El caf: bebida que contiene elementos saludables

Hay veladores de mrmol, mesas de madera y mimbre, sillas de rejilla, ceniceros, escupideras de cobre, unas pocas jarras de chocolate y mucho caf, como es costumbre aqu: arrobas y arrobas de caf molido en la cocina, servido muy caliente, que impregna el aire con su aroma, sobreponindose incluso al humo de tabaco que lo cubre y agrisa todo

Arturo Prez-ReverteEl Asedio

Tabla de contenido

EL CAF: BEBIDA NATURALMENTE SALUDABLE4Captulo 1 Introduccin4Los orgenes de la relacin del caf con el hombre4El por qu me ha dado por estudiar a fondo el caf, la planta, el brebaje6Lo negro del origen del caf13Mi propuesta20Historia familiar21De un negro brebaje a un elixir de virtudes22Captulo 2 Cafena, la molcula verstil24Propiedades de la cafena25La historia del descubrimiento de la cafena25El uso y consumo de una droga26Adenosina, la droga fabricada por el organismo28Captulo 3 Presencia de la cafena en la naturaleza31Abundancia de compuestos secundarios31Clasificacin de las metilxantinas32Las plantas y la cafena33Captulo 4 Biosntesis de la cafena y otros compuestos purnicos35Captulo 5 Usos de la cafena41Captulo 6 Catabolismo de la cafena en el cuerpo humano45Captulo 7 Farmacodinamia de la cafena46Captulo 8 Mecanismos de accin de la cafena47Captulo 9 El efecto del caf en el cuerpo humano51Captulo 10 Las propiedades del caf53Captulo 11 El proceso del caf64Tabla 3 Glosario70Bibliografa70Tabla 4 Ilustraciones96Apndice 1 La reaccin de Maillard97

EL CAF: BEBIDA NATURALMENTE SALUDABLE

Introduccin

Ilustracin 1. El Nuevo Mundo del Caf: Cada maana me inyecto una abundante dosis de ese negro brebaje a la americana. Los orgenes de la relacin del caf con el hombre[footnoteRef:1] [1: Mi intencin es llevar al lector de la mano por el mundo del caf, degustando a cada sorbo la taza de la aromtica y sabrosa bebida, escrutando los secretos que esconde el cultivo, la cosecha, la torrefaccin de los granos y las pruebas que se le hacen a la bebida para clasificarle con justicia en calidad. ]

El hombre ha dependido, como todos los animales, de las plantas, desde que el linaje del mismo se atrevi a descender de los cada vez ms raleados rboles de la llanura africana mientras el clima de esa parte de frica Oriental conocida como el Cuerno sufra un gradual y trascendental cambio climtico a ms seco. Mientras que la evolucin de los australopitecos y homos pasaba por ese sitio, la misma sacuda la gentica de la diploidicidad de un par de plantas afines, del mismo gnero Coffea (Lopes, y otros 2013), para generar un arbusto tetraploide Coffea arabica Linnaeus, ms afn al paisaje de la meseta etope, la actual Abisinia, capaz de colonizarla, por el clima un poco ms duro, seco y templado, resistiendo a la propagacin de las enfermedades causadas por hongos (Mouen Bedimo, Bieysse y Nyass, y otros 2010), como la plaga del fruto del cafeto (Coffee Berry Disease, CBD, que es la putrefaccin y cada de la cereza del caf debido a una infeccin por Colletotrichum kahawae, un hongo) que actualmente hacen estragos en el frica Oriental sobre las especie Coffea arabica L. (Silva, y otros 2012), (Prihastuti, y otros 2009), (Mouen Bedimo, Bieysse y Cilas, y otros 2007) y en tanto el cafeto Coffea canephora Pierre medraba en un clima ms hmedo resistiendo los ataques de hongos como el de la traqueomicosis, Gibberella xylarioides (anamorfo: Fusarium xylarioides Steyaert) Heim y Sacc. (Geiser, y otros 2005), contra los cuales el germoplasma propio de C. canephora Pierre seguro es todava un elemento a tomar en cuenta para controlarlos (Kangire 2014), so pena de perder la inversin que representa el cafetal (Okeniyi 2007), si no se toman las medidas correctivas a tiempo (Rutherford, Hidalgo y Rehman 2014) (M. A. Rutherford 2006). La competencia entre el gusto por un caf suave y aromtico de tipo arbiga, necesitado de mucho cuidado en el cultivo (Davis, Gole, y otros 2012), recoleccin y manejo y otro con un toque ms pronunciado de acidez y regusto amargo, el robusta, ms resistente a las enfermedades, producto de un mercado francamente desleal con los pequeos productores ha llevado al borde del colapso el cultivo del cafeto de la variedad arbiga en muchas partes (Thompson 2006) como la regin de donde procede originariamente y Mxico, inclusive, por diversas causas como el cambio climtico (Pineda-Lpez, y otros 2008). As, la historia de estos dos linajes se ve afectada por el clima propio de la meseta africana de Abisinia y como para los eones de la propia existencia de la Tierra, este nuestro planeta, ambos trayectos son apenas un lapso breve en el ao imaginario en el que algunos autores han comprimido la historia terrcola, pues no faltar mucho para que vuelvan a entremezclarse en un sutil intercambio bioqumico, como siempre ha sido, de la planta al hombre, en la naturaleza y recientemente, por medios artificiales, del hombre a la planta, en lo que el estudio de la gentica de la misma aporta. Esto es, que virtualmente apenas se est reconociendo la interesante disposicin de los genes en Coffea arabica, con lo que el avance en la investigacin de su particular alotetraploida puede resultar til en la mejora de la resistencia de este y otros cultivos de importancia ante la sequa, plagas y enfermedades (Montagnon, Marraccini y Bertrand 2014).

Por Dios! Esta bebida de Satans es tan deliciosa que sera un pecado dejarla para el uso exclusivo de los infieles; burlaremos al diablo bautizndolaClemente VIIIEl por qu me ha dado por estudiar a fondo el caf, la planta, el brebajeIlustracin 2. Las variadas formas como se consume el caf permiten cierto distanciamiento de esta bebida de otras no alcohlicasComo un consumidor habitual de caf en forma de bebida recin preparada a partir de granos tostados y molidos y agua caliente, me he interesado conocer a su composicin qumica, los efectos que cada compuesto tiene en el cuerpo humano, los beneficios que recientemente se acepta que a la larga reporta el consumo del mismo (Hatzold 2012), y todo lo referente a la planta, gentica, la siembra, el fruto, procesamiento, tostado y almacenamiento delos granos y lo que hasta ahora se sabe del mismo, que con el paso del tiempo ha ido incrementndose este conocimiento, as como el de las bebidas a base de cacao y de t, adems del consabido tabaco, plantas que inciden no slo en el aspecto de la salud[footnoteRef:2], sino en la economa tanto propia, como local como lo es el cantn de Huatusco, regin del centro de Veracruz (Crdova Santamara 2002) y hasta a nivel nacional (Escamilla P., y otros 2005): como la forma en que se cultiva la planta, cmo se cosechan los frutos rojos y maduros y se preparan para ser procesados despus en el beneficio hmedo o seco que afecta a las localidades donde se cultiva (Techale, Musema y Kasahun 2013). [2: El conocimiento que se tiene del caf ha ido variando a travs del tiempo, pero siempre con un aspecto preocupante, el que se le asocia con diversos males, tal vez fruto mismo de la poca visin cientfica que se tena por ese entonces de los productos exticos de allende las fronteras europeas, como bien lo public el excelentsimo Lic. Don Antonio Lavedn, en el ao de 1796 (Lavedn 1796). Si bien es cierto, los mismos europeos tardaron mucho en darse cuenta de las ventajas de permanecer sobrios y esto ocurri hasta la llegada de la revolucin industrial de principios del siglo XIX.]

El caf variedad arbiga, Coffea arabica es originario de la zona de la meseta etope en frica y va el comercio post colonial lleg a las regiones trridas y de altitud en las zonas montaosas de Mxico: los estados de Veracruz, Oaxaca, Chiapas, San Luis Potos, Michoacn, Colima, Jalisco, Nayarit, Sinaloa, Puebla Hidalgo y Guerrero (Figura 1), desplazando al chocolate caliente como bebida predilecta de una parte de la poblacin del pas (Tello Correa y Silva 2015), como lo haba hecho por motivos diferentes en otras partes del continente (Nez Gonzlez 2015) (Feijoodefigueiredo 2012) y hasta en la Madre Patria (Apicius 2011).

Figura 1. La zona cafetalera de Mxico se encuentra principalmente sobre las vertientes de la Sierra Madre Oriental, en Veracruz, San Luis Potos, Hidalgo, la Sierra Madre Occidental, desde Sinaloa, Nayarit, Jalisco, Colima, Michoacn, Guerrero hasta Oaxaca en la regin del Istmo y la Sierra Madre de Chiapas, en el estado del mismo nombre. Tomada y adaptada de http://www.scielo.sa.cr/img/fbpe/rbt/v53n1-2/3018i1.JPG (Espejo Serna, y otros 2005).Estas regiones trridas albergan las zonas de bosque de niebla, que son microrregiones aisladas que albergan una gran diversidad de flora y fauna, en peligro por los cambios climticos y el cultivo no planificado del caf, entre otras plantas (Gonzlez-Espinosa, y otros 2012)[footnoteRef:3] (Figura 2). [3: Las zonas montaosas de bosque de niebla, conocidas en Mxico como bosques mesfilos de montaa son zonas de riqueza potencial en flora y fauna, en donde esta ltima tiende a medrar para reponerse del enorme dao causado por las actividades humanas. Con apenas un 0.5 a un 1 % del territorio nacional, albergan poblaciones importantes de insectos y murcilagos polinizadores, aves, anfibios y reptiles, adems de ser el ltimo refugio de los pequeos mamferos omnvoros cuya actividad no ha sido evaluada del todo en las zonas cafetaleras del pas. ]

La zona cafetalera de Mxico representa un remanso en donde confluyen diversos ecosistemas, principalmente arbreos, de bosque de hoja perenne y caducifolia, predominando ste ltimo. En ella se pueden encontrar los ltimos remanentes de la flora y fauna endmica del pasado. Aunque pululan los pequeos microorganismos, en muchos casos la fauna vertebrada est comprometida o ha sido despejada del todo hacia los bosques mesfilos de montaa, ltimos reductos de la ecologa local, flora y fauna que tienden todava a volver a las zonas cafetaleras, sobre todo, aquellas en donde se proporciona sombra o cierto cobijo natural al cultivo del cafeto.El desarrollo propicio de las zonas cafetaleras debe entonces sostenerse simultneamente por el regreso a la naturaleza de estas zonas, sea por medio de un cultivo ms sustentable y mltiple, que involucre tambin el retorno a las comunidades de la poblacin interesada en mantener este estilo de vida, adems de permitir el retorno de los habitantes originales a los niveles de altitud originales. Con ello se permitira la regeneracin de importantes poblaciones de animales benficos, como los polinizadores y los roturadores de la tierra (Manson y Sosa 2008).

