I. LOS DESCUBRIDORES
Creced y multiplicaos y dominad la Tierra Génesis
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EL SER humano ha estado expuesto a las radiaciones ionizantes desde su aparición sobre la Tierra, pero sólo fue capaz de identificarlas y usarlas desde el momento, en 1895, en que Wilhelm Konrad Roentgen descubrió los rayos X. Durante casi un siglo se ha trabajado para profundizar el conocimiento y ampliar las aplicaciones de la radiación y otras nuevas formas de la energía, y aumentar así nuestro dominio sobre las fuerzas de la naturaleza.
El control de la energía de las radiaciones ha permitido el progreso en diversas áreas del saber y, específicamente en medicina, ha abierto nuevas posibilidades de diagnóstico y terapéuticas. Ha contribuido a un mejor conocimiento de la fisiología humana, así como a identificar la causa de algunas enfermedades y, por ende, a adecuar el tratamiento. Esto ha hecho que se prolongue y mejore la calidad de vida del ser humano.
La dualidad en los usos de la radiación, para fines benéficos o destructivos, fue imaginada desde el principio por sus descubridores. Cuando Pierre Curie en Estocolmo recibió con su esposa Marie el premio Nobel en 1903 señaló: "Soy de aquellos que piensan que la humanidad obtendrá más beneficio que daño con estos nuevos descubrimientos." En esta frase queda implícito que estaba consciente de que sus descubrimientos podrían dañar a la humanidad pero confiaba en que los beneficios serían mucho mayores. Casi noventa años después debemos aceptar que así ha sido.
Al considerar la historia de la radiología y la radiobiología resaltan cuatro personajes cuyo trabajo, a fines del siglo pasado y comienzos de éste, constituye la base del conocimiento actual en el área: Wilhelm Konrad Roentgen, Antoine Henri Becquerel, Pierre y Marie Curie. En las páginas siguientes se relatan algunas de las circunstancias que los llevaron a dejar una huella profunda en la historia de la ciencia.
Nació el 27 de marzo de 1845. Igual que muchos científicos de su época, Roentgen efectuaba experimentos con tubos de vidrio llenos de gas a baja presión y en su interior aplicaba campos eléctricos intensos. Era sabido que el tubo se iluminaba tan pronto como se aplicaban voltajes muy diferentes en sus dos electrodos. La luz parecía ser producida por rayos originados en el electrodo negativo (cátodo). El interés de Roentgen se centraba en el estudio de las propiedades de fluorescencia de ciertas sales y el oscurecimiento del papel fotográfico sobre el que incidían estos rayos originados en el cátodo. El viernes 8 de noviembre de 1895, cuando intentaba asegurarse de que la luz emitida por uno de sus tubos no atravesaba una camisa de cartón y estaño, apagó la luz de su laboratorio y observó con sorpresa que en su mesa de trabajo, lejos del tubo, un punto emitía luz. Al prender la luz, identificó el objeto brillante: un pedazo de papel pintado con sales fluorescentes. El fenómeno que observó era la luz fluorescente producida en el papel por rayos invisibles al ojo humano, que eran emitidos desde el tubo y atravesaban el vidrio, el cartón, el estaño y el aire hasta llegar a las sales del papel.
Posteriormente, Roentgen observó la sombra de un alambre que se interponía entre el tubo y el papel fluorescente. Sin embargo, ni un libro de mil páginas, ni la madera, ni el hule producían sombra. Comparó la transparencia relativa de varios espesores de aluminio, plata, cobre, plomo y zinc a la radiación invisible y encontró que 1.5 centímetros de plomo impedían la fluorescencia del papel. Durante sus estudios descubrió que podía verse la sombra de sus dedos y la imagen más oscura de sus huesos. Esta fue la primera fluoroscopía en el mundo. Se le ocurrió que estos fenómenos podrían ser registrados en placas fotográficas, y se dedicó a radiografiar varios objetos. Y así, el 22 de diciembre tomó la primera radiografía hecha a un ser humano: la mano de su esposa.
El 28 de diciembre de 1895 entregó para publicación científica sus observaciones detalladas, y el 5 de enero siguiente la prensa ya informaba de este descubrimiento. Los rayos invisibles, emitidos por el tubo, fueron llamados por el propio Roentgen rayos X, para distinguirlos de otras radiaciones. La divulgación mundial de estos hechos fue explosiva y los rayos X pasaron a ser un elemento indispensable, tanto en hospitales como en centros de investigación. Roentgen recibió el primer premio Nobel de Física en el año 1901.
