¿Anguilas encocadas? Sí, la ciencia lo ha hecho posible

En 2015, investigadores de la Universidad de Nápoles llevaron a cabo un estudio cuanto más peculiar relacionado con anguilas europeas (Anguilla anguilla). Los científicos italianos utilizaron estos peces anguiliformes (a mi parecer, extremadamente desagradables) para determinar el efecto de la exposición a dosis bajas de cocaína sobre ellos por medio de una concentración de 20 ng de cocaína por litro de agua en sus tanques.

Técnicamente, los esbirros de Úrsula en La Sirenita son morenas verdes
(Gymnothorax funebris), del orden anguilliformes.

Entre sus hallazgos, encontraron que dicha exposición produce un grado de hiperactividad en los animales a los que se les administró cocaína en comparación con los grupos control, pero también se produjeron otros cambios a nivel histológico o de los tejidos: su piel y el tejido epitelial que recubre el intestino delgado se vieron significativamente aumentados de grosor, y la cantidad de moco que recubre su piel disminuyó.

También se produjo un aumento de la producción hormonal de cortisol y prolactina de las anguilas cuando estuvieron expuestas a este alcaloide. Se trata de feromonas "de huida" que alteradas pueden mermar su capacidad de protegerse a sí mismas de peligros externos y enfermedades.

Durante el periodo de desintoxicación posterior al estudio, vino la peor parte para las anguilas expuestas a la coca: su piel se vio aún más engrosada y los niveles de prolactina cayeron hasta valores más bajos que los del control.

La relevancia del estudio radica en que tanto las anguilas como otros animales de río pueden estar expuestas a cantidades variables de fármacos y drogas de abuso por medio de la contaminación. Se estima que alrededor de 13 ng/l de agua, o lo que es lo mismo, 15 g de cocaína fluyen todos los días por el río Sarno de Italia, que con sus 24 km de recorrido está considerado uno de los ríos más contaminados de Europa, y ésta puede afectar al ciclo vital de los animales que se encuentren en contacto con ella.

Fuentes:

Maddaloni, M. et al. (2014): Presence of Illicit Drugs in the Sarno River (Campania Region, Italy)

 Gay, F. et al. (2015): Histological and hormonal changes in the European eel (Anguilla anguilla) after exposure to environmental cocaine concentration

Revisión de los usos tradicionales del género Sideritis

Las sumidades floridas de diferentes especies del género Sideritis se han utilizado tradicionalmente de diversas formas en la medicina tradicional de la cuenca del Mediterráneo y los archipiélagos macaronésicos (Islas Canarias, Azores y Madeira), tanto en forma de infusión o decocción por vía oral como en forma tópica.

Esta presentación es una pequeña muestra de la extensiva revisión bibliográfica de 26 artículos científicos que llevamos a cabo en mayo de 2015. Nuestra intención fue reunir y categorizar las diferentes especies según el efecto que se le atribuye a la planta, que varía ampliamente de una zona geográfica a otra por influencia directa de las diferentes creencias y culturas de la región.

Para catalogar las actividades que se le atribuyen a cada planta en la medicina tradicional, hemos usado el Código Internacional de Enfermedades ICD-10 de la Organización Mundial de la Salud (OMS). El código de cada patología o afección se especifica entre paréntesis detrás de su nombre.

Mi papá es un dado: La singular historia de Dottie

A finales de 2001, llegó un nuevo espécimen al Oceanario de Bournemouth: Dottie, la pez cofre amarillo o pez cofre moteado hembra (Ostracion cubicus, especie conocida en inglés como yellow boxfish).

Este pececito gualdo de forma cúbica pertenece a la familia Ostraciidae y es originario de los arrecifes de los Océanos Pacífico, Índico y el sureste del Atlántico. Aunque en las primeras etapas de su vida son de un tamaño muy pequeño, casi como un guisante, pueden llegar a crecer hasta 45 cm de largo.

Dottie, el pez que parece un inocente dado. Fuente: BBC News.

El contratiempo

Al poco de que Dottie se estableciera en su nuevo y solitario hogar en tierras británicas, aparecieron los problemas. La pobre se estresó por su desconocido lugar de cautiverio, y los peces cofre amarillos, cuando se sienten amenazados o están heridos, secretan por la epidermis o piel un moco que contiene una potente toxina llamada ostracitoxina.

La ostracitoxina o pahutoxina es una ictiotoxina o tóxico producido por peces, de naturaleza no proteínica y que actúa como surfactante y produciendo hemólisis o ruptura de los glóbulos rojos de la sangre. Es decir, que esta sustancia es capaz de hacer que los glóbulos rojos estallen como pequeños globos de agua.

Esta especie, los peces cofre moteados, y también otras variedades como los peces vaca (Lactoria cornuta) son capaces de producir la toxina, pero no está muy claro si la extraen y almacenan de un alga que comen, o si la producen bacterias simbióticas que viven en la superficie de la piel de estos peces.

Parece mono, sí, pero ojito con el colega.

