Si può curare la malaria con una tisana?

L’illustratrice Inkspinster, nella strip che ho preso in prestito per la copertina, ironizza sull’efficacia millantata da certe tisane. Non tutti gli infusi e non tutti i decotti in realtà sono mendaci e sebbene siano molti i produttori e i pasionari desiderosi di spararla grossa, è possibile discriminare tra obiettivi raggiungibili e mistificazioni. Talvolta con buon senso, talvolta con due calcoli. Ad esempio, quando l’azione non necessita di principi attivi dosati al milligrammo, quando le dichiarazioni rientrano nel novero del possibile e fino a che non si entra nel trattamento di patologie gravi o sensibili, una data tisana può aiutare a stare meglio. Tuttavia, oltre ai casi non-terapeutici illustrati nella strip (le balle del marketing colpiscono meglio quando il bersaglio è soggettivo e volubile, come la vanità umana), la forma-tisana è al centro di discussioni accese anche per applicazioni mediche assai più serie, come nel caso delle terapie antimalariche. E visto che questa settimana è stato assegnato il premio Nobel per la medicina proprio a chi decenni fa ha introdotto la scienza medica occidentale all’uso di Artemisia annua e del suo metabolita artemisinina, la questione è tornata di grande attualità. E visto che la cosa solleva dal fondo del bicchiere vari corpuscoli sedimentati nel tempo, rendendo le acque torbide, per vederci chiaro può servire un piccolo riassunto di quel che i ricercatori hanno scoperto sull’uso di Artemisia annua in forma di decotto.

Una molecola da Nobel. Da diversi anni tra le terapie consigliate dall’Organizzazione Mondiale per la Sanità contro la malaria sono presenti alcuni derivati vegetali, identificati a partire da una pianta di origine cinese chiamata Artemisia annua o qīnghāo. Il principio attivo più abbondante in questa pianta si chiama artemisinina ed è accumulato in peli secretResearchBlogging.orgori presenti sulle foglie (più in quelle giovani, meno in quelle vecchie), che nella medicina tradizionale cinese erano impiegate come febbrifugo in miscela con altri ingredienti. Per i chimici l’artemisinina è un sesquiterpene lattonico dotato di un originale struttura perossidica effettivamente molto attivo nei confronti di varie tipologie di malaria e soprattutto adatto ad essere combinato con altri farmaci nei casi in cui Plasmodium falciparum e i suoi fratelli responsabili della malattia hanno sviluppato resistenza alle terapie farmacologiche tradizionali. In particolare, come suggerito dall’OMS nelle sue linee guida, l’artemisinina e i suoi derivati possono essere usati nel trattamento (ma non nella profilassi, ovvero nella cura e non nella prevenzione) della malaria non complicata sia per via orale che per via endovenosa. Il consiglio, per limitare il rischio di insorgenza delle temutissime resistenze al farmaco, è quello di usare l’artemisinina pura esclusivamente in combinazione con altri principi attivi: in questa maniera si rallenta la probabilità che il plasmodio trovi il modo di svicolare dal veleno con un artificio evolutivo. Sfortunatamente, Artemisia annua produce poca artemisinina, o meglio non ne produce abbastanza da soddisfare le nostre esigenze terapeutiche attuali e inoltre lo scenario è reso più complicato dalla variabilità produttiva della pianta, che accumula artemisinina in quantità diverse a seconda delle latitudini, delle altitudini, del momento di raccolta e delle varietà coltivate: in alcune condizioni l’accumulo è pari a zero e al massimo raggiunge l’1,5% del peso secco nelle varietà più produttive. Raramente si superano i 70 kg per ettaro, sufficienti a curare circa 10.000 tra i 400 milioni di malati annui.  Come sempre, non è la pianta a curare ma quel che ci sta dentro, come ben sapeva Youyou Tu quando ha avviato i suoi studi. Per questi motivi molti gruppi di ricerca sono al lavoro per ottenere varietà più produttive o sviluppare vie di sintesi artificiale (ad alta resa e baso costo) del composto, tali da permettere un accesso al farmaco anche da parte dei meno abbienti. L’artemisinina e i suoi derivati attualmente non hanno però un prezzo e una diffusione tali da essere facilmente accessibili a tutte le popolazioni che vivono là dove la malaria è un problema endemico, luoghi nei quali la sovrapposizione tra povertà e incidenza della malattia è purtroppo un dato di fatto. Questo stato delle cose ha indotto alcuni a suggerire l’impiego di forme più economiche, promuovendo la coltivazione di Artemisia annua nelle aree più povere del pianeta e suggerendo l’uso di tisane e decotti anche per la profilassi antimalarica, oltre che per il suo trattamento. Questa idea, che coincide con un ritorno alle pratiche etnomediche da cui la neo-Nobel Youtou Tu era partita per scoprire l’artemisinina, ha purtroppo limiti seri e controindicazioni da non trascurare.

