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El Arte de la Química y viceversa

Después de un pequeño parón, en el que he podido leer opiniones contra la Ciencia y el aparente mundo individual y sectario en el que la colocan, vengo con una entrada en la que se vuelve visible la unión entre Ciencia y Bellas Artes.

En concreto, voy a hablaros del estudio de restauración que se llevó a cabo en el Reina Sofía cuando uno de los cuadros más representativos de nuestro país pudo llegar a tierras españolas. Normalmente, los trabajos de restauración están dirigidos y llevados a cabo por profesionales del Arte pero ¡todo es química! tanto las técnicas y métodos analíticos como los productos usados para la restauración. Creo que sólo hay una facultad en Italia en la que se prepara a licenciados en Química para acometer dichos menesteres, pero que lo realicen profesionales de Bellas Artes no hace más que confirmar la universalidad y belleza de mi querida química. No me enrollo más.

Vamos a sumergirnos entre las capas del Guernica de Pablo Picasso, ¿qué os parece?.

Este estudio me fascinó y me ayudó a valorar muchísimo más el arte pictórico y el Arte, en general. Ya no sólo era un cuadro con un significado u otro, con una belleza extraña o cercana, un trabajo visto por encima en asignaturas de Humanidades. No, desde ese momento, mi fascinación por cada pincelada, por la consecución de cada pigmento, del acabado,…, creció y pasó a ser algo palpable, la representación más bella que, usando químicos naturales y de síntesis, un artista pudo plasmar. Espero que el estudio os guste y miréis las obras desde otro punto de vista más.

Historia

Pablo Picasso recibió un encargo por parte del Gobierno de la II República en 1937. Se iba a celebrar una exposición internacional en París y su obra sería un cartel destinado a exponerse en el Pabellón Español. Al principio, Picasso no estuvo entusiasmado con la idea aunque realizó diversos bocetos preparatorios para realizar un alegato contra la barbarie, el terror y la guerra (sin que ninguno de los elementos posteriores del cuadro formaran parte de ellos), pero un acontecimiento cambió su forma de pensar.

Ese motivo no fue otro que la noticia de los bombardeos efectuados por la aviación alemana sobre la villa vasca (del mismo nombre), conocidos por el artista a través de las dramáticas fotografías publicadas en L’Humanité y otros diarios franceses. Estos luctuosos hechos dieron forma al Guernica que conocemos: concebido como un gigantesco cartel, testimonio del horror que supuso la Guerra Civil Española, así como la premonición de lo que iba a suceder en la II Guerra Mundial.

La sobriedad cromática, la intensidad de todos y cada uno de los motivos y la articulación de los mismos, determinan el extremado carácter trágico de la escena, que se iba a convertir en un emblema de los desgarradores conflictos de la sociedad de nuestros días.

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Aunque el cuadro era propiedad del Estado Español, Picasso decidió que quedara bajo la custodia del MoMA de Nueva York hasta que finalizara el conflicto bélico.

En 1958, renovó el préstamo por tiempo indefinido hasta que se estableciesen las libertades democráticas en España. Finalmente, el Guernica llegaría a nuestro país en 1981, año en el que se analiza de forma exhaustiva. Este proceso es el que vamos a ir desgranando a lo largo de la entrada.

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El Tylenol adulterado

Hoy, rompiendo la tendencia de las últimas entradas, nos quedamos en nuestra era y nos equiparemos a lo Horatio Caine. Coged un par de guantes, el maletín de pruebas y las gafas de sol porque nos vamos a EEUU con un caso de “ciencia forense”. Fue un caso ocurrido hace bastante tiempo pero que tuvo una gran repercusión y nos sirve para mostrar alguna técnica de análisis químico, como así hiciera mi profesor de Química Ambiental.

Corre el año 1982 y en Chicago, en un corto periodo de tiempo, hay 7 muertes entre ciudadanos jóvenes y sanos. Entre ellos hay una niña de 12 años con apenas unas décimas de fiebre, una chica que acababa de dar a luz y, tres miembros de una misma familia que se reunieron para velar a otro familiar fallecido. Si los otros casos eran llamativos, el triple deceso hizo que todas las pesquisas policiales se activaran y aceleraran. En todos los casos, los síntomas presentes antes de la muerte fueron:

  • empeoramiento repentino
  • cianosis (coloración azulada en piel y mucosas por falta de oxígeno)
  • anoxia (falta de oxígeno en tejidos orgánicos)
  • convulsiones
  • espuma entre los labios

Al realizar las autopsias, el veredicto del forense fue envenenamiento por cianuro y lo único que tenían en común las 7 víctimas era el haber consumido una pastilla de Tylenol justo antes de empeorar. El Tylenol es la marca comercial de un analgésico con paracetamol, indicado para dolores de cabeza, dentales y casos leves de fiebre. La FDA confirmó dichas sospechas y la relación con el Tylenol.

tylenol

En un primer instante, para comprobar la presencia de KCN (cianuro potásico), se realiza una prueba de maletín (screnning) en los frascos encontrados en las 5 casas y se confirma la presencia de KCN con una pureza superior al 95%.

Dicha prueba consiste en poner una pequeña cantidad de muestra en un tubo de ensayo, añadir una disolución tampón fosfato (pH=7.2), cloramina-T y ácido barbitúrico en piridina. El cianuro reacciona con la cloramina-T, originando el cloruro -ClCN- con un pH <8 y éste reacciona con ácido barbitúrico, confirmando el positivo si torna a un color rojo azulado.

Acto seguido, se localizan todos los comercios de venta y se crea una Comisión para paralizar la venta, distribución y administración del analgésico en todo el país. La empresa de mayor producción de Tylenol es Johnson & Johnson, la cual pone sus instalaciones al servicio del FBI y de la FDA. Como apunte, os doy un dato muy importante: el KCN está presente en la empresa pues se usa como reactivo y el fácilmente accesible.

Al cabo de 48 horas, se encuentran 4 – 6 – 8 – 5 – 14 pastillas de KCN en los 5 frascos iniciales, pruebas de los escenarios. Posteriormente, la FDA encontraría un 6º frasco con otras 14 pastillas adulteradas. La investigación reveló que en el resto de estados no había ninguna coincidencia, delimitando el caso a Chicago.

Los supuestos que se barajaron fueron:

  • contaminación fortuita en la fabricación, algo que era poco probable debido a las grandes cantidades de KCN encontrado.
  • adulteración provocada para cometer “homicidios al azar”
  • posibilidad de alteración fuera de la empresa por la facilidad de comprar KCN libremente en EEUU.

