Sobre cremas solares, pasta de dientes y fertilidad

En un estudio  publicado en 2014 y llevado a cabo en conjunto por la Universidad de Copenhague y el Centro Europeo de Estudios Avanzados e Investigación (CAESAR) de Bonn, Alemania, se puso de manifiesto la evidencia encontrada de que algunos productos de higiene personal como las cremas solares pueden contener sustancias perjudicales para los humanos.

Estas sustancias, llamadas disruptoras endocrinas o xenohormonas por su efecto, interfieren a determinadas dosis con el sistema hormonal de los mamíferos. Poseen una estructura química similar al sustrato original de los receptores que intervienen en la regulación y señalización hormonal, es decir, que se parecen mucho en la forma a sustancias que produce nuestro propio cuerpo, por lo que se "hacen pasar" por ellas y de esta manera bloquean algún paso de una elaborada cascada de señalización, amplificando su impacto en el organismo.

Los efectos macroscópicos o a simple vista observados en humanos derivados de la exposición a estos compuestos son, entre otros, el desarrollo de problemas cognitivos, feminización en hombres y masculinización en mujeres y cáncer de mama, además de tener potencial negativo sobre la fertilidad por afectación de la función de los espermatozoides.

Entre estas sustancias detectadas en productos de uso diario podemos encontrar el alcanfor 4-metilbencilideno (4-MBC o enzacameno), un filtro ultravioleta que se puede encontrar en cremas solares y tiene efecto estrogénico además de poder causar hipotiroidismo. Es algo así como un derivado maligno del inofensivo alcanfor de toda la vida que, por ejemplo, se usa en la elaboración del Vicks VapoRub.

Otra de las sustancias disruptoras enzimáticas analizadas en el estudio es el triclosán, un conservante antibacteriano de productos cosméticos usado en pastas dentales que en nuestro organismo puede disminuir los niveles circulantes de hormona tiroxina y de testosterona.

Los sospechosos en cuestión: 4-MBC y triclosán.

Pero, ¿de verdad tenemos que alarmarnos por la presencia de estos compuestos en nuestros productos de cosmética?

Sobre el 4-MBC, el Comité Científico de Productos de Consumo de la Comisión Europea (SCCP) opina que no es mutagénico, ni produce efectos dermatológicos o de fotosensibilización, pero sí produce alteraciones a nivel de tiroides a elevadas concentraciones. Se ha establecido por tanto que los productos de protección solar con un contenido inferior al 4 % en esta sustancia no son motivo de preocupación.

En lo relativo al triclosán, la SCCP pone en evidencia su interferencia en el ciclo del nitrógeno en organismos vivos, pero tiene una absorción por vía tópica muy baja y en consecuencia no es peligroso su uso en cremas solares. Sí posee, sin embargo, un papel más importante en el desarrollo de resistencias a antibióticos cuando se absorbe por vía oral.

Fuentes:
Scientific Committee on Consumer Products (SCCP) (2010): Opinion on Triclosan
Scientific Committee on Consumer Products (SCCP) (2008): Opinion on 4-Methylbenzylidene Camphor

Schiffer et al. (2014). Direct action of endocrine disrupting chemicals on human sperm. EMBO reports, 15(7), 758-765

Un culín de sidra con un toque de cianamida, por favor

En abril de 2015 saltó la noticia de la condena judicial a un ayudante de cocina de 57 años que, durante un periodo de tiempo entre 2005 y 2012 suministró a 19 compañeros de trabajo un fármaco indicado para el alcoholismo crónico. De esta forma, los trabajadores padecieron efectos adversos derivados de la ingestión involuntaria, que les llevaron en algunos casos a perder el empleo por "bajo rendimiento".

El individuo finalmente fue condenado a penas que sumaban 48 años de prisión y al pago de indemnizaciones tanto a los afectados como al Servicio de Salud del Principado de Asturias por envenenar de forma continuada a través de la comida y la bebida que les preparaba a sus compañeros de la sidrería de Gijón donde trabajaban. Su intención era perjudicar a sus colegas con alevosía, y se le encontró culpable de múltiples faltas de lesiones. La mayoría de los trabajadores envenenados necesitaron asistencia médica en más de una ocasión, y alguno precisó hospitalización.

El compuesto en cuestión es la cianamida o carbimida, una molécula de fórmula química NCNH₂ que se emplea como coadyuvante en la deshabituación alcohólica en Europa, Canadá y Japón, entre otros. Es el principio activo del fármaco de nombre comercial en Colme^® España, y su mecanismo de acción consiste en inhibir la oxidación parcial del alcohol etílico en el cuerpo a etanal o acetaldehído, que se produce en el hígado por acción de la enzima alcohol deshidrogenasa.

La sal de calcio cianamida cálcica (CaCN₂), también llamada carbimida cálcica, se emplea en agricultura como pesticida, aunque su uso para este fin está prohibido en Europa.

