Arthur KornbergPremio Nobel de Medicina

Cuentos de microbios

Arthur Kornberg P R E M I O N O B E L D E M E D I C I N A

I L U S T R A C I O N E S A D A M A L A N I Z

F O T O G R A F A S R O B E R T O K O L T E R ,

E x p r e s i d e n t e d e l a A m e r i c a n S o c i e t y f o r M i c r o b i o l o g y

V E R S I N E S P A O L A R I C A R D G U E R R E R O

P r e s i d e n t e d e l a S o c i e d a d E s p a o l a d e M i c r o b i o l o g a

M E R C P I Q U E R A S

P r e s i d e n t a d e l a A s s o c i a c i C a t a l a n a d e C o m u n i c a c i C i e n t f i c a

Cuentosde

microbios

C O N L A C O L A B O R A C I N D E L A S O C I E D A D E S P A O L A D E M I C R O B I O L O G A

Para todas las personas, jvenes y viejas,

que adoran a los bichitos

vi

ndice

PRESENTACIN A LA EDICIN

ESPAOLA pgina viii

PREFACIO DEL AUTOR pgina xii

PREFACIO DE KEN KORNBERG A LA

EDICIN ESPAOLA pgina xiii

El desfile de los microbios

pgina 1

Staphylococcus aureusCUANDO LOS ALIMENTOS HACEN DAO

pgina 5

Salmonella typhiLA FIEBRE TIFOIDEA

pgina 11

Clostridium tetaniEL TTANOS

SiJLQD

Saccharomyces cerevisiae

LAS LEVADURAS

pgina 23

Streptococcus pneumoniaeLA NEUMONA

pgina 29

Myxobacterium xanthusGUERRAS DE MICROBIOS

pgina 35

Helicobacter pyloriLA LCERA DE ESTMAGO

pgina 39

Penicillium notatumLA PENICILINA

SiJLQD

El poliovirusLA POLIOMIELITIS

SiJLQD

El virus de la

inmunodeficiencia humanaEL SIDA

pgina 55

Un zoo en nuestras tripas

pgina 61

VOCABULARIO

pgina 65

SOBRE EL AUTOR

SiJLQD

NOTA SOBRE

LAS FOTOGRAFAS

SiJLQD

NOTA SOBRE

LAS ILUSTRACIONES

SiJLQD

viii

Presentacin a la edicin espaola

6HJXUDPHQWHDQLPDGRSRUVXVDPLJRV6DQWLDJR5DPyQ\&DMDOse decidi a publicar en 1905 sus Cuentos de vacaciones, bajo el pseud-

nimo de Dr. Bacteria. En esas fechas, Cajal ya era muy famoso (gan el

Premio Nobel de Fisiologa o Medicina en 1906), pero el texto lo haba

escrito 20 aos antes, en 1885-1886. Cuentos de vacaciones contiene cinco

de las doce narraciones seudocientficas originales, relatos cortos que

encajaran dentro del gnero que hoy conocemos como ciencia ficcin

(Q$UWKXU.RUQEHUJWDPELpQ3UHPLR1REHOGH)LVLR-loga o Medicina (en 1959, junto con Severo Ochoa), animado por un editor,

public un librito de versos sencillos, ricamente ilustrado, dedicado a los

nios y a los microbios. Su origen est en los relatos que, al principio de

la dcada de 1950, Kornberg sola contar a sus hijos, Rog (Premio Nobel

de Qumica en 2006), Tom y Ken, cuando se iban a la cama. La situacin

se repiti cuarenta aos ms tarde: en la dcada de 1990 se vio obligado

por sus tres hijos a contar cuentos a sus ocho nietos. Invent entonces

una serie de versos, instructivos pero capaces a la vez de entretener a los

pequeos, e incluy en los poemas el nombre de uno de los nietos o el de

alguno de sus primos. Esta coleccin de cuentos fue circulando entre ami-

gos y familiares hasta que Bruce Armbruster, de la editorial University

Science Books, decidi publicarlo.

