gracias al invento de Carrier, la humanidad fue capaz, por primera vez en la historia de la humanidad, de controlar el clima de manera consistente dentro de los edificios.
El economista Walter Oi de la Universidad de Rochester señaló que en las tiendas de máquinas, la productividad laboral se encuentra en su punto máximo cuando la temperatura es de 65 grados Fahrenheit y cuando hay una humedad de entre 65 y 75 por ciento. La productividad se reduce en un 15 por ciento cuando hay una temperatura de 75 grados Fahrenheit y en un 28 por ciento cuando se encuentra en 86 grados Fahrenheit. Además, la tasa de accidentes en el trabajo es un 30 por ciento más alta cuando la temperatura es de 77 grados Fahrenheit que cuando esta se encuentra en 67 grados Fahrenheit. Oi argumentó que fue la introducción del aire acondicionado lo que provocó que el valor agregado por cada empleado en la manufactura en el sur de EE.UU. aumentara de 88,9 por ciento del promedio nacional en 1954 a 96,3 por ciento del promedio nacional en 1987.
Todavía más impresionante, señaló Oi, fue el impacto de los aires acondicionados en la tasa de mortalidad de EE.UU., que solía ser más alta en el verano e invierno que en primavera y otoño, y mucho más alta en el sur de EE.UU. que en el norte de EE.UU. En 1951, la tasa de mortalidad infantil en el sur era un 45 por ciento más alta que en Nueva Inglaterra. Para 1990, era solo un 13 por ciento más alta.
En 1942, Carrier recibió un Doctorado honorario en Letras de Alfred University. Ese mismo año, recibió la Medalla Frank P. –un premio otorgado por la excelencia en la ingeniería y las ciencias. En 1985, Carrier fue inducido de manera póstuma al Salón de la Fama para Inventores Nacionales. Desde su creación, el aire acondicionado ha salvado y mejorado las vidas de millones de personas. Es por estas razones que Willis Haviland Carrier es nuestro Héroe del Progreso No. 23.
Héroes del progreso,
parte 24: Frederick Banting, Charles Best, James Collip y John Macleod
Alexander C. R. Hammond destaca el descubrimiento de estos cuatro investigadores de Toronto que purificaron la insulina, creando un tratamiento nuevo y efectivo para la diabetes.
Hoy presentamos la edición No. 24 de una serie de artículos publicados por HumanProgress.org titulada "Héroes del Progreso". Esta columna provee una breve introducción a los héroes que han realizado una contribución extraordinaria al bienestar de la humanidad.
A principios de la década de 1920, Frederick Banting y Charles Best descubrieron la insulina bajo la dirección de John Macleod en la Universidad de Toronto. Con la ayuda de James Collip, la insulina se purificó, lo que la hizo disponible para el tratamiento exitoso de la diabetes. Banting y Jhon Macleod obtuvieron un Premio Nobel por su trabajo en 1923.
A comienzos del siglo XX, una dieta estricta baja en calorías y sin carbohidratos era el único tratamiento efectivo para la diabetes. Pero este método, con la ingesta de alimentos a veces tan bajos como 500 calorías por día, tuvo sus consecuencias, ya que la inanición lenta, como la diabetes, agotaba a los pacientes de su fuerza y energía, dejándolos semi-inválidos. El tratamiento de la dieta también requirió una cantidad excesiva de fuerza de voluntad por parte del paciente, muy pocos de los cuales pudieron mantener dietas bajas en calorías a largo plazo. En 1921, los investigadores de la Universidad de Toronto comenzaron una serie de experimentos que finalmente conducirían al aislamiento y la producción comercial de insulina, una hormona pancreática esencial para metabolizar los carbohidratos, y al tratamiento exitoso de la diabetes.
