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EL BUENO, EL FEO Y EL MALO LOS ALCALOIDES

Los mejores perfumes vienen en frascos pequeños. ¿Quién no ha oído esta frase alguna vez? ¿Será porque su fragancia está muy concentrada y basta con aplicar apenas dos gotitas? Sería un buen ejemplo para contarte la principal característica que tiene este grupo de compuestos químicos. Te estoy hablando de los alcaloides, seguramente las moléculas más peligrosas de todos los metabolitos secundarios que producen las plantas, las que más víctimas han causado y las que mayor impacto social han tenido. Los alcaloides han provocado guerras, ruinas, alimentado grandes fortunas, causado muerte, dolor y sufrimiento y tienen mucha presencia social en nuestro día a día. Basta con salir a la calle, ver cualquier serie de televisión o quizá vivir ese drama en el entorno familiar. Por otra parte, también han salvado muchas vidas. Además, sin ellos la mayoría de los procedimientos quirúrgicos serían impensables, porque ningún paciente soportaría el dolor. Se trata de una familia muy diversa de más de 20.000 alcaloides de los cuales más de 12.000 se han identificado en plantas. Son moléculas que contienen nitrógeno, derivan de los aminoácidos y están presentes en el 20-25 por ciento de las plantas superiores, pero, sobre todo, son conocidas por sus importantes efectos farmacológicos en animales.

Se caracterizan porque muy poca cantidad de estos compuestos tiene un efecto fisiológico muy potente, tanto que puede resultar letal. Como ese perfume concentrado con el que, si te pasas, apestas, y del que solo debes usar una gotita para que tenga el efecto deseado.

Durante los últimos cien años no ha estado clara la función de los alcaloides y se ha sugerido que podrían ser desechos nitrogenados, como ocurre en los animales con la urea o el ácido úrico. También se propuso que podrían ser compuestos de almacenamiento de nitrógeno o reguladores de crecimiento, pero no había evidencias científicas que confirmaran esto. Ahora sabemos que la mayoría de estas moléculas actúan como defensa frente a predadores, especialmente mamíferos. De hecho, cada año hay un número importante de ganado que se envenena por consumo de grandes cantidades de plantas que contienen alcaloides (altramuces, albarraz y hierba cana). ¿Y esto no ocurre con animales salvajes? Pues no, y básicamente es porque los animales salvajes han estado sujetos a la selección natural, y los animales de granja se han domesticado y «no aguantan na», como dirían por mi Andalucía.

Prácticamente todos los alcaloides son tóxicos para los humanos a determinadas dosis y eso se debe a su facilidad para atravesar la barrera hematoencefálica, por lo que directamente llegan al cerebro o al sistema nervioso. Una vez allí, su estructura química es similar a la de muchos neurotransmisores, que son las moléculas que transmiten el impulso nervioso de una célula a otra. Esto hace que sean capaces de activar los receptores de estos neurotransmisores, provocando estímulos nerviosos que realmente no ha ordenado tu cerebro. El cerebro no puede eliminar estas moléculas porque no tiene enzimas que las reconozcan, por lo que su efecto se queda durante más tiempo que en un estímulo nervioso real. En otros casos lo que hacen es inactivar los canales que vuelven a introducir estos neurotransmisores y que los estímulos sean más intensos, de ahí todos los efectos que diferentes alcaloides tienen en la sensación del placer, del dolor o de la percepción. En cantidades ínfimas un gran número de ellos son útiles desde un punto de vista farmacológico, ya sea como relajantes musculares, tranquilizantes, antitusivos o analgésicos, y otro buen número está siendo evaluado continuamente por presentar efectos intensos muy prometedores para la medicina. La lista sería interminable, y no te voy a hablar de todos porque tendríamos para otro libro y este acaba de empezar, pero sí me gustaría recordarte algunos conocidos, tanto y tan importantes que algunos ocuparán un capítulo entero.

