VI. CALOR Y FR�O EN MEDICINA

EL CALOR y el fr�o han sido usados para prop�sitos m�dicos durante siglos. Desde la antig�edad se recomendaba el uso del calor para algunas enfermedades (ba�os de aceite caliente o en aguas termales), mientras que para otras enfermedades se recomendaba la aplicaci�n de sustancias fr�as. La controversia sobre estos tratamientos subsiste hasta nuestros d�as; sin embargo, ha habido progresos debidos a la colaboraci�n entre m�dicos, f�sicos y pacientes.

La termometr�a es la parte de la f�sica que se encarga de la medida de la temperatura, mientras que la termograf�a es la parte de la medicina que se encarga de hacer un registro gr�fico de la temperatura del cuerpo humano que puede usarse en el diagn�stico y la terapia del calor; mientras que la criogenia y la criocirug�a son t�rminos que se refieren a los usos del fr�o.

Para entender lo que es la temperatura f�sicamente, recurriremos a un modelo molecular: las mol�culas que componen la materia est�n en movimiento incesante, caracterizadas por una cierta cantidad de energ�a cin�tica o energ�a de movimiento que pueden trasmitir a otras mol�culas a trav�s de choques; esta energ�a est� relacionada directamente con la temperatura, ya que �sta ser� mayor cuando los choques de las mol�culas entre s� aumenten.

De hecho, se conocen cuatro estados de la materia: s�lido, l�quido gaseoso y plasma. El s�lido est� caracterizado por tener forma propia, mientras que el l�quido y el gaseoso toman la forma del recipiente que los contiene. El plasma es un estado en el que las part�culas se encuentran altamente ionizadas; ejemplos de esto ser�an el interior del Sol, las estrellas o el gas interestelar.

Para poder elevar la temperatura de un cuerpo, es necesario imprimirle energ�a cin�tica a sus mol�culas. Por ejemplo, cuando se a�ade suficiente calor a un s�lido, �ste se funde, pasando al estado l�quido, y llega a gas al aumentar su temperatura. Si se contin�a a�adiendo temperatura el gas se comienza a ionizar.

Mientras a�adimos energ�a, y �sta es en forma de energ�a cin�tica de modo que el movimiento de las mol�culas aumenta, hablamos de aumentar el calor, pero tambi�n es posible lo contrario: restar energ�a, en cuyo caso hablamos de enfriar el cuerpo.

Cuando nos referimos a bajas temperaturas entramos a la criogenia. El l�mite de esta regi�n es el "cero absoluto" o cero grados en la escala de Kelvin, temperatura a la cual las part�culas no tienen energ�a cin�tica, por lo que, en principio, no existe el movimiento.

La temperatura del cuerpo humano, en general, es medida utilizando term�metros ya sea orales, anales o de contacto con la piel. Tambi�n pueden ser electr�nicos, de mercurio, de alcohol, etc�tera. Una forma muy com�n de comparar la temperatura del cuerpo es simplemente colocar la mano sobre la frente de otra persona y comparar su temperatura con la nuestra. �ste es un m�todo muy primitivo para poder comparar la temperatura, pero es efectivo.

La temperatura del cuerpo humano var�a entre los 34° y los 42°C, por lo que un term�metro para medir la temperatura ambiente no es lo adecuado para el cuerpo humano. Cuando se usa un term�metro electr�nico, la lectura es muy r�pida, mientras que si el term�metro es de mercurio (el m�s com�n), hay que esperar el tiempo suficiente para que la lectura sea la correcta, aproximadamente 3 ó 4 minutos, de otra manera no es confiable. Otros dos dispositivos muy usados para medir la temperatura o cambios en la temperatura del cuerpo humano son el termistor y el termopar.

Un termistor es, una resistencia cuyo valor var�a de acuerdo con la temperatura; es tan sensible que con �l pueden medirse cambios de temperatura de hasta 0.01°C. En general, en la pr�ctica m�dica los termistores son colocados en la nariz de los pacientes para registrar la temperatura del aire que entra y compararla con la del que sale; al aparato completo se le conoce como neum�grafo. En los ni�os de pocos d�as de nacidos que presentan problemas respiratorios es necesario tener el registro permanente de esta funci�n, ya que se puede presentar un problema de apnea y causar la muerte.