La conexión entre las secreciones pancreáticas y la diabetes se demostró por primera vez en 1889 por dos fisiólogos alemanes de la Universidad de Estrasburgo, Oskar Minkowski y Joseph von Mering. Mientras investigaban el efecto de las secreciones pancreáticas en el metabolismo de la grasa, realizaron una pancreatectomía completa en un perro de laboratorio, solo para descubrir que el animal desarrolló una enfermedad indistinguible de la diabetes. Veinte años antes, un estudiante de medicina alemán, Paul Langerhans, había descubierto dos sistemas de células en el páncreas: el acini, que sabía que producía las secreciones digestivas pancreáticas, y otro sistema cuya función era desconocida para él. Estas células parecían a Langerhans como pequeños grupos de células, o islas, flotando entre los acinos. En 1901 Eugene Opie, un patólogo estadounidense en la Universidad Johns Hopkins, hizo la asociación entre la degeneración de estas células, que habían sido llamadas los "islotes de Langerhans", y el inicio de la diabetes. A través de los esfuerzos experimentales de estos y muchos otros investigadores, se preparó el escenario para el descubrimiento de la insulina, la secreción antidiabética hormonal de los islotes de Langerhans, en las primeras décadas del siglo XX.
En 1920 Frederick Grant Banting (1891–1941) fue cirujano en una práctica vacilante en London, Ontario, Canadá. El hijo menor de los granjeros metodistas de Alliston, Ontario, Banting casi ingresó al ministerio metodista, pero decidió en el último momento que su vocación estaba en la medicina. La Primera Guerra Mundial acortó su curso médico de cinco años en la Universidad de Toronto: su clase hizo todo su quinto año durante el verano de 1916 y, al recibir sus apresurados títulos, se fue a la guerra. Banting sirvió como oficial médico de batallón en el Cuerpo médico del ejército canadiense; Regresó a Toronto en 1919 después de haber sido herido en el brazo por metralla. Se formó como cirujano en el Hospital de Niños Enfermos en Toronto, luego decidió abrir una pequeña práctica como cirujano en London, Ontario. Desafortunadamente, sus ganancias de su práctica fueron escasas, obligándolo a tomar una posición como manifestante en la escuela de medicina local. Fue en esta capacidad que Banting estaba preparando una conferencia sobre la función del páncreas el 30 de octubre de 1920. Se detuvo en la biblioteca de la escuela de medicina, donde recogió el último número deCirugía, Ginecología y Obstetricia , y lea un artículo titulado "La relación de los islotes de Langerhans con la diabetes, con especial referencia a los casos de litiasis pancreática".
Banting se acerca a John Macleod
Mientras pensaba en las secreciones pancreáticas después de leer el artículo, Banting anotó una idea para un experimento preliminar para investigar más a fondo la relación entre las secreciones pancreáticas y la diabetes. El 7 de noviembre, siguiendo el consejo de un colega, Banting señaló su idea a John James Rickard Macleod (1876–1935), un fisiólogo escocés y experto en metabolismo de carbohidratos en su alma mater, la Universidad de Toronto.
Macleod, hijo de un ministro, recibió su formación médica en la Universidad de Aberdeen y su formación bioquímica en la Universidad de Leipzig. En 1903, Macleod emigró a los Estados Unidos para ocupar un puesto como profesor de fisiología en la Western Reserve University (ahora Case Western Reserve University) en Cleveland, Ohio. Después de 15 años en Western, Macleod aceptó una cátedra en la Universidad de Toronto, donde realizó una investigación sobre la respiración.
Al principio de su carrera, Macleod había publicado una serie de documentos sobre la glucosuria o la presencia de azúcar en la orina (una indicación común de diabetes). Como científico familiarizado con la literatura sobre el tema, no estaba impresionado con el rango de conocimiento de Banting sobre la diabetes y el páncreas y escéptico sobre la solidez de la idea de Banting. Sin embargo, Macleod decidió darle espacio de laboratorio, un asistente y algunos perros de laboratorio durante dos meses al final del año académico.
Comienzan los experimentos
Banting y su asistente, Charles Herbert Best (1899–1978), comenzaron sus experimentos en mayo de 1921. Best, hijo estadounidense de padres canadienses, acababa de terminar su licenciatura en fisiología y bioquímica en la Universidad de Toronto y había sido contratado como asistente de investigación de Macleod, su antiguo maestro. Macleod lo asignó a Banting, y el cirujano de 29 años y el asistente de 22 años comenzaron su trabajo juntos.