Debo decirte que, aunque son producidos mayoritariamente por las plantas, estas no son los únicos organismos que los producen. Se han aislado alcaloides también en bacterias, medusas, esponjas, hongos, vertebrados y artrópodos. De hecho, varias especies del género bacteriano Streptomyces nos han suministrado una amplia lista de antibióticos cuya naturaleza es de tipo alcaloide.

Pero, volviendo a las plantas, los alcaloides están ampliamente distribuidos. Aproximadamente una de cada cuatro plantas tiene alcaloides y en algún caso su concentración puede suponer el 10 por ciento del peso seco. La composición y abundancia varían de unas especies a otras, e incluso dentro de la misma especie su concentración puede cambiar según el momento del día. De forma general, piensa que si hablamos de una planta que no ha sido domesticada, su contenido en alcaloides, y seguramente la toxicidad de estos, será mayor que en aquella que hemos seleccionado a lo largo de la historia como alimento.

En las novelas de Agatha Christie, uno puede morir de muchas formas, pero una de las favoritas de la Reina del Crimen era el veneno. El arsénico y el cianuro han tenido mucha presencia, pero cuando el veneno era de origen vegetal, solía usar estricnina, ricina, digitalina, cicuta, aconitina y algunos más..., que, oye, sesenta y seis novelas te hacen ser creativo hasta para matar.

LA ESTRICNINA

La estricnina es un potente alcaloide cuya fuente más común son las semillas del árbol Strychnos nux-vomica, también conocido como nuez vómica. Los efectos tóxicos y medicinales de este árbol son bien conocidos desde los tiempos de la antigua India, aunque el compuesto químico en sí no fue identificado ni caracterizado hasta el siglo XIX. La estricnina fue descubierta por primera vez por los químicos franceses Joseph Bienaimé Caventou y Pierre-Joseph Pelletier en 1818 en el haba de San Ignacio (Strychnos ignatii, llamada así porque fue el nombre que le puso el botánico jesuita Georg Kamel en honor a san Ignacio de Loyola. Es un pariente cercano de la nuez vómica). Su estructura fue determinada por primera vez en 1946 por sir Robert Robinson y en 1954 este alcaloide fue sintetizado en un laboratorio por Robert B. Woodward. Esta es una de las síntesis más famosas de la historia de la química orgánica. Ambos químicos ganaron el Premio Nobel (Robinson en 1947 y Woodward en 1965).

Podría ser un buen veneno porque es incoloro, pero habría que camuflar su sabor porque es muy amargo, de ahí su nombre, ya que hace vomitar. A pesar de que el envenenamiento por inhalación, ingestión o absorción a través de los ojos o la boca puede ser fatal, la muerte solo debería ocurrir si, en el caso de ingestión, se trituran o mastican las semillas, dado que al ser demasiado duras seguramente no se puedan digerir. En el peor de los casos, habrá convulsiones musculares y finalmente la muerte por asfixia. Ya ves que no te detallo toda la retahíla de síntomas previos al deceso, porque si la señora Christie eligió este veneno para muchas de sus obras, es porque a sus lectores nos va el morbillo, y el envenenamiento con estricnina produce algunos de los síntomas más dramáticos y dolorosos conocidos de cualquier reacción tóxica.