Si entramos en Internet y buscamos la palabra biodiversidad nos sa-

len miles de documentos con listas de animales y plantas, gestiones de

gobiernos e instituciones cientficas, estudios sobre el problema de la pr-

dida de la diversidad biolgica. Si combinamos despus las palabras bio-

diversidad-microorganismos, los documentos que nos aparecen se redu-

cen a unas pocas docenas, y menos si lo hacemos mediante el concepto de

bsqueda avanzada. No obstante, la realidad no reflejada en el mundo

digital es que en una charca del bosque, en un campo de trigo, en una ba-

ha recndita, o en nuestra propia boca, existe una biodiversidad mucho

mayor que la de animales y plantas en cualquier lugar. Es la diversidad

de los microbios. Ms del 90 % de la biodiversidad del planeta Tierra son

microorganismos. Si sumamos las especies clasificadas de macroorga-

nismos, no llegaremos a dos millones. Si les aadimos las plantas, hongos

y animales todava no identificados, podramos llegar apenas a tres millones. Y

GHpVWRVODPD\RUSDUWHVRQFROHySWHURVQRHQYDQR-%6+DOGDQHdijo sarcsticamente que el Creador tena an inordinate fondness for beetles

(una irrefrenable pasin por los escarabajos).

Por otra parte, la idea que tiene la gente de los microbios no puede ser

ms negativa: son unos seres arteros, sigilosos y nocivos que aprovechan

cualquier ocasin para ponernos enfermos, y que, incluso, pueden causarnos

la muerte. De los microbios se recuerda las grandes plagas histricas, las

pandemias actuales, las diarreas estivales en un campamento de montaa,

y los vmitos que nos produjo comer un alimento en mal estado. Pero los

microbios tambin realizan el reciclado de los elementos qumicos, producen

el oxgeno que respiramos, nos permiten digerir los alimentos y nos defienden

de muchas enfermedades. Los microorganismos aportan a la biosfera muchos

ms beneficios que inconvenientes. Recientemente, Roberto Kolter, autor de

muchas de las fotografas de Cuentos de microbios, ha escrito en el prlogo

del apasionante libro de John L. Ingraham, March of the microbes (Harvard

University Press, 2010): Cada rincn de la biosfera est repleto de microbios.

Cuando miramos una playa idlica, slo vemos grandes extensiones de blanca

arena y agua azul. Pero cada grano de arena y cada gota de agua estn henchidos

de vida microbiana. Una vida tan rica y tan misteriosa que apenas comenzamos

ahora a intuir la extensin de su diversidad. Hay tanto que explorar en el

mundo microbiano!

Para empezar

a entender, de

una manera

amable,

qu son y

qu hacen los

microbios, nada

mejor que recitar a o

con nuestros nios y

nias los versos de estos

Cuentos de microbios.

Es un libro especial,

fruto del amor a la

familia y a la ciencia

microbiolgica de muy

diversas personas. En

primer lugar de su autor,

xy de dos generaciones de su familia. Es seguro que sus nietos continuarn

la tradicin y unos nios y nias an no nacidos rimarn palabras que

escribi su bisabuelo. Es la continuidad ininterrumpida de la replicacin

del DNA, a cuyo conocimiento tanto contribuy el propio Kornberg. En

la obra original ha sido esencial la colaboracin de dos personas. Una

es el ya citado R. Kolter, uno de los microbilogos contemporneos

ms prestigiosos, con quien comparto, entre otras muchas cosas, una

gran admiracin y agradecimiento a J.L. Ingraham. La otra es el autor

de las simpticas ilustraciones, Alam Alaniz, que es capaz de resumir,

con un solo trazo, conceptos que a los que llevamos aos dedicados a los

microorganismos nos costara horas explicar.

Finalmente, last but not least, este libro podr ser ledo por el mundo

hispanohablante gracias al esfuerzo de Merc Piqueras, colaboradora

de tantos aos y con quien he tenido el placer de seguir trabajando en

esta pequea aventura. Entre los dos hemos hecho la traduccin del

verso y tengo que confesar que soy responsable de algunas palabras no

demasiado frecuentes que hemos introducido, no slo por la belleza del

vocablo sino para estimular a los nios y nias a utilizar un diccionario. Y

puestos a buscar responsabilidades, tengo que citar a Carmen Chica, otra

colaboradora de aos, que, con su gran dominio del espaol, ha traducido

con gran brillantez los textos en prosa. Tampoco puedo olvidar a Merche

Berlanga, autora del dibujo que ilustra esta presentacin. En ella nos dice

cmo podra ser la escena del abuelo bacteria contndoles Cuentos

humanos a sus nietos y nietas. Y para acabar los reconocimientos, tengo

que citar a Javier Revert, director de la editorial que publica este libro.

Conoc a su abuelo, el fundador, conozco a su padre, y les agradezco a todos

ellos, tambin desde aqu, que su generosidad y bien hacer haya contribuido

al progreso de la ciencia y la tecnologa en Espaa y Latinoamrica durante

ms de sesenta aos.

Como microbilogo y como padre, creo que Cuentos de microbios es un

magnfico regalo que podemos hacer a nuestra familia y amigos, regalo

que como los hijos y nietos de Arthur Kornberg no olvidarn en la vida.

