ALCALOIDES

Guillermina Brambilla, María Eugenia Epifane, Luciana

Fumeo y Rodrigo Pontiggia (Alumnos de 4to año de la

carrera de Tecnología de Alimentos. Asignatura

Toxicología de Alimentos)

Alcaloides en alimentos Los alcaloides son sistemas heterocíclicos nitrogenados derivados de aminoácidos y

triterpenos. En general se encuentran formando sales con el ácido acético, oxálico,

láctico, málico, tartárico y cítrico. Sus actividades biológicas son importantes por su mimetismo hormonal y su

intervención en las reacciones principales del metabolismo celular.A pesar de

ser sustancias poco similares entre ellas desde el punto de vista estructural,

poseen propiedades fisiológicas análogas. Estos compuestos están ampliamente distribuidos en el reino vegetal (25% de las

plantas contienen alcaloides) y en algunas especies su concentración puede

alcanzar el 10% (Flores). Muchos alcaloides son la causa de intoxicaciones en

humanos y animales. La forma más común es la intoxicación por infusiones con

hierbas con fines medicinales, siendo esta una causa importante de muerte sobre

todo en niños.

Su presencia en vegetales hace posible su incorporación accidental en alimentos,

creando una vía fácil de intoxicación.

CLASIFICACIÓN DE LOS ALCALOIDES

Se clasifican teniendo en cuenta los núcleos fundamentales de sus moléculas, en:

Alcaloides de núcleo pirídico A este grupo pertenecen la nicotina, la

pilocarpina y la eparteína.

La nicotina se encuentra en el jugo del tabaco acompañada de otros alcaloides.

Es un liquido incoloro de olor semejante al tabaco y sabor ardiente y picante. Es muy tóxicas en dosis extremadas.

Ilustración 1-Estructura de la epartína

Alcaloides de núcleo isoquinoleico Se encuentran en las plantas

papaveráceas y ranunculáceas. El más importante es la papaverina, que tiene propiedades hipnóticas (aunque no tan acentuadas como las de la morfina).

Alcaloides de núcleo fenantrénico El más importante es la morfina. Se

encuentra en el opio en forma de sal. Se emplea en medicina en forma de

clorhidrato y sulfato, como sedantes y calmantes.

Alcaloides de núcleo tropánico Pertenecen a este grupo la atropina y la

cocaína.

La atropina se encuentra en el jugo de varias plantas como la belladona y el

estramonio. La cocaína se extrae de las hojas de coca, es de sabor amargo, insensibiliza la lengua, y se usa en medicina en forma de clorhidrato.

Ilustración 2-Estructura de la atropina

Alcaloides de núcleo indólico Los más importantes son la estricnina y la

brucina.

La estricnina es uno de los alcaloides más enérgicos, se extrae de diversas plantas

del género Strychnos, entre ellas el Haba de San Ignacio y de la nuez vómica. Es

de sabor amargo muy intenso y muy tóxica. Su ingestión produce convulsiones tetánicas.

Alcaloides de núcleo no definido son todos aquellos alcaloides cuya

constitución no ha sido aún establecida con claridad. Entre ellos se encuentra la

aconitina (veneno muy violento, utilizado en terapéutica para combatir ciertas

dolencias) y la ergotinina (uno de los principios activos del cornezuelo de centeno, que ejerce una acción específica sobre el útero.

ALCALOIDES PIRROLIZIDINICOS

Las pirrolizidinas son metabolitos secundarios de una gran variedad de plantas, que

incluye especies que se encuentran en todo el mundo. Estas plantas son la causa

de numerosos casos de envenenamiento de ganado, y ha causado grandes pérdidas

económicas. También son causa de muerte en humanos, especialmente en países

poco desarrollados, como consecuencia de la contaminación de cereales y semillas

por lo que son de gran importancia en el campo de los alimentos. Se cree que la

ingestión de hierbas y vegetales que contienen estos alcaloides, son causa de dolencias.

