No hay dolor

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      La mujer –cuyo nombre no fue revelado– no había sentido dolor nunca en sus 39 años de vida. Jamás. Ni un dolor de muelas o una jaqueca. Ni siquiera los típicos dolores menstruales. Esta mujer (y un grupo muy reducido de personas en el mundo) padece una condición llamada Insensibilidad Congénita al Dolor (ICD). Esto puede sonar como una bendición, pero no lo es: el dolor tiene un papel fundamental para prevenir que nos hagamos daño. De hecho, los niños pequeños que tienen esta condición se muerden los dedos hasta sangrar y los adultos tienden a morir prematuramente. Muchas veces se fracturan o se queman la piel por contacto sin ni siquiera darse cuenta. Por eso, cuando invitaron a esta mujer a ser voluntaria en un estudio que buscaba hacerle sentir dolor, acepto encantada.

Te prometo que te dolera

      La Insensibilidad Congénita al Dolor es producida por una mutación muy poco frecuente que afecta a un gen llamado Nav1.7 y que codifica para un canal iónico de las células nerviosas que se encargan de comunicar la sensación de dolor. Los canales iónicos son proteínas que se ubican en la membrana de las células y regulan el movimiento de iones (Na+ por ejemplo). Este movimiento de iones funciona como una señal eléctrica que se propaga a lo largo de las células nerviosas y es la clave para la comunicación e integración de diferentes estímulos, entre ellos el dolor. El Dr. John Wood, un neurobiólogo de la University College London, estaba interesado en entender el mecanismo detrás de la incapacidad para sentir dolor en la gente que padece de ICD. Esto, ya que si se logra entender a cabalidad como estas personas no sienten dolor se podrían diseñar analgésicos que imiten este efecto y que sirvan para tratar, por ejemplo, a pacientes que sufren de dolor crónico. Era muy importante entender a cabalidad el mecanismo subyacente ya que estaba ocurriendo algo muy raro: se habían diseñado fármacos que bloqueaban específicamente al transportador Nav1.7 pero eran analgésicos débiles. Faltaba una pieza en este puzzle.

      El grupo del Dr. Wood comenzó a analizar en profundidad a ratones que llevan la misma mutación que los humanos con ICD. Estos ratones, al igual que los humanos, no sienten dolor aún cuando sus colas sean expuestas a frío o calor extremos. Al estudiar estos ratones, los investigadores descubrieron que, además de no tener el canal Nav1.7, mostraban una enorme activación de los genes responsables de generar péptidos opiodes. Estas moléculas de naturaleza proteica actúan como analgésicos naturales y son producidos bajo diferentes circunstancias. Lo que los investigadores encontraron fue que, por alguna razón, los ratones mutantes en Nav1.7 producían enormes cantidades de estas moléculas analgésicas. Por esta razón, decidieron tratar a las ratas con naloxona, una droga que bloquea a los receptores de los péptidos opiodes. Al bloquear los receptores, las células dejaron de percibir a los péptidos opioides y los ratones sintieron dolor.

      ¿Funcionará en humanos? Los investigadores se contactaron con nuestra mujer sin dolor y la invitaron a formar parte de este estudio ¿La oferta? Muy tentadora: sentir dolor. Los investigadores le administraron naloxona y luego le aplicaron un potente láser en el brazo ¡Auch!

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a) Percepción de dolor en una paciente de 39 años con ICD tratada con un láser (Baseline), láser más suero salino (Saline) y láser más Naloxona (Naloxone). b) Se muestra el mismo ensayo con voluntarios que no tienen mutado el gen Nav1.7 (controles)

      Los resultados del grupo del Dr. Wood explican por qué los bloqueadores del Nav1.7 son débiles analgésicos: se deben combinar con péptidos opiodes para logran un efecto analgésico completo. De esta forma, y estudiando a la mujer que no siente dolor, lograron generar un tratamiento farmacológico que podría beneficiar a pacientes que sufren de dolor crónico.

Una breve historia del azúcar

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      “Un bambú que produce miel sin abejas.” Así se referían los griegos a la caña de azúcar, una planta de la familia del maíz que acumula en sus tallos enormes cantidades de sacarosa (hasta el 20% del peso seco), un disacárido de glucosa y fructosa que es sintetizado por las plantas pero no por lo animales y que conocemos como azúcar de mesa, esos cristales dulces que solo muy recientemente pasaron a formar parte de nuestra alimentación. Actualmente el 80% del azúcar de mesa proviene de la caña de azúcar, una planta tropical que originalmente crecía en Asia, pero que actualmente tiene en Brasil a su principal productor.