Un termopar consiste de la uni�n de dos metales diferentes entre los cuales existe un voltaje que cambia directamente con la temperatura; es decir, al aumentar la temperatura aumenta el voltaje en forma proporcional. Dependiendo del tipo de metales que se usen, pueden medirse diferentes intervalos de temperatura, en particular cuando se usan cobre y constant�n (aleaci�n de cobre y n�quel), se pueden medir temperaturas entre -190 y 300°C. Los termopares pueden construirse tan peque�os que es posible medir la temperatura de c�lulas individuales; la precisi�n depender� del aparato con el que se mida.

Es conveniente usar dos uniones met�licas, una de ellas a 0°C (para mantenerla a esta temperatura basta con sumergirla en hielo con agua), respecto a la cual se hace la lectura.

Las medidas de la temperatura de las diferentes partes del cuerpo humano indican que �sta var�a pr�cticamente de punto a punto, dependiendo de m�ltiples factores tanto externos al cuerpo como internos; el flujo sangu�neo cerca de la piel es el factor dominante.

El mapa de la temperatura corporal se conoce como termograma. Y se usa en diagn�sticos de c�ncer principalmente, ya que �ste se caracteriza porque sus c�lulas se encuentran a temperaturas relativamente altas respecto a las restantes; la temperatura en la piel, sobre un tumor (que puede ser interno), es 1°C arriba del promedio.

La termograf�a tambi�n se usa frecuentemente en el estudio de la circulaci�n de la sangre, principalmente en la cabeza, ya que diferencias en la temperatura entre los lados derecho e izquierdo son indicativas de problemas circulatorios.

Los beneficios terap�uticos del calor son conocidos hace siglos: los ba�os de agua caliente son muy relajantes, el calentar una cierta �rea del cuerpo provoca una aceleraci�n en el metabolismo, produciendo vasodilataci�n e incremento en el flujo sangu�neo, lo que resulta ben�fico para piel da�ada.

F�sicamente, el calor es transferido por conducci�n, radiaci�n y convecci�n. En los cuerpos s�lidos la trasmisi�n se lleva a cabo por conducci�n. Los buenos conductores de calor suelen serlo tambi�n de electricidad. En la trasmisi�n por conducci�n dos objetos que se encuentran a diferentes temperaturas deben estar en contacto, el calor pasa del cuerpo caliente al cuerpo fr�o, y el calor total transferido depende del �rea de contacto, tiempo de contacto, diferencia de temperatura, y conductividad t�rmica de los materiales; por ejemplo, una cuchara met�lica que se expone a una flama se calienta r�pidamente hasta el extremo opuesto, a tal grado que es imposible sostenerla sin quemarse, mientras que una de madera se quema antes de que se caliente el extremo opuesto. A los malos conductores se les conoce como aislantes. Los aislantes t�rmicos tambi�n son aislantes el�ctricos.

La transferencia de calor por conducci�n es aplicada en medicina a superficies en forma local; por ejemplo, la aplicaci�n de plasmas de parafina caliente: la circulaci�n sangu�nea distribuye el calor que penetra en la piel en esta zona, y se usa en el tratamiento de neuritis, artritis, contusiones, sinusitis y otras enfermedades.

Un l�quido o un gas en contacto con una fuente de calor, transportan el calor por convecci�n ya que las capas calientes del fluido tienden a subir provocando que las capas fr�as bajen y tengan contacto con la fuente de calor. Para que la convecci�n se lleve a cabo es necesaria la presencia de materia, a diferencia de la radiaci�n, que se realiza aun en ausencia de materia.

La radiaci�n es la transferencia de calor de un cuerpo caliente a sus alrededores, el ejemplo cl�sico es el Sol, o una llama de gas. El calor de radiaci�n se usa para calentamiento superficial del cuerpo, por ejemplo con l�mparas incandescentes. La radiaci�n infrarroja (radiaci�n con longitudes de onda entre 800 y 40 000mm) tiene una penetraci�n en la piel de aproximadamente 3 mm, e incrementa la temperatura de la superficie; generalmente se usa para los mismos problemas que el calentamiento conductivo, pero exposiciones prolongadas pueden causar lesiones a la piel.