La cianamida se comercializa en forma de gotas orales, y entre los efectos secundarios tóxicos que provoca consumirlo junto a bebidas alcohólicas, aunque sean de baja graduación, figuran los vómitos, mareos y visión borrosa, además de arritmias, lesiones en el hígado, náuseas, ansiedad, dolores de cabeza e hipotensión. El consumo prolongado puede dar lugar a colapsos cardiorrespiratorios. Estos síntomas encajaban bastante bien con los presentados por los trabajadores perjudicados, que mejoraban su estado de salud durante periodos sin acudir al lugar de trabajo, casualmente.

Se trata de una sustancia inodora, incolora e insípida, lo que le otorga las cualidades idóneas  para ser un veneno, y por lo que se ha empleado con esta finalidad con anterioridad, aunque su LD₅₀ o dosis letal mediana es relativamente alta: unos 21 gramos de cianamida por vía oral calculados para un individuo de 70 kg.

En España, su uso está sujeto a prescripción facultativa, por lo que el individuo de Gijón obtenía el fármaco mediante vías dudosas, consiguiéndolo en una farmacia de la localidad en la que tenía confianza. De confirmarse esto, el farmacéutico se metió un buen lío.

Farmacéutico ligeramente preocupado por infringir la ley.

Fuente:

20minutos (2015): Condenado a 48 años el acusado de envenenar a 19 compañeros de trabajo en una sidrería de Gijón

El ungüento milenario que acaba con las resistencias a antibióticos

Bald's Leechbook: Medicinale Anglicum. British Library.

En marzo de 2015, se hizo público que gracias a una colaboración interdisciplinar entre expertos en el idioma anglosajón del School of English y microbiólogos del Centro de Ciencias Biomoleculares de Nottingham, acertadamente llamados AncientBiotics, se había "redescubierto" un tratamiento eficaz para combatir a los temidos microorganismos resistentes a antibióticos o superbugs que le roban el sueño a los profesionales de la salud desde hace unas décadas.

Lo más llamativo es dónde encontraron este remedio: en un libro del S. IX llamado Bald's Leechbook (el Libro Médico de Bald) o Medicinale Anglicum. Este manuscrito médico encuadernado en cuero y escrito en inglés antiguo, que actualmente se encuentra en la Biblioteca Británica, contiene remedios y pociones para tratar dolencias como la impotencia masculina, y también recoge procedimientos para llevar a cabo operaciones de cirugía estética como modificar un labio leporino.

Seguramente, los investigadores se encontraron algo parecido a esto.

La peculiar "receta"

El Bald's Leechbook ha sido estudiado ampliamente con anterioridad, pero esta nueva investigación ha mostrado un uso inesperado de una mezcla centenaria originariamente concebida para tratar infecciones oculares. La poción sanadora consiste en mezclar dos tipos de plantas del género Allium (al que pertenecen el ajo o Allium sativum L., la cebolla o A. cepa L. y el puerro o A. ampeloprasum var. porrum (L.) J.Gay), vino y la llamada "oxgall", bilis del estómago de una vaca.

El libro detalla de forma muy concreta el procedimiento que debe seguirse para elaborar esta mezcla de uso tópico. Literalmente, reza:

"Take cropleek and garlic, of both equal quantities, pound them well together… take wine and bullocks gall, mix with the leek… let it stand nine days in the brass vessel…".

Lo que viene a significar que necesita fermentar en un recipiente de latón, colarse de una forma en particular para purificarla, y el preparado debe dejarse reposar en frío durante nueve días (ni uno más, ni uno menos) antes de ser usado.

Y de este modo se hará: se contará hasta tres. Ni más, ni menos.
Tres es el número que se contará, y el número de la cuenta será tres.
No se deberán contar cuatro ni se contarán dos, salvo para seguir después a tres.
Eliminado será el cinco.

Tanto el cobre como las sales biliares matan bacterias, y algunas plantas del género Allium interfieren con la capacidad de los microbios para afectar tejidos infectados, pero la combinación de todos estos elementos demostró poseer una efectividad inesperada.

El curioso estudio

Para recrear la receta del potingue, los científicos de AncientBiotics emplearon partes iguales de ajo y cebolla o puerro, cortados finamente y machacados en un mortero durante dos minutos, junto a 25 ml de vino inglés de un viñedo histórico cerca de Glastonbury. Posteriormente añadieron sales biliares bovinas disueltas en agua destilada, y se dejó reposar durante nueve días a 4 ºC. El ungüento se esterilizó a sí mismo, ya que en vez de proliferar, las bacterias naturalmente presentes en la tierra de las verduras murieron (o dejaron de multiplicarse, no he encontrado de forma explícita si la acción del mejunje es bacteriostática o bactericida).

En el estudio prepararon cuatro lotes del ungüento y una solución control que no poseía los elementos vegetales, y la probaron directamente sobre cultivos de Staphylococcus aureus resistente a meticilina o MRSA utilizando como soporte colágeno, que simulaba heridas y sobre heridas de ratones infectados.