Bueno, ¿y este alcaloide sirve para algo más que para cargarse al personaje de la novela de Agatha Christie? Pues espera y verás. Yo entiendo su uso como estimulante recreativo, pero no llego a asimilar que a finales del siglo XIX y principios del XX se utilizara como potenciador del rendimiento deportivo. Era la energía para el triunfo del atletismo. Imagínate: maratón de los Juegos Olímpicos de 1904 (en San Luis, Estados Unidos). Lo que te voy a contar es digno de una película de Berlanga si hubiera ocurrido en España. Aquella maratón no tenía prácticamente organización, y participaban poquitos países. La carrera tuvo lugar bajo un intenso calor, y el recorrido transcurría a lo largo de un camino de tierra. Los coches escoba, a su paso, iban levantando un polvo que no solo dificultaba la visión de los atletas, sino que, además, estos se lo iban tragando. El que ganó la carrera hizo una pequeña parte corriendo y el resto en autostop. Se reconoció el fraude y fue expulsado del deporte durante un tiempo (mucho menos del que establecía la sanción). El que llegó segundo, Thomas Hicks, fue declarado ganador, pero durante su carrera, ya exhausto, sus compañeros le habían dado claras de huevo, coñac y 1 miligramo de estricnina, que con su capacidad estimulante podía ayudarle a llegar a la meta. Como el que le da un plátano a un ciclista en el Tour. La alcanzó alucinando y poco después se desplomó. Sobrevivió a esta imprudencia, aunque los médicos le dijeron que si se hubiera tomado otra dosis de estricnina, habría muerto.

Sí es cierto que, durante mucho tiempo, hemos aprovechado las propiedades de la estricnina para utilizarla como pesticida y matarratas, pero aquello también quedó atrás. En la Unión Europea los rodenticidas con este principio activo están prohibidos desde 2006.

LA SOLANINA

Si estamos hablando de alcaloides, el premio no se lo lleva la estricnina. Entre las plantas hay una gran familia que nos da mucho juego y que conoces de sobra. La familia de las solanáceas está repartida por todo el mundo (menos la Antártida, donde no es que no haya solanáceas, sino que no hay de nada a excepción de un par de especies vegetales). América, Asia, Australia, África, desiertos, bosques tropicales... albergan en sus terrenos algunas de sus cerca de 3.000 especies. En 2017, se descubrió un fósil de esta familia perteneciente a un género que aún existe y cuya fruta es muy típica de Colombia o México, llamado physalis (Physalis infinemundi), que encontraron en la región de la Patagonia argentina y data de hace 52 millones de años. Las solanáceas son plantas tan variadas que lo mismo las encontramos en alimentos que todos tenemos en nuestra cocina, en plantas que usamos en mi laboratorio como parte de nuestra investigación rutinaria o en plantas silvestres que, si tontearas con ellas, morirías. Sí, las solanáceas es la familia de las patatas, los tomates, los pimientos y las berenjenas, entre otras.

A pesar de esta enorme diversidad, tienen algo en común, y es que podríamos considerarlas como una verdadera fábrica de alcaloides, lo que ha originado que algunas especies sean mundialmente conocidas por sus usos medicinales, sus efectos psicotrópicos o por ser ponzoñosas. Si hurgamos entre ellas, encontraremos la que da nombre a esta familia, la solanina. Es un glucoalcaloide (o glicoalcaloide), es decir, contiene un azúcar y un alcaloide variable según se trate de patata (solanidina, chaconina), tomate (tomatidina) o berenjena (solasodina), mayoritario en hojas, frutos y tubérculos. El término solanina es un genérico para el alcaloide que forma parte de estas moléculas. Su sabor es amargo, y es por algo. La producción de estas moléculas es una estrategia de defensa contra herbívoros, lo que significa que sabe amargo para que el animal la pruebe y no coma más. Es el mejor mecanismo disuasorio, y, si insistes, tendrás alteraciones gastrointestinales (diarrea, vómito, dolor) y neurológicas (alucinaciones y dolor de cabeza) si ingieres 140 miligramos y pesas 70 kilos. A ver, ¡te lo está diciendo el sabor! ¿Qué ocurre? Pues que las plantas silvestres, como el estramonio, el beleño o la mandrágora, de las que luego te hablaré, no nos suponen un problema grave porque normalmente nadie se las come. Sin embargo, algunas de las plantas que tienen este alcaloide son importantes cultivos agroalimentarios, como la patata, el tomate, la berenjena o el pimiento. Todas fueron plantas silvestres hasta que llegó el hombre, las domesticó y dejaron de serlo. Eso ha supuesto que, por selección artificial, durante miles de años se hayan ido eligiendo los individuos que acumulaban menos alcaloides, hasta que llegamos a las variedades actuales, que tienen una pequeñísima cantidad de solanina. La patata de hoy tiene mil veces menos solanina, y el tomate «se deja comer» (el ancestral era tóxico). En el tomate no se ha reducido tanto el contenido como en la patata, pero siempre que no te lo comas verde, todo irá bien. Conforme va madurando, va perdiendo concentración, así que mejor maduros, y, si no, acuérdate del título de aquella película, Tomates verdes fritos.