Y, a partir de ellos, se llevó a cabo una planificación con tres puntos importantes:

  • Comprobar si el acceso al KCN es realmente tan fácil
  • Ver diferencias entre el KCN fabricado en territorio americano y de otros países distribuidores en dicho país.
  • Comprobar si se podrían obtener las huellas químicas de cada lote de KCN para determinar qué lote fue y en qué sitio se utilizó.

Pasamos ahora a las técnicas de análisis empleadas:

Para analizar las impurezas de KCN se empleó la Emisión IPC-DES, o lo que es lo mismo Plasma acoplado inductivamente con detección óptica. Claro, ¿no?

Explico: es un sistema compuesto por un policromador con capacidad para detectar 34 elementos a la vez (Sodio, Hierro, Magnesio,…) y una sensibilidad por debajo de las ppb (partes por billón), y de un sistema de corrección automático.

Para la detección de Na y K, tras calibrar el sistema, se diluyeron muestras de KCN ,con agua bidestilada (muy utilizada para análisis de trazas), para preparar una disolución madre (es decir, una disolución con una concentración conocida de la que partimos para preparar diluciones de concentraciones menores). La concentración de la disolución madre era de 5 mg/ml y de ésta se obtenían por dilución 1:25 diluciones de trabajo.

Para los demás elementos, se trabajaba con las disoluciones madre mediante adición estándar (muy similar a la regresión lineal, una representación gráfica de dos variables para dar una recta de calibración y comprobar qué muestras son representativas o no, error, desviación estándar, etc), siendo representada la Absorbancia frente a la concentración. Los elementos Boro y Silicio no se contaron en el análisis porque eran componentes del vidrio de los frascos.

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En total se analizaron unas 300 muestras contando con el KCN de tres productores mundiales, muestras del laboratorio de investigación y un frasco de control de calidad (CQ) + un control de producto (CPC) en la planta de fabricación. A pesar de que los primeros resultados no fueron muy representativos por estar expresados en mg/ml, se pudo concluir que el KCN era nacional, americano. Para las muestras de los frascos no se empleó dilución por lo que el resultado en Ca, Fe y Mg era superior a los de la muestra de fabricación.

Por esta razón, para tener unos resultados sólidos y científicos que ningún tribunal pudiera echar para atrás, se modificó el sistema de análisis utilizando una destilación en en sistema cerrado:

Se recoge el destilado en solución básica, se analiza por espectrofotometría (técnica que se basa en la medida de la absorbancia (A) de la radiación Electromagnética, que se absorbe en el UV, correspondiente a la sustancia) con Cloramina-T y ácido barbitúrico en piridina (el mismo procedimiento que en el screnning).

Con esta técnica mejorada, en la que se obtuvo el espectro (representación gráfica de la magnitud de la Absorbancia en función de la longitud de onda), se pudo expresar la cantidad de KCN en  µg/ml) y determinar con una probabilidad superior al 95% que todo el KCN usado en todas las pastillas partían de la misma muestra de cianuro potásico puro.

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Localizado el lote y el distribuidor, “sólo” quedó comprobar los listados de inventario y de pedidos de la empresa.

Unos meses más tarde, se dio con el culpable: un empleado que iba a ser despedido por esas fechas y adulteró las pastillas para perjudicar a la empresa.

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El caso fue tan publicitado, diseccionado y explotado en los medios que, tristemente, causó un aumento inusitado de incidentes semejantes como ácido clorhídrico en colirios, fluoruro de sodio en Coca-Cola,…

Uhm, cómo si no los pudieran pillar con el uso del análisis de trazas…

Puede que ahora nos parezca simple, un caso sin grandes implicaciones científicas, pero supuso un verdadero reto. No hacen falta grandes elucubraciones, procesos o reacciones complejas; sólo trabajo y perseverancia. Tanto los grandes trabajos como las pequeñas modificaciones en un proceso pueden suponer un gran avance y es necesario que lo tengamos en cuenta, sea cual sea nuestro campo de acción.

Nos leemos pronto 🙂

Teobromina, digna de dioses

Si hace dos entradas viajamos al siglo XV, hoy nos situaremos en el 3000 a. C., concretamente en la zona selvática del Yucatán. Vamos al encuentro del Árbol de los Dioses.

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En esa zona, habitaba el pueblo olmeca. Fueron los primeros adoradores de este árbol y en grabados hallados y reconstruidos se encontró el uso del vocablo “cacao” por primera vez; así como las condiciones que necesitaba dicho árbol para su cultivo y recolección. El hallazgo se puede considerar de milagroso pues los olmecas terminaron desapareciendo sin que se sepa bien el por qué. No obstante, el Árbol de los Dioses volvería a ser venerado por otro pueblo que fue el Maya.

Descendiendo desde Alaska, sobre el siglo IV a. C., los mayas encontraron su paraíso en la misma zona selvática del Yucatán y de Guatemala. Construyeron un verdadero imperio con grandes templos, palacios, caminos empedrados y sus celebraciones, al igual que su soporte monetario, giraba en torno al Tchacahoua.

El árbol del cacao era un símbolo de vida y fertilidad y la bebida que preparaban para sus dioses sólo podía ser tomada por los grandes sacerdotes, los reyes y, en circunstancias muy concretas como la guerra, por los soldados. También se cree que algunos sacrificados eran halagados con esta bebida para que el sacrificio fuese del agrado de sus dioses. Además, las vainas y almendras de cacao eran la moneda utilizada por este pueblo.

En los muros de sus templos y palacios están presentes símbolos del Tchacahoua y en uno de los cuatro libros (hojas muy finas de corteza de árbol) mayas rescatados se encontraron ilustraciones representando a los distintos dioses practicando rituales religiosos, rituales en los que frecuentemente aparecían las vainas del cacao. De hecho, la preparación de la bebida seguía unos pasos sagrados establecidos y recogidos bibliográficamente:

  • Se tuestan las almendras procedentes de las vainas  (cabosses) en una sartén de barro
  • Se trituran las almendras con dos piedras hasta reducirlas a polvo y, a continuación, se mezclaban con agua hirviendo
  • Se remueven con 2 pequeñas ramas hasta que burbujea y adquiera algo de consistencia
  • Se le añade, finalmente, pimiento picante, almizcle y miel. En caso de estar en guerra, se añadía harina de maíz para que los soldados tuviesen una fuente de calorías suplementarias.

Es importante recalcar que entre su recolección y el tueste dejaban pasar 6 días para que el cacao fermentase.

Las vainas se cortaban sin estropear las semillas o almendras, éstas se sacaban con un utensilio en forma de cuchara con la pulpa que los rodea.

