Historia breve 5: El canario en la mina de carbon

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Algunos amigos me han preguntado el porqué del título del episodio número 114 del podcast de Contagium que titulamos “Sarampión: el canario en la mina de carbón”.

Esta es una expresión inglesa que refiere a persona o cosa que sirven de advertencia temprana de una crisis por venir. Y su origen está en la minería.

Los mineros están inmersos a un trabajo llenos de riesgos incluyendo el ser sujeto del incremento de gases tóxicos en el área de trabajo tales como metano, dióxido de carbono, y monóxido de carbono. Este último es incoloro, inodoro, sin sabor y además de ser muy inflamable es más liviano que el aire y al respirarlo se une de forma competitiva a la hemoglobina, con mayor afinidad que el oxígeno, y a niveles relativamente bajos pueden acumularse en el cuerpo y causar la muerte. Los efectos iniciales se pueden sentir a concentraciones de 0.02 % (200 partes por millón) y la muerte ocurre en 1-2 horas a niveles tan bajos como 0.2 % (2000 partes por millón). Por lo tanto, era muy importante el identificar la falta de oxígeno en la mina o el aumento de dichos gases tóxicos.

Surgió entonces la idea de usar animales centinelas, y en este caso canarios. La sugerencia vino de John Scott Haldane, medico nacido en Edimburgo el 3 de mayo de 1860 y quien se graduará de médico en la Universidad de Edimburgo en 1884.  Conocido como “El padre de la oxigenoterapia”. En 1906, Haldane, descubrió que el reflejo respiratorio se desencadenaba por un exceso de dióxido de carbono en la sangre, en lugar de una falta de oxígeno.

Haldane también fue el primero en clasificar los tres tipos de hipoxemia: falta de oxígeno, falta de hemoglobina o falta de circulación. Recomendó hasta un 41% de administración de oxígeno de forma continua para pacientes hipóxemicos, ya que “la oxigenoterapia intermitente fue como llevar a un hombre a punto de ahogarse a la superficie del agua, ocasionalmente”. Observó que el 70-80% de oxígeno inspirado tenía una dosis letal importante en ratones al final de la semana 12 y fue el primero en describir la toxicidad pulmonar debido a la terapia de oxígeno a largo plazo. También elaboró ​​sobre el concepto de desigualdad de ventilación-perfusión, y expuso que la administración de oxígeno era, en el mejor de los casos, paliativa, ya que no eliminaba la causa. Pero Haldane también investigo la asfixia en lo mineros y por medio de experimentación (incluyendo la auto-experimentación con gases toxico) concluyo que la principal causante era el monóxido de carbono, sugiriendo el uso de animales centinelas, es decir pequeños animales que podían ser llevado al lugar de trabajo por los mineros y que identificarían un riesgo eminente con la suficiente prontitud de evitar la muerte de los mineros.

¿Porque el canario?

El sistema respiratorio de las aves funciona muy diferente al de los humanos y otros animales.Las aves tienen dos pulmones relativamente pequeños y aparte varios sacos de aire, dependiendo de la especie de aves siete a nueve. El aire fluye entonces desde la entrada respiratoria hacia los sacos y las aves requieren dos inspiraciones completas y dos completas exhalanciones para circular el aire a través de sus vías respiratorias. Los humanos, en comparación, requieren una inhalación y una exhalación. Este flujo de aire desde los sacos hace que en las aves haya flujo de aire fresco hacia los pulmones durante la inspiración y la exhalación y hay intercambio de gases en ambas fases. El sistema respiratorio de las aves toma por lo tanto el 20 % del volumen del ave al contrario del de los seres humanos que ocupa solo el 5 %. También las aves respiran más rápidamente que los humanos, por ejemplo, en el caso del canario la frecuencia respiratoria es de 60 a 100 por minutos. De esta manera el intercambio gaseoso en el canario es mucho más eficiente que en el humano, pero también más susceptible a esos gases tóxicos que le pueden ocasionar la muerte muy rápidamente a niveles ambientales que todavía no son capaces de causar problemas en el humano.  Por ellos la práctica de llevar canarios a las minas de carbón. Practica que se extendió a Gran Bretaña, los Estados Unidos y Canadá desde 1911 hasta 1986 cuando empezaron a ser sustituidos por monitores electrónicos.

De la misma manera, al ser altamente infeccioso, el sarampión funciona como un centinela: identifica deficiencias en la cobertura de vacunación, a los aglomerados de individuos susceptibles, aquellos que reúsan ser vacunados (por sus padres), y grupos marginados del sistema de salud. Si se les presta atención a esos eventos tempranos, identificados por la introducción del virus del sarampión se pueden evitar grandes problemas a futuro. Los italianos parecen haberlo entendido así (ver aqui)

 

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