Que se haya reducido considerablemente el contenido de solanina en las patatas, ¿significa que estamos exentos de intoxicarnos? Pues no. Para empezar, teniendo en cuenta que el contenido medio de este alcaloide es de 0,075 miligramos por gramo de patata, es poco probable que ingieras 1,8 kilos de patatas del tirón, pero puede ocurrir que la concentración aumente por distintas causas, como una infección por el temido hongo mildiu, la temperatura de almacenamiento, los daños por golpes, la luz... Si ves que tus patatas tienen «hijos» puede deberse a cualquiera de estos factores. La única precaución que debes tener es desechar aquellas que al pelarlas les encuentres piel y carne de color verdoso y cocinarla a 210 °C durante al menos diez minutos. Ese color denota la presencia de la solanina. Y ante la duda no te comas nunca una patata cruda... primero por los alcaloides y segundo porque si te ve alguien, dudará de tu salud mental.

Alimentos que contienen solanina.

Si bien es cierto que estas moléculas se utilizan en agricultura como un biopesticida, por sus propiedades fungicidas e insecticidas, eso no significa que algunos cultivos de solanáceas sean inmunes frente a ciertas enfermedades. ¡Ojalá!, pero no. Siguen viéndose afectados por plagas y enfermedades como el mildiu, la podredumbre de la patata, la mosca blanca, la araña roja o lepidópteros como la tuta. Es el efecto secundario indeseado de haber reducido su concentración en alcaloides. Más allá de la agricultura, los estudios sobre la investigación frente al cáncer con estos alcaloides (solanina, solasonina, solamargina...) acaparan mayor atención.

La hierba silvestre llamada tomatillo del diablo o hierba mora (Solanum nigrum) fue de donde se aisló por primera vez la solanina y, como su nombre indica, es muy tóxica (si algo lleva la palabra diablo en su nombre, tómatelo en serio). No se come verde, pero las bayas maduras y las hojas cocidas de variedades comestibles se utilizan como alimento (mermeladas, conservas o ingredientes) en algunos lugares. Mucha hambre tendría que pasar para comerme algo silvestre que sé que es tóxico, aunque esté maduro... Y, no obstante, esta hierba se registró como alimento durante la hambruna en la China del siglo XV y se toma en Etiopía en épocas de escasez. Sin embargo, si te das una vuelta por Kenia, Tanzania, la India o Ghana, entre otras regiones, comerse las bayas maduras de esta planta no solo es habitual, sino un manjar en algunos casos. A pesar de su toxicidad, o precisamente por eso, se ha utilizado en medicina tradicional como sedante, antiinflamatorio, antitumoral, antipirético y purgante, por lo que con ella se realizan numerosos estudios. Una revisión reciente (2023) ha mostrado que los alcaloides esteroides de Solanum nigrum exhiben sólidas propiedades antitumorales, ya sea de forma independiente o cuando se combinan con otros fármacos. Creo que en esta área lo mejor está por venir.