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Se disponían en un montón cónico sobre una base de hoja de plátano y se enrollaban y recubrían con más hojas para cerrar los conos perfectamente. Las bacterias y levaduras presentes en el aire se multiplicaban en la pulpa y ésta se descomponía en un líquido ácido. Al ser un proceso exotérmico, la temperatura aumentaba y se producían las transformaciones “mágicas”: el cacao pasaba de color púrpura a marrón chocolate y el olor a cacao empezaba a manifestarse.

Hoy en día, los productores que siguen esta práctica se dividen entre los que están en favor y en contra, a pesar de que es el paso esencial.

Hacia el 900 d. C., esta civilización, notablemente sanguinaria, se extinguió bruscamente y, hoy en día, sigue sin saberse el verdadero por qué.

A los Olmecas y los Mayas, les siguieron los Toltecas y, posteriormente, los Aztecas; pueblos que descendieron de América del Norte y se establecieron en esa mágica zona. Éstos dos pueblos también consideraron al árbol del cacao como un árbol digno de dioses y ambos mandaban expediciones, adentrándose en la selva, para recolectar habas del árbol Tchocoalt.

Como sabemos, estos pueblos tenían un gran conocimiento del mundo que los rodeaba y el cielo que les amparaba. Establecieron calendarios basándose en el estudio de las estrellas y los astrólogos eran personajes de gran relevancia. Sin embargo, una de las predicciones de los astrólogos toltecas, heredada por los aztecas, propició un hecho que provocaría la caída de su Imperio y el enriquecimiento de otro, el Español.

¿Cuál era esa predicción? Seguro que algunos la conocéis mucho más detallada de como yo voy a contarla.

Según una leyenda tolteca, el Dios Sol encarnado resultó gravemente herido en una batalla. Para que se recuperase de sus heridas, le dieron bebida de dioses durante su convalecencia y, cuando despertó, una especie de locura le poseyó. Cogió una barca y emprendió camino hacia el Este. Los aztecas, adoptaron esta creencias y esperaban que su Dios Sol regresara.

Los sabios astrólogos predijeron que, el Dios Sol “Quetzacoalt” volvería reencarnado en un hombre blanco que llegaría a su costa, procedente del Este, a lomos de una cabalgadura, la fecha estipulada era el 1519. Los aztecas, pues, estaban expectantes a que ese hecho se produjera.

Por eso, cuando un explorador español llamado Hernán Cortés, bajó de su barca con su armadura reluciente a lomos de su caballo, allá por el 1523, el rey azteca Montezuma lo confundió con su Dios y lo recibió, junto a su expedición, con las más fastuosas celebraciones. Se organizaron juegos, sacrificios, rituales de recolección del cacao y se sirvió la bebida de los dioses en ingentes cantidades.

cortes y montezuma

A los españoles, esa bebida amarga y grasienta (pues la manteca de cacao formaba una gran capa superficial) no les gustó, pero Cortés fue capaz de ver el potencial de ese fruto y comenzó su plan para enriquecerse y enriquecer al Imperio Español. No daría con ElDorado, ni aportaría más oro a la Corona, pero el Tchocoalt podía ser una fuente de riqueza importante.

Montezuma reconoció su error e intentó remediarlo pero, llegó tarde, pues cuando quiso hacerlo Cortés ya se había aliado con un grupo importante de indígenas y lo apresó. En cuestión de 2 o 3 años, el ejército de Cortés acabó vilmente con este pueblo y estableció plantaciones de cacao por todo el Caribe.

Aunque los colonos españoles trataron de mantener en secreto tanto el cultivo como la preparación del cacao para enriquecerse procesándolo ellos mismos antes de enviarlo a Europa, su popularidad corrió como la pólvora. Mucha culpa de ésto lo tuvieron los misioneros jesuitas puesto que hicieron presión para llevar al Viejo Mundo los granos sin procesar, establecieron una red internacional de conventos y modificaron la receta. A pesar de que para el jesuita Pedro Mártir de Anglería las llamadas “almendras pecuniarias” eran “una forma de dinero bendito porque sus poseedores no caen en la avaricia, ya que es imposible acapararlo o enterrarlo bajo tierra”, la fiebre del cacao se disparó. Se estipula que sobre 1625, 200 gramos de cacao equivaldría a un real español (un verdadero dineral).

En 1580 se creó en España la primera planta procesadora. Las monjas misioneras, claves junto con sus hermanos jesuitas, aprovecharon su genio culinario para cristianizarlo, puesto que veían en él connotaciones diabólicas. Por ésto, eliminaron las especias y las sustituyeron por vainilla canela, azúcar y nata. Su sabor fue del agrado europeo y el secreto español se esfumó en algunos años, ya que todos los países europeos con colonias establecieron sus propias plantaciones, rutas comerciales y plantas de tratamiento:

  • En Holanda, se trasplantaron árboles de cacao a sus posesiones en las Indias Orientales, Java y Sumatra a principios del siglo XVII y se expandió hacia Filipinas, Samoa, Nueva Guinea e Indonesia.
  • Francia y Portugal, conjuntamente, hicieron lo mismo en La Martinica y Brasil.
  • Alemania lo haría sobre el siglo XIX en Camerún
  • E Inglaterra en Sri Lanka.

Fue tal la fiebre por comerciantes y consumidores que llegó a ser un asunto Vaticano. El papa Clemente VIII tuvo la suerte de probarlo en 1594 cuando se lo ofreció el sacerdote español Florentino Francisco Carlati, y pronto se encontró con el dilema:

“Las damas españolas de las colonias y del viejo Mundo no sólo bebían cacao en sus hogares, sino que iban al Santo Oficio con chocolate aromatizado con canela. Entonces, a riesgo de perder feligresas y benefactoras si proclamaba que el chocolate rompía el ayuno, organizó una reunión y llegó a un consenso con Obispos y Cardenales:

  • Si el chocolate se diluía en agua, el ayuno no se rompía.

No todos estuvieron de acuerdo pero se hizo uso del dicho “Liquidum non fraugit jejenum””.

El tema fue tan serio que en 1636 se escribió una tesis por parte de un cura madrileño que tituló “Cuestión moral sobre si el chocolate quebranta el ayuno eclesiástico”. En 1685, la tesis fue de Medicina y en ella se sostenía que debía ser un alimento de dioses. Ésto tuvo tal resonancia que en 1737, Carl von Linneo publicó Systema Naturae y clasificó al cacao en el género Theobroma, alimento divino.

En 1875, Daniel Peter (suizo de Vevey) inventó el chocolate con leche y en 1929 se asoció con sus competidores Cailler y Kohler para fundar Nestlé, convirtiendo a Suiza en el centro del chocolate. Si bien, la producción de cacao está muy extendida y, a mayor o menos escala, la mayoría de los países cuentan con sus productores o procesadores locales como las españolas “Valor” en Villajoyosa y “Elgorriaga”.

