13.1 Teoría Microbiana: Pasteur, Koch y Laboratorios

La teoría microbiana de la enfermedad revolucionó el conocimiento médico y biológico a finales del siglo XIX, al desplazar ideas tradicionales basadas en la generación espontánea o en los “miasmas”. Gracias a los trabajos pioneros de Louis Pasteur y Robert Koch, se estableció de forma sólida que los microorganismos eran la causa de numerosas enfermedades infecciosas. Paralelamente, la creación de laboratorios especializados impulsó la investigación sistemática, la formación de científicos y el desarrollo de métodos y técnicas que aún hoy persisten como fundamentos de la microbiología y la medicina moderna.

1. Louis Pasteur: del vino estropeado a la demostración de la existencia de microbios

Nacido en 1822 en Dole (Francia), Louis Pasteur inició su carrera investigando fermentaciones y problemas de la industria vinícola. En 1857, al ser consultado sobre la aparición de gérmenes que arruinaban el vino, Pasteur descubrió que procesos de fermentación alcohólica y acética dependían de organismos vivos microscópicos. Entre 1859 y 1861, llevó a cabo el célebre experimento de los matraces de cuello de cisne:

• Se prepararon caldos nutritivos esterilizados por ebullición.
• Los matraces se diseñaron con un cuello alargado en forma de S para retener partículas de polvo y esporas.
• Al exponerlos al aire, no se observó contaminación: el caldo permaneció transparente.
• Cuando se rompía la curva del cuello, entraban microbios y el caldo se turbió.

Con este experimento, Pasteur refutó de manera contundente la teoría de la generación espontánea, demostrando que los microorganismos procedían del ambiente exterior y no surgían de forma espontánea en los caldos.

Pasteur y la pasteurización

En 1865, mientras trabajaba en la conservación de alimentos, Pasteur desarrolló el procedimiento de “pasteurización”: calentar líquidos—vino, leche—hasta aproximadamente 60 °C durante un tiempo determinado y luego enfriar rápidamente. Esta técnica reduce la carga microbiana sin afectar de forma significativa el sabor ni las propiedades nutritivas. En 1867 publicó varios artículos describiendo la eficacia de este método para conservar vino y prevenir su acidificación por bacterias acéticas.

Vacunas y profilaxis

Los estudios sobre inmunidad de Pasteur lo llevaron a experimentar con vacunas atenuadas. En 1879 desarrolló la primera vacuna contra el ántrax en ovinos, y en 1881 aplicó la vacuna en ganado y humanos con resultados exitosos. Finalmente, en 1885 administró por primera vez la vacuna contra la rabia a Joseph Meister, un joven mordido por un perro rabioso, marcando un hito en la inmunoterapia.

2. Robert Koch: los postulados y la identificación de patógenos

Robert Koch (1843–1910), médico prusiano, combinó la experimentación con animales, la tinción bacteriana y el cultivo en medios artificiales para aislar agentes patógenos específicos. En 1876 demostró que el Bacillus anthracis causaba el ántrax al inocular bacilos aislados en animales sanos y reproducir la enfermedad. Entre 1880 y 1884 formuló sus célebres postulados, criterios fundamentales para vincular un microorganismo con una enfermedad:

1. El microorganismo debe hallarse en todos los casos del animal enfermo y no en animales sanos.
2. Debe ser aislado y crecido en cultivo puro.
3. El cultivo puro, al inocularse en animales sanos, debe reproducir la enfermedad.
4. Debe poder aislarse nuevamente del huésped experimental.

En 1882 describió el bacilo causante de la tuberculosis, Mycobacterium tuberculosis, y en 1883, el cólera vibrios, Vibrio cholerae, trabajando con muestras de pacientes y agua contaminada. Estos descubrimientos consolidaron la teoría microbiana como pilar de la medicina preventiva y curativa.

Métodos de tinción y cultivo

Koch introdujo la técnica de tinción de azul de metileno para visualizar bacterias al microscopio y desarrolló placas de gelosa con caldo de carne coagulado para aislar colonias individuales. La gelosa, propuesta por Angelina Hesse en 1881 y adoptada por Koch, se convirtió en el medio de cultivo estándar debido a su solidez y transpariencia.

3. El nacimiento de los laboratorios modernos

La labor de Pasteur y Koch dio pie a la creación de instituciones dedicadas a la investigación y formación de microbiólogos. En 1887 se fundó el Institut Pasteur en París con el apoyo del gobierno francés y donaciones privadas. Pasteur diseñó un modelo de laboratorio-taller que combinaba la investigación básica con la formación de médicos y técnicos y la producción de vacunas y sueros.