Todos identificamos las patatas y los tomates como plantas venidas de América. Que hasta el descubrimiento del Nuevo Mundo no conociéramos esas dos especies no quiere decir que la familia fuera una desconocida. En el Viejo Continente también existían solanáceas. La más común era la berenjena (Solanum melongena), que es una planta de origen africano, pero domesticada en la India, donde la mayoría de las especies silvestres que existen provienen de la variedad cultivada originalmente en el norte de ese país. La berenjena silvestre es una planta baja, espinosa y que da un fruto pequeño y amargo, bastante tóxico, lo que, como ya sabes, suele pasar con todas las plantas de esta familia. Desde el norte de la India tomó dos rutas opuestas. Las de la primera migraron hacia China, donde se desarrollaron variedades de fruto muy pequeño. Si viéramos las variedades chinas no las reconoceríamos como berenjenas. En la actualidad siguen siendo bastante desconocidas en Europa. Algunas recuerdan incluso a un tomate, por tener un color rojizo, pero al cortar el fruto, tiene textura de berenjena. Otras de estas variedades primitivas de berenjena cogieron el camino contrario desde la India y son las antepasadas de las berenjenas actuales. Aquí se buscaron frutos grandes y plantas sin espinas, aunque no todas las variedades las han eliminado por completo. La expresión meterse en un berenjenal hace referencia a que los agricultores saben que existen berenjenas que todavía conservan las espinas, pequeñas, complicadas de quitar y que su pinchazo es bastante doloroso. Recoger berenjenas no es una actividad agradable. Lo sé. Muchas horas de invernadero me avalan. Durante varios años trabajé con este cultivo, y he llegado a tener más de cincuenta plantas muy grandes y relativamente juntas en un invernadero que producía berenjenas moradas rayadas. Literalmente me he metido en un berenjenal para poder cortar los frutos y me he llevado más de un pinchazo.

Diferentes variedades de berenjena (Solanum melongena). En el centro, la que le da su nombre en inglés: eggplant.

Actualmente, cuando nos imaginamos una berenjena grande, de pulpa blanca, con semillas muy pequeñas y de color morado estamos pensando en la berenjena black beauty, una variedad cuya primera referencia aparece en Estados Unidos en el año 1911. Su origen es incierto, pero parece un híbrido hecho a partir de material genético de diferentes procedencias, todas occidentales (frutos grandes), caracterizado por su sabor suave. Sabemos que las primeras variedades de berenjena que llegaron a Estados Unidos no eran moradas porque su nombre en inglés americano es eggplant, ‘planta huevo’, por lo que debían de ser blancas. En los bancos de semillas pueden encontrarse berenjenas moradas y negras, pero también blancas, rojas o amarillas. La pulpa puede ser blanca o no. En general, muchas variedades antiguas, cuando las cortas, se vuelven negras enseguida por la acción de los antioxidantes que contienen.

La berenjena, como buena solanácea, también contiene alcaloides, más allá de la solanina. Si alguna vez comes una berenjena cruda o poco hecha, notarás un sabor ligeramente picante, y la lengua te quemará un poco. Puede ser debido a la presencia natural de histamina y de ácido oxálico, que son capaces de generar una sensación de picazón o quemazón en la boca y la garganta en personas sensibles. Pero también hay otra molécula responsable: la nicotina, un alcaloide encontrado principalmente en la planta del tabaco (Nicotiana tabacum), con alta concentración en sus hojas. Constituye cerca del 5 por ciento del peso de la planta. La nicotina debe su nombre al embajador francés en Portugal Jean Nicot de Villemain, que envió el tabaco y sus semillas a París en 1560, lo presentó al rey de Francia y promovió su uso medicinal. Ya ves, medicinal. Se creía que fumar protegía contra las enfermedades. A finales del siglo XVII, esta especie, además de para fumar, también se usaba como insecticida. No en vano, es un potente veneno y no solo para nosotros. Después de la Segunda Guerra Mundial, se utilizaban más de 2.500 toneladas de insecticida con nicotina en todo el mundo, cifra que empezó a descender cuando se comercializaron otros productos menos agresivos y más baratos, hasta llegar a 2014, cuando se prohibió este ingrediente en los plaguicidas.