Los poderes terapeúticos del chocolate

La creencia azteca de los poderes del chocolate viajó hasta Europa y tanto fabricantes como conversos chocolateros divulgaron sus propiedades antídoto contra el cansancio y la debilidad. Además, la leyenda de que Montezuma nunca iba a visitar su harén sin tomar tazas y tazas de chocolate, convirtió al cacao en un alimento afrodisíaco en todas las Cortes del Viejo Mundo. Soldados, eruditos y clérigos lo usaron durante largos periodos de esfuerzo físico, espiritual o intelectual.

Ahora bien, ¿es un estimulante natural? ¿Se merece tantos adjetivos y tanta admiración?

Podríamos decir que sí ya que en su composición se encuentran determinados alcaloides (como veis, los alcaloides están siendo nuestros compañeros de viaje por el blog) con un poderoso efecto sobre el cuerpo. Si bien, muchas de esas creencias serían, o son, meros adornos exaltados por sus valedores.

El más importante es la Theobromina, estimulante del sistema renal y diurético. Descubierta en 1841 por el químico ruso Woskresenky, pertenece al grupo de las metilxantinas y es familia química de la cafeína. Se suele encontrar en el mate, el guaraná y la nuez de cola. Cuando se aísla del cacao pasa de ser una sustancia incolora a una blanca y muy amarga.
También es estimulante del sistema nervioso central (SNC) con un efecto similar al de la cafeína, la cuál también está presente en este alimento.

La teobromina supone el 2% del grano del cacao y una tableta contiene sobre unos 200 mg, mientras que el de la cafeína es de 25 mg.

Los médicos opinan que la teobromina y la cafeína son causantes de supuestas propiedades adictivas, pero también podría ser posible gracias a la presente feniletilamina. Ésta, al introducirse en la sangre, hace que las endorfinas elevan el estado de ánimo creando una Energía positiva y sensaciones que van de la felicidad a la histeria.

Waterhouse incluyó entre sus componentes neurolépticos y “afrodisíacos” a la serotonina, que convertiría al chocolate en el “prozac” de las plantas y no sólo por los alcaloides.

Desglosando su composición

La teobromina será, por tanto, el nombre con el que se bautice al alcaloide extraído del cacao: muy parecido a la cafeína y que se englobará como analéptico, protector cardiovascular y con propiedades diuréticas.teobromina1

Ambas son metilxantinas, heterociclos con una xantina (el ciclo de 6 miembros) y una purina (el ciclo de 5). Lo que les diferencia es el número de grupos metil(o) terminales. Al pertenecer a la misma familia, su acción sobre nuestro organismo es muy similar, de tal modo que tanto la teobromina como la cafeína son antagonistas no selectivas de la adenosina. Sí, tranquilos, voy a intentar traducir para que nos enteremos todos…

Empiezo por la adenosina. Ésta es una purina endógena con diversas acciones fisiológicas a nivel periférico como son la vasodilatación, la inhibición de la agregación plaquetaria y la lipólisis; así como a nivel del sistema central. Puede considerarse una neurohormona, ya que actúa como una hormona local que se libera tras la llegada del impulso nervioso. También es componente estructural del ATP, NAD y AMP, un mensajero secundario, lo que explica la complejidad de los efectos derivados de la modulación de dicha molécula.

adenosina

¿Qué se consigue con la teobromina?

Con ella se produce el anclaje de esta molécula a los receptores nerviosos desplazando la unión de la adenosina y producen en nosotros una sensación de bienestar, una acción suave como diurético y relaja tanto nuestros vasos sanguíneos como los musculos lisos, estimulando el sistema nervioso central.

Históricamente se empleó para tratar los ataques de corazón, tos, dolor de cabeza y asma. En algunos estudios se ha encontrado que el cacao tiene un efecto de aumento del NO, aunque muchos de ellos quieren atribuírselo a los flavonoides. No hay consenso, o al menos no he encontrado bibliografía que avale una u otra.

Como dato curioso, el efecto de este metabolito en nuestros animales domésticos (gatos y perros) puede ser fatal. En un post de la vida cotidiana podéis leer al respecto aunque en cuanto a dosis parece que no hay datos. Ayer, Compound Interest (@compoundchem) publicó la siguiente lámina

tablachoco

con el dato de que 50 g de chocolate negro puede provocar la muerte de un perro pequeño. Pero no hace falta que lo comprobemos, ¿verdad? Sólo tenedlo en cuenta.

Otro compuesto, hemos dicho que era la cafeína, prima hermana de la teobromina, presente en algunas plantas y que actúa como pesticida natural (sí, hay muchos pesticidas naturales… no sólo los químicos se cargan plantas invasoras y bichitos comehojas), paralizando y matando a distintos insectos. Y también se emplea como inhibidor de otros granos cercanos a ese cultivo.cafeina

Alejándonos de los alcaloides, nos encontramos con:

La riboflavina, cuya función es la de un sistema redox por captación y pérdida de H2. Su deficiencia produce retraso en el crecimiento, disminución de defensas y alteraciones en las mucosas; además de dermatitis.

riboflavina

La niacina (vitamina B3), que forma parte de las coenzimas NADH y NADPH que intervienen en las deshidrogenaciones del metabolismo oxidativo; y es un metabolito secundario del triptófano.  Los síntomas de sus deficiencia en la dieta serían: debilidad, anorexia, diarrea, transtornos nerviosos, dermatitis, la enfermedad de la lengua negra y la piel escamosa oscura.

niacina

Los betacarotenos, que son estructuras sesquiterpénicas (15 carbonos) con un sistema de dobles enlaces conjugados y un cicho insaturado llamado beta-ionoma. Se obtienen por síntesis y son de la gama del color amarillo. En los vegetales, abundan como provitamina A que son escindidas en el organismo como renital y retinol.

retinal

La serotonina (incluída por Waterhouse) que está considerado un neuroreceptor y cuya ruta metabólica es:

Serotonina

Y acabamos con la feniletilamina, cuya función es vasoconstrictora y que, como decíamos antes, podía incrementar las propiedades adictivas.

feniletilamina

Y de su análisis nutricional…

Este trocito lo pongo porque, además de no estar de más, me topé cierto día con un acalorado debate sobre si el chocolate blanco es chocolate o no. No es un asunto del que dependa la supervivencia de la especie pero ¿vosotros qué creéis?