Al exudar esta sustancia, extremadamente tóxica, puede llegar a matar a todos los peces que estén en su mismo tanque de agua en unos 10 minutos, y por supuesto también a sí misma. Un pez cofre amarillo adulto puede exudar entre 50 y 100 mg de toxina cada vez, y se necesitan concentraciones muy bajas de la misma para que sea letal, alrededor de 10 ppm. Esta concentración equivale a un 0,0001 %, o una gota de agua en una pecera con un volumen de 50 l, por ejemplo.

Estructura química de la ostracitoxina.

La solución

A los expertos del Oceanario de Bournemouth no se les ocurrió otra idea que poner en la pecera de la pececita estresada un típico dado blanco y con puntos negros para hacerle compañía, ya que pensaron que el parecido entre el pez y el dado, bastante más grande que Dottie, haría que ella lo reconociera como un igual.

Lo mejor de la historia es que la ocurrencia funcionó.

Dottie adoptó al dado como una figura paterna, pasaba la mayor parte del tiempo nadando en las proximidades de este objeto y se escondía detrás de él cuando alguien, en su criterio, amenazante se acercaba a ellos. Poco a poco Dottie se fue adaptando a su nueva residencia, y volvió a su estado normal de calma. Con el tiempo, se acostumbró tanto a la presencia de los humanos que llegó incluso a comer de la mano alimentos ofrecidos por cuidadores del oceanario.

Fuentes:

BBC News (2001): Dicing with Dottie
Indumathi, S. M. et al. (2013): Ostracitoxin - A potent natural fish poison

Thomson, D. A. (1964): Ostracitoxin: an ichthyotoxic stress secretion of the boxfish, Ostracion lentiginosus

Pregunta 23 - La Ardilla de Oro

¡Bienvenidas a El celuloide de Avogadro, Ardillas!

Estáis participando en el juego La Ardilla de Oro, organizado por el blog Metros por Segundo. Si ya habéis encontrado la respuesta a la pregunta 22 formulada por la Asociación Mustela, y para poder saltar al siguiente árbol del recorrido en la bitácora Falsable, deberéis responder a la siguiente pregunta:

"Stop! Who would cross the Bridge of Death must answer 
me these questions three, 'ere the other side he see."

¿Qué científico alemán pensaba que como el peso medio del cerebro de las mujeres era inferior al de los hombres, éstas tenían menores capacidades intelectuales que los varones?

La respuesta a esta pregunta la encontraréis, entre otras fuentes, en este mismo blog. ¡Mucho ánimo y suerte en vuestro camino, Ardillas!



En caso de que exista alguna confusión con el recorrido, siguiendo la hoja de ruta que tenéis cada participante, debéis haber llegado desde la página de la Asociación Mustela y el paso para saltar al siguiente árbol se encuentra en Falsable.

Actualización 18 de julio de 2015

¡Ya tenemos vencedor de la I Edición de La Ardilla de Oro! Desde El celuloide de Avogadro damos la enhorabuena a José Luis "Pepelu" Bueno López, que se ha impuesto a más de una decena de participantes.

El escándalo de leche adulterada con melamina

Hace algún tiempo, un profesor de la Facultad hizo referencia a un caso que yo no recordaba haber escuchado. Tuvo lugar en China en el año 2008, cuando se produjeron 300.000 víctimas estimadas e incluso la muerte de seis niños por acumulación de melamina en los riñones y sus efectos derivados: cálculos renales y daño renal. La culpa la tenía la leche adulterada con melamina que vendieron varias empresas.

Primero vamos a aclararnos: ¿qué es la melamina?

La melamina (C₃H₆N₆) es un compuesto nitrogenado del tipo triazina triamínica que se utiliza como sustrato en síntesis de resinas, plásticos o pegamentos, y también forma parte de algunos piensos para ganado. La sustancia, que como podemos observar abajo es rica en moléculas de nitrógeno, se añadió ilegalmente a leche infantil en polvo y otros productos lácteos.

Melamina: 1,3,5-Triazina-2,4,6-triamina.

Vale, sí, tiene muchas N's en su estructura... Que alguien me explique porqué se añadió a la leche

El objeto de esta adulteración no era otro sino que llevar a la impresión en tests simples de determinación de proteínas, como el método Kjeldahl con ácido sulfúrico o el método Dumas, de que la leche era rica en proteínas lácticas (y, por lo tanto, rica también en nitrógenos de los grupos amina -NH₂ de los aminoácidos que las conforman). Así parecería de buena calidad, cuando no era el caso.

Los tests de calidad que se realizan a los productos lácteos pueden falsificarse además de otras formas: se añade, por ejemplo, peróxido de hidrógeno (agua oxigenada) y conservantes para evitar que la leche se ponga mala, aceite vegetal industrial emulsificado para aumentar los niveles de grasa, o suero láctico para incrementar el contenido en lactosa.

La adulteración de leche pobre en nutrientes estaba motivada principalmente por el trato pésimo del ganado y otros factores relativamente comunes en territorio chino, ya que unos años atrás hubo problemas de desnutrición en niños porque la leche que consumían era extremadamente baja en nutrientes esenciales.