Una combinación de tiempo y buena suerte permitió a los investigadores de Toronto ser los primeros en anunciar el descubrimiento de la insulina. Los científicos en Alemania y Hungría habían estado muy cerca de encontrar insulina pura, pero la falta de fondos y la devastación de la Primera Guerra Mundial detuvieron su progreso. Siguiendo los pasos de investigadores anteriores, Banting y Best comenzaron a estudiar la diabetes a través de una combinación experimental de ligadura de conductos, que implicaba atar el conducto pancreático al intestino delgado y las pancreatectomías, o la extirpación quirúrgica completa del páncreas. La ligadura de conductos sirvió para atrofiar las células acini que producían las secreciones digestivas, dejando solo las células de los islotes de Langerhans. Se descubrió que los perros ligados a conductos no desarrollaron diabetes. La pancreatectomía fue el método para inducir diabetes:
La idea de Banting del 30 de octubre implicó la ligadura de los conductos pancreáticos de un perro y la extracción y aislamiento de las secreciones que se produjeron después de la atrofia de las células acini. Él y Best comenzaron este experimento, solo para descubrir que era difícil mantener vivos a los perros despancreatizados ligados a conductos el tiempo suficiente para llevar a cabo cualquier prueba. Sin embargo, después de un verano de muchos reveses y fracasos, el equipo informó en el otoño que mantenían vivo a un perro severamente diabético con inyecciones de un extracto hecho de páncreas ligado a conductos y preparado, siguiendo las instrucciones de Macleod, en solución salina. Sorprendentemente, este extracto redujo drásticamente los niveles de azúcar en la sangre de los perros diabéticos experimentales.
Se presentan los hallazgos y comienzan las tensiones
El 30 de diciembre de 1921, Macleod, Banting y Best presentaron sus hallazgos en la conferencia de la American Physiological Society, en la Universidad de Yale. Banting, por nerviosismo e inexperiencia, hizo un mal trabajo al entregar el periódico, y la audiencia fue muy crítica con los hallazgos presentados. Macleod, como presidente de la sesión, se unió a la discusión en un intento por rescatar a Banting del comentario mordaz. Después de este fiasco, Banting se convenció de que Macleod había intervenido para robarle el crédito a él y Best, y las relaciones entre los dos comenzaron a deteriorarse.
A fines de 1921, Macleod invitó a James Bertram Collip (1892–1965), bioquímico del departamento de fisiología de la Universidad de Toronto, a ayudar a Banting y Best a purificar su extracto. Collip, otro graduado de la Universidad de Toronto, estaba tomando un año sabático de la Universidad de Alberta y, apoyado por una beca, había regresado a su alma mater. A medida que el ritmo experimental se aceleró, Banting y Best necesitaron grandes cantidades de su extracto, y Collip se puso a trabajar para purificar el extracto para pruebas clínicas en humanos.
Las primeras pruebas clínicas en un paciente humano se realizaron en un niño de 14 años con diabetes severa. Aunque las inyecciones del extracto no tuvieron efectos rotundamente beneficiosos, el equipo de Toronto continuó experimentando. Poco tiempo después, Collip hizo un gran avance en la purificación del extracto, usando alcohol en una concentración ligeramente superior al 90 por ciento para precipitar el ingrediente activo (insulina). Al mismo tiempo, sin embargo, la tensión personal aumentaba entre los cuatro científicos, ya que Banting se volvió cada vez más amargado hacia Macleod y se enfrentó a sí mismo y a Best contra Collip en la carrera para purificar el extracto. A finales de enero, Collip llegó al laboratorio de Banting y Best y les informó a los dos que, aunque había descubierto un método para producir extracto puro, lo compartiría solo con Macleod. Fue solo la rápida moderación de Best lo que impidió que Banting atacara a Collip. Afortunadamente para el futuro de la insulina, un acuerdo incómodo hecho unos días después les permitió continuar trabajando juntos. El 3 de mayo de 1922, Macleod, en representación del grupo, anunció a la comunidad médica internacional en una reunión de la Asociación de Médicos Estadounidenses que habían descubierto la "insulina", el agente antidiabético.
