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Articulo de referencia

Solanina

L -rhamnopyranosyl-(1→2)-[β- D -glucopyranosyl-(1→3)]-β- D -galactopyranoside"},"SystematicName":{"wt":"(2''S'',3''R'',4''R'',5''R'',6''S'')-2- {[(2''R'',3''R'',4''S'',5''S'',6'...

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La solanina es un glicoalcaloide venenoso que se encuentra en especies de la familia de las solanáceas dentro del género Solanum , como la papa ( Solanum tuberosum ). Puede presentarse de forma natural en cualquier parte de la planta, incluyendo las hojas , el fruto y los tubérculos . La solanina tiene propiedades pesticidas y es una de las defensas naturales de la planta . La solanina fue aislada por primera vez en 1820 de las bayas de la solanácea negra europea ( Solanum nigrum ), de la cual recibió su nombre. [ 1 ] Pertenece a la familia química de las saponinas .

Intoxicación por solanina

Síntomas

La intoxicación por solanina se manifiesta principalmente con trastornos gastrointestinales y neurológicos. Los síntomas incluyen náuseas , diarrea , vómitos , calambres estomacales , ardor de garganta, arritmia cardíaca , pesadillas , dolor de cabeza , mareos , picazón, eccema , problemas de tiroides e inflamación y dolor en las articulaciones. En casos más graves, se han reportado alucinaciones , pérdida de sensibilidad, parálisis , fiebre , ictericia , pupilas dilatadas , hipotermia y muerte . [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]

La ingestión de solanina en cantidades moderadas puede causar la muerte. Un estudio sugiere que dosis de 2 a 5  mg/kg de peso corporal pueden causar síntomas tóxicos, y dosis de 3 a 6  mg/kg de peso corporal pueden ser fatales. [ 5 ]

Los síntomas suelen aparecer entre 8 y 12 horas después de la ingestión, pero pueden manifestarse tan solo 10 minutos después de consumir alimentos ricos en solanina.

Correlación con defectos congénitos

Algunos estudios muestran una correlación entre el consumo de patatas afectadas por el tizón tardío (que aumenta los niveles de solanina y otros glicoalcaloides ) y la incidencia de espina bífida en humanos. Sin embargo, otros estudios no han encontrado correlación entre el consumo de patatas y la incidencia de defectos congénitos. [ 6 ]

Envenenamiento del ganado

El ganado también puede ser susceptible a los glicoalcaloides. Se requieren altas concentraciones de solanina para causar la muerte en mamíferos. El tracto gastrointestinal no puede absorber la solanina de manera eficiente, lo que ayuda a disminuir sus efectos en el organismo de los mamíferos. [ 7 ] El ganado puede hidrolizar la solanina y excretar su contenido para disminuir su presencia en el cuerpo. [ 7 ]

Mecanismo de acción

Existen varios mecanismos propuestos sobre cómo la solanina causa toxicidad en humanos, pero el verdadero mecanismo de acción no se comprende bien. Se ha demostrado que los glicoalcaloides de Solanum inhiben la colinesterasa , alteran las membranas celulares y causan defectos de nacimiento . [ 8 ] Un estudio sugiere que el mecanismo tóxico de la solanina se debe a la interacción del compuesto químico con las membranas mitocondriales . Los experimentos muestran que la exposición a la solanina abre los poros de transición de permeabilidad mitocondrial de la membrana mitocondrial interna , disminuyendo el potencial de membrana . La apertura de estos poros conduce al transporte de Ca 2+ desde las mitocondrias al citoplasma, y ​​este aumento de la concentración de Ca 2+ en el citoplasma desencadena daño celular y apoptosis . [ 9 ] También se ha demostrado que los glicoalcaloides de la papa, el tomate y la berenjena, como la solanina, afectan el transporte activo de sodio a través de las membranas celulares. [ 10 ] Esta alteración de la membrana celular es probablemente la causa de muchos de los síntomas de la toxicidad de la solanina, incluyendo sensaciones de ardor en la boca, náuseas, vómitos, calambres abdominales , diarrea, hemorragia interna y lesiones estomacales . [ 11 ]

Biosíntesis

Biosíntesis de solanina a partir de colesterol

La solanina es un glicoalcaloide tóxico producido por diversas plantas del género Solanum , como la papa. Cuando el tallo, los tubérculos o las hojas de la planta se exponen a la luz solar, se estimula la biosíntesis de solanina y otros glicoalcaloides como mecanismo de defensa para evitar que sea consumida. [ 12 ] Por lo tanto, se considera un pesticida natural .