MRSA (S. aureus resistente a meticilina). Wikimedia Commons.

Los sorprendentes resultados

El ungüento acabó con hasta el 90 % de las colonias de MRSA, siendo incluso más efectivo que los antibióticos convencionales como la vancomicina, del tipo glicopéptido bactericida. Uno de los compuestos activos del ajo, la alicina, es un organofosforado con propiedades antibacteriana bactericida, antifúngica y antiviral, y podría haber contribuído a esta actividad. La alicina se forma por acción de una enzima llamada aliinasa, que transforma la aliina en esta molécula cuando se corta o machaca el ajo fresco.

Estructura química de la alicina.

Además, cuando se disminuyó la dosis aplicada no se produjo el efecto antimicrobiano, pero sí se vio afectada la comunicación entre células por bloqueo de la regulación de la expresión génica de las bacterias. Ambas formas de actuación tienen un potencial enorme para el tratamiento de las bacterias resistentes a antibióticos.

Fuentes:

Wilson, C. (2015): Anglo-Saxon remedy kills hospital superbug MRSA. New Scientist

Rayner, E. (2015): AncientBiotics - a medieval remedy for modern day superbugs? The Universitiy of Nottingham

La geosmina y el olor a tierra mojada

Hace algunos años leí en "Dioses americanos", la novela del gran Neil Gaiman, varias referencias sobre el olor característico de la lluvia cuando cae sobre la tierra seca y la remueve: el llamado petricor. La palabra proviente del griego petra "piedra" y de ichor, el fluido que corre por las venas de los dioses de la mitología griega, y es el nombre que se le da al aroma a lluvia sobre la tierra seca.

El término fue acuñado por dos investigadores: Isabel Bear, australiana, y Roderick Thomas, inglés, que publicaron un artículo en Nature en marzo de 1964 llamado "Naturaleza del olor argiláceo" (Nature of argillaceous odour) y en el que sostenían que una determinada molécula se encontraba contenida en una mezcla de aceites que exudaban ciertas especies vegetales durante los periodos de sequía, que posteriormente era absorbido en terrenos arcillosos y rocas. La combinación de aceites, observaron, tenía una función inhibidora de la germinación de semillas en épocas áridas, con el propósito, según teorizaron los cientificos, de disminuir la competencia de los pocos recursos disponibles.

Esta molécula en particular presente en los aceites volátiles que se liberaba al caer la lluvia sobre las superficies impregnadas es la principal responsable del peculiar aroma a lluvia. Se trata de la geosmina o (4S,4aS,8aR)-4,8a-dimetil-1,2,3,4,5,6,7,8-octahidronaftalen-4a-ol (PubChem CID: 29746), que es producida por actinobacterias, aunque también por cianobacterias, mixobacterias y hongos presentes en los suelos. Tiene la fórmula molecular C₁₂H₂₂O y se trata de sistema de naftaleno saturado o decalina unido a un grupo hidroxilo y dos metilaciones que forman un alcohol bicíclico volátil.

Estructura química de la geosmina.

La geosmina, como hemos comentado, la producen, entre otras, actinobacterias o bacterias gram positivas del género Streptomyces al morir, como el Streptomyces coelicolor, que transforma el pirofosfato de farnesilo o FPP presente en geosmina, por medio de una reacción de dos etapas mediada por la enzima geosmina sintetasa.

A elevadas concentraciones puede llegar a otorgar un sabor desagradable al agua, pero éste se puede neutralizar tanto con ambientes ácidos como mediante el uso de sulfato de cobre, dando así productos que no producen olor ni tienen sabor y puedan ser aceptados por los consumidores. Este compuesto también es capaz de darle un sabor terroso a pescados como carpas y peces gato, ya que se combina con el compuesto 2-metilisoborneol, un metabolito producido por algunas algas, y se acumula en la piel grasa y el músculo pardo de estos peces.

Durante décadas, se mantuvo la vigencia de la teoría del compuesto contenido en aceite vegetal propuesta por Bear y Thomas, pero en enero de 2015, científicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts, el MIT, descubrieron mediante filmación con una cámara de alta velocidad que las gotas de lluvia son capaces de producir un aerosol al impactar contra superficies, dispersando de esta forma los compuestos contenidos en las gotas.

Generación del aerosol tras el impacto con una superficie porosa.
Youngsoo Joung,

Como curiosidad, el sentido del olfato humano es especialmente sensible a este olor en particular. El umbral del olor es tan pequeño que se puede distinguir hasta en concentraciones bajísimas como de 5·10^-6 ppm, o lo que es lo mismo, del 5,01^-10 %.

Fuentes:

Wikipedia: Geosmin, Petrichor

Bear, I. J., & Thomas, R. G. (1964):  Nature of argillaceous odour
Chu J. (2015): Rainfall can release aerosols, study finds. MIT News Office

Esta entrada participa en la 48ª Edición del Carnaval de Química, alojado en el blog Activa tu Neurona.