Figura 2. Las zonas de bosque de niebla o bosque mesfilo de montaa constituyen una mirada de fragmentos a lo largo de la Sierra Madre Oriental y en pocos espacios en la zona del Pacfico y la Sierra Madre Occidental, para confluir en la zona del Istmo en Oaxaca, estando muy alejada del sistema chiapaneco. Aun as, en estas zonas se concentra una gran diversidad de fauna y flora que constituyen reservas para la repoblacin de las zonas cafetaleras si se sigue en principio una explotacin ms acorde con los modernos criterios ambientales.La llegada del caf a Amrica est enmarcada en una historia ms antigua, pero dentro del marco del intercambio posterior al descubrimiento del Nuevo Mundo, en el que ambos hemisferios, Oriental y Occidental, Viejo y Nuevo Mundo obtuvieron beneficios, pero tambin perjuicios y daos que nunca sanaron, que marcaron la Historia del Mundo para siempre. El caf, siendo una planta originaria del Viejo Mundo, encontr en las Antillas y posteriormente en el Continente Sudamericano y luego en Mxico y Centro Amrica un aposento digno para su cultivo, de tal modo que ms del 26 % de la produccin mundial se genera en este lado del globo terrqueo (Nunn y Qian 2010). Es interesante el hecho de que en Mxico se cultive el caf de varias formas, un cultivo intensificado al sol, cuando habitualmente el cafeto requiere de sombra. Cuando se presenta la sombra, el cafeticultor pudo haber recurrido a una manera artificial de proporcionarla, plantando leguminosas del gnero Inga, Albizzia y Erythrina (Farfn Valencia 2007) quienes son las plantas normalmente encargadas de mantener una sombra propicia para el buen desarrollo del cafeto, pero tambin existe la sombra y cobertura original que ofrece la misma naturaleza, cuando sta es alentada a participar en un agroecosistema que proporciona al productor del caf ms que una sombra, sino un polo de potencial desarrollo que, si se le permite a la naturaleza desarrollar un entorno favorable a las diferentes especies animales y vegetales originarias del bajo monte (Ocampo, dEeckenbrugge y Jarvis 2010), del lugar de donde son originarias (Hughell y Newsom 2013) o que forman parte de lo que se podra considerar como zona de amortiguamiento entre las frgiles y decididamente fragmentadas zonas del bosque mesfilo de montaa (Manson, Contreras Hernndez y Lpez-Barrera 2008) y las zonas de monocultivo o donde la tala ha allanado el camino a la ganadera de tipo extensivo, redituar una ventaja econmica que sustituira plenamente la deforestacin masiva que se hace en las faldas de las serranas mexicanas (Gordon, y otros 2007) y hace frente a las amenazas abiertas o veladas que enfrenta la agricultura moderna en varios frentes (Balvanera, y otros 2001), como la sensible prdida de abejas polinizadoras, promoviendo alternativas ecolgicas al gradual declive que se ha evidenciado en el fin de siglo de la misma (Allen-Wardell y otros 1998), el cambio climtico al que es especialmente sensible C. arabica, una menor diversidad de cultivos de los que vive el trabajador del campo que involucra una mayor sensibilidad de las cosechas a enfermedades y parsitos naturales y adquiridos por la mala administracin agroforestal (Mulaw, Kubicek y Druzhinina 2010) (Mulaw, Druzhinina, y otros 2013) (Messing 2012), hecho que afect profundamente la historia, dado que en la isla de Ceiln, la actual Sri Lanka, exista un prspero cultivo de C. arabica, pero la plaga del hongo de la roya del cafeto, Hemilea vastatrix, originaria de Etiopa, se extendi a la isla, acabando con estas plantaciones (Hindorf y Omondi 2011) (Mendizbal de Montenegro, Samayoa y Rolz 2013), las cuales fueron sustituidas por t, con lo cual el predominante gusto por el caf en las islas britnicas fue reemplazado por el mismo t[footnoteRef:4] (Beck 2005). [4: La historia est llena de acciones como esta, en las que una planta nativa de cierto lugar, por sus beneficios econmicos es transportada a otro lugar en donde quienes la trasladan obtienen ventajas sustanciales. El caf es una de ellas, puesto que parti del Cuerno de frica, en donde tena cierto grado de aceptacin al Medio Oriente, Arabia y el Imperio Otomano, de donde pas a ser aceptado por los europeos, quienes, compitiendo entre s, la llevan los holandeses a las Indias Orientales y los franceses a las Indias Occidentales, mientras los britnicos la trasplantan a sus posesiones en la India y Sri Lanka (Ceiln). Los portugueses la adaptaron al Brasil y los espaoles, afectos al chocolate, tardaron en aclimatarla en las colonias americanas, porque slo tenan a Cuba y Puerto Rico cuando los primeros cafetos en Colombia, Per, Centro Amrica y Mxico empezaron a rendir fruto (Pendergrast 2010).]

Influyen tambin las diversas facetas de una agroindutrializacin mal planeada, que demanda la total deforestacin del monte (Vzquez Yez y Orozco Segovia 2014) y la virtual prdida de uno de los ecosistemas que hacen a Mxico ser un pas rico en recursos naturales (Contreras Daz 2010). Todo esto sin embargo no evita que se tenga un mercado sensible al llamado comercio justo, en el que supuestamente se beneficiara la produccin orgnica, pero con fallas en el esquema que impiden realmente llevar los beneficios al agricultor (Hussey 2012).Hay investigaciones en torno al origen del grano en particular, a la llamada denominacin de origen (DO) en la que Mxico est compitiendo en calidad con caf de Chiapas, Oaxaca y Veracruz. Algunas de estas investigaciones involucran alta tecnologa, en las que se acoplan sensores electrnicos avanzados, en este caso, dispositivos que hagan las funciones de reconocimiento que tienen la nariz y la lengua de catadores expertos, que escasean en este mbito, a tecnologas de anlisis de las ms de 900 molculas que son representativas del aroma y sabor de un caf certificado de origen o reconocido como material de comercio justo (zdestan, y otros 2013) basadas principalmente en la espectroscopia de masas (Hocart 2010) (Yener, y otros 2014) o en resonancia magntica nuclear (Wei, y otros 2013) (Kwon, y otros 2015), de tal manera que puedan discriminar el origen del grano mediante el anlisis de los compuestos voltiles que imparten tanto aroma como sabor (Belitz, Grosch y Schieberle 2009) a la taza preparada a partir del mismo (Domnguez, y otros 2014), con ayuda de sistemas inteligentes basados en estadsticas descriptivas (Baldwin, y otros 2011) de los principales constituyentes aromticos del caf preparado como bebida (Gonzlez Snchez, Gonzlez Palomares y Rosales Reyes 2011). Esto supone una ventaja competitiva para el cafeticultor organizado, que tendra herramientas analticas para justificar la calidad de su origen (Mendizbal de Montenegro, Samayoa y Rolz 2013), pero requiere de ms apoyo para consolidar una actividad agrcola slida que haga frente a las dificultades de diversa ndole que representa la agricultura en general y la cafeticultura en particular.Tambin me interesa estudiar la forma en que se gradan de acuerdo a su apariencia y contenido de humedad, las maneras en que se torrefactan[footnoteRef:5] (Ludwig, Bravo, y otros 2013) o tuestan, solos o con azcar en tostadores tradicionales por lotes o en tostadores continuos de lecho fluido. Adems me dedicar a estudiar los parmetros de diseo y necesidades, aspectos histricos y consecuencias del uso de los diferentes equipos del proceso: desde los patios de secado al sol, las pilas de lavado en el beneficio hmedo, los parmetros de diseo de los tostadores convencionales y los secretos del diseo de los tostadores de lecho fluidificado. [5: En Espaa y en varias partes de Amrica el caf torrefacto o caf torrado es el caf en grano tostado con cierta cantidad de azcar, de tal manera que adquiere un aspecto cristalizado al momento de la salida del tostador. Tiene algunas ventajas en cuanto a calidad (Prez-Hernndez, Medina-Jurez y Gmez-Rivera 2012), produciendo y reteniendo ciertos polifenoles antioxidantes, as como otros compuestos que imparten aroma y sabor (Andueza, y otros 2007), pero genera algunos hidrocarburos policclicos aromticos de alto impacto en la salud (Farah 2012).]

Uno de mis objetivos es investigar las formas en que se cata la bebida de los granos recin tostados para asegurar la calidad del producto, la manera como se acondicionan los granos para el almacenamiento, en verde o tostado y se envan para ser empleados en posteriores procesos dependiendo de la variedad, del tueste, del uso al que se les destine a los mismos y de sus subproductos: el muclago y la cscara o piel del fruto, la cascarilla o cisco que envuelve el endospermo que se desprende al pulir el grano y que se colecta tambin en ciclones al tostar el caf, el gabazo o borra una vez extrado el lquido al procesarse para obtener por liofilizacin caf en polvo, o para separar por el mtodo suizo que emplea agua u otro mtodo de extraer la cafena de los granos y obtener caf descafeinado, etc. (Esquivel 2012) (Fernandes Pinto Ferreira, y otros 2013) (ICO 2013). Lo que me ha provocado a escribir esto es an ms difcil de explicar, porque creo que es algo que tengo dentro de m, ese espritu cientfico que no est quieto. Quiz solo sea la necesidad de recibir y procesar informacin, sin ningn estmulo a criticarla, tan slo ser el mediador entre un cmulo de experiencias ciertas en esta rea del conocimiento y el resultado final, expresar lo mejor que pueda el inters que resulta ver en el caf no slo una bebida transcultural, aunque ya asentada, para el comn de los mexicanos, sino el resultado de una continuidad de procesos en los que la semilla de la planta dej de existir para dar cabida a eso que ahora en qumica orgnica se llama universo de compuestos orgnicos: algunos presentes en la simiente misma, otros creados por los procesos que dieron origen al grano verde y muchos ms fabricados en un verdadero reactor que es el tostador, en donde se culmina el proceso de los alrededor de 300 principales compuestos orgnicos presentes en el gano verde, la mayor parte de ellos considerados como metabolitos secundarios, generados slo durante la etapa de crecimiento de la semilla y segn se vea la presencia de los mismos se les toma como una reserva de recursos de la misma simiente (Agostini-Costa, y otros 2012) y, en el tostado, para generar unos 850 a 1000 compuestos derivados principalmente por medio de las reacciones de Strecker y Maillard, para delicia del respirar algunos de los mismos, goce de saborear otros ms y saber que en el fondo, cada taza de caf puede ser una verdadera pcima recin redescubierta por la generosa mente humana a la que mantiene despierta y quiz libre de enfermedades como el mal de Alzheimer o el mal de Parkinson (Arendash y Cao 2010), por el puro gusto de tomarla (Flament y Bessire-Thomas coll. 2002). Puede que est motivado a escribir esto por la simple idea de que debo de hacer algo ms que estar mordindome las uas en seal de ansiedad, motivado por la cafena misma, aunque es posible que sea el efecto de la desintoxicacin, considerndome yo mismo un consumidor moderado de caf, siendo prcticamente la nica fuente de cafena para m (Lyvers, Brooks y Matica 2004), dado que otras bebidas que contienen cafena realmente me trastornan la fase del sueo, como los refrescos de cola y no acostumbr a tomar t.As que escribo una especie de homenaje a este brebaje, esta bebida, el caf, que casi cada maana ha estado presente en mi mesa, en la de mi madre, mis abuelas, en la de mi familia. En otras culturas, la medicina est ntimamente ligada a la filosofa de la vida, a la forma en que se aprecia sta y a las tradiciones milenarias. En las culturas orientales y aborgenes, se trata de ver la naturaleza y al hombre como un todo. As, en el Ayurveda (Goyal, Sasmal y Nagori 2012) se establecen los lineamientos de la medicina natural, en la que las plantas y sus derivados tienen una preponderancia que en estos tiempos parece estar completamente negada u obstaculizada por la ciencia occidental (Trudeau 2004)[footnoteRef:6], la que busca sintetizar compuestos anlogos y mejores a los naturales, en una prctica a veces abiertamente opuesta al principio hipocrtico y al juramento de Galeno, muchas veces en menoscabo de lo que la misma naturaleza ofrece a quienes la aprecian. [6: Es interesante la lectura de este libro porque pone de manifiesto el intenso despliegue de fuerzas econmicas, mediticas y gubernamentales en los EE.UU. (y hay que decirlo, en el mundo) en torno a las medicinas de patente y, leyendo entre lneas, en las bebidas no alcohlicas industrializadas y los alimentos preparados de consumo (alimentos chatarra).]