premio Nobel
Banting y Macleod recibieron el Premio Nobel de Fisiología o Medicina de 1923 por el descubrimiento de la insulina. Que el comité Nobel eligiera solo a Banting y Macleod para el premio causó más animosidad. Banting, indignado porque Macleod fue elegido para compartir el premio con él, inmediatamente anunció que dividiría sus ganancias con Best. Macleod, tal vez en reacción al gesto de Banting, anunció que él también dividiría su premio, con Collip. A fines de 1923, la insulina había estado en producción comercial durante un año en los laboratorios Eli Lilly and Company en Indianápolis. Los pacientes diabéticos que recibieron inyecciones de insulina se recuperaron de comas, continuaron comiendo carbohidratos (con moderación) y se dieron cuenta de que les habían dado una nueva oportunidad de vida.
Héroes del Progreso,
Parte 25: Tu Youyou 屠呦呦
Alexander C. R. Hammond destaca el trabajo de la científica china Tu Youyou, quien descubrió la artemisinina, el compuesto esencial que es utilizado para crear drogas efectivas contra la malaria.
Hoy presentamos la edición número 25 en una serie de artículos publicados por HumanProgress.org titulada Héroes del Progreso. Esta columna provee una breve introducción a los héroes que han realizado una contribución extraordinaria al bienestar de la humanidad.
Esta semana, nuestra heroína del progreso es Tu Youyou, la científica que descubrió la artemisinina –el compuesto esencial que es utilizado para crear drogas extremadamente efectivas para combatir la malaria. El trabajo de Tu es considerado un gran avance en la medicina tropical durante el siglo XX. Desde el descubrimiento de la artemisinina, el compuesto ha sido utilizado para salvar decenas de millones de vidas alrededor del mundo.
Tu Youyou nació el 30 de diciembre de 1930 en Ningbo, una ciudad en la costa oriental de China. Cuando era una niña, Tu tuvo suficiente suerte de asistir a una de las principales escuelas privadas en la región. A los 15 años, tuvo tuberculosis y tuvo que retirarse por dos años de sus estudios. Afortunadamente para la humanidad, la enfermedad de Tu la inspiró para ingresar en el sector médico, donde pudo encontrar curas para enfermedades –como la que ella había padecido.
Tu volvió a la escuela en 1948. En 1951, empezó a estudiar en la Escuela de Medicina de la Universidad de Pekín. Cuatro años después, Tu fue asignada para continuar sus investigaciones en la recientemente establecida Academia de Medicina China Tradicional. Como sus estudios universitarios se habían enfocado principalmente en la medicina occidental, Tu estudió un curso a tiempo completo de medicina china tradicional entre 1959 y 1962.
Tu estaba realizando sus investigaciones durante la "Revolución Cultural" de China durante la década de los sesenta y setentas. Durante esa época, los científicos e intelectuales muchas veces eran satanizados por el gobierno chino y muchos fueron encarcelados, ejecutados o enviados a "campos de re-educación". El gobierno también cerró cientos de programas de investigación. Durante un periodo breve, el esposo de Tu, que era un ingeniero, fue enviado por el gobierno a un campo de "re-educación".
Antes del descubrimiento de Tu, la malaria era tratada de manera efectiva por drogas como la cloroquina y la quinolina. Sin embargo, a fines de la década de los sesenta, nuevas cepas de la malaria evolucionaron y se volvieron resistentes a los tratamientos con las drogas existentes. La comunidad médica global luchó para responder a las nuevas cepas de malaria y la enfermedad se esparció rápidamente, resultando en la muerte de millones de personas.
El resurgimiento de la malaria fue particularmente catastrófico en el Sudeste de Asia, donde la enfermedad afectó a las fuerzas armadas involucradas en la Guerra de Vietnam. Se dice que en 1964, la malaria causó cuatro a cinco más discapacidades médicas que el combate directo, tan solo para las fuerzas armadas de EE.UU. Como resultado de esto, controlar la malaria rápidamente se convirtió en la principal prioridad médica para ambos lados del conflicto.