nm.3077-F2La tradizione ha i suoi limiti. Il primo ostacolo a questo approccio è di tipo puramente chimico: l’artemisinina non è completamente idrosolubile, al punto che uno dei derivati semi-sintetici in commercio (la diidroartemisinina) è stato sviluppato apposta per aumentare la solubilità in acqua. Questo significa che una ridotta parte della già poca artemisinina presente nelle foglie viene estratta dall’acqua, anche calda. Inoltre, le condizioni di preparazione dell’infuso influenzano sensibilmente la quantità di principio attivo estraibile: nelle migliori condizioni si ottengono circa 85 mg di artemisinina per litro di infuso e mediamente le quantità ottenibili con una procedura casalinga raggiungono i 50 mg di artemisinina per litro. Ovviamente questi valori possono aumentare incrementando la quantità di erba usata, operazione che però riduce la resa di estrazione e porta a ottenere un massimo di 200 mg per litro. Il punto critico di questa operazione non è però la quantità estraibile, quanto la mancanza di uniformità: il tempo di infusione e la temperatura dell’acqua influiscono, come è intuitivo, in modo consistente e già 10 °C in meno nell’acqua usata causano riduzioni di 8 volte, cosa che rende assai ostica una standardizzazione della somministrazione. La dose di artemisinina somministrata non in combinazione con altri farmaci dovrebbe permettere di raggiungere quantità comprese tra i 3 e i 5 grammi in 5 giorni, ovvero sarebbe necessario far bere giornalmente numerosi litri del migliore infuso possibile al paziente. Migliore in senso farmacologico e non certo organolettico, dato che la bevanda è terribilmente amara. La probabilità che i pazienti così trattati non assumano la corretta quantità di principio attivo è altissima: la pianta di partenza, se non standardizzata (ovvero se non monitorata per il suo contenuto in artemisinina) potrebbe esserne troppo povera, andrebbe usata dopo pochi giorni dalla standardizzazione (l’artemisinina è instabile e si degrada durante la conservazione), i tempi e la temperatura di preparazione potrebbero variare, il quantitativo di erba potrebbe essere insufficiente, la quantità bevuta dell’amarissimo decotto potrebbe essere troppo scarsa. L’altro grosso limite del decotto è nei risultati. Si è infatti visto che questo riesce sì ad eliminare i sintomi della malaria e a ridurre nei malati i parassiti al di sotto dei limiti “rivelabili”, ma non riesce sempre a eliminarli del tutto. Il paziente sta bene, ma è probabile che quei pochi parassiti che scampano e che sfuggono anche alle maglie delle misurazioni meno precise siano anche i più resistenti all’artemisinina e agli altri composti estratti durante l’infusione della pianta. Questo sembra avvenire perché il parassita ha più stadi vitali e l’artemisinina non pare ugualmente efficace nel colpire il plasmodio in ciascuno di essi, col rischio tra l’altro che lo stesso paziente apparentemente guarito vada incontro a gravi recrudescenze della malattia in futuro. Analogamente a quanto avviene con le cure antibiotiche parziali, questo trattamento potrebbe sì coadiuvare il trattamento di alcuni pazienti, ma aumenterebbe un rischio che non ci possiamo permettere, ovvero che il plasmodio della malaria sviluppi resistenza anche a questo rimedio rendendolo inefficace nel futuro. La soddisfazione di curare alcuni singoli nel presente può trasformarsi in una condanna per milioni di futuri malati.