En el Ayurveda, snscrito para el conocimiento (Veda) de la vida (Ayur) se establecen prcticas que promueven la salud, ms que combatir la enfermedad. Este principio es igual de importante en la medicina china y en ciertas prcticas rituales aborgenes o de los habitantes naturales de ciertas zonas incomprensibles para la mentalidad occidental. En todo caso, dos son los componentes somticos o doshas en las que el consumo del caf tendra injerencia, al ingerirlo como la clsica bebida caliente: Vata dosha, en el que el espacio etreo y el aire gobiernan con un principio de movimiento, de fluidez, que dirige los impulsos nerviosos, la circulacin, la respiracin y la eliminacin o excrecin. Aunque es seco, fro y luminoso, bien puede corresponder a la sensacin que se tiene generalmente al tomar una taza de caf en clima caluroso, provocando una sensacin de refrigerio al activar las glndulas sudorparas, abriendo los poros de la piel. El otro componente somtico sera el Pitta dosha, el metabolismo y la transformacin de lo que se consume en la clula, tejidos y rganos. En esto, claro que el consumo del caf como bebida ha tenido gran influencia desde que se descubrieron las propiedades que inciden en el comportamiento adictivo del hombre hacia la sustancia.

Pero lo que me gusta de verdad es el olor a bodega de bergantn que tienen las calles: a salazones, a canela y a caf...

Arturo Prez-ReverteEl AsedioLo negro del origen del cafEl caf es una planta que ha trascendido sus humilde cuna africana para convertirse en un agente econmico de primer orden a nivel mundial, superado nicamente por el petrleo crudo, y como producto bsico es el quinto a nivel internacional, solo el trigo (Triticum spp.), el algodn (Gossypium spp.), el maz (Zea mays) y el arroz (Oriza sativa, el asitico y O. glaberrima, el africano) (Techale, Musema y Kasahun 2013), tres de los cuales proveen material alimenticio y el algodn, material textil, le rebasan en importancia econmica. La demanda de caf ha aumentado progresivamente, dejando en el camino a otras plantas conocidas y que proporcionan nutrientes, entre las que se encuentran el man, la pia, el cacao, diversos tubrculos y el pltano, y otras no tan conocidas, que igual tienen un aporte considerable de cafena, como el guaran (Paullinia cupana Kunth, sin. P. crysan, P. sorbilis) que proporciona, adems del ms alto contenido de cafena en peso (hasta un 8 %), tambin otras sustancias apreciadas en el mbito deportivo (Hamerski, Somner y Tamaio 2013), la yerba mate (mat, Ilex paraguariensis St. Hil. var. paraguariensis e Ilex paraguariensis St. Hil. var. vastita (Reiss) Loess.), cuya industria est en cierta medida amenazada por la adulteracin con otras especies del gnero Ilex que no poseen cafena ni metilxantinas en sus hojas ni tallos (Reginatto, y otros 1999), lo que tambin parece ser una amenaza para el caf, adulterado de varias formas por las bajas producciones recientes debido al clima y a las enfermedades del cafeto. Incluso se pueden agregar otras plantas ms controversiales, con aportes similares, aunque con efectos diferentes, como la coca (Erythroxylum coca, E. novogranatense), el peyote americano (Lophophora williamsii) y muchas otras de origen tropical como el khat abisinio (Catha edulis) (Getahun y Krikorian 1973) de cuya composicin qumica se conoce poco (Krikorian y Getahun 1973) y la combinacin de nuez de areca (Areca catechu) y hojas del betel asitico (Piper betle) que, mascada con cal apagada y en algunas ocasiones otras hojas y especias que le den sabor a la mezcla, como clavo, cardamomo, adems de tabaco curado, puede ser un cancergeno oral en ciernes (Sharan, y otros 2012), aunque las hojas de betel por s mismas tienen ciertos efectos en la cadena de eventos antioxidativos de las clulas (Wan Hasan, y otros 2014). El consumo del caf se diferencia por ser inocuo y hasta cierto punto, dentro de la controversia, benfico si se compara el abuso que se hace de estas otras plantas (Bidel y Tuomilehto 2012). Todava existe un punto que merece ser puesto a la atencin del lector, mientras que el caf se erige como una bebida que ha abarcado casi todo el mundo, controversialmente, el mascar betel, la nuez de areca y la hoja del betel ha acaparado casi todo el Ocano ndico, desde el cuerno de frica y hasta las costas de Mozambique y el sudeste asitico, las islas del Pacfico oriental y se menciona en algunas fuentes que en China, Taiwn y algunas ex repblicas de la antigua Unin Sovitica, influyendo as en una porcin considerable de la humanidad, es la cuarta droga legal ms aceptada despus del alcohol, el tabaco y el caf, pero est alejada de los gustos occidentales, por la caracterstica coloracin pardo-rojiza que adquiere la dentadura y las encas, aparte el peligro de otras afecciones ms nocivas de la mucosa bucal que se potencializan con el empleo de tabaco en la mezcla masticada (Norton 1998).Existen tambin otras plantas completamente desconocidas fuera del mbito etnobotnico de donde originariamente todas las plantas que aportan algo ms que caloras provienen, como una especie de adaptgeno, elemento que adapta el cuerpo a las condiciones adversas que el medio ambiente presenta para el desarrollo de las actividades cotidianas del hombre (Arenas, y otros 2011) (Figura 3).

Figura 3. La prdiga naturaleza ha regalado al hombre observador una gran cantidad de plantas con las que alimentar, cuidar y proteger a su cada vez ms creciente nmero. En particular, en la regin comprendida en el cinturn de los trpicos se dan muchas de aqullas que ofrecen una gran parte de la panacea natural en un amplio abanico de compuestos tiles para la humanidad.El por qu el caf tiene tanta aceptacin es como indagar los oscuros orgenes de la especia geritrica, o melange, a la que se refiere el escritor Frank Herbert en su novela Dune. La leyenda del pastor, Kaldhi, que descubre que sus cabras estn ms felices masticando las bayas de cierto arbusto de poca altura, pasando por el nombre que propiamente los habitantes de esa zona le daban al mismo, tal vez ya olvidado, y el hecho de que la decoccin de las mismas bayas haya generado un brebaje an ms intensamente placentero. A quin se le habra ocurrido tostar primero las mismas, antes de molerlas finamente? A qu persona o etnia o grupo en particular se le habra ocurrido la idea de dejar secar al sol las bayas, para desprenderles el muclago ms fcilmente a las semillas? Cmo fue que se ide el fermentar las bayas para mejorar el proceso, permitiendo a las enzimas propias de las semillas empezar su accin liberadora de los azcares de los polisacridos necesarios para las reacciones de Maillard, que harn que se presente ese color marrn tostado y ese sabor caracterstico? Para empezar, se trata de un brebaje que en el mejor de los casos tiene un peculiar gusto amargo, provocado por la presencia de compuestos nitrogenados y astringentes que en cierta medida protegen a la planta contra la ingestin de la misma por parte de los herbvoros, pero que tambin tienen una funcin protectora contra enfermedades como cncer, por la accin quimioprotectora de fenoles, polifenoles, terpenos y glucosinolatos presentes en los tejidos de la planta o en los productos que se consumen de la misma (Drewnowski y Gomez-Carneros 2000) (Estork, y otros 2014). El caf ha estado presente en la cultura humana desde hace unos siglos, pero otras plantas que contienen cafena en sus estructuras, hojas o frutos, como el t, el cacao, guaran, el yoco (Paullinia yoco) y la nuez de cola (Cola acuminata, C. nitida y otras del mismo gnero) ya haban dado muestras de la leve adiccin que ellas provocan en el ser humano (Committee on Military Nutrition Research 2001). Si bien el caf es apto para consumirse con todos estos compuestos presentes, slo es aceptable para algunos si los receptores del gusto amargo 2 humanos (RGA2h) le permiten al individuo seguir con la tradicin de la degustacin del mismo (Meyerhof, y otros 2009),la cual puede ser moderadamente influenciada por la afinidad que los receptores de adenosina 2 (RA2) tengan por la cafena y esto es genticamente posible para unos ms que para otros en una poblacin humana en particular (Pirastu, y otros 2014) debido a la caracterstica polimrfica de la expresin del RA2A y a su alta afinidad por la adenosina (0.1 1.0 M) (Fredholm, Cunha y Svenningsson 2002) y si antes no se escalda la lengua o quema los labios si se lo toma muy caliente.La pregunta que viene a la mente es por qu tiene tanta aceptacin esta bebida, este producto? Si el sentido del gusto puede ser ambivalente, a ciertas personas les gusta y a otras les repugna, qu tanta influencia tiene el aroma? Ser la combinacin de ambos factores o muchos otros ms o menos? De entre los compuestos presentes en la semilla del caf, realmente pocos llegan al paladar al momento de degustar una taza de caf y se puede decir que muchos de ellos son de naturaleza sencilla: carbohidratos solubles, cidos no voltiles, una fraccin miscible en aceite, cenizas (minerales) y claro, cafena, (Figura 4).Figura 4. Los componentes ms apreciados del caf, aqullos por los que actualmente se valora, el aroma y el sabor, constituyen una fraccin notable de la bebida una vez elaborada. Aunque el total aparente de la cafena puede haber aumentado significativamente, es en el tostado donde se pierde algo de la misma. Lo que en un futuro puede ser muy interesante para la salud humana es lo contenido en cidos no voltiles (muchos de ellos polifenlicos) y carbohidratos solubles, algunos de los cuales estn ligados a aminocidos de protenas va reacciones de Maillard.

Figura 4. Los componentes ms apreciados del caf, aqullos por los que actualmente se valora, el aroma y el sabor, constituyen una fraccin notable de la bebida una vez elaborada. Aunque el total aparente de la cafena puede haber aumentado significativamente, es en el tostado donde se pierde algo de la misma. Lo que en un futuro puede ser muy interesante para la salud humana es lo contenido en cidos no voltiles (muchos de ellos polifenlicos) y carbohidratos solubles, algunos de los cuales estn ligados a aminocidos de protenas va reacciones de Maillard. Adaptado de (George, Ramalakshmi y Mohan Rao 2008)

Existe cierta tendencia a apreciar las cualidades del caf, ms all del estimulante placer de deleitarlo solo o acompaado, de saber que se consume cafena o, por lo menos, saber que si se bebe caf, se estimula el cuerpo, se agudizan los sentidos y se recupera la vitalidad (Ludwig, Clifford, y otros 2014). El detectar el sabor amargo es innato y dispara el rechazo hacia el alimento que lo posea, como un mecanismo de defensa hacia los miles de compuestos que naturalmente pueden intoxicar o daar al organismo, sea provengan de plantas que los contienen naturalmente, es decir, forman parte de su metabolismo, como las ms de 2,500 que contienen glucsidos cianognicos, otras como la cafena, que es detectada por los receptores del gusto amargo 2 en humanos (RGA2h)7, 10, 14, 43 y 46, o como parte de reacciones de fermentacin, un caso en especial es la fermentacin de los granos de cacao, o de las reacciones de Maillard, especialmente en las que ocurren al tostar alimentos u otros productos naturales como el caf, en cuyos granos al torrefactarse ocurren dichas reacciones, entre otras, para generar nuevos compuestos que le imparten el peculiar aroma y sabor a la bebida, muchos de los cuales son de gusto amargo (Meyerhof, y otros 2009) o algunos indican que se est llegando al lmite sensorial de lo placenteramente agradable de tomar (Lee, y otros 2011)(Figura 5).