Este libro les explicar de un modo divertido ensear deleitando un

poco de a qu nos dedicamos y qu hacemos en las muchas horas de nuestra

compaa que les hemos robado.

Ricard Guerrero

Presidente de la Sociedad Espaola de Microbiologa

xi

Colonia de una bacteria que forma esporas,

Bacillus subtilis

En la punta de un destornillador se podran

colocar 10.583 individuos de Bacillus subtilis.

xii

Prefacio del autorHace ms de cincuenta aos sola contar historias de microbios a mis tres hijos, cuando se iban a la cama. Cualquiera que fuera la esencia de esos cuentos, procedan de tres fuentes: mi formacin en medicina clnica,

mi experiencia para llevar adelante un departamento de bacteriologa en

una facultad de medicina, que antes, se dedicaba principalmente a los mi-

croorganismos que causaban enfermedades, y, finalmente, haber asistido

a un extraordinario curso de microbiologa impartido por Cornelis B. van

Niel en la Hopkins Marine Station, en Pacific Grove (California). All sola-

mente se estudiaban los bichitos buenos y estaba totalmente prohibida

cualquier referencia a los microbios patgenos.

Aos ms tarde, en las varias ocasiones en las que me llev, primero a

uno y luego a otro de mis ocho nietos en un largo viaje para dar conferen-

cias, mis hijos me animaron a que les contase los Cuentos de microbios.

Como ya no me senta capaz de seguir inventando ese tipo de cuentos,

prob a construir versos instructivos y a la vez divertidos, e inclu en cada

poema el nombre de uno de mis nietos, o el de alguno de sus primos.

Esta coleccin de cuentos, que escrib hace ms de diez aos, fue circu-

lando entre amigos y familiares hasta que Bruce Armbruster, de la editorial

University Science Books, decidi publicarlos. Los nicos aadidos son tres

cuentos irresistibles: uno acerca de Helicobacter pylori, ese habitante anti-

guo y todava importante del estmago; otro que describe el comportamiento

depredador y voraz de Myxobacterium xanthus; y el tercero, Un zoo en nues-

tras tripas, que trata de la poblacin de muchos billones de bacterias que

posee el ser humano en su interior y que supera en diez veces el nmero de

clulas de nuestro cuerpo. Otra modificacin significativa fue el aadirle una

estrofa final al cuento del sida. Los avances cientficos proporcionan hoy da

tratamientos para el sida que han convertido esta enfermedad que era mortal

en crnica y controlable. Es una nota de esperanza para acabar ese poema.

Vaya mi agradecimiento a Bruce y a la plantilla de Wilsted y Taylor,

especialmente a Christine Taylor y Melody Lacina por su habilidad correc-

tora, a Adam Alaniz por las ilustraciones y al profesor Roberto Kolter por

las fotografas. Les estoy profundamente agradecido.

$UWKXU.RUQEHUJPremio Nobel de Fisiologa o Medicina, 1959

xiii

Prefacio deKen Kornberg ala edicin espaolaDurante casi setenta aos, mi padre se dedic a intentar desve-

lar los misterios de las funciones celulares. Escribi muchos

libros sobre el tema y sobre el mundo de la ciencia. ste, su l-

timo libro, es el nico que escribi para nios. Antes de morir

lo vio publicado, y tuvo un gran gozo al poder compartirlo con

sus nietos, todos los cuales aparecen en el libro.

No haba nada ms fascinante para mi padre que pen-

sar, hablar y escribir sobre la qumica de la vida, y muchos le

recuerdan como un gran mentor y maestro. Una de sus ms in-

tensas pasiones era la de inspirar en otros el amor y el aprecio

de la ciencia, y este libro es su ltimo legado.

El origen de los Cuentos de microbios est en los primeros

aos de la dcada de 1950, cuando mis dos hermanos mayores y yo

ramos nios. Antes de irnos a la cama, se sentaba con nosotros

en el sof de la sala de estar y nos contaba historias mdicas, ro-

deadas de misterio y con la emocin y dramatismo de los cuentos

de hadas. Les llambamos cuentos de microbios. Este libro es el

eco de esos das lejanos, y queda como memoria tangible del amor

y entusiasmo que mi padre mostr por la ciencia y por aqullos a

quien amaba. Dedic esos Cuentos de microbios a todas las per-

sonas, jvenes y viejas, que adoran a los bichitos. Roger, Tom y

yo esperamos que los lectores hispanohablantes de esta edicin

encuentren en las pginas que siguen un profundo placer y una

inspiracin duradera.

