lunes, 28 de octubre de 2013

Ciencia Picante


Para muchos la sensación de picante del ají es uno de los mayores placeres en la comida. Por ejemplo, nuestros amigos mexicanos comen no sólo los tacos y burritos con ají, sino también la sandía, las cabritas, entre otras muchas cosas. Para otros sin embargo esto puede resultar una experiencia  bastante desagradable, incluso dolorosa. "Por favor no le pongan tanto ají!!".
 En la columna de esta semana hablaremos sobre la ciencia del ají, sobre el por que de sus efectos en el cuerpo, y sobre lo mucho que los científicos han aprendido a través del estudio de esta especie.

El ají no es algo nuevo en América, estudios antropológicos han demostrado que esta especia ya era consumida aquí hace más de 6000 años, y que fueron los europeos al explorar el nuevo continente, quienes luego lo introdujeron a lugares como India y Thailandia (actualmente conocidos por su comida picante). En Chile es común encontrar el ají verde y el ají cacho de cabra (para los mas fuertes dicen), sin embargo en el mundo la variedad es tremenda variando en color, forma, tamaño y por supuesto grado de picantés. Todas estas variantes sin embargo pertenecen a un mismo genero denominado Capsicum, el cual incluye al menos 25 especies diferentes, cada uno con sus propios variedades, pero con la característica común que todos ellos contienen en menor o menor grado, un componente químico llamado Capsaicina (Figura 1). Es precisamente la cantidad de este compuesto, la cual se mide en unidades Scoville (SHU, del inglés Scoville heat) la que determina el grado de picantés de un ají.

Figura 1:, estructura química tridimensional de la molécula de Capsaicina (carbono: gris; hidrógeno: blanco; oxígeno: rojo; nitrógeno: azul)

Capsaicina es una molécula hidrofóbica, lo cual significa que no se disuelve fácilmente en agua. Si analizamos la estructura de este compuesto entenderemos el porque, Capsaicina consiste en una cadena larga de átomos de carbono e hidrógeno, esta combinación genera una diferencia de carga muy pequeña entre los átomos que no será suficiente para romper las interacciones entre moléculas de agua e interactuar con estas para meterse en el medio. Esto es muy distinto a lo que pasa con la sal de mesa Na+Cl-, la cual es lo suficientemente polar para ser "aceptada" por las moléculas de agua e interactuar (disolverse con ellas). Esta propiedad hidrofóbica que muestra la capsaicina es muy importante, pues permite entender porque es aconsejable tomar leche o yogurt cuando la sensación picante resulta intolerable. La grasa de los lácteos tienen una estructuras bastante similares a la capsaicina (cadenas largas formadas por átomos de carbono e hidrógeno) y por lo tanto podrían interactuar con este compuesto "atrapándolo"(disolviéndolo) entre ellos, el mensaje aquí es que lo similar disolverá a lo similar y capsaicina y grasas son similares, mientras agua y ésta no lo son.

Ahora bien, qué es lo que produce esta sensación de picantés? Cuando capsaicina es ingerida ésta se enlaza y activa a un receptor llamado VR1 (del ingles vanilloid receptor subtype 1) presente en las neuronas receptoras de dolor en nuestra piel, boca y lengua. VR1 es un canal iónico, es decir, es una proteína que mediante la apertura de un poro en su estructura, permite el paso de elementos con carga eléctrica a través de la membrana de la célula. Se piensa que VR1 originalmente funcionó como un detector de altas temperaturas (para percibir quemaduras) puesto que sólo a temperaturas superiores a 43°C su poro se abre y permite que los iones pasen. Lo que resultó interesante de descubrir es que no solamente la temperatura puede abrir este canal, sino que también ciertas moléculas orgánicas, una de ellas es precisamente la capsaicina. Entonces este canal iónico al unirse a capsaicina se abre y permite la entrada de iones con carga positiva (cationes) tales como Ca2+, Mg2+ o Na+ (calcio, magnesio y sodio, respectivamente). Como la membrana de una neurona en reposo tiene un potencial eléctrico negativo en su interior, el ingreso de cationes hará que la membrana neuronal se despolarice (el valor del potencial se acerca transitoriamente a 0). De manera que la entrada de calcio, y la despolarización concomitante, generan una cascada de eventos moleculares que permiten que en la terminación de la neurona se liberen sustancias químicas que estimularán a la neurona siguiente, este proceso se denomina comunicación sináptica. Esta serie de estímulos mediados por neuronas terminarán siendo procesados por nuestro cerebro luego de viajar por el sistema nervioso periférico. Esta  señal será la misma que el cerebro percibiría si una se quemará o comiera ají merkén, esto explica la sensación de quemado, o ardor, que produce el ají (el cerebro sólo detecta la señal de disparo de neuronas producto de la activación del canal VR1 y no discrimina si ésta se generó por comer ají o es en realidad el resultado de una quemadura).


Figura 2: Canal ionico antes y después del enlace de Capsaisina a éste. Capsaicina induce un cambio estructural en la membrana celular permitiendo la apertura de un canal ionico el cual permite el ingreso de cationes (iones con carga positiva), principalmente Ca2+.

Se estima que al menos un tercio de la población mundial consume a diario algún tipo de ají. La pregunta del  millón entonces es, por qué tal gusto por el ají?... mmm la respuesta no resulta clara. A fines de los 70 en México salió al mercado un snack con sabor a ají pero sin capsaicina, saben que paso?  A los mexicanos no les gusto y el producto salió rápidamente del mercado, ellos no querían sólo el sabor sino también la sensación generada por esta molécula.

La exposición repetida a este compuesto genera cierta tolerancia permitiendo que uno pueda comer ajies más picantes y sentir el mismo efecto. Por otra parte, el dolor causado por esta sustancia conduce a la liberación de endorfina el analgésico natural que el cuerpo libera contra el dolor, generando una sensación de agrado, es posible que dicha sensación sea una de las causantes del gusto el ají.  Otros estudios sugieren que el gusto por el ají es netamente psicológico, y que se origina mas bien por el gusto como humanos de exponernos a experiencias de dolor o peligro, eso si  siempre y cuando sepamos que estos no significan un riesgo real.

El conocimiento del mecanismo de acción de esta molécula ha permitido a los científicos no sólo comprender el mecanismo de acción por el cual el cuerpo actúa frente a situaciones de dolor, sino que además a permitido generar una amplia variedad de usos industriales de este compuesto. Ejemplos de ello son su uso como spray repelente, como analgésico para el tratamiento de dolor crónico, aprovechando la tolerancia que se genera por la exposición repetida a este compuesto, o su uso como bactericida (capacidad de matar bacterias). Es sorprendente ver como este sencillo producto, así como tantos otros que pasan igualmente desapercibidos, puede ayudarnos a estudiar no sólo aspectos biológicos de nuestro cuerpo, sino también aspectos evolutivos y psicológicos. Es así como el día a día nos proporcionas las herramientas para generar ciencia.

FD & AL

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