Figura 5. Los expertos en catar caf saben distinguir entre diferentes orgenes, variedades y ms. Ntese el amplio abanico de posibilidades de C. arabica con respecto a la limitada oferta de aroma del caf de la variedad robusta. Tomado de (Rocher 2009) En realidad, cuando se toma caf, se trata del producido por un par de plantas del gnero Coffea, C. arabica L. (arbiga) y C. canephora Pierre ex Froehner var. robusta (robusta). Alrededor de entre 70 a 100 componen el gnero Coffea y slo las dos anteriores las que son importantes para el gnero humano, tanto por su consumo en los pases desarrollados, principalmente en Europa, Japn y Norteamrica, como para los pases que lo producen, los pases de las zonas trridas de Amrica, frica y Asia, aunque existen varias que podran contrarrestar las dbiles defensas que C. arabica presenta contra enfermedades, parsitos y el propio ambiente en que se cultiva (Bevan 2000). El producto que se comercializa es en s, el endospermo o la porcin de la semilla que contiene los elementos nutritivos como protenas de almacenamiento (en reserva para el crecimiento de la planta) sacarosa y polisacridos complejos con cierto grado de humedad que permite la transferencia segn la plntula lo necesite (De Castro y Marraccini 2006). Aunque ambas plantas son del mismo gnero, Coffea, su gentica es diferente, por tanto, mientras que se aprecian las cualidades de la taza que produce C. arabica, se requiere de la resistencia y capacidad de cruzamiento que posee C. canephora y otras, como C. racemosa, una especie empleada para modificar genticamente C. arabica y conferirle resistencia contra la broca (Mondego, y otros 2011).Las plantas de caf difieren en su biologa, en la forma en que producen el caf y en la apreciacin que se tiene de ellas segn la siguiente Tabla 1.Tabla 1. Principales carctersticas de las plantas de caf Coffea arabica, L. y Coffea canephora Pierre, con datos de (INTERNATIONAL AGENCY FOR RESEARCH ON CANCER - WHO 1991), (Drea y da Costa 2005), (Mondego, y otros 2011) y (Wintgens 2004)CaractersticaArbigaRobusta

EspecieCoffea arabica L.Coffea canephora Pierre ex Froehner

Importancia70 % del comercio mundial 30 % del comercio mundial

Origenfrica tropical, meseta de Etiopa (Abisinia)frica tropical hmeda, cuenca del Congo

GenticaCruce natural entre C. canephora, o una caneforoide, y C. eugenoides (Lopes, y otros 2013)Tetraploide por la cruza entre ambas especies: (2n=4x=44 cromosomas). Se estima que el cruce entre estas dos especies ocurri hace 1 milln de aos en la meseta etope

Especie nicaDiploide (2n=22 cromosomas)

PolinizacinAutopolinizacin, lo que dificulta su manipulacin gentica para incorporarle caractersticas de inters y explica, en parte, su reducida diversidad genticaEs estril por ser altamente incompatible consigo misma, la planta presenta un sistema gametoftico de incompatibilidad controlado por un solo gen con varios alelos S. Esto explica su gran diversidad gentica y su capacidad de mejora gentica por tcnicas convencionales de cruzamiento

Principales variedadesArabiga o Tpica y Bourbon: de estas dos variedades se desprenden las subsecuentes: Caturra, Mundo Novo, Catua, Maragogipe, etc., que estrechan an ms la variedad genticaRobusta, Nganda, Kouilouensis (varias acepciones: kouilou, quillou, conilon)

Zona principal de cultivoTierras altasTierras bajas y hmedas

Zona de crecimiento ptimo Altitud (m) Temperatura prom. C Temperatura mx. C Pluviosidad anual (mm)Clima benigno, templado 700-170015-23251500-2200Clido, hmedo0-80018-27302200-3000

Cantidad de sacarosa en grano verde maduro (en porcentaje)6 - 8.5 %0.9 4.9 %

Tiempo de maduracin del fruto (meses)6 - 89 - 11

Sistema radicularProfundoSomero

HojasPequeas, lisas, ovaladasGrandes, anchas, corrugadas

Floracin: Aprox. 3 aos en dar flores de color blanco a rosaDespus de las lluvias, flores pequeasIrregular, flores grandes

Fruto, cereza o mora, contenido de humedad de 60-65 %Oblongo, elipsoide, 15 mm de largo, tarda 8 - 9 meses en madurarElipsoide, de 12 mm de largo, tarda 10 - 11 meses en madurar

Una semilla o dos granos normalmente, los espermodermos, con material de crecimiento ( de amarillo verdoso a azul verdoso) con una humedad de 10-12 %Redondo a ovalado, plano, con un surco profundo y de 5 13 mm de largoOvalado a redondo, el surco es ligero y de 4 8 mm de largo

Contenido de cafena del grano (% en peso seco)0.8 1.4, promedio 1.21.7 - 4.0, promedio de 2.0

Peso del grano con respecto al total del fruto totalmente maduro (%), principalmente azcares complejos ligados a protenas, aceites.12 20 (generalmente de 16 18)17 22 (generalmente 20)

Contenido de sacarosa en % de peso en seco, al momento de la cosecha (Geromel, y otros 2006)5.1 9.4 %4 7 %

Perodo productivo: la planta dura unos 80 aos bien administradaRaramente se cosecha econmicamente por ms de 30 aosRaramente se cosecha econmicamente por ms de 30 aos

El caf es una de miles de plantas cuyas caractersticas se han apreciado como portadoras de agentes curativos, sanadores, que ayudan a vencer la fatiga, el cansancio, relajan o tienen propiedades desintoxicantes, regenerativas o restauradoras del cuerpo humano a un nivel de salud aceptable para el estndar de la gente que los emplean y por tanto se estudia a fondo qu compuestos hacen esto y cules son los mecanismos de accin de los mismos (Ardoan 2006, Chattopadhyay 2006) (Fredholm y Jacobson 2009) (Goyal, Sasmal y Nagori 2012) (Ji, Li y Zhang 2009) (Petrovska 2012).

Since time immemorial people have tried to find medications to alleviate pain and cure different illnessesDesde tiempos inmemoriales la gente ha tratado de encontrar medicamentos para aliviar el dolor curar diferentes malestaresBiljana Bauer PetrovskaHistorical review of medicinal plants usagePharmacogn Rev. 2012 Jan-Jun; 6(11): 15.doi: 10.4103/0973-7847.95849Mi propuestaDe todo esto se har una investigacin para ofrecer una perspectiva autosustentable y ecolgica a los cientos o quiz miles de personas que dependen directamente de este cultivo en la Repblica Mexicana, especialmente en los estados de Michoacn, Quertaro, Hidalgo, San Luis Potos, Tabasco, Guerrero, Oaxaca, Chiapas, Puebla y Veracruz (ICO-APPC 2001) (SCAA 2013) (Flannery 2014), porque si bien es importante saber todos los requerimientos necesarios para organizar el cultivo del cafeto y cosecha del caf, tambin lo es saber acerca de las opciones de comercializacin, de mejoramiento del producto y de las cualidades que se aprecian de l en el mercado actual, es decir, el valor intrnseco que adquiere (Garca Cceres y Olaya Escobar 2006) no solo por la calidad de la variedad plantada del cafeto que de manera decisiva influye en la comercializacin a escala mundial del caf (Montagnon, Schilling y Koziel, Why high tech breeding is an urgent need for high quality coffees 2014), sino que, a medida que se descubre que muchos de los compuestos qumicos que se obtienen de una taza de caf, antes ninguneados ante la abrumadora atencin que se ha hecho hacia los efectos que la cafena y las metilxantinas relacionadas teofilina y teobromina (Fredholm, Abbracchio, y otros 1994) (Fredholm y Jacobson 2009), producen en el cuerpo humano como antagonistas de la adenosina (Smith, Gupta y Gupta 2007), ahora son tomados en cuenta al degustar una taza del mismo por sus propiedades preventivas en la salud y mejoradoras en la enfermedad (Stauder, y otros 2010) (Antonio, y otros 2011) (Gazzani, Daglia y Papetti 2012) (Farah 2012) (Drea y da Costa 2005).3 Kofetarica (La bebedora de caf), de 1888. leo sobre lienzo de Ivana Kobilca (18611926), en el Museo Nacional de LjubljanaEl gusto por el caf ha estado en la cultura europea y su sucednea, la occidental por casi cinco siglosSiempre hay una historia de familia detrs de las ms simples costumbres. Tomar una taza de caf en Mxico tiene relativamente poco tiempo de ser tradicional, pero es tiempo de valorar la importancia que esta tradicin tiene.

Historia familiarEste inters, aunque reciente, es un asunto que tengo con el caf en forma personal, familiar y profesional con esta bebida, debido a mi formacin como ingeniero en alimentos en ciernes. Mi vida ha girado en torno a este negro brebaje (Buffo y Cardelli-Freire 2004) de intenso y apreciado sabor (Mayer y Grosch 2001) (Lee y Shibamoto 2002) originario de la planta dicotilednea de la familia de las rubiceas Coffea arabica L., variedad arbiga, proveniente en particular de la meseta africana de Etiopa (DaMatta y Ramalho 2006), y en general del gnero Coffea proveniente del Cuerno de frica, Madagascar e islas circunvecinas (Engelmann 2007). Esta planta, apenas ms alta que un arbusto es un regalo de la naturaleza (Bisht y Sisodia 2010) que mantiene an un vasto potencial gentico (Aerts, y otros 2012) y el producto de su fruto ha estado presente en mi mesa desde que tengo uso de la razn: caf para desayunar con un pan untado de nata o cualquier cosa dulce, un par de huevos con charcutera o un platillo tradicional de la cocina mexicana: enchiladas, huevos rancheros, chilaquiles, etc., caf para merendar con la familia con galletas o pan, para tomar con los amigos en la cafetera, dulces de caf, etc. Es una tradicin en el medio social mexicano de la capital y debido a que mi padre ha estado involucrado en la venta del mismo desde que era nio, de una u otra manera ha sido una extraa dependencia hacia el caf y la cafena tanto clnicamente fsica como econmicamente emocional[footnoteRef:7] (Roehrs y Roth 2008), sin que sea claramente catalogada como un abuso de la misma (Bispo, y otros 2002) (Nawrot, y otros 2003), al igual que sucede con otras bebidas que contienen metil-xantinas[footnoteRef:8] (Franco, Oatibia-Astibia y Martnez-Pinilla 2013). [7: Aqu sucede que el autor se extiende sobre los hechos que lo orillaron a escribir este libro, en donde explica que la ventaja de tener un progenitor con un empleo seguro no basta para cubrir las necesidades en algunos aspectos de la vida de las personas.] [8: Una ancdota: siendo nio mis padres se preocupaban porque el caf me provocaba insomnio, cuestin que se agravaba por la vida en familia, as que decidieron que deba merendar chocolate, al estilo colonial, de tablilla o en polvo (ms prctico). Quien podra saber entonces que segua consumiendo metil-xantinas, eso s, menos potentes que la cafena. ]