Aunque se muestran las estructuras de los intermediarios en esta vía biosintética, se desconocen muchas de las enzimas específicas involucradas en estos procesos químicos. Sin embargo, se sabe que en la biosíntesis de solanina, el colesterol se convierte primero en el alcaloide esteroideo solanidina . Esto se logra mediante una serie de reacciones de hidroxilación , transaminación , oxidación , ciclación , deshidratación y reducción . [ 13 ] Específicamente, la formación de solanidina implica reacciones secuenciales de hidroxilación, transaminación y ciclación . [ 1 ] La solanidina se convierte luego en solanina mediante una serie de reacciones de glicosilación catalizadas por glicosiltransferasas específicas . [ 12 ]

Las plantas como la papa y el tomate sintetizan constantemente bajos niveles de glicoalcaloides como la solanina. Sin embargo, bajo estrés, como la presencia de una plaga o herbívoro , aumentan la síntesis de compuestos como la solanina como defensa química natural . [ 14 ] Este rápido aumento en la concentración de glicoalcaloides le da a las papas un sabor amargo , y los estímulos estresantes como la luz también estimulan la fotosíntesis y la acumulación de clorofila . Como resultado, las papas se vuelven verdes y, por lo tanto, no son atractivas para las plagas. [ 15 ] Otros factores estresantes que pueden estimular el aumento de la biosíntesis de solanina incluyen daños mecánicos, condiciones de almacenamiento inadecuadas, procesamiento inadecuado de alimentos y germinación . [ 16 ] La mayor concentración de solanina en respuesta al estrés se encuentra en la superficie de la cáscara, lo que la convierte en un mecanismo de defensa aún mejor contra las plagas que intentan consumirla. [ 17 ]

Seguridad

Límites sugeridos para el consumo de solanina

La toxicidad suele producirse cuando las personas ingieren patatas con altos niveles de solanina. El consumo medio de patatas en EE. UU. se estima en unos 167 g de patatas al día por persona. [ 11 ] Existe variación en los niveles de glicoalcaloides en los diferentes tipos de patatas, pero los agricultores de patatas procuran mantener los niveles de solanina por debajo de 0,2  mg/g. [ 18 ] Se han relacionado signos de intoxicación por solanina con el consumo de patatas con concentraciones de solanina de entre 0,1 y 0,4  mg por gramo de patata. [ 18 ] La patata media tiene 0,075  mg de solanina/g de patata, lo que equivale a unos 0,18  mg/kg según el consumo diario medio de patatas. [ 19 ]

Los cálculos han demostrado que de 2 a 5  mg/kg de peso corporal es la dosis tóxica probable de glicoalcaloides como la solanina en humanos, siendo de 3 a 6  mg/kg la dosis letal. [ 20 ] Otros estudios han demostrado que se observaron síntomas de toxicidad incluso con el consumo de 1  mg/kg. [ 11 ]

Almacenamiento de patatas

Diversas condiciones de almacenamiento pueden afectar el nivel de solanina en las papas. Los niveles de glicoalcaloides aumentan cuando las papas se exponen a la luz, ya que esta incrementa la síntesis de glicoalcaloides como la solanina. [ 18 ] Las papas almacenadas en un lugar oscuro evitan el aumento de la síntesis de solanina. Las papas que se han vuelto verdes debido al aumento de clorofila y fotosíntesis son indicativas de una mayor exposición a la luz y, por lo tanto, se asocian con altos niveles de solanina. [ 20 ] La síntesis de solanina también se estimula por lesiones mecánicas, ya que los glicoalcaloides se sintetizan en las superficies de corte de las papas. [ 18 ] El almacenamiento de papas durante períodos prolongados también se ha asociado con un mayor contenido de solanina. [ 21 ] Un estudio encontró que los niveles de solanina en las papas Kurfi Jyoti y Kufri Giriraj aumentaron en 0,232  mg/g y 0,252  mg/g respectivamente después de ser almacenadas de forma inadecuada en un montón. [ 22 ]