Dado que la planta la fabrica como molécula de defensa, se ha visto que Nicotiana attenuata, una variedad de tabaco silvestre nativa de Norteamérica, aumenta la producción de nicotina cuando la ataca un herbívoro. Sin embargo, como consecuencia de la evolución, hay predadores que se han hecho resistentes a la nicotina. El gusano del tabaco (el estado larvario de la polilla Manduca sexta) se alimenta de hojas de algunas solanáceas. Es más conocido por ser un organismo modelo en neurobiología, debido a que es fácil trabajar con su sistema nervioso, a su corto ciclo de vida y su sencillo mantenimiento. Para este gusano, la nicotina no solo no es venenosa, sino que la metaboliza perfectamente y es capaz de utilizarla en su propio beneficio para liberarla al aire desde los espiráculos con el fin de disuadir a las arañas lobo que pretendan darse un festín. En dos palabras, exuda nicotina. Este fenómeno tiene un nombre muy curioso y oportuno: halitosis tóxica (o defensiva). Y entonces, ¿qué hace la planta?, ¿se resigna a que exista un puñetero gusano que acabe con ella y se aproveche de la energía que invierte en sintetizar alcaloides? Para nada, siempre va un paso por delante y, en caso necesario, pone en marcha el plan B: emitir moléculas volátiles que atraigan insectos del género Geocoris para que se alimenten de esos gusanos y dejen al tabaco en paz. Realmente estos insectos son considerados beneficiosos para la agricultura, dado que nos ayudan de forma natural y de buen rollo (para nosotros, no para sus presas) a eliminar plagas. No es un caso aislado de robo de moléculas ajenas. De hecho, es algo bastante común y muchas orugas almacenan venenos. Por ejemplo, la oruga oriental mastica plantas que están cargadas de cianuro de manera que lo acumula y lo vomita sobre las hormigas merodeadoras. Sin embargo, la nicotina es demasiado venenosa para acumularse y para el pequeño (pero precioso) gusano del tabaco es más fácil metabolizarla y «vapearla» a través de la piel.

Siguiendo con la nicotina, en bajas concentraciones es un estimulante y uno de los principales factores de adicción al tabaco. La molécula alcanza pronto el cerebro del fumador. Al inhalar, el humo hace llegar la nicotina a los pulmones junto con las partículas de alquitrán asociadas; de ahí, pasa a la sangre. Entre diez y sesenta segundos después, la nicotina atraviesa la barrera hematoencefálica y penetra en el cerebro. Si aún no lo has dejado, estás a tiempo (nunca es demasiado tarde y te alegrarás). Y si necesitas ayuda, pídela. Se puede, de verdad.

Pero este libro no va de insectos sino de plantas, así que en esta ocasión nos vamos a ir muy lejos sin movernos del sitio. Prepárate, que volamos.

Nombre común	Nuez vómica
Nombre científico	Strychnos nux-vomica
Usos populares	Veneno.
Usos confirmados por la ciencia	Veneno.
Curiosidades	La estricnina fue el veneno elegido por Agatha Christie en su primera novela, El misterioso caso de Styles, publicada en 1920. En aquella época la estricnina aparecía en preparados medicinales como vigorizador muscular, reconstituyente, digestivo e incluso como tónico cardíaco. Ninguno de esos usos tiene aval científico.

 

 

Nombre común	Tabaco
Nombre científico	Nicotiana tabacum
Usos populares	Afecciones pulmonares y diversas enfermedades respiratorias en muchas culturas precolombinas.
Usos confirmados por la ciencia	No solo no soluciona ningún problema respiratorio, sino que es un potente cancerígeno.
Curiosidades	Las hojas del tabaco, debido a su toxicidad, pueden utilizarse como insecticida, acaricida o fungicida... ecológico.