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La Química en masculino

Tarde del miércoles 14, surge #LunesPollas.

¿Cómo me las maravillaría yo? ay, ¿Cómo me las maravillaría yo para hablar de pollas el lunes?” Así estaba esa tarde, delante del ordenador y armada de papel y boli para apuntar ideas…

Sinceramente, aún no sé como me las maravillaré, pero este post hay que encarrilarlo y acabarlo, ¿no?.

Ideas tuve alguna y artículos encontré. Unas alocadas, otros predecibles, otras aprovechando el hilo de algún tirón mediático,…, pero como no creo que vaya a superar, ni remotamente, el “cultivo de penes en laboratorio”,… He decidido abordar el tema como lo hago casi siempre: unas pinceladas históricas y/o curiosas, para después tratarlo de una forma totalmente Orgánica , en este caso, y desde el Principio del Pene (no es un principio teórico, no).

Puesto que si pensamos en el atributo masculino, la mayoría de nosotros enlazaríamos con el concepto de virilidad. ¿Por qué no hacer un repaso por las deidades más viriles de distintas civilizaciones y religiones politeístas? Vamos a ello:

En el Antiguo Egipto, el dios lunar, de la fertilidad y la vegetación, así como de la lluvia y protector de mineros y comerciantes era Min. Se le representaba con un sólo brazo y con el falo erecto, y se le consideraba hijo de Ra, si bien se cree que su divinidad le fue conferida a una edad adulta. Según algunos sitios consultados, Min no pudo ir a una batalla por su discapacidad y quedó en la ciudad con mujeres, ancianos y niños. La batalla se alargó más de un año y, al regresar, los soldados supervivientes se encontraron con sus esposas embarazadas o que acababan de tener un bebé. Más que sospechoso, ¿no? (podéis continuar el relato aquí)

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Adelfas: Oleandrigenina, molécula mortal

¿Me echabais de menos? Después de un más que largo descanso veraniego, vengo con un conjunto de historias que giran en torno a una planta muy común, que todos conocéis y que es mortal de hojas a tallo.

Para adelantaros un poco, os diré que enlazaremos la época griega y romana, con su parte de mitología y superstición, con la literatura y el cine, y con la ciencia forense. ¿Os apetece?

Bien, empezaré por deciros que tenía varias ideas antes de este post pero que, por caprichos del destino, todo me llevaba una y otra vez a la planta protagonista. Por tanto, decidí dejar los demás e intentar hilar toda la información y leyenda alrededor de ella.

La planta en cuestión es la Adelfa, un bello arbusto con hojas afiladas y flores muy parecidas a las rosas. De hecho, su nombre en griego es neriom y en latín Nerium, que se relaciona con Nereus, dios del mar y padre de las Nereidas. También la conoceréis como rododendro o rododaphe (rodo, de rosa y daphe, de laurel) y a la flor, rosa de laurel.

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Ya por la época griega, Dioscórides la describe como una planta cuyas hojas y flores son veneno mortífero para los perros, los asnos, los mulos y muchos animales cuadrúpedos. Aunque recoge la creencia de que mezclada con vino, actúa como antídoto para mordeduras de fieras.
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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

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.

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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).

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¿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

Opio, malaria y Tirosina

Aparentemente, al leer el título habréis pensado que no hay relación entre ellos. Pero están muy relacionados por la Tirosina, uno de los 20 aminoácidos esenciales que forman las proteínas y uno de los “precursores” de alcaloides. Aprovecharé esta relación para mostrar cómo el principio activo presente en un organismo vivo, como es una planta, es útil para nuestra vida cotidiana y es la base de muchos medicamentos a los que se suele tachar de “sintéticos”, “químicos”,…, cuando su base es tan natural y orgánica como nosotros (que somos pura química).

En concreto, os hablaré de la planta llamada adormidera, belladona o papaver somniferum, una especie muy parecida a la amapola que se caracteriza por sus flores blancas o lilas con el centro morado y una gran cápsula redonda y rígida donde se encuentran sus semillas. Muchos de vosotros la habréis visto en el campo o algún jardín como una mala hierba puesto que, pese a la prohibición de su cultivo (por ser la fuente natural del opio y, por ende, de la heroína), el hábitat natural de esta planta son las tierras calcáreas y mixtas de Europa. En la actualidad, el cultivo ilegal se sitúa mayoritariamente en Afganistán.

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Pero vayamos a la planta, en su cápsula nos encontramos con una mezcla de alcaloides (compuestos heterocíclicos orgánicos) como los isoquinoleicos y los morfinanos (morfina, codeína y tebaína) y ácidos mecónicos. Esta mezcla supone un 20% del total en alcaloides, los cuales son constituyentes de un grupo importante de analgésicos como son los opiáceos.

Usado en el antiguo Egipto para combatir el dolor de cabeza, en el siglo lll a.C. era conocido como jugo de adormidera en el Imperio Romano y, en la Edad Media, se utilizaba el extracto líquido de la planta y se le denominaba láudano.