De un negro brebaje a un elixir de virtudes

Ilustracin 4 Escena en un caf londinense, a mediados del siglo XVII: lexprience de chaque jour confirme que le caf, tout diffrent des boissons fortement alcooliques et des vapours narcotiques qui enivrent et engourdissent les sens, semble runir ce quon peut trouver dagrable dans les sensations des deux ordres, tout en excitant les facults de lintelligence au lieu de les assoupir (Payen 1846(c)) citado por (Flament y Bessire-Thomas coll. 2002), pg. 5.La mltiple cantidad de compuestos presentes en la bebida tradicional una vez preparada incluyen, adems de las que se esperan encontrar como cafena, teobromina, teofilina, y cidos clorognicos (Baumann 2006), aquellas que recientemente han sido catalogadas como compuestos con propiedades interesantes, nutracuticos o potenciales agentes curativos en s mismos o como precursores de los mismos como cafestol, kahweol, trigonelina, flavonoides, fenoles y otras muchas ms, alrededor de 1,000 segn algunas fuentes (Kreicbergs, y otros 2011) (Shukitt-Hale, y otros 2013) (Ardoan 2006), aunque solamente algunas han sido descritas como importantes porque imparten la mayor parte del olor y sabor del caf una vez tostado, como algunas cetonas, aldehdos, furanos, pirroles, piridinas, pirazinas, compuestos fenlicos, alcoholes, steres, hidrocarburos, tiofenos, tiazoles, oxazoles, otros compuestos azufrados, compuestos bencnicos, cidos carboxlicos, terpenos, lactonas y aminas de bajo peso molecular que les confiere volatilidad (Gonzlez Snchez, Gonzlez Palomares y Rosales Reyes 2011) (Buffo y Cardelli-Freire 2004) (Farah 2012).Otras propiedades del caf incluyen su poder sinrgico al combinarse con diferentes remedios teraputicos de la farmacopea popular u otras medicinas modernas como la aspirina, la efedrina (Magkos y Kavouras 2004) y el acetaminofn (Sawynok, Caffeine and pain 2011). Las frmulas que propiamente indican el nfasis que tiene el combinarlos para generar un mayor y mejor efecto benfico son las siguientes:

Siendo el efecto observado y las dosis de los agentes y . La ecuacin (1) indica que el efecto observado por ambos agentes y es mayor que la suma de las dosis individuales y que en efecto hay sinergia de los agentes si dicho efecto es mayor al de cada uno individualmente, ecuaciones 2 y 3 (Durak y Gawlik-Dziki 2014). As se descubren aspectos interesantes del caf, cuyas descripciones y dems caractersticas son una parte interesante por investigar y dar a conocer[footnoteRef:9], como el hecho de que la infusin del caf soluble que normalmente se consume en Mxico (elaborado principalmente a partir de C. canephora) podra servir como una forma complementaria de tratar casos de leishmaniasis visceral (Saha, y otros 2014) o el extracto liofilizado de C. arabica como un agente antitusivo probado in vivo e inmunomodulador, experimentado ex vivo debido a la presencia de arabinosa y galactosa asociadas a protenas (Noslov, y otros 2011). [9: Un autor como el que esto escribe probablemente no se extendera en detallar cmo piensa que debe de acabar su obra, pero en este caso, es importante reconocer la influencia que la educacin que ha recibido ejerce sobre l como para hacerle plantear esta obra como un instrumento de divulgacin cientfica.]

Es importante hacer notar que los subproductos del cultivo del caf son de especial importancia para el desarrollo de las plantaciones, mejora de los procesos, obtencin de compuestos con propiedades funcionales (Esquivel 2012), otros que an no identificados plenamente tanto de la fraccin cruda de la cafena (Chu, y otros 2011) como del muclago, de los restos fermentados en el beneficio hmedo y del agua empleada para la remocin del mismo, evitando que el efluente lleve en su seno compuestos voltiles valiosos (Nuhu 2014), elementos pesados o perjudiciales al ecosistema.

Cafena, la molcula verstil

Ilustracin 5 Molcula de Cafena: La sustancia del caf involucra un marco purnico al que se han aadido tomos de oxgeno cetnicos para ser parte de las xantinas y grupos metlicos, un detalle que hace de la cafena una droga en el estricto sentido. Tomar caf es una aceptacin contradictoria de un comportamiento farmacodependiente: es una bebida que contiene un alcaloide, una droga, la cafena (1),

La cafena, llamada tambin tena, guaranina por Martius en 1840 y Berthemot y Dechastelus en el mismo ao, o matina por Stenhouse en 1843 porque se consideraba un compuesto distinto segn cada planta: t, Camelia sinensis, guaran, Ilex paraguariensis, o mat, Paullinia sorbilis. La cafena tambin se descubri en la nuez de cola, Kola acuminata, por Daniell y Attfield trabajando independientemente, en 1865 (Andersson, Hallstrm y Kihlman 2005). Actualmente se da por supuesto que si se toma caf se toma cafena, salvo que sea descafeinado y parece ser que los estudios dedicados a investigar el efecto que el caf tiene en la salud humana es la cafena la nica substancia activa del caf y se tiende a olvidar la mezcla de compuestos activos que estn presentes en una taza del mismo. Por ellos muchos estudios muestran resultados contradictorios, sin que exista consenso general sobre las propiedades saludables que el consumo habitual del caf tiene sobre el cuerpo humano (Nawrot, y otros 2003).

Propiedades de la cafenaLa cafena, cuya nomenclatura qumica segn la IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry, Unin Internacional de Qumica Pura y Aplicada) es 1, 3,7-trimetil-3,7-dihidro-1H-purin-2,6-diona, y que es ms corto nominarla 1, 3,7-trimetilxantina es un compuesto purnico, que aislado forma un polvo blanco o agujas de apariencia cristalina y regusto amargo (Tabla 2). En el caf, la bebida, se encuentra formando un complejo con el cido clorognico y con otros como los cidos 3 y 5-cafeoilqunicos y potasioTabla 2 Propiedades Fsico Qumicas de la Cafena (Khakia 2014) y (Agyemang-Yeboah y Yaw Oppong 2013)Frmula molecularC8H10N4O2Frmula bidimensional

Masa molar194 g/mol

AparienciaPolvo o agujas cristalinas blancos e inodoros, amarga al gusto

DensidadSlido de 1.23 g/cm3

Volatilidad0.5 %

Punto de Fusin(227-228 C) anhidra, 234-235 C (monohidratada), en una cubeta Fisher para que funda a su propia presin de vapor, 101 kPa a 178 C, dado que sublima a una temperatura menor (Berger y Sicker 2009)

Punto de ebullicinSublima a 178 C, una propiedad rara para un compuesto orgnico (Berger y Sicker 2009)

Solubilidad en agua2.00 g/100 ml a 20 C (Berger y Sicker 2009)2.17 g/100 ml (2.17 %) a 25 C18.0 g/100 ml a 80 C67.0 g/100 ml a 100 C

Acidez (pKa)-0.13 1.22

pH6.9

Momento Dipolo3.64 D (calculado)

En los EUA se clasifica como:Ha pasado de ser considerada una sustancia relativamente inocua (no se le clasifica como droga en el Manual de Estadstica y Diagnstico de los Desrdenes Mentales (DSM-IV) de los EE.UU. a ser una droga de abuso en 1984 y ms recientemente (en 1990) se le describe como de una droga de abuso, por lo que se ha considerado seriamente adscribirla a los manuales a finales de los 90s (Fredholm, Bttig, y otros 1999).

LD50192 mg/kg en ratas, oral, 10 g en una persona adulta

La historia del descubrimiento de la cafena

En 1819, a instancias del poeta alemn J. W. von Goethe, Friedlieb Ferdinand Runge la aisl por primera vez de granos verdes de caf por sublimacin (Berger y Sicker 2009) y la denomin Kaffebase, aludiendo a su comportamiento como una base nitrogenada, un alcaloide, presente en el caf. Al ao siguiente, el alemn F. von Giese report el Kaffeestoff, aunque despus reconoci ser idntico al descrito por Runge (Andersson, Hallstrm y Kihlman 2005). En 1821, de manera independiente a Runge y entre ellos, tres franceses, Pierre Jean Robiquet, a quien se le da crdito por haber aislado y descrito las propiedades de la cafena pura, Pierre Joseph Pelletier, quien hizo un anlisis elemental de la misma, y Joseph Bienaim Caventou, la aislaron, estos dos ltimos buscando quinina en el caf, segn lo narra el famoso qumico sueco Jns Jakob Berzelius en su anuario. Fue Pelletier quien le atribuye el nombre actual en francs, cafine, en femenino, en un medio impreso, corroborando la versin de Berzelius de que fue Robiquet quien descubri la sustancia cristalizable conocida ahora como cafena, en espaol. Posteriormente Berzelius enmend la atribucin del descubrimiento, adjudicndosela a Runge. Robiquet dio una lectura ante una reunin de la Sociedad Farmacutica en Pars, pero no public lo ledo. En 1895, el alemn Karl Emil Fischer, alumno de Friedrich August Kekul, sintetiz cafena, siguiendo los pasos de Friedrich Whler para la sntesis de compuestos biolgicos a partir de otros compuestos ms simples y dos aos ms tarde, describi su estructura, lo que le puso en el camino del premio Nobel de 1902 (Fischer 1902). M. Oudry describi un compuesto similar en el t, para que despus Mulder y Carl Jobst lo identificaran plenamente como cafena (Balammal, y otros 2013). Solo hasta 1832 Pfaff y Liebig identificaron a la cafena como un compuesto purnico (Mazzafera 2004)El uso y consumo de una drogaCuadro 1La cisplatina, (SP-4-2)-diaminodicloroplatino (II), platinol o CDDP, es un potente agente antitumorigno, eficaz contra cnceres slidos, como el testicular, en combinacin con bleomicina y vinblastina, y otros sarcomas, carcinomas (ovrico, alveolar), linfomas y de las clulas germinales. El mecanismo de accin del in acuoso formado por la remocin de un in cloruro (Cl-) crea el correspondiente catin [PtCl(H2O)(NH3)2]+ que es el que acaba por formar entrelazamientos de bases guanidnicas al desplazarse el otro in cloruro en las cadenas de ADN, interfiere con la mitosis y genera la apoptosis celular al no haber medio posible para reparar el dao.Debido a que presenta severos efectos colaterales en los riones, se debe emplear en conjuncin con agentes protectores contra radicales libres, como la amifostina, una adecuada hidratacin y diuresis. Como lo proponen Khazaei y su equipo (Khazaei, y otros 2012), la cafena puede ser de utilidad para paliar algunos efectos de la cisplatina (Wikipedia 2014).