Estructura

La estructura de estos alcaloides esta basada en dos anillos de 5 átomos unidos que

comparten un átomo de nitrógeno. En la naturaleza por lo general los anillos tienen

como sustituyentes grupos hidroximetileno en la posición C-1 y grupos hidroxilos

en C-7; esta estructura se conoce como Necina. Ejemplos típicos de esta base son la heliotridina y la retronecina.

Estas bases están esterificadas por una serie de ácidos característicos (ácidos necinicos) para formar las pirrolizidinas.

Se han identificado y caracterizado más de 250 pirrolizidinas. Muchas han sido

sintetizadas por su potencial uso como antitumorales, por sus propiedades antimitósicas.

INCIDENCIA

Las pirrolizidinas se encuentran principalmente en las familias Compositae,

Boraginocae, Leguminosae y Apocynacae. Los géneros productores de estos

alcaloides están distribuidos en diferentes regiones y climas y podrían representar

hasta el 3% de las plantas con flores. Algunas contienen una sola clase de

pirrolizidina pero la mayoría contienen entre 5 y ocho clases. El

contenido varía con cada especie, pero puede llegar a ser un porcentaje

importante del peso seco. La mayor concentración se encuentra en raíces y es

mayor en hojas jóvenes, inflorescencias y capullos que en hojas más viejas. En

algunas especies se encontraron altas concentraciones en semillas, lo que implica

un riesgo en los casos en que estas semillas sean utilizadas para la alimentación

humana. Existen N-óxidos de estos alcaloides, que son más solubles en agua y son

transportados más fácilmente dentro de la planta.

EXPOSICIÓN EN HUMANOS

Las dos principales fuentes de exposición en humanos a las pirrolizidinas son: la

contaminación accidental de alimentos y la ingestión accidental de plantas que

contienen estas sustancias, tanto en preparaciones culinarias como en hierbas medicinales.

La toxicidad de la pirrolizidinas en humanos ha sido subestimada debido a la falta

de asociación de los síntomas con las plantas, a que no se reconocen fácilmente los

síntomas crónicos y al tiempo que transcurre entre la ingestión y la aparición de los síntomas en casos de toxicidad sub-aguda.

Se ha encontrado que en leche sólo un 0.1% de las pirrolizidinas son ingeridas por el animal. En la miel, se encontraron concentraciones elevadas: hasta 4 mg/kg.

Los efectos carcinogénicos de la pirrolizidinas pueden representar un peligro

importante en poblaciones que consumen bajas dosis.

Se han publicado numerosos casos de intoxicación por consumo de té (hasta

100mg/kg) ya que hasta un 50% puede disolverse en agua.

TOXICIDAD Y METABOLISMO

La toxicidad relativa de los alcaloides pirrolizidínicos varia mucho entre especies

animales. Algunos cerdos y hámsters presentan una gran resistencia.

Efectos hepáticos

La ingestión de estos alcaloides ha sido asociada con daños severos en el hígado.

Los vasos del hígado son bloqueados por tejido conectivo (veno-oclusión). La

actividad antimitósica de las pirrolizidinas causa la formación de células gigantes

debido a que se interrumpe la división celular. Estas células gigantes no son

funcionales con lo que el cuadro puede terminar con la muerte.

La toxicidad parece estar relacionada con la capacidad de estos compuestos para formar iones carbonio que pueden reaccionar con grupos OH, SH y NH.

Los N-óxidos son transformados en sus bases en el hígado. En principio los N-

óxidos de las pirrolizidinas presentan la misma toxicidad que sus bases, pero son

excretadas más fácilmente, sin embargo, pueden ser reducidas en el intestino por

la flora, esto puede jugar un papel importante en los estudios de toxicidad

Efectos extra-hepáticos

El hígado libera compuestos reactivos a la sangre. Los alcaloides pirrolizidínicos

afectan a otros órganos produciendo hipertensión, hipertrofia del ventrículo

derecho, cambios morfológicos y oclusión de arterias, megalocitosis en riñones y

páncreas. Además, producen daños al tejido del pulmón que se hacen evidentes a 9

días de la exposición al alcaloide.