Efectos de la cocción sobre los niveles de solanina

Se ha demostrado que la mayoría de los métodos de procesamiento doméstico, como hervir, cocinar y freír patatas, tienen efectos mínimos sobre los niveles de solanina. Por ejemplo, hervir las patatas reduce los niveles de α-chaconina y α-solanina en solo un 3,5 % y un 1,2 % respectivamente, pero cocinarlas en el microondas reduce el contenido de alcaloides en un 15 %. [ 23 ] Freír en aceite a 150 °C (302 °F) tampoco produce ningún cambio apreciable. Se ha demostrado que los alcaloides como la solanina comienzan a descomponerse y degradarse a aproximadamente 170 °C (338 °F) , y freír las patatas a 210 °C (410 °F) durante 10 minutos provoca una pérdida de aproximadamente el 40 % de la solanina. [ 10 ] La liofilización y la deshidratación de las patatas tienen un efecto mínimo sobre el contenido de solanina. [ 24 ] [ 25 ]      

La mayor parte (30-80%) de la solanina en las papas se encuentra en la capa exterior. [ 25 ] Por lo tanto, pelar las papas antes de cocinarlas reduce la ingesta de glicoalcaloides provenientes de su consumo. Se ha demostrado que las cáscaras de papa fritas contienen 1,4-1,5  mg de solanina/g, lo que equivale a siete veces el límite superior de seguridad recomendado de 0,2  mg/g. [ 18 ] Masticar un pequeño trozo de cáscara de papa cruda antes de cocinarla puede ayudar a determinar el nivel de solanina que contiene; el amargor indica un alto contenido de glicoalcaloides. [ 18 ] Si la papa tiene más de 0,2  mg/g de solanina, se desarrollará una sensación de ardor inmediata en la boca. [ 18 ]

Envenenamientos humanos registrados

Aunque las muertes por intoxicación con solanina son raras, se han registrado varios casos notables de intoxicación humana por esta sustancia. Entre 1865 y 1983, se documentaron alrededor de 2000 casos de intoxicación humana por solanina, la mayoría con recuperación completa y 30 fallecimientos. [ 26 ] Debido a que los síntomas son similares a los de una intoxicación alimentaria , es posible que existan muchos casos de toxicidad por solanina sin diagnosticar . [ 27 ]

En 1899, 56 soldados alemanes enfermaron por intoxicación con solanina tras consumir patatas cocidas que contenían 0,24  mg de solanina por gramo de patata. [ 28 ] No hubo víctimas mortales, pero algunos soldados quedaron parcialmente paralizados e ictericia . En 1918, se registraron 41 casos de intoxicación con solanina en personas que habían consumido una mala cosecha de patatas con 0,43  mg de solanina/g de patata, sin que se registraran víctimas mortales. [ 25 ]

En Escocia, en 1918, se registraron 61 casos de intoxicación por solanina tras el consumo de patatas que contenían 0,41  mg de solanina por gramo de patata, lo que provocó la muerte de un niño de cinco años. [ 29 ]

Un informe de caso de 1925 informó que 7 miembros de una familia que comieron papas verdes enfermaron por intoxicación con solanina dos días después, lo que resultó en la muerte de la madre de 45 años y la hija de 16 años. Los demás miembros de la familia se recuperaron por completo. [ 19 ] En otro informe de caso de 1959, cuatro miembros de una familia británica exhibieron síntomas de intoxicación con solanina después de comer papas asadas que contenían 0,5  mg de solanina por gramo de papa.