Ken Kornberg, noviembre de 2010

1El desfile de los microbios

Corre, corre, ven! El desfile ya empez

de unos raros seres que nadie imagin.

Ni piernas, ni aletas, ni boca, ni ojitos,

son stos los ms diminutos bichitos.

Son tan pequeos que no pueden ser vistos.

Seguro que no?, ese zoo es tan pequeito?

Imagnate, si es que puedes, Zac,

un punto diminuto, un granito no ms.

Rompe cada grano en otros ms chiquitos.

Tendrs delante de ti miles de granitos.

Cada granito que obtengas es como un cajn,

donde microbios te caben ms de un buen milln,

Donde todos tienen espacio para nadar,

dar volteretas y su cuerpo enroscar.

5Staphylococcus aureus(coco dorado en forma de racimo)

CUANDO LOS ALIMENTOS HACEN DAO

Estfilo Dorado vive en tus manos y en tu pelo;y tambin en la nariz y en la piel de tu abuelo!

Si la piel te pinchas, l est al acecho,

y de tu herida saca gran provecho.

Pero nuestros leales anticuerpos darn la batalla

para vencer fcilmente a toda esa morralla.

Cuando los microbios se ven rodeados,

la batalla al instante tu cuerpo ha ganado.

Ay!, pero ocurri un buen da que un panadero

en sus manos llevaba un Estfilo altanero.

En un pastel de crema recin horneado

Estfilo y los suyos con avidez penetraron.

En la crema muchos microbios proliferaron;

crecieron y crecieron, y veneno soltaron.

8En un solo cuadradito de un gofre caben unos

LQGLYLGXRVGHStaphylococcus aureus.

Staphylococcus aureus es una bacteria esfrica (esta forma recibe el nombre de coco en microbiologa,

de ah su nombre de coco con forma de racimo estfilo,

en griego) que se encuentra en la piel y en las membranas

mucosas. Las colonias de estfilos, cuando se cultivan en

un medio que contiene sangre, rompen los glbulos rojos

de sta y producen halos alrededor de las colonias,

tal como se ve en la fotografa.

*Nota de los traductores. En realidad, el nombre del gnero se le puso a esta bacteria

HQKRQRUGHOYHWHULQDULRQRUWHDPHULFDQR'DQLHO(6DOPRQ

y el nombre de la especie no hace referencia a que cause el tifus una enfermedad

producida por la bacteria Rickettsia prowazekii, que se transmite por la picadura

de los piojos, sino que causa la enfermedad conocida como fiebre tifoidea,

que se propaga a travs del agua de bebida y los alimentos. 11

Salmonella typhi(pequeo salmn que produce el tifus)*

LA FIEBRE TIFOIDEA

Sofa, no has comido ni un poquito.

Lo siento mam, hoy no tengo apetito.

Ests cansada y plida, ves en seguida a la cama.

Me duele mucho la cabeza, pero lo har con desgana.

Por la maana, Sofa temblaba como un flan.

No me toques la tripa, me duele al apretar!

Veamos el termmetro: treinta y nueve, qu horror!,

y en su cuerpo manchas rojas y gran quemazn.

Lo de Sofa era de diagnstico oscuro,

deca el mdico. Y, como no estaba seguro,

lo mejor era llevarla al hospital,

donde le hicieran un examen de tipo general.

23

Saccharomyces cerevisiae(hongo del azcar que hace cerveza)

LAS LEVADURAS

Guy, recuerda este nombre con presteza:

Saccharomyces cerevisiae,la levadura de la cerveza.

Es un microbio bueno por muchas razones,

y es beneficioso en todas las estaciones.

Esta pequea levadura, de la uva hace vino,y tambin fabrica la cerveza de sabor ms fino.

Las mismas burbujas que crecen en la masa de pan,

causan las cosquillas del cava y del champn.

Por muchos siglos fue un misterio ignorado,

pero ahora la qumica nos lo ha revelado.

La molcula de azcar al reordenarse

en dos ms pequeas ha de transformarse.

35

Myxobacterium xanthus(bacteria mucosa amarilla)

GUERRAS DE MICROBIOS

A esta bacteria, gran depredadora y sumamente pilla,

se le llama Myxo por su moco y xanthus por su tez amarilla.

Myxo escupe una baba sobre la cual se desliza

y devora otras bacterias cercanas, vaya paliza!

Como una jaura, Myxo acecha a sus presas,

y consigue dejarlas a todas patitiesas.