Los tuyos, los míos y los nuestros

      La caña de azúcar que cultivamos actualmente es un híbrido muy complejo de dos especies silvestres de caña de azúcar: Saccharum officinarum y Saccharum spontaneum. A fines del siglo XIX, agricultores de caña de azúcar de Java e India generaron híbridos entre estas dos especies con la finalidad de introducir los genes de resistencia y vigor de S. spontaneum en la variedad más dulce, Saccharum officinarum.

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Cosecha manual de caña de azúcar

      De esta forma se originaron las variedades actuales de caña de azúcar, que son muy complejas desde el punto de vista genético: poseen un genoma de 10 Gb (como referencia, el genoma humano tiene un tamaño de 3,2 Gb), poliploide y aneuploide. Esto último quiere decir que el genoma se ha duplicado extensivamente (hasta 10 veces cada cromosoma, de ahí que sea poliploide) y además, debido a diferentes mecanismos, se han perdido partes de cromosomas (o cromosomas completos), lo que se conoce como aneuploidía. Además se han formado cromosomas híbridos derivados de ambas especies. A pesar de la pesadilla genética que implica analizar estas variedades híbridas, se ha logrado establecer que entre el 80-90% de sus genes proviene de Saccharum officinarum y un 10-20% proviene de S. spontaneum más un porcentaje pequeño de cromosomas híbridos. Estos hallazgos hablan de un complejo escenario genético detrás de la historia del cultivo de esta planta.

La ruta del azúcar

      Originalmente, mucho antes de la irrupción de las variedades híbridas, las plantas de Saccharum eran conocidas solamente en las zonas tropicales del sudeste asiático, las regiones del mundo con un clima adecuado para el desarrollo de esta planta, que requiere mucha luz y abundante agua para su crecimiento. Toda la evidencia disponible sugiere que habría sido cultivada inicialmente hace unos 6.000 años en Nueva Guinea, donde los tallos de esta planta –de hasta seis metros de alto– eran masticados para obtener un jugo muy dulce. Posteriormente, los tallos comenzaron a ser hervidos para obtener una solución viscosa, lo que facilitaba su transporte. Se cree que en la India fue donde primero se obtuvo el azúcar en cristales, que fue introducida en la cuenca del mediterráneo por los árabes en el siglo VIII. Sin embargo, el azúcar en cristales ya era conocido por los griegos en el siglo I, claro que como una exótica medicina importada desde India. Sin embargo, durante muchos siglos el azúcar no fue más que una rareza en Europa. Por ejemplo, durante las cruzadas, los caballeros volvieron a casa llevando “sal dulce” desde el oriente, pero su consumo estaba muy restringido y no era para nada popular ya que su precio lo hacía prohibitivo para la inmensa mayoría de la población. En efecto, medio kilo de azúcar llegaba a costar US$100 actuales (150 veces más que el precio actual) y era mantenida en cajas cerradas con llave, especialmente diseñadas para ese fin.

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Bajo llave. Así se guardaba el azúcar.

      Después de la llegada de los españoles a América, tanto España como Portugal tuvieron acceso a nuevas tierra que sí poseían el clima adecuado para crecer caña de azúcar, algo imposible en Europa. De esta forma, Cristobal Colón introdujo la caña de azúcar en su segundo viaje a América, donde comenzó a cultivarse inicialmente en la isla La Española (más tarde conocida como Haití) donde la primera cosecha tuvo lugar en 1.501. Por su parte, los Portugueses llevaron la caña de azúcar a Brasil y ya en 1.540 había unas 800 fábricas de azúcar en la isla de Santa Catarina y otras 2.000 repartidas por la costa de la región norte de Brasil. La enorme demanda de partes mecánicas para las fábricas de azúcar impulsó a la industria europea, que tuvo que dar abasto para construir y proveer repuestos para las miles de fábricas de azúcar del Nuevo Mundo. A principios del siglo XVII los Holandeses introdujeron la caña de azúcar en Cuba y otras islas del caribe y finalmente la producción azúcar fue de tal magnitud que su precio comenzó a bajar gradualmente, dejando de ser un producto solamente accesible para los ricos. Sin embargo, la mano de obra para las fábricas de azúcar era escasa. Varias enfermedades traídas a America por los europeos, como la viruela, diezmaron a la población de indígenas americanos, quienes eran esclavizados para trabajar en las fábricas de azúcar. Debido a esto, y teniendo en cuenta que los europeos eran muy sensibles a la fiebre amarilla y malaria, fue que comenzó un extensivo tráfico de esclavos desde la costa occidental de Africa hacia América, principalmente a Brasil. Cerca de un millón de esclavos fueron traídos desde Africa para cultivar caña de azúcar en América (y unos cuatro millones de esclavos fueron llevados a EEUU para trabajar en las plantaciones de algodón).