Por su parte, en 1891 se inauguró el Kaiser-Wilhelm-Institut für Infektionskrankheiten en Berlín, dirigido inicialmente por Koch. Este laboratorio contaba con salas blancas para cultivos libres de contaminaciones, cámaras de fermentación y secciones de microscopía avanzada. A partir de estas bases surgieron otras instituciones en Europa y Estados Unidos, como:

• Johns Hopkins University (1889): primer laboratorio universitario de bacteriología en EE.UU.
• National Institutes of Health (NIH, 1887): orígenes en el Hygienic Laboratory de EE.UU.
• Instituto de Medicina Experimental en Milán (1893).

Organización y especialización

Los laboratorios adoptaron una división del espacio según funciones: áreas de cultivo, salas de microscopía, talleres de química y salas de experimentación con animales de laboratorio. Se establecieron normas de esterilización (autoclaves, hornos de esterilización) y protocolos de seguridad para manipular agentes patógenos peligrosos.

Formación de recursos humanos

La proliferación de laboratorios trajo consigo la profesionalización de la microbiología. Se crearon cursos de posgrado, manuales de prácticas y sociedades científicas (Sociedad Alemana de Higiene en 1900, Sociedad Francesa de Microbiología en 1897). Entre 1890 y 1910 se publicaron protocolos estandarizados para tinciones, cultivos y experimentos en animales.

4. Impacto y ejemplos prácticos

La aplicación de la teoría microbiana se tradujo en:

• Reducción drástica de la mortalidad en cirugías tras la adopción de la antisepsia de Joseph Lister (1867) y la esterilización de instrumental.
• Control de epidemias de cólera en Europa y Asia a finales del siglo XIX mediante sistemas de desinfección de agua basados en tratamiento químico y físico.
• Vacunación masiva contra la viruela y la rabia en múltiples países tras los éxitos de Pasteur.
• Desarrollo de antitoxinas y sueros terapéuticos, como el suero antidiftérico de Emil von Behring en 1890.

5. Cronología de hitos clave

6. Legado de la teoría microbiana

El establecimiento de la teoría microbiana y la construcción de laboratorios equipados transformaron radicalmente las ciencias biológicas y médicas. A principios del siglo XX, la microbiología se consolidó como disciplina central para:

• El control y erradicación de enfermedades infecciosas.
• El desarrollo de antibióticos tras el descubrimiento de la penicilina (1928).
• La biotecnología moderna y la industria de fermentación.
• La investigación en virología, genética y ecología microbiana.

Hoy en día, los laboratorios de microbiología ocupan un lugar destacado en la respuesta a pandemias (como la de COVID-19 iniciada en 2019), en el diseño de nuevas vacunas y en la vigilancia de enfermedades emergentes. El modelo científico de Pasteur y Koch—basado en la observación rigurosa, el aislamiento de agentes patógenos y la experimentación controlada—permanece vigente como pilar del método científico.

Libros recomendados sobre Teoría microbiana: Pasteur, Koch y laboratorios

1. Louis Pasteur

• “Louis Pasteur: Free-Lance Scientist” por Bryce E. Lyons (1984). Biografía detallada del trabajo de Pasteur en microbiología y fermentaciones. Disponible en: https://www.amazon.com/Louis-Pasteur-Free-Lance-Scientist-Lyons/dp/0804701035

• “Pasteur: The Biography” por Patrice Debré (2000). Narrativa accesible sobre su vida, investigaciones y legado científico.

2. Robert Koch

• “Robert Koch: A Life in Medicine and Bacteriology” por Thomas D. Brock (1999). Análisis de sus métodos y el descubrimiento del bacilo de la tuberculosis.

• “Robert Koch and the White Death: Tuberculosis, and the Science of Disease” por John W. Webster (2008). Contexto social y científico de las investigaciones de Koch.

3. Laboratorios e historia universal de la ciencia

• “Laboratory Life: The Construction of Scientific Facts” por Bruno Latour y Steve Woolgar (1979). Estudio etnográfico sobre el funcionamiento diario de un laboratorio.

• “Science in the Laboratory: The Nature of Experimental Science” por Bruno Strasser (2014). Examen histórico de la formación de las prácticas de laboratorio modernas.

• “The Laboratory Revolution in Medicine” por Roy Porter (1997). Historia de la transformación de la medicina con la introducción de técnicas de laboratorio.

• “Practical Classification: The Practice and Politics of Science” por Lorraine Daston y Peter Galison (2007). Reflexión sobre la estandarización de métodos en laboratorios.

• “The Microbial Challenge: Science, Disease and Public Health” por William L. Frazier y Robert L. May (1996). Introducción a la microbiología aplicada en salud pública.