Y dnde se encuentra la bacteria que segrega moco?,

pregunta Zoe al abuelo, porque sabe muy poco.

Si hay bacterias cerca, viven muy bien en el suelo,

luego esperan descansando, no pueden cazar al vuelo.

En cada amasijo de Myxo puede haber hasta cien mil,

y cada clula esporula para el estrs resistir.

37

Myxobacterium xanthus es una de las muchas especies de bacterias complejas que producen un

moco sobre el cual se deslizan en busca de otras

bacterias para alimentarse de ellas. Esta micrografa

electrnica muestra unas mixobacterias que crecen

sobre madera en descomposicin de un bosque.

El cuerpo fructfero tiene en la punta esporas

en reposo.

Y hablando de

frutas, alrededor

de 2.093.300 cuerpos

fructferos de

mixobacterias

podran cubrir

la piel de una baya

de arndano.

39

Helicobacter pylori(bacteria en forma de hlice, que est en el ploro)

LA LCERA DE ESTMAGO

Este microbio es como un sacacorchos temido,

que vive muy bien en el ploro* escondido.

El cido corrosivo del estmago puede soportar

porque fabrica una enzima que lo puede transformar.

Durante miles de aos este microbio tremebundo

ha vivido en el estmago de gente de todo el mundo.

A las personas una lcera les puede provocar,

que, si no se trata, cncer de estmago puede causar.

Los mdicos crean que la causa eran los nervios,

pero ni el bicarbonato ni el psiquiatra servan de remedio.

Dice Zac: Me parece extrao que nadie pensara

que era un microbio el que la causara.

*El ploro es la parte del estmago

por donde el alimento pasa al intestino.

44

Las clulas humanas

de esas paredes carecen,

y aunque haya penicilina,

nunca desaparecen.

Maya responde: Todo esto es muy complicado.

Es un moho la medicina que a tantos ha curado?

No Maya, esto no es tan notorio,

la penicilina hay que extraerla en el laboratorio.

52

65

VocabularioAgar Gelatina de algas que sirve de soporte

para el crecimiento de colonias de microbios.

Antibiticos Sustancias que producen muchos microbios (generalmente habitantes del suelo) que interfieren con el crecimiento de otros microbios; entre la gran variedad de ellos, se encuentran la penicilina, la cefalosporina y la estreptomicina.

Anticuerpo Una, entre los millones de clases ligeramente diferentes de molculas de protenas que produce el cuerpo, cada una de las cuales se multiplica como reaccin a una substancia o clula especfica extraa, por ejemplo, una toxina, polen o un microbio; el anticuerpo se une a ese ente extrao y de esta manera neutraliza su accin o lo elimina.

ATP Abreviatura del trifosfato de adenosina, que es la moneda de cambio para el metabolismo energtico; cuando las clulas queman el alimento, por ejemplo la glucosa, parte de la energa es acumulada en el ATP, que se utiliza despus en la contraccin muscular, en la visin y en otras funciones del cuerpo.

Bacteria La clula ms pequea, por lo general mil veces menor que una clula vegetal o animal.

Bacilo Bacteria con forma de bastoncillo.

Biopelcula (o biofilm) Comunidad de bacterias que se adhieren entre s y forman una estructura en capas. En la naturaleza, ms del 90 por ciento de las bacterias estn formando biopelculas, en vez de vivir de manera individual.

Cefalosporina Un antibitico de uso comn.

Clula Unidad fundamental de la vida, que funciona y se reproduce por s misma, pero que se suele agrupar formando tejidos vegetales o animales, o colonias de microbios.

Csped bacteriano Capa continua de bacterias formada por miles de millones de individuos que crecen sobre una superficie semislida.

Clostridium tetani Bacteria con morfologa de bacilo que puede encontrarse en forma de espora para aumentar su resistencia en un estado de reposo. Cuando penetra en una herida, la espora germina y se convierte nuevamente en bacteria activa; entonces libera toxinas que producen graves contracciones musculares en brazos y piernas, en el diafragma y en la mandbula.

Coco Bacteria de morfologa esfrica.

Colonia Conjunto de millones de microbios que crecen en una superficie semislida, y que a veces se inicia a partir de un solo individuo.

Cristalografa Estudio de la estructura de las molculas a partir de su forma cristalina ordenada.

Diabetes Enfermedad comnmente asociada a niveles elevados de azcar en sangre y en orina debido a la falta de insulina, hormona que produce el pncreas.

Envoltura Cubiertas alrededor de la clula bacteriana.

Enzima Protenas producidas por las clulas que aceleran todas las actividades qumicas del cuerpo, como la digestin de los alimentos.