Se cree que los dehidroalcaloides son los responsables de estos efectos.

El zinc tendría un efecto protector, ya que promueve la síntesis de proteínas que inmovilizan pirroles.

Por su parte el efecto antimitótico de los metabolitos de las pirrolizidinas se debe a la capacidad de unirse a proteínas y al ADN (demostrado in Vitro).

SOLANINA

La solanina es un glucoalcaloide de estructura triterpenoide presente en las papas

que parece tener una función protectora del tubérculo. Las concentraciones

normales a las que se encuentra son inferiores a 50 mg/Kg, cantidad que puede

multiplicarse por 5 frente a infecciones parasitarias o exposición del tubérculo a la

luz. Actúa como inhibidor de la colinesterasa y como irritante de las mucosas;

causa inflamación de los túbulos renales y se sospecha que tiene acción

teratogénica y que ésta podría ser el agente causal de la espina bífida en el

hombre.

Las papas contienen en sus partes verdes y, sobre todo en los frutos, los alcaloides venenosos a-solanina y a-chaconina (que constituyen casi el 95% del contenido en

alcaloides).

La solanina posee galactosa, ramnosa y glucosa.

El veneno se encuentra sobre todo en las plantas inmaduras y en los nódulos

verdosos de las papas en germinación, situándose sobre todo en la piel y en el germen.

En las papas deterioradas o infectadas por microorganismos puede observarse un

aumento en la síntesis de solanina. El consumo de tales papas no produce

envenenamientos graves ya que en las papas en germinación no se ha formado

todavía mucho alcaloide y, además, suelen separarse los brotes y la cáscara. Al

cocinar las papas, el veneno pasa en parte al agua. Una forma de eliminar la solanina es cocinarla en agua con vinagre que después se descarta.

La mayoría de las papas contiene entre 1.8 y 9.4 mg de solanina/100g, algunas

plantas aisladas pueden alcanzar hasta 10-13mg/100g y en algunos casos más de

20mg/100g de brote fresco. Si el contenido asciende hasta 40 mg/100gr aparecen

intoxicaciones. Los síntomas de la intoxicación son: ardor de garganta, dolor de

cabeza, abatimiento, vómitos, dolor de vientre y diarrea. En casos graves puede

presentarse perturbación mental (a causa del edema cerebral), coma, calambres y

hasta muerte. La dosis tóxica en el hombre es de 25 mg, la dosis letal es de 400mg. En niños la intoxicación puede ser causa de muerte.

GLICIRRIZINA

Los extractos de regaliz contienen entre 2,2 y 9,3 % de ácido glicirético, que forma

la parte no glucídica de la glicirrizina (aglucona), y posee estructura triterpenoide.

Estos extractos pueden usarse con fines terapéuticos, pero sobre todo se usan

como sustancia aromatizante y dulcificante. La glicirrizina posee un efecto

dulcificante 50 veces superior a la sacarosa y se incluye en las bebidas

refrescantes en concentraciones que van desde 200 a 700 mg/l. La toxicidad aguda

por vía oral de la glicirrizina o de sus sales es débil. (La DL50 en el ratón es superior

a los 5 g/kg). Sin embargo, estudios a mediano plazo en la rata, pusieron en

evidencia efectos hipertensivos acompañados de polidipsia (necesidad de beber con

frecuencia ) y de retención de agua y sodio.

En el hombre, se han observado casos de hipertensión con hipocalcemia y

retención de agua y sodio después de una consumición excesiva de extractos de

regaliz (50 a 100 g por día) o de bebidas con un contenido que implica un aporte

de más de 0,5 g/día. Dosis superiores a 1 g durante 10 días o dosis menores pero

más repetidas, pueden determinar un pseudoaldosteronismo. Con dosis superiores

a 5 g de observan perturbaciones musculares (cuadriplejia, convulsiones) edemas y perturbaciones cardíacas y mioglobinuria.