La cafena es aceptada de forma universal, casi sin restricciones (Bispo, y otros 2002), al tomarse como caf, t, mat, chocolate (bebida y golosina), refrescos, otras sodas y bebidas no alcohlicas y bebidas energticas, tanto que en s el caf, es el producto natural perecedero con mayor venta en el mundo solamente superado por el petrleo crudo, porque la cafena y los efectos que produce, se ha adueado de la necesidad de contar con un estimulante relativamente benigno o incluso necesario para algunas actividades militares (Committee on Military Nutrition Research 2001). En los mamferos, la respuesta inductiva a la cafena, es decir, el comportamiento gentico que el organismo presenta como resistencia a la misma, est dado por el receptor AhR (Aryl hydrocarbon Receptor o receptor de hidrocarburos aromticos), miembro de la superfamilia de receptores xenobiticos bHLH-PAS, situado en el citosol de las clulas que estn en contacto con el entorno ambiental, como las del tracto digstivo, las de los pulmones, las epiteliales y las de las mucosas areas.Aunque se ha alertado sobre los posibles trastornos que la abstinencia o el consumo tiene para el organismo de algunas personas susceptibles a la cafena (Fredholm, Bttig, y otros 1999), (Bayln, y otros 2006), an no hay un consenso acerca de los beneficios o perjuicios que efecte sobre el comn de las personas que lo degustan (Corti, y otros 2002), (Siegel, Sokolowska y Kim 2003) (Nawrot, y otros 2003) y ms bien se tiende a comprender los mecanismos por los cuales resulta beneficioso el consumo del caf, tanto normal como descafeinado a largo plazo (Lyvers, Brooks y Matica 2004). De hecho, otros alimentos como el chocolate tienen cierto contenido de cafena, pero no se ha podido disociar el efecto que causa la pequea cantidad presente de ella en el mismo del causado por otros compuestos, metilxantinas tambin, como la teobromina o la anandamida, un canabinoide o la feniletilamina. Tal vez la pequea cantidad de cafena presente en una porcin sirva an como un efectivo potencializador del efecto que el consumir chocolate tiene en el organismo (Smit, Gaffan y Rogers 2004). Ms recientemente, se ha evaluado su potencial como agente protector contra enfermedades neurodegenerativas que provoca el estrs oxidativo dependiente de radicales libres superoxidantes como el sndrome de Alzheimer, el mal de Parkinson y demencia senil asociadas al envejecimiento natural y la diabetes tipo 2 (Wedick, y otros 2011), especialmente el descafeinado (Pereira, Parker y Folsom 2006). Los agentes causantes de estas y otras dolencias que afectan ms al estilo de vida occidental, sedentario, estresante y afecto al consumo de azcares y grasas son contrarrestados en cierta medida por el consumo del caf (Echeverri, y otros 2010), (Eskelinen y Kivipelto 2010), (Duarte, y otros 2012). Incluso otros estudios visualizan el potencial de la cafena como agente coadyuvante para el tratamiento de ciertos tipos de cncer, en los que se requiere de un tratamiento agresivo (ver Cuadro 1) (Khazaei, y otros 2012). Figura 6. Representacin en 3D de una molcula de cisplatina: en verde, los tomos de nitrgeno, gris, platino, azul, nitrgeno y blanco, hidrgeno.

El uso que se hace de la cafena como droga o no depende de los factores que la hacen incidir en las funciones del cerebro, dada su peculiar estructura molecular, semejante a la adenina (Figura 2), un compuesto que de manera natural existe en el organismo de muchos seres vivos y que le permite superar la barrera cerebral y, en general, por las propiedades hidrofbicas que le imparten los grupos metilo de su estructura molecular, no tiene oposicin alguna para incidir en el feto por simple difusin y por el sistema de trasporte activo saturable correspondiente a la adenina, con la cual compite (McCall, Millington y Wurtman 1982). As tambin incide sobre los receptores de adenosina, en todo el cuerpo, especialmente los receptores A2A, presentes en el sistema nervioso central y A1A, ampliamente distribuidos en el cuerpo y que son los que se expresan primero en el embrin y feto (Buscariollo, y otros 2011).

Figura 7. Comparacin entre las molculas de la cafena (1) y la de la adenina (2). Ntese en la Figura 1 la planicidad de la molcula de la cafena (1), es decir, aun cuando los enlaces covalentes de la misma le confieren cierto grado de movimiento, la cafena no tiene estructuras estereoisomricas, los anillos del sistema purnico de la misma estn alineados al plano y los grupos metilo y ceto son prcticamente extensiones de los mismos. Esto mismo ocurre con la molcula de purina (4), una de las dos bases nitrogenadas con las que se construye el sistema gentico y la vida misma. Ntese que el imidazol (5) y la otra base nitrogenada que constituye la pieza fundamental del ADN y ARN, la pirimidina (6) estn unidas por dos de los tomos de carbono formando una molcula de purina (4). Todas estas molculas son aromticas, poseen enlaces dobles que les confieren esta clasificacin en qumica orgnica, aunque no por ello confieran un aroma caracterstico a los compuestos en los que intervienen. Es conveniente hacer notar la lipofilicidad de la cafena (1) que, al contrario de la adenina (2) le permiten los grupos metilo que posee en un medio con pH fisiolgico.

Adenosina, la droga fabricada por el organismo

La adenosina es un nuclesido neuromodulador autacoide (Dal Ben, y otros 2005) presente de manera natural en el organismo humano que cumple funciones de regulacin y homeostasis, adecuando el suministro de oxgeno y energa de forma pleiotrpica en el mismo. En el sistema nervioso central (SNC) modula la liberacin de neurotransmisores, la plasticidad sinptica y tienen un importante papel en la proteccin del tejido neuronal en eventos de estrs isqumico, hipxico y oxidativo. En el sistema cardiovascular regula la contraccin y dilatacin de los vasos sanguneos, la proliferacin de clulas T y la produccin de citoquinas, pequeas protenas importantes en la sealizacin celular. La adenosina inhibe la liplisis y estimula la constriccin de los bronquios (Sheth, y otros 2014).La adenosina es una molcula pequea, sintetizada tanto extra- como intracelularmente por diferentes clulas del organismo, como una molcula trasmisora de seales. La concentracin de adenosina oscila normalmente en el rango de 50-200 nM, pero en situaciones adversas, como isquemia, trauma, estrs e inflamacin llega a alcanzar concentraciones de ms de 1 M intracelularmente en hipoxia en corazn aislado (Dal Ben, y otros 2005). De manera intracelular, a partir de su precursor inmediato, 5-adenosn-monofosfato, por medio de la 5-nucleosidasa. La adenosina puede ser entonces usada como sustrato por la adenosn-deaminasa y ser convertida en inosina o hipoxantina, o bien, puede ser metabolizada a cido rico por la xantn-oxidasa (Sheth, y otros 2014).

Figura 8 Una molcula de adenosina est formada por una molcula purnica, la adenina, que es una molcula de purina (en verde) aminada (en rojo) en la posicin 7 y una molcula de ribosa (en azul claro), una aldopentosa (molcula de azcar de cinco carbonos, el primero de los cuales tiene un grupo aldehdo) en su forma cerrada -D-ribofuranosa. Ntese la semejanza con la molcula de cafena y otras de la Figura 2Las acciones de la adenosina son mediadas por cuatro receptores a nivel de membrana, con siete lazos o vueltas de la cadena peptdica que los fijan a la misma, pertenecientes a la gran familia de receptores asociados a la protena G (RAPG), cuya disfuncin o desregulacin hace que constituyan hasta el 40 % aproximadamente de los blancos de las medicinas empleadas clnicamente y se estima que esta familia por s sola recibe el estmulo del 80 % de las hormonas y neurotransmisores responsables de los mecanismos de transduccin (Dal Ben, y otros 2005). Estos cuatro receptores de adenosina son: Receptor de Adenosina 1 (RA1), Receptor de Adenosina 2 (RA2), de los cuales existen dos subtipos, Receptor de Adenosina 2A (RA2A) y Receptor de Adenosina 2B (RA2B)y Receptor de Adenosina 3 (RA3). Los receptores RA1 y RA2 estn ligados a la produccin del adenosn-monofosfato cclico (AMPc) por medio de la regulacin de la adenilil-ciclasa o adenilato-ciclasa (AMPc-asa). Los cdigos genticos de los cuatro receptores son diferentes y la expresin de los mismos es ampliamente distribuida, de tal forma que la adenosina controla virtualmente la funcin de todo tipo de tejido y rgano, sin embargo, la densidad y distribucin de cada uno vara enormemente. La afinidad misma de los receptores por la adenosina es desigual, los receptores RA1, RA2A y RA3 son altamente afines, necesitndose menos adenosina para que se exprese la funcin de los mismos en cada tejido en donde se encuentran, mientras que la afinidad del receptor RA2B es baja, por lo que se necesita una concentracin mayor de adenosina para que ejerza su accin moduladora. As, los receptores de adenosina, sobre todo RA1 y RA2A, han sido vistos como los puntos clave para la accin de frmacos que contrarresten la accin de la adenosina o medien en la actividad de frmacos con una estructura similar, tal que el aadido de un sustituyente o grupo funcional interesante a la adenosina, con la consecuente disminucin de la afinidad del receptor por la molcula, sea compensada en cierta forma por el estudio de las propiedades funcionales que otros elementos puedan aportarle, devolviendo con creces la afinidad y potencia perdidas con respecto a los receptores RA2A y RA3 , aunque con respecto al receptor RA1 (Franchetti, y otros 1998). Sin embargo, la accin que puede ejercer la cafena sobre los receptores de adenosina es menor comparada con la de la teofilina, pues se necesita una concentracin mayor a 20 M de cafena para ejercer su antagonismo sobre el RA1, mayor a 30 M para que la molcula de cafena antagonice la accin de la adenosina sobre los receptores RA2A y RA2B y mayor a 100 M para que el RA3 sea afectado por la misma cafena, mientras que la teofilina tiene una accin en el rango de 1 a 20 M sobre los tres primeros receptores (1-20, 2-20 y 10-20, respectivamente). Dado que los receptores de adenosina se involucran en un amplio espectro de procesos tanto fisiolgicos como patofisiolgicos, ofreciendo oportunidades teraputicas, pero los antagonistas de la adenosina son realmente pocos, entre ellos la cafena, a niveles de consumo normales de la misma, sobre todo, en los RA1 y RA2A, esto puede limitar la bsqueda de frmacos que hagan uso de este potencial (Fredholm 2010). La adenosina regula indirectamente la presencia de AMPc por medio de estos receptores que en el interior celular activan el complejo de protenas reguladoras asociadas al nucletido de guanina (protenas G), entre las que se encuentran la protena GS, asociadas a la regulacin de la AMPc-asa, as como a la interaccin con el canal de iones Ca2+ directamente, las protenas Gi , que son tres y estn asociadas a la regulacin de la AMPc-asa y a la apertura de los canales de iones K+, la protena GZ, ligada a la activacin de la fosfolipasa C y a la protena G0, abundante en el cerebro y se le asocia a la regulacin de los canales de iones Ca2+ y otros canales de iones (van Galen, y otros 1992).Las protenas G son heterotrimricas, consistentes en tres subunidades, , y . Mientras que las subunidades pueden ser estructuralmente diversa, las subunidades y son ms afines entre ellas, asocindose firmemente y pueden acoplarse con varios tipos de unidades (van Galen, y otros 1992). La funcin del RA1 es, aparte de actuar sobre otros sistemas regulatorios dependientes de AMPc-asa, guanilato-ciclasa (GMPc-asa) fosfolipasas A2 y C y los canales de iones Ca2+ e iones K+, es inhibir la funcin de la actividad de la AMPc-asa, disminuyendo el nivel de AMPc, mientras que el de los receptores RA2 es estimular la funcin de la AMPc-asa, aumentando el nivel de AMPc. Los RA1 se acoplan con los sistemas de protenas Gi1-3 y G0. Los RA2 slo se acoplan a los sistemas de protenas GS, aparentemente.En todo caso se requiere la presencia de guanosn-trifosfato (GTP) para activar la funcin de los receptores de adenina sobre las protenas G y es claro que el GTP puede disminuir la afinidad de los agonistas por los receptores de adenosina y se necesitan iones Mg2+ para la induccin del alto estado de afinidad del agonista por el receptor. En el caso de los sistemas de inhibicin, como en los RA1, se necesita de iones Na+ para la total inhibicin de la AMPc-asa, cuyo efecto se debe a una interaccin sodio-aspartato (Na+-Asp) en el segundo dominio transmembrana del receptor (van Galen, y otros 1992).Una propiedad que tiene la cafena es la adiccin que se tiene a la misma, sea por el hecho de que el consumo consuetudinario de la misma causa una mejora en la respuesta ante situaciones de adormecimiento, fatiga o cansancio, lasitud o porque combinada con el aroma y sabor de las bebidas con las que habitualmente se consume, las refuerza positivamente. A este respecto es precisamente el caf una de las bebidas ms complejas, en donde refuerza positivamente el efecto de la misma sobre el estado de nimo del individuo. El mecanismo por el que acta es que genera una tolerancia cada vez ms creciente a la misma, con lo cual la necesidad de mantener un nivel adecuado en el sistema que siga teniendo el mismo efecto se incrementa, haciendo el proceso de desintoxicacin difcil, porque incluye sntomas como dolores de cabeza, fatiga y ansiedad (Addicott y Laurienti 2009).