En 1806, Friedich Sertuner logró aislar su principal componente al que llamó morfina. En 1868, la farmacéutica Bayer, logró sintetizar una molécula tres veces más potente en efecto a la que denominaron heroisch. Y, en 1944 debido a la ll GM, el mercado de opio quedó bloqueado para Alemania, investigadores alemanes sintetizaron otro derivado con gran poder analgésico al que denominaron adolfina (en homenaje al Fürher).

Su poder analgésico reside en su carácter de agonistas puros no selectivos de los receptores opioides μ, δ y κ; actuando como las endorfinas. Actúan sobre la superficie de las células nerviosas y las células de músculo liso del intestino, uniéndose perfectamente al final del axón presináptico de la célula nerviosa y modulando la liberación de los neurotransmisores. Haciendo ésto,  inhiben la entrada en funcionamiento del potencial de acción y disminuye la sensación de dolor. Otra forma de expresarlo: inhiben la recaptación de noradrelina y la serotonina, el cual es el mecanismo de la transmisión nociceptiva (encargada de la transducción, transmisión y modulación del dolor).

Todos los derivados del opio se conocen como

  • opiáceos, si tienen origen directo del opio como son: morfina, codeina, tebaína, papaverina y noscapina.
  • opioides, si son semisintéticos como la heroína y la buprenorfina o sintéticos como la metadona.

Aunque, a día de hoy, no hace falta partir del opio. La morfina se puede obtener por la ruta biosintética de la Reticulina, formada a su vez por dos grupos de Tirosina (aminoácido aromático, presenta un grupo de fenol).

tirosina-morfina

Partiendo del ác. Prefénico, al que se llega por la ruta del ác. Shikímico encontramos la ruta para la síntesis de la L-Tirosina:

L-tirosina

En el campo de la analgesia, existe otro grupo de analgésicos que no llega a ser considerado como un opiáceo, sino como un derivado con una potencia sobre una 1/10 -1/6 parte. Entre ellos, el más potente es el conocido como tramadol, el cual suele presentarse como hidrocloruro siendo su estructura:

Tramadol2d

Los usos terapéuticos de estos compuestos son:

  • sedación,
  • euforia (reducen la ansiedad),
  • analgesia,
  • depresión respiratoria (provocando una reducción de las respiraciones/minuto),
  • supresión de la tos y
  • acciones neuroendocrinas.

Paradójicamente, ciertos opioides son utilizados para desintoxicar del consumo de opioides y prevenir recaídas; como es el caso de la metadona (sintético) frente a la heroína, una droga que causa mucha dependencia por la rapidez con la que el organismo nota sus efectos. Es lo que se denomina Programas de mantenimiento con agonistas.

Como curiosidad, os pongo los usos de las semillas. De ellas se puede obtener un aceite que se utiliza en pastelería y repostería. Tranquilos, en las semillas no hay presencia alguna de alcaloides. También se obtiene un secante para pinturas y un aceite para barnices, ladrillos y hasta piensos animales. Y es un antioxidante natural del flavónico.

Para concluir este post y que veáis otro punto para confiar en los alcaloides naturales (saldrán, seguramente, en futuras entradas) es la noticia que ha salido hace poco más de un mes. Hay grupos de investigadores alemanes y suizos que están estudiando una posible cura para la malaria. Según sus primeros estudios, las enzimas presentes en la ruta biosintética no mevalonica de terpenos (presentes en plantas y patógenos humanos pero no en mamíferos) se han identificado como estructuras diana para el desarrollo  de herbicidas y de enfermedades infecciosas como la malaria, gracias a su interacción con ciertos alcaloides, denominados pseudilins.

Explico, tanto los terpenos como los alcaloides, siguen la misma ruta metabólica como veis en el cuadro. El llegar a terpenos o alcaloides dependerá de que en dicha ruta intervenga o no el mevalonato.

fotosintesis

Salirse de esa ruta para obtener herbicidas que  no sean perjudiciales para los seres humanos, les ha permitido dar con estos metabolitos intermediarios que presentan un mecanismo totalmente distinto. Al estudiar este mecanismo por difracción con Rayos X, el equipo observó que los pseudilins se unen a un bolsillo alostérico (la presencia de iones metálicos fortalece dicho enlace) de la enzima estudiada y cambian su forma. De esta forma, el co-sustrato requerido para el funcionamiento apropiado de la enzima ya no puede “atracar” en el sitio de unión en el centro activo.

alcaloidehalogenado

(pseudilin, alcaloide aromático halogenado)

Los pseudilins demostraron actividad herbicida en ensayos de plantas y se activaban frente a Plasmodiun faciparum, el patógeno que causa la malaria trópica y que depende de la ruta de dicha síntesis no mevalónica para su supervivencia. Como veis, todo un punto de partida. Estaremos pendientes de posibles avances.

– Vademecum.
– Seidenberg, H. y Honeger, U. (2000) “Metadona, Heroína y otros opioides” Granada, Ed. Díaz de Santos
– François Diedrich “Pseudiins: Halogenated, Allosteric Inhibitors of the Non-Mevalonate Pathway Enzyme IspD”. Angewandte Chemie International Edition