Mi opinión: el chocolate blanco NO es chocolate, sino su parte grasa. Además, encontrado en bibliografía consta ésto que mucha gente desconoce. ¡Hasta he llegado a oír a una pastelera decir que el chocolate es blanco cuando los granos no se tuestan!…

El chocolate blanco se denomina como tal porque es un producto de la extracción del cacao pero, en realidad, es básicamente manteca de cacao sin apenas cacao sólido, con azúcar, edulcorantes y leche. Tiene la misma intensidad de sabor que el negro y comenzó a comercializarse para aprovechar ese “desecho” del proceso y para que contrastara visualmente con los otros dos, como contrapunto estético.

Y puestos, para redondear el post, vamos con el resto de chocolates:

El negro tiene un mínimo de 34% de cacao puro, aunque el de más alta calidad no debe tener menos de un 60%, su contenido en azúcar es el mínimo posible y se “enriquece” con una vainilla nada común, procedente de una especie rara de orquídea natural de Madagascar. Suele considerarse nutricionalmente superior a los demás pero, en realidad, en este sentido sale perdiendo puesto que le falta el aporte protéico y cálcico de la leche. Aunque no todo es negativo y su contenido en hidratos, magnesio, hierro y niacina es superior. Además, no se utiliza apenas lecitina (grasa vegetal) en su proceso.

El chocolate con leche, tan popular y extendido, tiene un 40% de cacao aunque el más comercial suele contener sólo un 20% de cacao y un 50% de azúcar, también contiene sobre un 5% de lecitina o grasa vegetal, sustituyendo a la manteca de cacao.

Sea como sea, los “adictos” al chocolate no hacemos demasiados desprecios a ninguno de ellos y, aunque todo esto sea muy didáctico… lo que nos importa es ese ratito de placer, debido o no a los alcaloides, en lo que degustamos unas onzas o una tacita de este manjar…

Espero que os haya gustado, nos seguimos leyendo… Ah! ¡Y Felices Pascuas! (siento que la mona de Pascua no se pueda repartir 😉 )

mona

Nota: Este post participa en la Edición XXXIV (Edición del Sé) del Carnaval de Química, cuyo anfitrión es Jesús Garoz Ruiz en su blog moles de química.

– “Historia natural y moral de los alimentos” Maguelonne Toussaint-Samat Ed. Alianza

– “La gran enciclopedia del chocolate” Christine McFadden- Christine France. Editorial Hymsa

– “La química de los alimentos” Eduardo Primo Yúfera Ed. Síntesis

– “Introducción a la química terapeútica” Antonio Delgado Cirilo y col. Ed. Díaz de Santos

Por San Patricio… una caña

Hoy es el día de San Patricio, patrón de Irlanda, un día en el que lo que más se hace para celebrarlo es tomar cerveza alrededor de todo el mundo. Por estos lares, lo celebraré escribiendo sobre esa bebida que es compañera del hombre desde tiempos lejanos.

salamancaverde(homenaje de Salamanca a Irlanda)

Repaso histórico

Es más, la elaboración de la cerveza data del Neolítico (en concreto, en la Península, está datada entre el 5650-5450 a.C), cuando los seres humanos nos volvimos sedentarios y empezamos a domesticar animales, transformar el medio natural y a cultivar. Esta datación se pudo realizar por trazas de levaduras y almidones malteados encontrados en restos de cerámicas campaniformes de la Edad de Cobre. Y se supone que, como ocurre con muchas “genialidades” y “avances” por accidente; alguno de nuestros antecesores mezclaría cereales triturados con agua y los dejaría en una vasija, favoreciendo el proceso espontáneo de la fermentación.

Desde ese momento, la cerveza o una bebida calórica muy similar, sería algo cotidiano entre germanos, escitas y celtas. De tal forma que las mujeres se encargaban de su elaboración diaria como ocurría con el pan. Sería siglos después cuando esa ocupación pasara a las abadías y se diera un paso más en su elaboración y distribución. Los monjes del siglo XI empezaron a suministrar sus excedentes de cerveza entre los necesitados, hasta que una “mente avispada” pensó que podrían venderla a quienes sí pudieran permitirse pagar por esa agradable bebida.

monjecervecero(imagen de micervezacasera.es)

Por esa época, aparecen los primeros escritos (gracias al trabajo de los escribas y monjes amanuenses) sobre su preparación y se hace mención al uso del lúpulo. A pesar de estar presente en todas las cervezas, su uso no se produce hasta que este cereal, procedente de una planta tibetana, es recomendado en un libro botánico muy especial. Y digo que es especial porque lo escribió la abadesa Hidelgarda de Bingen (Alemania), una mujer culta y muy peculiar que revolucionó al clero de su época y a quién descubrí en una novela basada en su historia (“La mujer de las nueve lunas” de Carmen Torres Ripa).

Hidelgarda, a los sesenta años, se propuso hacer un libro sobre botánica en el que decía que el lúpulo combatía algunas enfermedades, presentes en las bebidas, gracias a su amargor y permitía, además, que esas bebidas se conservaran más tiempo. Más de un abad decidió introducirlo en su receta, hasta que su presencia se hizo imprescindible y se eliminó el grut (una mezcla de hierbas aromatizantes empleadas hasta ese momento).

Podríamos pensar que su origen lejano encarecería la bebida pero no hacía falta desplazarse hasta el Tibet, en la región de Bohemia se daban las características de clima y terrenos excelentes para su cultivo. La calidad de sus plantas era tal que Wenceslao I de Bohemia (siglo XIII) estableció pena de muerte para cualquiera que osara comerciar con ella ya fuera vendiendo sus esquejes o intentando cultivarla en otro país.

En el siglo XIV, se dictó el primer decreto sobre la elaboración cervecera para impedir fraudes y/o alteraciones en la bebida antes de llegar al consumidor. Este decreto se debe al Duque Jan Primus de Bélgica conocido como el Rey Gambrinus o Rey de la Cerveza. (Seguro que el nombre de Gambrinus os suena muchísimo, ¿no?).

Un siglo después, en el XV, se crean los primeros gremios cerveceros y, en un intento por propulsar su comercialización, se construyeron las primeras fábricas en Munich y Pilsen. Es en éstas en las que comienza la elaboración de cervezas de baja fermentación también conocidas como “lager”. Sobre el 1516, se aprueba un documento para la regulación de la pureza de esa cerveza bábara: aparece el Reinheitsgebot y es el que rige como ley en todo el territorio alemán desde 1906. Uno de los requisitos que contempla es que la cerveza sólo se puede elaborar a partir de malta de cebada, lúpulo y agua.

¿Y en España quién la popularizó? Cómo no podía ser de otra forma, Carlos I de España y V de Alemania fue el monarca que trajo a su propio maestro cervecero de Flandes y ordenó la construcción de la primera fábrica para poder disfrutar de su bebida favorita.