6 Frutos Maduros del Cafeto: La cafena abunda en la naturaleza, pero en el caf cereza de la variedad arbiga solo representa un 2 % del peso en seco. En otras especies de caf y en otras plantas, se presenta en mayor cantidad.Presencia de la cafena en la naturalezaAbundancia de compuestos secundariosEl origen de la cafena es diverso, varias especies de plantas dicotiledneas y slo una monocotilednea la producen como uno de los ms de 100,000 metabolitos secundarios o aleloqumicos, productos metablicos que se presentan en las plantas y que no intervienen en las funciones principales de la vida misma de las clulas vegetales, en el crecimiento o reproduccin y que operan en las actividades de proteccin ante los radicales libres, en la atraccin de animales polinizadores, en la sealizacin hacia otras plantas o animales y como un mecanismo de defensa. La cafena acta como un agente protector ms que una fitoalexina[footnoteRef:10], ante el ataque de insectos, moluscos, nemtodos, otros animales herbvoros, hongos y bacterias patgenas (Hollingsworth, Armstrong y Campbell 2002) (Weir, Park y Vivanco 2004) (Ilori y Ilori 2012) (Kim, Choi y Sano 2010), por su gusto amargo y levemente txico para los mismos y es agrupada artificialmente bajo el trmino alcaloide con varias otras miles de molculas de bajo peso molecular (alrededor de 12,000) (Ogawa, y otros 2001) cuya caracterstica en comn es tener uno o varios tomos de nitrgeno presentes (Baumann 2006). Curiosamente y con motivo de la bsqueda de compuestos que sirvan de base para la sntesis de nuevos frmacos contra diversas enfermedades y padecimientos, se ha encontrado que los moluscos conocidos como ostras, que se consumen a nivel mundial en todas las regiones cercanas a las costas, generan y almacenan cafena en sus conchas, lo nico que queda de ellos cuando se comen y de las que se apilan desde pocas inmemorables. En estos apilamientos de conchas conocidos como Ostrea concha (pin yin: Mu Li, Trad. , ostras), adems del carbonato clcico, la medicina tradicional china ha encontrado remedios para diversas dolencias. Un equipo de investigadores chinos ha descubierto que existe inequvocamente la presencia de cafena en el extracto crudo metanlico de los residuos de conchas analizadas provenientes de cultivos perennes de Crassostrea gigas Thunberg, (Ostrea gigas Thunberg) C. thalienwaniensis Crosse y C. rivularis Gould, asociados ms a la medicina tradicional china que los cultivos anuales de stas y otras ostras (Yang, y otros 2012). [10: En el cafeto sano se acumula principalmente en los tejidos en desarrollo, en las hojas nuevas y en los frutos. Aunque la accin tpica de una fitoalexina est ms relacionada con otros compuestos, como los cidos cafeoilqunicos, ciertos terpenos y en general, las sustancias que por medio de la expresin de los genes que codifican enzimas para la ruta fenilpropanoidea, promoviendo la sntesis de isoflavonoides y fenilpropanoides que luego sern transformados en sustancias afines a la suberina y a la lignina para fomentar la resistencia al ataque de los hongos, bloqueando la invasin de las hifas fungales. Una de estas enzimas, la fenilalanina amonio liasa (FAL) est implicada tambin en la ruta biosinttica del cido saliclico, compuesto relacionado con la defensa ante infecciones y clave en la sealizacin de la respuesta ante patgenos, requerido para la activacin de estos genes de respuesta, catalasas, cinasas de protenas receptoras y factores de transcripcin (Silva, y otros 2006).]

Clasificacin de las metilxantinasEl agrupamiento de la cafena con otras metilxantinas en alcaloides purnicos no es del todo artificial, dado que comparten el origen comn desde la formacin del nucletido xantosina, el cual es derivado de la metabolizacin de la guanina, desaminada como el nucletido guanosn-trifosfato, para convertirse en xantosina en los seres vivos, lo mismo que ocurre con el adenosn-trifosfato, para metabolizarse en hipoxantosina (Figura 3). Esta acumulacin de nucletidos modificados, unidos a un trifosfato, es defecto de los mismos procesos celulares y los mismos deben de ser metabolizados a otros compuestos menos dainos para la estructura de los cidos nucleicos ADN y ARN, por causar mutagnesis que puede derivar en carcinognesis, desrdenes degenerativos, senescencia, apoptosis, metabolismo defectivo del ADN y otros efectos adversos para la clula. Entre los nucletidos modificados estn el inosn-trifosfato (ITP), desoxi-inosn-trifosfato (dITP), el xantosn-trifosfato (XTP) y el desoxi-xantosn-trifosfato (dXTP). En algunos casos, una desoxi-ribonucleosi-trifosfato-pirofosfatohidrolasa con una mltiple especificidad por estos sustratos es empleada por los seres vivos (Davies, y otros 2012). Es posible que este sea el verdadero inicio de la cafena, como un metabolito indeseado en el interior de las clulas, que encontraron la manera de emplearlo para otros fines ms benficos, en este caso, el que las plantas emplean para s.

Figura 9. El metabolismo de la guanina, como (d) nucletido, conlleva algunas veces a la desaminacin de la misma por procesos defectivos que ocurren en la clula. Para eliminar este y otros compuestos que pueden causar dao a los cidos nucleicos existe entonces una ruta metablica que en algunos seres vivos, en este caso, las plantas superiores, se traduce en cafena (adaptado de Davies y otros 2012). A menudo se encuentran todas ellas presentes, sobre todo, en los tejidos en crecimiento, en expansin o los que emplea la planta para reproducirse (Khakia 2014) almacenado en vacuolas para evitar la autointoxicacin.Las plantas y la cafenaLa presencia de la cafena y otros alcaloides en las plantas se debe a que ya son parte de mecanismos qumicos de autodefensa en contra de bacterias, hongos, artrpodos y gusanos nematodos que atacan las partes sensibles de las plantas como las hojas en desarrollo, los extremos de las mismas y las races sensibles en desarrollo o bien, pueden ser empleadas para crear una zona potencial de crecimiento libre de estrs bitico generado por otras plantas (Lara-Nuez, Anaya y Cruz-Ortega 2007) para las partes de colonizacin de las plantas que los emplean, como las semillas en germinacin, flores, semillas y las radculas en crecimiento, como una rizsfera en donde puede medrar protegida por medio de una delicada simbiosis con bacterias y hongos de gusanos nematodos y las races de otras plantas que puedan inhibir su avance (Freire, y otros 2012) (Ogawa, y otros 2001) (Mazzafera, Yamaoka-Yano y Pierre 1996), siendo consecuencia del efecto de la evolucin de la relacin entre las plantas, su entorno inamovible y los herbvoros. La cafena, como otros agentes txicos para los insectos, induce una respuesta gentica de detoxificacin en las familias de genes del citocromo P450 (en 11 de los 89 genes que la codifican, en especial Cyp12dl, con una especificidad de respuesta a la induccin de 10 veces la normal, visible en las entraas medias, en los tbulos de Malpighi, en el cuerpo graso y en el ciego gstrico) y la glutatin-S-transferasa (en 5 de los 37 genes que la codifican, en especial Gst2D, con una especificidad de respuesta a la induccin del doble de la normal, cuyo efecto es visible en las entraas medias, en el ciego gstrico, en los tbulos de Malpighi, en los urteres y en las entraas posteriores) alterando la forma en que son producidas. Esto indica que la cafena puede ser metabolizada a compuestos menos dainos por algunos insectos. Este comportamiento gentico se ha demostrado que es posible tambin ante el ataque con insecticidas como el DDT y otros que forman parte del arsenal qumico contra las plagas (Willoughby, y otros 2006).Incluso, en otro sentido, la cafena tiene un peculiar uso por parte de las plantas, como factor de recuerdo o memoria acerca de la vuelta de insectos polinizadores a las flores de las plantas que la producen y la secretan en el nctar destinado a los mismos insectos polinizadores, quienes tendern a volver hasta por un factor de 3, comparado con las flores cuyo nctar no la contiene (Wright, y otros 2013). La cafena es un compuesto cuya biosntesis ocurre en las plantas, en particular, el caf, en las hojas en pleno desarrollo (Ashihara, Monteiro, y otros 1996), como producto secundario y que tiene cierta actividad en contra de los insectos, depredadores habituales de las mismas, intoxicndoles (Nathanson 1984). Aunque gracias a la transferencia horizontal gentica, ciertas plagas han surgido como un peligro potencial para el cultivo (Acua, y otros 2012). Al servir como un mecanismo de defensa y proteccin de los frutos an no maduros, la propia planta logra que sus semillas lleguen a lugares adecuados para germinar, esto es, cuando sobreviven como semillas viables en las deyecciones de los animales que las consumen, como aves y mamferos pequeos. Un ejemplo extremo como las semillas que pasan por el tracto de la civeta de las palmeras asitica comn Paradoxurus hermaphroditus, es que la acidez y las enzimas del tracto pueden influir mucho en el sabor del caf como bebida, al comer los frutos en sazn y digerir levemente las semillas, las que deposita como parte de sus heces (Shepherd 2012), como lo hacen otros mamferos pequeos carnvoros que se han adaptado a un estilo de vida ms frugvoro cuando pueden hacerse con este tipo de dieta (Zhou, y otros 2008) (Mudappa, Kumar y Chellam 2010). A este producto se le considera como un precursor de una bebida de gran calidad, por s misma una bebida distinta al caf, como lo sugiere el estudio de sus propiedades aromticas (Mahendradatta, y otros 2012) (Ongoa, y otros 2012) (Shepherd 2008): el kopi luwak. Lo malo de este proceso natural es que ha tenido la intervencin humana desde que los holandeses llegaron con las primeras plantas de Coffea canephora Pierre, llevndolas va Europa a lo que entonces era una reciente colonia en las Indias Orientales, es decir, la intervencin humana ahora amenaza la sobrevivencia de P. hermaphroditus y quiz la nica forma de detener el mal uso que se le da a estos animalitos en cautiverio es encontrar una forma alternativa de emular este proceso, sacrificando quiz calidad, pero no una cada vez ms escasa vida totalmente libre y natural (Martnez 2007) (Tunjung Sari, y otros 2012) (Fredholm 2011) (World Animal Protection 2014).El consumo del caf es prcticamente desproporcionado: entre quienes lo producen, pequeos agricultores en diversas regiones del mundo, sujetos a las variaciones del clima, mercado, desarrollo propio y quienes lo consumen pagando un precio, a veces muy alto, y no saben que estn sujetos a decisiones que a veces, sin fundamento, se contradicen.