Unos meses antes de que se reportara el incidente de la leche, también se hallaron trazas del compuesto en comida para mascotas, incluso en pienso de vacas y gallinas que después pasaba en forma cristalina a la orina, y se encontró otro compuesto adulterante con mayor capacidad de formar cristales insolubles que podía causar igualmente fallo renal por formación de cristales urinarios: el ácido cianúrico ((CNOH)₃), análogo estructuralmente similar a la melamina por su esqueleto central de triazina, pero sustituido con tres grupos hidroxilo capaces de convertirse por tautomería.

Desde estos hechos, se regularon de forma más estricta los niveles permitidos de melamina en leche infantil en polvo (máximo 1 mg/kg), leche líquida infantil (0,15 mg/kg) y en comida para animales (2,5 mg/kg). El consumo diario tolerado (TDI) de melamina para adultos fue establecido por la EFSA en 2010, siendo el valor igual a 0,2 mg/kg de peso (14 mg para una persona de 70 kg).

Fuentes:

Wikipedia: Melamine

El País (2008): Detectada melamina en la leche líquida de las principales empresas lácteas chinas

Orinar en la piscina, una mala idea

En 2014, un artículo de unos investigadores de la Universidad de Beijing publicado en la revista Environmental Science and Technology dio la alerta: la mezcla de orina humana con el cloro presente en las piscinas es peligrosa y puede provocar problemas de salud potenciales.

El cloro se adiciona al agua para mantener a raya la concentración de microbios causantes de enfermedades en las piscinas, pero cuando el sudor y el ácido úrico (heterociclo de fórmula C₅H₄N₄O₃) presente en el orín entran en juego, pueden producirse subproductos inorgánicos volátiles como la tricloramina (NCl₃, también llamada tricloruro de nitrógeno) y el cloruro de cianógeno (CNCl). El primer compuesto está asociado a problemas pulmonares tras una exposición prolongada, así como el segundo, que además puede causar problemas cardiacos y a nivel del SNC.

Ambos se produjeron hacia los 60 minutos del comienzo de la reacción, mientras los investigadores analizaban por medio de espectrometría de masas el modelo creado, midiendo las concentraciones de estos productos de la cloración. Al tener naturaleza volátil, estos compuestos tendían a acumularse en los estratos más superficiales del agua, aunque de forma heterogénea. La tricloramina se formaba en la primera hora de la reacción, disminuyendo su concentración rápidamente después, y el cloruro de cianógeno alcanza su pico de concentración por la cloración del ácido úrico hacia las ocho horas del comienzo.

Pero, ¿cuánta orina haría falta para convertir una piscina en un charco de la muerte?

Esa misma pregunta se la formularon a la revista Ars Technica, que realizó los cálculos para una piscina olímpica (de 5 x25 m y 2.500.000 l o 2.500 m³ de volumen agua):

• El cloruro de cianógeno causa efectos tóxicos graves en humanos por encima de los 2,5 mg/l, llegando a causar coma, convulsiones y la muerte.

"¡AHH! ¡¡La Muerte!!" "Abuelo, es Maggie otra vez...".

• Según estas mismas cuentas, para llegar a esa concentración en una piscina olímpicas, se necesitarían nada más y nada menos que 3.000.000 de personas evacuando 0,8 l de orina concentrada en extremo de sus vejigas.
  
  
• Además, se necesitaría una concentración elevada de cloro en el agua de la piscina para que pudiera reaccionar con todo el ácido úrico, y así obtener de producto de la reacción cloruro de cianógeno suficiente para producir un coma. Luego la proporción agua:cloro final sería de 2:1.
  
  
• Con esta concentración de cloro, seguramente las personas sentirían unas molestias bastante desagradables en piel y mucosas, y finalmente se derretirían cual nazi en Indiana Jones.

Conclusión: antes de alcanzarse una concentración suficiente de cloruro de cianógeno que pudiera causar un coma o la muerte, la gente se desharía en un charco como un gremlin a causa del cloro necesario para que se produzca la reacción.

¿Qué pasaría en el agua del mar?

Si habláramos del agua del mar, por otro lado, ahí el impacto de la orina humana es menor debido a su composición de un 95 % de agua e iones cloruro, que ya se encuentran también presentes de forma natural en el océano. El compuesto orgánico urea, de fórmula CO(NH₂)₂, sin embargo, sí que puede ser perjudicial para la vida marina aunque en ocasiones,  controlando las dosis, se utilice para fertilizar fitoplancton.

Estructura de la urea, descubierta
por Friedrich Wöhler.

Todo es cuestión de concentraciones: como se le atribuye a Paracelso, "la dosis hace el veneno" (sola dosis facit venenum).

Fuentes:

Johnson, C (2014): How much pee in a pool would kill you? Ars Technica

Lian, L et al. (2014): Volatile disinfection byproducts resulting from chlorination of uric acid: implications for swimming pools. Environmental science & technology, 48(6), 3210-3217

Esta entrada participa en el XLIX Carnaval de la Química alojado en el blog Radical Barbatilo de @JGilMunoz.