En 1967, Ho Chi Minh, el líder del Norte de Vietnam, le pidió a Zhou Enlai, el Primer Ministro chino, un nuevo tratamiento de malaria para sus soldados. La parte inicial de la carrera de Tu se enfocaba en tratar de crear una cura para la esquistosiamiasis, una enfermedad causada por los gusanos platelmintos tropicales parasitarios. En 1967, Tu fue contactada para unirse al programa secreto del gobierno para descubrir drogas llamado Proyecto 523, el cual se concentraría en desarrollar una cura para la malaria.
En 1969, Tu fue designada directora de su equipo de investigaciones y fue enviada a la región de Hainan para estudiar a los pacientes que habían sido infectados con malaria. Para viajar a Hainan, Tu fue obligada a dejar atrás a sus hijas de uno y cuatro años. Pasarían tres años hasta que Tu volvería a ver a sus hijas. Recordando ese tiempo, Tu dijo "el trabajo era la máxima prioridad, entonces ciertamente que estaba dispuesta a sacrificar mi vida personal".
Después de que científicos de alrededor del mundo analizaron a 240.000 compuestos para evaluar su eficacia contra la malaria sin éxito, Tu pensó que sería útil evaluar las hierbas chinas. Para 1971, Tu y su equipo habían evaluado más de 2.000 recetas chinas tradicionales. Luego de buscar en docenas de libros de historia, el equipo de Tu encontró una concocción en un libro del año 400 d.C. titulado "Prescipciones de emergencia retenidas en la manga de uno" que utilizaban como ingrediente la planta al ajenjo dulce para tratar los fiebres intermitentes –un síntoma característico de la malaria.
Al principio, la planta de ajenjeno demostró ser un tratamiento ineficaz contra la malaria. Sin embargo, Tu encontró inspiración en otro libro de la medicina china tradicional, El libro de prescripciones para tratamientos de emergencia, escrito en el año 340 d.C. por Ge Hong. Tu se dio cuenta de que en lugar de hervir la planta de ajenjo dulce para extraer sus propiedades anti-malariales, debería en cambio intentar realizar una extracción a una temperatura baja. Las primeras pruebas en ratones y monos demostraron ser 100 por ciento efectivas.
En 1972, Tu logró extraer la sustancia anti-malarial pura de la planta de ajenjo dulce y la llamó 'qinghaosu' o artemisinina –como se la conoce comunmente en Occidente. Tu insistió que ella debería ser la primera en realizar una prueba en un ser humano. Luego ella realizó la prueba de su descubrimiento en 21 pacientes. La artemisinina demostró ser completamente eficaz para tratar la malaria en estos pacientes. Tu publicó su descubrimiento de manera anónima en 1977 y el uso de la artemisinina en las drogas anti-malariales fue rápidamente adoptado alrededor del mundo.
In 1980, Tu fue promovida a investigadora (el equivalente al rango académico o profesora a tiempo completo en Occidente). En 1981, presentó sus descubrimientos de la artemisinina en una reunión de la Organización Mundial de la Salud. Hoy continúa trabajando como la Científica Titular en la Academia de Medicina China Tradicional, donde ha trabajado desde 1955.
A lo largo de su vida, Tu ha sido condecorada con numerosos premios. Más notablemente, recibió el Premio Lasker en medicina clínica en 2011. En 2015, fue una de las tres personas en ganarse el Premio Nobel de Medicina y Fisiología. Tu obtuvo el Primer Premio Nobel en fisiología o medicina de China y fue la primera mujer china en recibir un Premio Nobel en cualquier categoría.
Debido a las millones de vidas que ha salvado, la Fundación Lasker describió el descubrimiento de Tu de la artemisinina como "posiblemente la intervención farmacéutica más importante durante la segunda mitad del siglo XX". Es por esta razón que Tu Youyou es nuestra Heroína del Progreso No. 25.
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