7 Ruta Biosinttica de la Cafena: En esta representacin se indican las enzimas involucradas, obtenidas por expresin gentica a partir de Escherichia coli, por ello se rotula entre parntesis EC y el nmero es el asignado segn se han ido identificando con sus homlogos naturales (Ogawa, y otros 2001)Biosntesis de la cafena y otros compuestos purnicos Las metilxantinas estn relacionadas con la estructura bsica de la purina, un compuesto alcaloide que posee dos anillos: uno de seis tomos, 4 de carbono y dos de nitrgeno, formando una pirimidina y otro de cinco, adyacente, con el que comparte dos de los tomos de carbono, y presenta uno ms de carbono, en medio de los dos de nitrgeno con los que se cierra el anillo de cinco miembros, un imidazol, Figura 4:

Figura 10. La molcula basal de purina, sobre la cual se forman estructuras purnicas.

Esencialmente en todas las plantas donde ocurre, la sntesis de cafena sigue los mismos pasos a partir de su predecesor ribonuclesido xantosina: una primera metilacin de la misma en la posicin 7 de la xantina, eliminacin de la ribosa, dos subsecuentes metilaciones en la posicin 3, para formar teobromina y ulteriormente en 1, completando una molcula de cafena. Paralelamente, ocurre una menor incidencia para formar 1-metilxantina y luego una posterior metilacin para formar paraxantina, la cual es la metilxantina ms proclive a aceptar la donacin de grupos metilo (Suzuki y Takahashi 1975), aunque la velocidad de conversin de 1-metilxantina a paraxantina es muy baja, actuando como factor limitante. Estudios con ARN de interferencia sugieren que el factor regulador para la produccin de cafena es precisamente la cantidad de teobromina presente en los tejidos, con lo cual se verifica la ruta principal de la sntesis de la cafena en plantas y se obtiene una ruta para modificar genticamente C. arabica y C. canephora para lograr plantas con un contenido de cafena menor (Ogita, y otros 2004).

La molcula de cafena est estructuralmente relacionada con sus predecesoras en la sntesis de novo, en la que se usa una gran cantidad de energa a travs del fosfororibosil-1-pirofosfato y se emplean molculas simples como CO2, aminocidos y tetrahidrofolato de la siguiente manera (Moffatt y Ashihara 2002), Figura 5:

Figura 11. Ruta de la sntesis de novo de las purinas, una ruta importante metablica que comparten de manera similar todos los seres vivos. Una vez sintetizada la molcula de XMP, puede seguirse el curso de la sntesis de la molcula de cafena (Figura 6) en la Figura 7, adaptado de (Moffatt y Ashihara 2002, pg. 2).La sntesis del esqueleto purnico de adenosina (adenina unida a una molcula de ribosa) empieza as: Una molcula de glutamina aporta el primer tomo de nitrgeno en N9 y una de glicina el nitrgeno N7 (A) y los tomos de carbono C5 y C6 en cada anillo imidazlico (B) , una molcula de cido -amino actico (en forma de tetrahidrofolato) aporta el carbono C8 (C), una de cido glutmico aporta el nitrgeno N1 (D) y el nitrgeno N3 (E) proviene del cido asprtico tras haberse enlazado al carbono C4, proveniente de una molcula de cido actico (F). Una molcula de cido -amino actico (en forma de tetrahidrofolato) aporta el carbono C2 y empieza a cerrar el anillo pirimidnico de seis miembros en C4 (G) para que el nitrgeno de la amina del cido asprtico lo cierre en N3, formndose la purina propiamente dicha. Una molcula de metionina en forma de S-adenosil-L-metionina aporta el sustrato para las subsecuentes metilaciones por la enzima N-metiltransferasa, una vez formada la molcula de xantina (Figura 6, adaptado de Kar 2007). De hecho, Anderson y Gibbs estudiaron el metabolismo de la cafena en C. arabica suministrando a las hojas de esta especie con 14C, en varios aminocidos y formato, sugiriendo que el anillo xantnico se deriva de glicina, formato y CO2, siendo las metilxantinas derivadas del subsecuente proceso de metilacin (Anderson y Gibbs 1962). Por tanto, el proceso de formacin de la cafena es el que implica la formacin de otras purinas (Mazzafera 2004)

Figura 12 Una molcula de cafena est compuesta estructuralmente por la aportacin de varias otras ms sencillas, en este caso, aminocidos, CO2 y un grupo formilo, para formar la base purnica que posteriormente ser metilada segn se ha descrito en la Figura de la ruta biosinttica de la cafena. Adaptado de (Kar 2007).La biosntesis de la cafena involucra la metilacin de su precursor purnico xantosina, un nucletido presente en el medio intracelular cuyos predecesores son por una ruta: adenosn-monofosfato inosn-monofosfato xantosn-monofosfato xantosina y/u otra: guanosn-monofosfato guanosina xantosina (Anaya, Cruz-Ortega y Waller 2006). Por medio de una N-metiltransferasa se aade un grupo metilo en la posicin 7 del sistema purnico, con S-adenosilmetionina como donador de grupos metilo en todos los pasos, crendose una molcula de 7-metil-xantosina por medio de la enzima 7-metilxantosina sintasa, codificada por el gen CmXRS1, la cual es transformada en 7-metil-xantina, mediante la escisin de la ribosa catalizada por 7-metil-xantosina hidrolasa (7-metil-xantosina nucleosidasa), posteriormente se vuelve a metilar la molcula para en la posicin 3, con una enzima, teobromina sintasa, codificada por el gen CTS2, afn a su sustrato, diferente de la primera (Ogawa, y otros 2001), formando una molcula de teobromina, el compuesto que predomina en el cacao. Una ulterior metilacin por medio de la enzima cafena sintasa en la posicin 1 convierte la teobromina en cafena.Debido a que naturalmente se encuentran 2 genes que expresan la enzima que cumple la funcin como cafena sintasa en C. arabica, CCS1 en hojas y fruto y CaDXMT1 principalmente en frutos, se han hallado en la Coleccin de Germoplasma del Instituto Agronmico de Campinas (IAC) en el estado de So Paulo en Brasil un tro de plantas AC1, AC2 y AC3, nombradas as en honor del Dr. Alcides Carvalho, en donde la expresin de dichos genes es prcticamente nula, lo que podra servir como alternativa para la produccin natural de un caf suave y con acidez, como lo es el proveniente de la especia C. arabica, pero sin cafena, an menos de la que contiene naturalmente (Maluf, y otros 2009). Una ruta alterna involucra paraxantina, otra menor involucra la metilacin del nucletido xantn- monofosfato en la posicin 7, pero la predominante en el t y caf es la anterior, que involucra la teobromina (Kulikowska, Kierdaszuk y Shugar 2004), Figura 7.

Figura 13. Rutas metablicas de la cafena. La ruta principal inicia a partir de xantosn monofosfato (XMP) y sigue por las flechas slidas: Xao, xantosina, 7-Me-Xao, 7-metilxantosina, 7-Me-Xan, 7-metilxantina, 3,7-triMe-Xan, 3,7-trimetilxantina (teobromina), 1, 3,7-triMe-Xan, 1, 3,7-trimetilxantina (cafena). Las rutas alternas siguen por las flechas en lnea discontinua. 7-Me-XMP, 7-metilxantosina, 1,7-diMe-Xan, 1,7-dimetilxantina (paraxantina). SAM, S-adenosil-L-metionina, SAH, S-adenosil-L-homocistena, Xan, xantina, 3-Me-Xan, 3-metilxantina, 1,3-diMe-Xan, 1,3-dimetilxantina (teofilina). Adaptado de (Kulikowska, Kierdaszuk y Shugar, pg. 519), (Ashihara 2006, pg. 3) y (Ashihara, Kato y Crozier 2011, pg. 16)En todo caso, la presencia de la cafena en la planta se debe a que la molcula de adenina es rpidamente metabolizada hacia cafena por esta ruta, debido a que las plantas superiores, como es el caso de las dicotiledneas, presentan poca o nula actividad de adenina deaminasa, por lo que la adenina debe de pasar por el reservorio de nucletidos purnicos para ser transformada en adenosn-monofosfato (AMP) y luego en inosn-monofosfato y degradarse hasta cido alantico, o bien, por xantosn-monofosfato (XMP) y por la va menor guanosn-monofosfato (GMP) hasta cafena, Figura 8.

Figura 14. La ruta de la biosntesis de la cafena inicia con la adenina, en reserva como nucletidos rescatados de adenina, o como molculas ms sencillas, en una sntesis de novo. Ntese el ciclo paralelo de metilo activado SAM-SAH, que por cada mol de cafena genera 3 moles de SAH, adaptado de (Ashihara, Shimizu, y otros 1995), el cual ocurre casi por completo en los cloroplastos, pero sin necesidad de la intervencin de luz (Ashihara y Crozier 2001).

Catabolismo de la cafena en las plantasLa cafena sintetizada en las plantas es almacenada en las vacuolas de las clulas, formando complejos intermoleculares dbiles formados con cido clorognico u otros polifenoles (Ashihara y Crozier 2001) los cuales tienden a ser ms abundantes en las hojas nuevas, en tejidos de crecimiento y permanecer as en las especies comerciales C. arabica, C. canephora y C. liberica, esta ltima de escasa produccin y no se cultiva en Amrica, en contraste con lo que ocurre en otras especies de Coffea en donde la cafena s se metaboliza a los cidos metilricos teacrina, liberina y metil-liberina, como lo descubri Kalberer (Mazzafera 2004), Figura 9.

Figura 15. Los metabolitos finales de la cafena en las hojas maduras de las especies de cafeto Coffea liberica, C. dewevrei y C. abeokutae (Ashihara y Crozier 2001)El camino principal de esta ruta metablica se constituye por los siguientes pasos: cafenateofilina3-metilxantinaxantinacido ricoalantonacido alanticocido glioxlico + ureaNH3+CO2. La primera desmetilacin es el paso determinante de la ruta, tal como lo descubrieron Suzuki y Waller (Mazzafera 2004). Algunas plantas tienen rutas menores alternas, entre las que destacan la produccin de teobromina y 7-metilxantina, rescatadas de la ruta metablica de la cafena e incorporadas al ciclo nuevamente. En particular, los cafetos librico-excelsoides tiene la propiedad de poder transformar la cafena a cido metilrico y otros derivados del cido rico (Mazzafera 2004).

Usos de la cafena

La cantidad de usos que tiene la cafena justifica la extraccin de la misma por medio de diferentes mtodos de varias fuentes naturales, como lo es el caf en grano, verde, hojas de t, etc. En ocasiones, el uso de la cafena est fuertemente influenciado por costumbres un tanto exticas o inusuales para el consumidor promedio del caf, como en el caso de emplearla en combinacin con otros medicamentos en enemas en Tailandia, medida que suele ser ms perjudicial que beneficiosa, pero es una forma de administrar junto con ergotamina () en cpsulas supositorias en pacientes con migraa o con sntomas de jaqueca episdica ligada a la tensin arterial y con indometacina () y proclorperazina () para stas dos afecciones. Lo ms comn en ese pas es seguir las indicaciones sugeridas por el Dr. Max Gerson para tratar algunos problemas del cncer, que no han sido comprobadas cientficamente, para detoxificar el organismo por medio del colon, que