Base científica

A pesar de su larga historia a nuestro lado, no fue hasta mediados del siglo XIX cuando Louis Pasteur descubrió el secreto de la fermentación, el metabolismo de la levadura y la pasteurización. Pasteur consiguió identificar la levadura de baja fermentación (lager) y demostró que era un ser vivo y no se originaba espontáneamente durante el proceso de fermentación como se creía.

La fermentación alcohólica es el proceso de elaboración tanto de la cerveza como del vino, otra bebida que nos acompaña desde hace siglos; mientras que otras bebidas se obtienen por destilación, un proceso de separación líquida basada en los distintos componentes volátiles.

La fermentación es un proceso anaeróbico (en ausencia de oxígeno) realizado por las levaduras, mohos y algunas clases de bacterias, que producen cambios químicos en las sustancias orgánicas. De hecho, la fermentación tiene como función biológica proporcionar Energía anaeróbica a los citados microorganiscos unicelulares y, para ello, las moléculas de glucosa se disocian y producen dióxido de carbono, etanol y ATP (las que son consumidas por los microorganismos) 

fermentacion2proceso de fermentación alcohólica

Como vemos, en el proceso intervienen una serie de enzimas como la piruvato descarboxilasa y la alcohol deshidrogenasa (quedaos con ésta última en la mente)

Ingredientes de la cerveza

Ahora, siguiendo las indicaciones del Reinheitsgebot, vamos a desglosar sus elementos básicos:

1) Agua. Ésta debe ser algo dura (la dureza depende de la presencia de ciertos analitos como el Ca), aunque se puede tratar en función de la cerveza que se vaya a preparar.

2) Malta, grano de cereal modificado. Su objetivo es que las enzimas actúen y transformen el almidón en azúcares fermentables. Suele ser malta de cebada la más utilizada.

3) Lúpulo, de la que se emplean sólo las flores femeninas ya que son las que contienen las resinas y los aceites que aportan el sabor amargo y el aroma. Sirve para reducir la proliferación de bacterias durante la fermentación y proporciona propiedades diuréticas.

4) Levadura. La componen microorganismos unicelulares que se alimentan de los azúcares, la maltosa, produciendo alcohol y ácido carbónico. También contribuyen al sabor de la cerveza y el carácter de ésta.

En función de cómo sea la levadura, las cervezas se clasifican de diferente forma.

a) Si es de alta fermentación, la cerveza se denomina “ale”. La fermentación tiene lugar en caliente (entre 15-25º C) y se enfría a 4º C para que precipite sobre el fondo del tanque.

b) Si es de baja fermentación, se denomina “lager”. Fermenta a una temperatura entre 7-15º C y la de maduración y precipitación es de 0º C. Su desarrollo se lo debemos a Louis Pasteur  gracias a su trabajo para aislar los cultivos con refrigeración artificial.

c) Si es de fermentación espontánea, se denomina “lambic”. Esta fermentación se produce a partir de cepas salvajes de levaduras presentes en el aire y, por tanto, la que se considera más antigua: reponsable de aquel “accidente” neolítico. Sólo deben contener un 30% de trigo sin maltear y se sirven a una temperatura entre 2º C y 4º C.

Sí, hemos nombrado al trigo y es que, a pesar de lo que dijimos para el territorio alemán, la cerveza admite ciertos ingredientes adjuntos como:

1) cereales como cebada y trigo (ambos sin maltear), arroz, maíz, avena, sorjo o centeno. Sirve para suavizar el sabor y que la espuma se retenga más tiempo..

2) azúcar, jarabe de glucosa o caramelo para aumentar el contenido alcohólico de la bebida y se evita la producción de un exceso proteínico que la enturbie.

3) especias y plantas aromáticas que se añaden durante la cocción o un macerado de frutas que se añadiría durante la fermentación.

Siglas que todo cervecero debe conocer

Y ahora, para terminar con la parte didáctica, haré un repaso a las siglas internacionales que describen a las distintas cervezas.

ABV (alcohol en volumen): Se establece por una relación entre la densidad original, cuando el mosto está estable a 20ºC, y la densidad final, cuando se termina el proceso de fermentación. La diferencia entre ellos, dividida entre la densidad del alcohol (0’79 g/mol) o multiplicada por 1.25

IBU (International Bitter Unit): indica el grado de amargor de la cerveza. A mayor IBU, mayor amargor. Aunque, realmente, un IBU equivale a un miligramo de isoalfaácidos (derivados del lúpulo).

isoalfaácidos

Eso sí, que una cerveza pueda tener 10 IBU y otra 100 IBU, la segunda no tiene por qué dejar un sabor amargo y desagradable en nuestra garganta, ¿por qué? porque el secreto de todo buen cervecero es equilibrar las notas dulces y amargas de la cerveza para impedirlo.

Si dividimos el IBU entre la densidad original y obtenemos un número próximo a cero, significa que la cerveza es maltosa. Si ese número es igual a 1 o similar, la cerveza será lupulada.

SMR (Standar Reference Method): se refiere al color de la cerveza, mejor dicho, a la intensidad del color. También hay fórmula para conseguirlo y para su conversión a FBC (European Brewery Convertion), puesto que en Europa tenemos nuestra propia escala de colores. Normalmente, FBC es similar al doble del SMR

Determinación de Etanol en el laboratorio

Unos párrafos arriba os dije que os quedaseis con el nombre “alcohol deshidrogenasa” por una razón:

Vamos a ver cómo se puede determinar el contenido en Etanol de la cerveza mediante un sistema analítico automatizado como es el FIA o Análisis en Inyección de Flujo:

Este sistema se engloba dentro de las técnicas de Análisis en Flujo Continuo (CFA), basadas en la obtención y determinación de las especies analíticas en el seno de una corriente líquida. Pero las técnicas FIA presentan una serie de rasgos que las diferencian de otras técnicas automáticas continuas y que las lleva a ser consideradas como un método cinético de análisis a tiempo prefijado. Estos rasgos son:

  • que el flujo  no está segmentado por burbujas de aire
  • que las disoluciones patrones o muestras son inyectadas directamente en el flujo
  • que la disolución inyectada mientras es transportada al detector puede sufrir en el camino procesos químico-físicos adicionales a los asociados al transporte
  • que proporciona una señal transitoria que se puede registrar y será la medida
  • que en el momento de la detección, el volumen de la muestra puede no haber alcanzado el equilibrio físico ni químico. Eso sí, con el control de las condiciones o características químicas, geométricas e hidrodinámicas del sistema se proporciona el mismo tiempo de operación para cada inyección, obteniéndose señales reproducibles.

Además, su velocidad de análisis es superior a la de los métodos en discontínuo y a los de flujo segmentado y, aunque su sensibilidad puede ser algo inferior, la precisión en sus señales viene dada por la reproducibilidad posible de todas las variables hidrodinámidas, geométricas y químicas.