La tolerancia a la glicirrizina es menor en los enfermos con afecciones hepáticas, de

ahí el peligro de las bebidas con extractos de regaliz como paliativos en las curas

de desintoxicaciones alcohólicas. Del mismo modo, en el diabético, la sustitución

del azúcar por extractos de regaliz es peligrosa, debido a la importante polidipsia que provoca.

XANTINAS

La cafeína, la teobromina y la teofilina son alcaloides presentes en varias plantas

exóticas, como el cafeto, el árbol de cacao, el arbusto de té, la yerba mate y la

cola, y se los considera como estimulantes del sistema nervioso central. Estos

compuestos se encuentran en proporciones variables en las bebidas preparadas a

partir de estas plantas, constituyendo actualmente parte de nuestras costumbres

culinarias.

Estos alcaloides actúan sobre las zonas cerebrales que controlan la actividad

psíquica. Facilitan el trabajo intelectual y disminuyen la fatiga por acción sobre las zonas motrices.

CAFEÍNA

Con un máximo de 100 g por habitante y por año en algunos países, la cafeína es la

xantina más consumida (120.000 toneladas por año ) y la más estudiada desde el

punto de vista farmacológico.El mayor uso de la cafeína es como parte de la

formulación de bebidas carbonatadas de “cola”, así como en panificación,

derivados lácteos, budines y confitería. Otros usos están relacionados con el

tratamiento de la apnea infantil ( suspención de la respiración ), estimulante

bronquial y cardíaco, tratamiento del acné y de la migraña. También se la

encuentra en productos farmacéuticos de patente como: analgésicos, diuréticos, control de peso y estimulantes.

La cafeína es un polvo blanco con sabor amargo que es absorbido rápidamente en

el tracto gastrointestinal y se distribuye inmediatamente por todo el organismo,

incluyendo cerebro, testículos y tejidos fetales. Existe una alta retención de la

cafeína ingerida debido a que no es excretada por al riñón, sin embargo se elimina

por medio de sus derivados por tres rutas de biotransformación. (el 70 % se transforma en metilxantinas, como teofilinas, teobrominas y paraxantinas ).

La dosis letal en el hombre es de aproximadamente 10 g. La administración de 250

mg de cafeína (contenido medio de una taza de café) a personas no acostumbradas

provoca un aumento del nivel plasmático de renina del 57 %, de noradrenalina en

un 75 % y de adrenalina en un 20 %. La cafeína sirve de estimulo al individuo

durante los estados de aburrimiento o fatiga, pero al aumentarse el consumo de

cafeína se pasa a un estado de ansiedad con efectos cardiovasculares, diuresis e

incremento en la secreción gástrica, pudiendo producir úlcera. En un consumidor

acostumbrado, los síntomas son menos intensos, debido a una activación de los

sistemas de detoxificación implicados, por lo cual se produce la metabolización de los derivados xánticos.

La toxicidad aguda se da con valores entre 150 y 200 M en plasma, con síntomas

tales como inquietud, excitación, delirios, temblores y taquicardia. Las

concentraciones letales son entre 0,5 y 1 mM (75 tazas de café consumidas en 30

minutos). Por los efectos que causa el consumo actual de cafeína, existe una

tendencia para que sea eliminada de la lista de compuestos generalmente reconocidos como seguros (GRAS).

El té proviene de las hijas de Camellia sinesis. En una taza de té se puede

encontrar hasta 60 mg de cafeína, además de otros compuestos en menores

cantidades relacionadas a las xantinas como la teobromina.

TEOFILINA

La teofilina es químicamente la 1,3-dimetilxantina; se la obtiene como un polvo

blanco amargo que posee propiedades diuréticas y además es un relajante del músculo liso.

TEOBROMINA

Químicamente es la 3,7-dimetilxantina. Se la obtiene como un polvo blanco y

amargo y se la utiliza como diurético y relajante del músculo liso. Debido a que

prácticamente no estimula el sistema nervioso central, muchas veces se la prefiere

como medicamento en edemas cardíacos, así como en la angina de pecho, en dosis de aproximadamente 500 mg.

BIBLIOGRAFÍA

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