Cuando el problema es de inflamaci�n de un hueso, una neuralgia o bursitis, por ejemplo, se usa la diatermia, que consiste en pasar corriente el�ctrica de determinada frecuencia a trav�s del cuerpo, el calor producido de esta manera aumenta al incrementarse la frecuencia de la radiaci�n, la cual puede ser de onda corta (longitud de onda del orden de 10 m) o bien encontrarse en el intervalo de las microondas (longitud de onda del orden de 10 cm). Hay dos m�todos diferentes para transferir esta energ�a al cuerpo; en uno, la parte del cuerpo que va a ser tratada se coloca entre dos placas met�licas que act�an como electrodos, como se ilustra en la figura 17 (a). Los diferentes tejidos del cuerpo reaccionan de diversas maneras a las ondas, de modo que debe tratarse de manera diferente cada problema.

El segundo m�todo de transferencia de energ�a al cuerpo es por inducci�n magn�tica, lo que se logra colocando una bobina que rodee la parte del cuerpo que se va a tratar (una bobina no es otra cosa que un alambre enrollado por el cual pasa corriente), como se muestra en la figura 17 (b).

Tambi�n puede usarse ultrasonido para calentamiento de partes internas. Este produce un efecto de micromasaje ya que se trata de ondas mec�nicas y no electromagn�ticas.

Desde la d�cada de los setentas se comenz� a usar la radiaci�n combinada con el calor en el tratamiento de algunos tumores cancerosos con muy buenos resultados.

Criogenia es la ciencia y la t�cnica de producir muy bajas temperaturas. La historia de la criogenia data de 1840 en que se us� el fr�o (hielo) para el tratamiento de la malaria; en 1877 se logr� licuar aire (-196°C) y en 1908 se licu� helio (-269°C). Uno de los problemas m�s dif�ciles de resolver fue el de guardar los l�quidos a estas temperaturas, ya que por convecci�n o por radiaci�n aumentaban f�cilmente su temperatura. Este problema fue resuelto por James Dewar en 1892 y el dispositivo inventado por �l ahora lleva su nombre: dewar. Un dewar est� hecho de vidrio plateado o de acero delgado para minimizar las p�rdidas por conducci�n y por radiaci�n, con vac�o entre sus paredes para evitar las p�rdidas de energ�a por convecci�n.

Figura 17. (a) Colocaci�n de las placas del conductor para diatermia de onda corta. (b) Colocaci�n de una bobina de inducci�n (alambre enrollado por el que pasa una corriente) para diatermia de microondas en la rodilla.

Los problemas que involucra la transferencia de fluidos criog�nicos son similares a los de su almacenamiento. Las l�neas de transferencia de estos fluidos est�n construidas similarmente a los dewars. En medicina se usan las bajas temperaturas para la preservaci�n de sangre, esperma, tejidos, etc�tera. De hecho, el fr�o retarda todos los procesos; puede decirse que provoca un estado de animaci�n retardada o suspendida si la temperatura es muy baja.

Cuando los m�todos criog�nicos se usan para destruir c�lulas, se habla de la criocirug�a; �sta tiene varias ventajas: hay poco sangrado en el �rea destruida, el volumen del tejido destruido se puede controlar por la temperatura de la c�nula crioquir�rgica, hay poca sensaci�n de dolor porque las bajas temperaturas insensibilizan las terminales nerviosas. Una de las primeras aplicaciones de la criocirug�a fue en el tratamiento del mal de Parkinson, el cual provoca temblores incontrolables en brazos y piernas. Es posible detener los temblores destruyendo quir�rgicamente la parte del t�lamo cerebral que controla estos impulsos, para lo cual se dise�� un dispositivo especial que permite llegar a esta parte del cerebro y mantenerla por unos minutos a -85°C, destruy�ndola sin afectar otras partes del cerebro; todo esto se lleva a cabo con el paciente consciente, de modo que los beneficios son detectados de inmediato y su recuperaci�n es sumamente r�pida comparada con la que tendr�a si se somete a una intervenci�n quir�rgica tradicional.

En la cirug�a de cataratas y la reparaci�n de retinas da�adas, se empieza a usar mucho la criogenia. Sin lugar a dudas tiene gran cantidad de aplicaciones, que est�n siendo desarrolladas actualmente.