En 1979, se produjo un caso de intoxicación masiva por solanina en el Reino Unido, cuando 78 adolescentes varones de un internado presentaron síntomas tras consumir patatas que habían sido almacenadas incorrectamente durante el verano. [ 30 ] Diecisiete de ellos fueron hospitalizados, pero todos se recuperaron. Se determinó que las patatas contenían entre 0,25 y 0,3  mg de solanina por gramo.

Otro caso de intoxicación masiva se reportó en Canadá en 1984, después de que 61 escolares y maestros presentaran síntomas de toxicidad por solanina tras consumir papas asadas con 0,5  mg de solanina por gramo de papa. [ 31 ]

En las patatas

Las patatas verdes suelen tener niveles elevados de solanina y no deben consumirse en grandes cantidades.

Las patatas producen de forma natural solanina y chaconina , un glicoalcaloide relacionado, como mecanismo de defensa contra insectos , enfermedades y herbívoros . Las hojas , los tallos y los brotes de la patata son naturalmente ricos en glicoalcaloides.

Cuando los tubérculos de patata se exponen a la luz, se vuelven verdes y aumenta la producción de glicoalcaloides. Este es un mecanismo de defensa natural que ayuda a evitar que el tubérculo descubierto sea consumido. El color verde se debe a la clorofila y, en sí mismo, es inofensivo. Sin embargo, indica la posible presencia de niveles elevados de solanina y chaconina . En los tubérculos de patata, entre el 30 % y el 80 % de la solanina se desarrolla en la piel y sus proximidades, y algunas variedades de patata presentan altos niveles de solanina.

Algunas enfermedades de la papa, como el tizón tardío , pueden aumentar drásticamente los niveles de glicoalcaloides presentes en ella. Los tubérculos dañados durante la cosecha o el transporte también producen mayores niveles de glicoalcaloides; se cree que esta es una reacción natural de la planta ante la enfermedad y los daños.

Además, los glicoalcaloides de los tubérculos (como la solanina) pueden verse afectados por la fertilización química. Por ejemplo, diversos estudios han reportado que el contenido de glicoalcaloides aumenta al incrementar la concentración de fertilizante nitrogenado. [ 32 ] [ 33 ]

La coloración verdosa bajo la piel sugiere fuertemente la acumulación de solanina en las patatas, aunque cada proceso puede ocurrir independientemente del otro. Un sabor amargo en la patata es otro indicador de toxicidad, potencialmente más fiable. Debido al sabor y la apariencia amargos de estas patatas, la intoxicación por solanina es poco frecuente fuera de situaciones de escasez de alimentos. Los síntomas son principalmente vómitos y diarrea , y la afección puede diagnosticarse erróneamente como gastroenteritis . La mayoría de las víctimas de intoxicación por patata se recuperan completamente, aunque se han registrado casos mortales, especialmente cuando las víctimas están desnutridas o no reciben el tratamiento adecuado. [ 34 ]

La información de los Institutos Nacionales de Salud de los Estados Unidos sobre la solanina desaconseja encarecidamente el consumo de patatas que estén verdes por debajo de la piel. [ 3 ]

En otras plantas

También se conocen casos mortales por intoxicación con solanina procedente de otras plantas de la familia de las solanáceas, como las bayas de Solanum dulcamara (solanum leñosa). [ 35 ]

En los tomates

Algunos, como el Centro de Control de Envenenamiento de California , han afirmado que los tomates verdes y las hojas de tomate contienen solanina. Sin embargo, Mendel Friedman, del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos, contradice esta afirmación, declarando que la tomatina , un alcaloide relativamente benigno, es el alcaloide del tomate, mientras que la solanina se encuentra en las patatas. El escritor de ciencia alimentaria Harold McGee ha encontrado escasa evidencia de toxicidad del tomate en la literatura médica y veterinaria. [ 36 ]

El cuento de Dorothy L. Sayers , "La dama leopardo", incluido en la colección de 1939 titulada "En los dientes de la evidencia" , presenta a una niña envenenada por bayas de patata a las que se les inyectó solanina para aumentar su toxicidad.

Inio Asano nombró uno de sus mangas en honor al químico: Solanin .

Véase también

Referencias

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