Una representación del montaje sería:

montajeFIA(imagen de scielo.cl)

Consta de un sistema de propulsión (C) cuya función es proporcionar un flujo de caudal lo más constante posible para cada uno de los canales que confluyen antes de llegar al detector (A con agua destilada y B con disolución tampón, enzima y coenzima) y, generalmente, se usan bombas peristáticas que generan pulsiones pequeñas con sus rodillos.

También tiene un sistema de inyección (D) que permite insertar en el flujo un volumen conocido de la disolución patrón o muestra con una gran reproducibilidad y, sobre todo, sin interrumpir el flujo de la corriente portadora

IMG_20140317_010444[1]posición de las válvulas en carga e inyección

A esto le sigue un sistema de transporte y reacción que son tubos de teflón de 0.5 mm de diámetro interno (E) unidos por conectores normalizados lineales y en T. Parte del tubo esta enroscado helicoidalmente (F) para trabajar en régimen laminar, con caudales pequeños

Y el sistema termina en un sistema de detección y registro formado por el Detector (G) que es un espectrofotómetro UV/Visible que dispone de una élula de flujo a través de la que pasa la corriente y se mide la señal analítica. Y terminamos en el registro denominado Fiagrama (frente al tiempo) en el que obtenemos un registro de picos de los que nos interesa su altura puesto que está relacionada con la concentración de analito en la muestra.

Para su realización, nos centramos en la reacción selectiva que tiene lugar entre la coenzima NAD y el Etanol, que es unas reacción de cinética lenta y catalizada por la ADH (alcohol deshidrogenasa) 

etanol3

La reacción tiene lugar en presencia de semicarbamida (emplearemos cloruro de semicarbamida, 2,09 g en 250 ml de disolución tampón) porque desplaza la reacción a la derecha. ¿Por qué? Porque el acetaldehído tiene tendencia a unirse con ella para dar la semicarbazona correspondiente.

El pH óptimo para la reacción (dado por la actividad enzimática) es de 8.7 y para fijarlo empleamos el tampón de pirofosfato sódico (8, 36 g en los 250ml). Es importante mantenerlo para que las enzimas no se desnaturalicen.

Otros compuestos que empleamos en la preparación de los 250 ml de tampón (con agitación constante) fueron:

  • NaCl (2,21 g) para ajustar la fuerza iónica
  • glicina (o,39 g) como estabilizante
  • sulfato amónico (1 g) para ajustar junto con el cloruro sódico la fuerza iónica.

El pH de esta disolución tampón suele estar sobre  6,30, por lo que se añade NaOH con una pipeta Pasteur hasta ajustarlo.

A esta disolución, por último, se le añadirán la NADH (0,08g) y la ADH (0,1g) para conseguir la disolución de reactivo en (B)

Para realizar la experiencia, se preparan los patrones de etanol. Partiendo de una disolución madre (desgasificada) de 5:1000 ml de etanol de referencia certificado, se preparan patrones entre 1/100 ( 2,oo mg/l) y 15/200 (30,01 mg/l).

Con estos obtenemos una recta de calibrado por regresión lineal, empleando un caudal de 1 ml/min en el sistema FIA e inyectando 1,43 µl de los patrones.

IMG_20140317_014451[1]recta de calibrado

Posteriormente, se preparan tres muestras de nuestra cerveza (desgasificándola con ultrasonidos) y pasamos a inyectarlas en el FIA.

Para todas las disoluciones se hacen dos medidas de Absorbancia frente al tiempo  y, después, se representan frente a la concentración. Con la ecuación  de la recta de calibrado, obtenemos los mg/l de Etanol y con ese dato, podemos obtener el volumen (%) de Etanol con un error entre ±0.2 y  ±0.4

Es una técnica muy precisa, de hecho, las facultades que más nos aproximamos al % de EtOH en el curso interuniversitario por el que esta experiencia fue incluida en nuestras prácticas de Química Analítica, Nutrición y Bromatología, fueron aquellas que empleamos el uso de enzima, coenzima y la determinación por este sistema.

Fin de entrada, gracias por la lectura y la paciencia. Ahora… a brindar por San Patricio

duendeirlandes

– “Cerveza, la bebida de la felicidad” de Luis G. Balcells Ed. Planeta (2014)

Del Amazonas al quirófano

Nos situamos en la selva amazónica. Son los primeros años del Descubrimiento del Nuevo Mundo y un grupo de exploradores españoles se adentra en el desconocido territorio. Cuando llegan, sin saberlo, a los límites de un poblado amazónico, algunos caen tras ser alcanzados con flechas. El resto de los compañeros intentan localizar el foco de ataque pero no tienen tiempo de reacción, están rodeados y sin posibilidad de que sus armas puedan defenderlos.

Pocos logran huir y contar como algunos de sus compañeros han muerto por heridas que, bajo su experiencia, no deberían ser mortales. Los pobladores de esas tierras tienen un arma muy poderosa que no dudarán en seguir utilizando para proteger sus dominios y contra la que los españoles están perdidos. Los primeros testimonios de los supervivientes coinciden en el uso de flechas emponzoñadas. Muy ajenos, en esa época, estaban a que ese veneno revolucionaría las técnicas de anestesia en pleno siglo XX.

El relato de las desventuras españolas en el Amazonas llega a la Corte Española y un cortesano italiano, Pietro Martir D’Angleria (1457-1526) no duda en recogerlas. En el libro de título “De Orbe Novo. Decades” D’Angleria  habla de una especie de unto vegetal aplicado en las puntas de flecha que era mortal de necesidad y, además, la muerte acontecía bajo dolores horribles y ataques cercanos a la rabia.

No obstante, no es hasta el s. XVII cuando empieza a repetirse la palabra Curare como origen de dicho tóxico. En un libro de José Gumilla, se relata su modo de fabricación y las diferencias en ella y las dosis, dependiendo de las naciones indias que lo poseen. Él mismo fue un preso de los indígenas, pero respetado por sus conocimientos médicos y al que los curanderos dejaban ver sus rituales. En concreto, el curare se clasifica según tres grados de dosis, de tal modo que se establecía en función de los saltos que un mono (presa habitual) podía dar antes de caer paralizados y muertos. Esas tres categorias (que serían de “un salto”, “dos saltos” o “tres saltos”) corresponderían a “curare de calabaza“, “Tofcurare” y “Tubocurare“.

curare

detalle de planta de curare

En 1735, se manda la primera expedición científica de la “Academia de Ciencias de París”, encabezada por La Condomine (francés) y los hermanos Ulloa (españoles), para realizar un estudio sobre esas mortales plantas. Veinte años después, se publica “Historia Natural de Nueva España” y La Condomine se aprovisiona de gran cantidad de curare para experimentar a su regreso a Francia.

