Glucosinolatos: ¿defensas vegetales o batallón contra el cáncer?

Surtido de Brassica oleracea
Surtido de Brassica oleracea

A principios del siglo XIX fueron descritos unos compuestos azufrados presentes en determinados vegetales, los cuales representaban la base fundamental de varias dietas tradicionales a lo largo del mundo, las denominadas como crucíferas (Brassicaceae). Dentro de este grupo de plantas se incluyen algunas de gran interés agronómico y económico, como las del género Brassica: la coliflor, el brócoli, las coles de Bruselas, el repollo (Brassica oleracea), la colza (Brassica napus) o el nabo (Brassica rapa). A parte de tener en común una serie de características botánicas que hacen que pertenezcan a la misma familia vegetal, todos estos cultivos acumulan estos compuestos químicos con azufre: los glucosinolatos.

Los glucosinolatos presentan una estructura química general un poco compleja y con diferentes partes. Por un lado, su síntesis parte de un aminoácido (molécula que forma las proteínas) al cual se le une una glucosa sulfatada y un átomo más de azufre rodeado de oxígeno, mediante numerosas reacciones y modificaciones físico-químicas.

Estructura química general de los glucosinolatos
Estructura química general de los glucosinolatos

La aparición evolutiva de los glucosinolatos en determinados grupos de plantas ocurre gracias a la ventaja competitiva que les confieren como compuestos anti-nutricionales, nematicidas, fungicidas y herbicidas, protegiendo a la planta de numerosos posibles enemigos. Pero para que los glucosinolatos sean realmente útiles requieren de una “activación” por enzimas mirosinasas, que van a romperlos y liberar los verdaderos compuestos funcionales. Dentro de las células vegetales, los glucosinolatos y las mirosinasas se encuentran aislados los unos de los otros en compartimentos separados, generalmente vacuolas (orgánulos de almacenamiento de fluídos celulares), por lo tanto, hasta que no se produce un daño en los tejidos vegetales y la ruptura de sus células, por el ataque de un insecto, por ejemplo, sustrato y enzima no podrán unirse y liberar los compuestos tóxicos que la planta necesita para defenderse.

En el caso de los insectos y otros animales herbívoros que se alimenten de estas plantas, serán los isotiocianatos los compuestos tóxicos que les causen daño, al secuestrar uno de los componentes principales en el metabolismo de los animales, el glutatión. Aunque algunos insectos han logrado esquivar esta toxicidad vegetal, al liberar proteínas en su saliva que impiden la unión de las mirosinasas a los glucosinolatos y, por lo tanto, la formación de los isotiocianatos tóxicos. Algunos ejemplos de estos insectos podemos encontrarlos en la polilla de la col (Plutella xylostella) o el áfido del nabo y la mostaza (Lipaphis erysimi).

Brassica rapa
Brassica rapa

Frente a enfermedades causadas por microorganismos el mecanismo de defensa por parte de la planta cambia un poco. En este caso, una vez la planta reconoce la presencia de un patógeno en sus tejidos, actúa una mirosinasa especial que se encuentra libre en la célula, pero inactiva, la cual se unirá a los glucosinolatos almacenados produciendo su hidrólisis hacia componentes tóxicos antimicrobianos que la célula liberará al exterior.

Para finalizar, creo realmente interesante resaltar que, aunque los compuestos derivados de los glucosinolatos son tóxicos para gran cantidad de organismos, pues son usados por las plantas para defenderse, la presencia de alguno de ellos en nuestra dieta puede repercutir de una forma muy beneficiosa en nuestra salud. En concreto, los isotiocianatos son capaces de actuar como potentes armas contra el cáncer, debido a la activación de proteínas cuya actividad va a prevenir la aparición de las células cancerosas o a actuar contra las ya presentes. Además, protegen contra enfermedades cardiovasculares, neurodegenerativas, relacionadas con la diabetes o con Helicobacter pylori.

La ciencia que no es divulgada hacia la sociedad es como si no existiera

Este artículo nos lo envía Jorge Poveda Arias, Graduado en Biología y trabaja en una empresa dedicada a la cría a nivel industrial de insectos con fines de alimentación. Además, realiza una tesis doctoral en el estudio de las interacciones planta-microorganismo. Entre sus campos de interés, destacan la biotecnología, la agricultura, la alimentación, la microbiología, la entomología y la divulgación científica en general, dentro de los cuales presenta una variada formación, destacando un Máster Universitario en Agrobiotecnología, un Máster Europeo en Calidad y Seguridad Alimentaria, o diferentes Posgrados de Experto Universitario, en Biotecnología Alimentaria, Entomología Aplicada, Diagnóstico Molecular Ambiental y Divulgación Científica.

Podéis encontrar más artículos de Jorge Poveda en este enlace.

Referencias bibliográficas y más información:

Augustine, R., & Bisht, N. C. (2016). Regulation of glucosinolate metabolism: From model plant Arabidopsis thaliana to Brassica crops. Glucosinolates, 1-37.

Becker, T. M., & Juvik, J. A. (2016). The role of glucosinolate hydrolysis products from Brassica vegetable consumption in inducing antioxidant activity and reducing cancer incidence. Diseases, 4(2), 22.

Grubb, C. D., & Abel, S. (2006). Glucosinolate metabolism and its control. Trends in plant science, 11(2), 89-100.

Ishida, M., Hara, M., Fukino, N., Kakizaki, T., & Morimitsu, Y. (2014). Glucosinolate metabolism, functionality and breeding for the improvement of Brassicaceae vegetables. Breeding science, 64(1), 48-59.

Jeschke, V., Gershenzon, J., & Vassão, D. G. (2015). Metabolism of glucosinolates and their hydrolysis products in insect herbivores. In The Formation, Structure and Activity of Phytochemicals (pp. 163-194). Springer International Publishing.


3 Comentarios

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quidproquoquidproquo

Fabuloso artículo, aunque muy corto. Obviamente todo esto da para mucho más; sigue escribiendo, por favor.
Corrige el lapsus cálami de: “A parte” (Aparte) Y borra esta línea de los comentarios

María JesúsMaría Jesús

En el mercado se ofrecen pastillas de glucosinolatos como componente. Es posible tomarlas siendo alérgico al níquel?
Gracias

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