Sweet dreams are made of this

      La alta demanda por luz y agua para crecer la caña de azúcar impidió que esta planta fuera cultivada en Europa, por lo que la industria europea del azúcar dependía de las colonias en América y el Caribe para la producción de la materia prima. Este escenario cambió cuando en 1.747 el químico alemán Andreas Marggraf determinó que las raíces de varios tipos de betarraga (Beta vulgaris, conocida también como remolacha) eran ricas en un azúcar idéntico al de la caña de azúcar, la sacarosa. La betarraga o remolacha roja era consumida principalmente cocida y contiene grandes cantidades de betanina, un pigmento indigestible de color rojo, razón por la cual la betarraga nos recuerda durante varias horas que la hemos comido.

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Estructura química de la betanina

      Las variedades más útiles para la producción de azúcar fueron las blancas. Sin embargo, la gran ventaja del azúcar obtenido de la remolacha es que estas podían crecer en el clima europeo, por lo que podrían dejar de depender de la importación de azúcar desde América y el Caribe. Sin embargo, no fue hasta comienzos de 1800 que la industria de la remolacha azucarera tomo fuerza, ya que durante las guerras Napoleónicas se generó un bloqueo a las rutas comerciales entre América y Europa. Debido a esto el azúcar de caña comenzó a escasear y el precio se elevó considerablemente. Los franceses trataron de hacer azúcar a partir de remolacha pero era bastante complejo, debido a que su contenido de azúcar era mucho más bajo que el de la caña de azucar. Sin embargo, lograron generar una industria incipiente que posteriormente rindió sus frutos. Napoleon I se interesó en la producción de azúcar a partir de remolacha blanca y comenzó varios programas para su cultivo, procesamiento y mejoramiento genético. Esto consistió principalmente en la obtención de variedades nuevas con un contenido de azúcar mucho más alto que la remolacha blanca original. De hecho, las variedades de remolacha azucarera cultivadas actualmente son muy diferentes a las variedades de betarraga de mesa y tienen un contenido de sacarosa similar al de la caña de azúcar. Hoy cerca del 20% de la producción mundial de azúcar de mesa proviene de remolacha azucarera y en Europa se consume casi exclusivamente azúcar de remolacha.

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Remolacha azucarera

Azúcar moreno

      El proceso productivo del azúcar involucra varios pasos, pero uno crítico es la obtención de una mezcla llamada masa cocida, compuesta por cristales de sacarosa y una solución de color café llamada miel madre, que está compuesta por azúcar no cristalizado y otras moléculas. La masa cocida es centrifugada para separar los cristales, los que son posteriormente lavados y se convierten finalmente en azúcar refinado (casi 100% sacarosa). La solución residual se conoce con el nombre de melaza. El azúcar moreno, por otro lado, es el tipo de azúcar de color café o amarillento y que puede ser obtenido de manera industrial de dos formas. La más común es mezclar los cristales de azúcar purificada con la melaza en proporciones adecuadas para obtener el color y sabor adecuados. El otro método consiste en no separar completamente la masa cocida durante el proceso de purificación, por lo que los cristales de azúcar que se obtienen son de color café debido a la miel madre ¿Cuál azúcar es mejor? Desde el punto de vista nutricional son casi idénticos: el azúcar no aporta otros nutrientes más allá de la glucosa y fructosa. El azúcar moreno es un 85% sacarosa aproximadamente, el resto corresponde a agua, algunos minerales y otros compuestos químicos presentes en la miel madre. Algunas personas prefieren el azúcar morenos por su sabor, aunque debido a que su contenido de sacarosa es levemente menor comparado con el azúcar refinado, endulza un poco menos. De este modo elegir entre azúcar blanco o moreno es solo cosa de gustos: el azúcar moreno no tiene ventajas nutricionales por sobre el azúcar refinado. Si buscas ventajas nutricionales no las encontraras en el azucarero.