Hasta el siglo XIX, todos los experimentos llevan a una única conclusión: el sujeto de estudio necesita una fuente de ventilación para poder recuperarse, pues el curare afecta a la musculatura respiratoria. Sin embargo, a mediados de dicho siglo, el científico Claude Bernard demuestra que la acción del Curare no era un fallo nervioso, sino un fallo en la capacidad de los músculos para responder a una estimulación directa. (Inyectando curare en una rana, observó parálisis muscular. Pero si se estimulaba cualquier músculo del anfibio, el músculo respondía). De tal modo que la acción del curare queda localizada en algún punto entre el nervio y el músculo: hay un bloqueo de la transmisión neuromuscular.

En 1858, el curare de calabaza se inyectó en un humano por primera vez y se observó: ptosis ocular, cambio en la voz, debilidad de los músculos de la nuca e incapacidad para tragar. El objetivo de esta práctica era tratar el tétanos pero sin éxito, lo que hace que el interés por esta planta se pierda. No obstante, los extractos purificados empiezan a fabricarse industrialmente:

  • Tabloid (1891) para inyección subcutánea
  • Curaryl-Byk (1904), a partir de curare en bruto y purificado
  • Curare Merk
  • Intoscotin-Squibb (1940) en EE.UU.

No sería hasta 1947 cuando Cecil Gray y Halton sustituyeron la anestesia profunda con ciclopropano por una dosis de curare al principio, permitiendo una mejor intubación traqueal y sustituyendo el ciclopropano por nitrógeno y oxígeno. Para revertir el efecto se empleó neostigmina y atropina.

¿Pero cuál es el principio activo?

Durante siglos, la fórmula química fue una incógnita y, de hecho, hubo que esperar a que Henry Dale, ya en el siglo XX, aislara el alcaloide principal: la tubocurarina. Y se esperó otros 30 años de su aislamiento, en forma de cloruro, para determinar su estructura correcta.

De hecho, se le suponía una estructura de sal amónica doble errónea que llevó al desarrollo de curarizantes sintéticos más simples, los cuales son los que se emplean en la anestesia actual.

¿Cómo es su estructura y cómo actúa?

Antes de ir, en concreto, con ello, toca una breve lección para centrarnos (y que también complementa un poco la terminología usada en mi entrada anterior).

Como decía antes, Bernard descubrió que había un bloqueo en la transmisión neuromuscular. Dicha transmisión es la se se establece entre 2 fibras nerviosas en los ganglios o entre una fibra y el órgano efector, y sólo se lleva a cabo mediante la liberación de un mensajero químico o neurotransmisor, que muchos visualizamos así:

neurotransmisor

El pistoletazo de salida se lo da un impulso nervioso, de modo que atraviesan la sinapsis y se unen a unos receptores (postsinápticos) dando lugar a la respuesta bioquímica. Como no todo suele ser simple, es muy probable que un mismo neuroreceptor muestre afinidad por distintos subtipos de receptores dando lugar a distintas respuestas bioquímicas.

Por esa razón, los neurotransmisores son los candidatos idóneos para moderar estos procesos, recibiendo el nombre de antagonistas si la bloquean o agonistas si la mimetizan/disminuyen su acción.

Nuestro sistema nervioso es muy complejo y se suele hablar de Sistema Nervioso Central y Sistema Nervioso Autónomo. Para comprender y reducir todo al campo de “nuestro” principio activo, hablaremos del S. N. Autónomo.

Dicho sistema está formado por:

  • el sistema simpático, el cuál emplea como neurotransmisores la acetilcolina (ACh) para los ganglios y la noradrenalina para las células efectoras
  • el sistema parasimpático, el cual emplea sólo la acetilcolina para ambos.

IMG_20140221_232908[1]

Ambos sistemas inervan la mayoría de nuestras vísceras actuando del modo siguiente:

  • la descarga adrenérgica (noradrenalina) nos conduce al estado de alerta.
  • la descarga colinérgica (acetilcolina) a los efectos contrarios entre los que predominan las funciones vegetativas.

Por ejemplo, se sabe que en la descarga colinérgica hay una unión neurotransmisor-metabolismo, de tal forma que la acetilcolina se libera, desencadenando la respuesta esperada, y se vuelve al estado de estimulación basal metabolizándola por hidrólisis catalítica (la enzima es: acetilcolinesterasa).

Después de todo ésto, nos queda apuntar que la tubocurarina es solo uno de los múltiples alcaloides que pueden reproducir parte de las acciones que se atribuyen a los procesos de transmisión de la acetilcolina. Y, de hecho, hay dos tipos de receptores según se unan a derivados de la muscarina (muscarínicos) y de la nicotina (nicotínicos).

IMG_20140221_230656[1]

¿Perdidos cómo en el Amazonas? Espero que no. Además, ya estamos cerca de destapar el secreto del curare…

La tubocurarina, alcaloide principal del curare, es el primer compuesto conocido con actividad antagonista sobre los receptores nicotínicos de la unión neuromuscular.

tubocurarina

cloruro de tubocurarina

¿Por qué? ¿A qué se debe? Se debe a que su estructura presenta dos centros catiónicos (N+) separados por 1.4 nm, que es justo la distancia “curarizante” o “nicotínica” en dichas uniones. Ésto permite su anclaje perfecto a uno de los centros de unión de la acetilcolina y sobre otra zona accesoria (en la que se supone hay un resto de cisteína)

Ésta característica, aparentemente tan simple, es la responsable de su efecto paralizante, característica presente en los demás bloqueadores obtenidos a partir de sales de amonio dobles. Y para terminar (hoy no os pongo largas rutas metabólicas), presentamos los dos subgrupos de bloqueadores nicotínicos en función de su modo de acción:

  • Despolarizantes o leptocurares: que dan lugar a una inhibición de origen no competitivo respecto a la acetilcolina, lo que no es deseable desde el punto de vista terapéutico y, de hecho, sólo hay uno que se emplee y es el suxametonio
  • No despolarizantes o paquicurares: los que si se emplean a nivel terapéutico, ya que dan lugar a una inhibición competitiva por lo que su acción revierte en presencia de inhibidores de la acetilcolinesterasa. Por ejemplo: bromuro de pancuronio o atracurio.

Espero que os haya resultado interesante, sobre todo porque la Naturaleza no da puntada sin hilo, ¿no creéis?

Referencias:

– “Historia de la anestesia en España (1847-1940)” Joaquín Cortés Laiño Ed. ARÁN

–  “Introducción a la Química Terapéutica” A. Delgado Cirilo Ed. Díaz de Santos