Nació en París el 15 de diciembre de 1852. Fue, como su abuelo, su padre, y su hijo Jean Becquerel, profesor de física aplicada en el Museo Nacional de Historia Natural. Sus principales intereses dentro de la física fueron la electricidad, el magnetismo, los fenómenos ópticos y la energía. Interesado en los rayos infrarrojos examinó, entre otras cosas, el espectro de diferentes cristales fluorescentes estimulados por estos rayos. Continuó los experimentos iniciados por su padre y estudió la relación entre la absorción de la luz y la emisión de luz fluorescente en algunos compuestos de uranio.
Después del descubrimiento de Roentgen, Becquerel se puso a investigar la posible conexión entre la radiación invisible y la luz visible, pues pensaba que tal vez todos los materiales luminiscentes, estimulados de cualquier forma, también pudieran producir rayos X. Para probar esta hipótesis colocaba cristales fluorescentes sobre una placa fotográfica que estaba envuelta en papel opaco, de tal manera que sólo una radiación penetrante podría alcanzar la emulsión. Este arreglo experimental lo exponía a la luz del Sol por varias horas, con lo cual se excitaban los cristales y se obtenía una imagen de las sales al revelar la placa. Becquerel trabajaba con sales de uranio y durante febrero de 1896, debido al clima invernal de París, no le fue posible realizar sus experimentos con la luz solar, por lo que guardó las placas con las sales en un cajón oscuro. Al revelar estas placas días más tarde, pudo observar la silueta de las sales, a pesar de no haber sido excitadas por la luz solar. Becquerel interpretó el fenómeno como un caso único de "fluorescencia metálica". Al continuar sus estudios sobre el nuevo fenómeno descubrió que cualquier sal de uranio, fluorescente o no, producía estas radiaciones penetrantes. En 1898 se encontró que otro elemento, además del uranio, producía este efecto, el torio. La emisión de estas radiaciones es lo que hoy se conoce como radiactividad.
Henri Becquerel es considerado el padre de la radiobiología, ya que, al producirse una lesión en la piel con una fuente radiactiva que descuidadamente traía en la bolsa de su chaleco, hizo que los médicos por primera vez se interesaran en investigar los efectos biológicos de estas nuevas radiaciones.
PIERRE Y MARIE SKLODOWSKA CURIE
Pierre Curie nació en París el 15 de mayo de 1859. Su primer trabajo científico, un cálculo de la longitud de onda de las ondas calóricas, lo realizó en 1878. En su tesis doctoral estudió el magnetismo y sus resultados se conocen como la ley de Curie, que relaciona la respuesta magnética de algunos cuerpos con la temperatura.
Marie Sklodowska nace en Varsovia el 7 de noviembre de 1867. En su época no se acostumbraba que las mujeres recibieran educación superior, pero tanto ella como su hermana Bronia luchan por obtenerla. Una vez concluidos sus estudios secundarios, las dos hermanas hacen un pacto y la joven Marie se queda trabajando en Varsovia como institutriz mientras que Bronia se va a estudiar a París. Al completar Bronia sus estudios de medicina, se lleva a Marie a París, en el otoño de 1891. En dos años Marie obtiene el primer lugar en su carrera de licenciatura en ciencias físicas y en 1894 concluye su maestría en ciencias matemáticas.
Ese mismo año, un científico polaco visita París y la señorita Sklodowska le comenta acerca de sus trabajos sobre las propiedades magnéticas de diversos aceros. El visitante le recomienda asesorarse por Pierre Curie, experto en magnetismo e invita a ambos a tomar el té en su casa. En esta primera reunión, Pierre se queda admirado de que exista una joven atractiva, inteligente y con quien se pueda hablar de ciencia. A partir de ese momento se siguen frecuentando para discutir sus estudios y, finalmente, Pierre le pide permiso para visitarla. Ella le proporciona su dirección, 11 rue des Feuillantines, una verdadera buhardilla del barrio latino, en donde Marie sobrevivía con té, pan y mantequilla. Al visitarla, Pierre se estremeció por la sobriedad de su vida. La relación se va acentuando hasta que el 25 de julio de 1895 se casan en París, convirtiéndose Marie en Madame Curie, nombre bajo el cual el mundo la conoce. Su primera hija, Irene, nace en 1897.
Como a Madame Curie le llaman la atención los informes de Roentgen acerca de los rayos X y los de Becquerel acerca de la radiactividad natural, escoge como tema de tesis para su maestría en física, "La conductividad del aire a través de pruebas cuantitativas de la actividad radiante". Encuentra que el torio es más radiactivo que el uranio, lo cual reporta a la Academia de Ciencias de París el 12 de abril de 1898. En esa presentación sugiere que la radiactividad es una propiedad atómica, pues es independiente del estado físico o químico del material radiactivo y también predice que se podrían encontrar elementos más activos que los conocidos.
Los esposos Curie desarrollan métodos para investigar nuevos elementos, y en julio de 1898 separan por dilución de la pechblenda (mineral de uranio), el uranio y el torio. Reportan el descubrimiento de un nuevo elemento que llaman polonio, en honor al país de origen de Madame Curie. En diciembre del mismo año precipitan el polonio y obtienen un nuevo elemento muy radiactivo, al cual denominan radio. Para producir una muestra de este elemento reciben una tonelada de mineral de uranio donada por el gobierno austriaco. Durante cuatro años el matrimonio trabajó arduamente, haciendo un gran esfuerzo físico, para llegar a obtener finalmente ñla décima parte de un gramo de radio puro!
En el desarrollo de sus investigaciones, tanto Becquerel como Madame Curie notaron ciertos efectos en su piel, posiblemente causados por el manejo de materiales radiactivos. Pierre Curie hace un experimento, aplica una cantidad de radio en su antebrazo y observa las diferentes etapas de la reacción que se produce en la piel. En la primera fase detecta enrojecimiento, seguido por formación de vesículas que se rompen dejando la piel sin su capa protectora (este efecto se conoce como radio-dermitis húmeda). La curación se inicia de la periferia hacia el centro, quedando la piel más delgada y con una aureola oscura, más expuesta a cualquier daño posterior. Es Pierre Curie quien inicia los estudios de radiobiología en animales y facilita a los médicos tubos de vidrio que contienen el gas radiactivo radón, para que realicen sus primeros experimentos clínicos en el tratamiento de tumores por medio de la radiación.
Mientras tanto, Marie continuaba sus estudios, y en junio de 1903 presenta en La Sorbona su tesis de doctorado en ciencias físicas, "Investigaciones acerca de las sustancias radiactivas". Ese mismo año, Henri Becquerel y los esposos Pierre y Marie Curie fueron galardoneados con el premio Nobel de Física.
El 19 de abril de 1906, Pierre Curie fallece trágicamente arrollado por un coche tirado por caballos en una calle de París. Marie pasa a ocupar su cátedra en La Sorbona, convirtiéndose en la primera mujer que recibe tal honor. En 1910, Madame Curie recibe el premio Nobel de Química y, en 1911, con el apoyo del Instituto Pasteur y de la Universidad de París, logra fundar el Instituto del Radio instalado en dos edificios gemelos, uno para estudios en física y matemáticas, dirigido por Marie Curie y, otro, para los estudios médicos bajo la dirección de Paul Regaud. De esta nueva institución surgen las primeras contribuciones radiobiológicas y se establecen las bases de la radioterapia moderna.
Irene Curie, hija del matrimonio, siguió los pasos de sus padres en el campo de la física y se dedicó a la investigación de las sustancias radiactivas. Contrae nupcias en 1926 con Frederic Joliot, alumno del laboratorio de Marie Curie. El nuevo matrimonio es responsable del descubrimiento de la radiactividad artificial, lo que abre las puertas a la medicina nuclear, y con ello a la posibilidad de diagnóstico y tratamiento de un gran número de enfermedades.
Otro de los logros que alcanzaron los Joliot-Curie fue conseguir la primera reacción en cadena. La publicación de este resultado violó el acuerdo entre los físicos nucleares de no mencionar el tema y desafortunadamente propició acciones que culminaron con la construcción de la primera bomba atómica.
Marie Curie murió en París el 6 de julio de 1934, víctima de una anemia aplásica,
es decir, la destrucción del tejido formador de la sangre. Es muy probable que
la radiación que recibió durante una vida de trabajo con los nuevos elementos
radiactivos fuera la causa de esta enfermedad. Pensando en la lucha que esta
mujer tuvo que sostener para lograr su educación profesional y en toda la contribución
que brindó a la comunidad científica y a la humanidad, viene a la memoria aquella
frase pronunciada por su esposo Pierre Curie: "se debe hacer de la vida un sueño,
y del sueño una realidad".