In sintesi. Le indicazioni disponibili convergono nel dire che i dosaggi ottenibili con una tisana o con un decotto sono in genere al di sotto di quelli terapeuticamente efficaci. Inoltre, confermano che la modalità di preparazione dell’infuso può essere molto variabile e quindi la somministrazione reale di artemisinina può essere estremamente fluttuante, cosa che facilita l’insorgenza di resistenza del patogeno al farmaco. E’ vero che nella tradizione medica cinese -da cui il recente Nobel è partito- la pratica prevede il decotto, ma l’uso che se ne faceva era come febbrifugo e non necessariamente come antimalarico, peraltro in presenza di altri ingredienti e in un contesto in cui l’aspettativa di sopravvivenza alla malattia era comunque molto più bassa dell’attuale. Soprattutto, ai tempi in cui si è imposta la pratica, non erano disponibili altre forme di somministrazione e preparazione: si faceva con quel che c’era e non si era consapevoli dei problemi connessi all’insorgenza delle resistenze.

Artemisia, Artemisinin, Wirkstoffe, Natur
Artemisia, Artemisinin, Wirkstoffe, Natur

L’unico scenario è quello di usare la molecola pura combinata ad altri farmaci? Attualmente le cosiddette ACTs (Artemisinin Combined Therapies) rappresentano l’unico approccio in grado di assicurare efficacia e tutela verso la resistenza. Determinate tipologie di combinazione superano il 95% di guarigioni e limitano enormemente il rischio di ricadute, per cui è evidente che il bisogno di forme alternative non è legato all’efficacia, bensì ai costi, all’accesso al farmaco nelle zone più povere e ad intenti più ideologici che terapeutici, cosa che ha portato diverse organizzazioni non governative a promuovere l’uso degli infusi e dei decotti nonostante le raccomandazioni contrarie dell’OMS. In questo contesto diversi ricercatori stanno valutando la percorribilità di altre strategie e negli ultimi tre anni sono comparsi alcuni studi preliminari, nei quali è stata testata l’ipotesi di somministrare direttamente una quantità calibrata di Artemisia annua essiccata, ad alto tenore di artemisinina. Il primo vantaggio di questa opzione sarebbe l’eliminazione della variabilità dovuta alla decozione, tramite la messa in commercio di compresse a base di foglie in grado di raggiungere i dosaggi sopracitati. Questo permetterebbe anche di migliorare l’aderenza del paziente alla terapia, limitando il rischio di assunzioni parziali a causa del cattivo sapore del decotto: secondo le stime preliminari circa 30 compresse da un grammo ogni giorno sarebbero sufficienti. Le valutazioni preliminari sono state condotte su animali e hanno evidenziato che questa forma di somministrazione potrebbe permettere di mandare in circolo nell’organismo una quantità di artemisinina superiore a quella raggiungibile con un infuso e anche con l’artemisinina pura, probabilmente grazie a una diversa dinamica di metabolizzazione e di assorbimento. Questa maggiore presenza nell’organismo si è tradotta in una più rapida eliminazione del plasmodio. Si è anche visto che a medio-lungo termine fornire Artemisia annua ricca in artemisinina per via orale permette di abbattere considerevolmente il rischio di recrudescenze rispetto alla terapia con la sola artemisinina non combinata ad altri farmaci, ma solo a patto che il dosaggio nell’erba sia abbastanzo alto. Tutte cose incoraggianti, ma tutto meno che definitive.

C’è sempre un “ma”. Prima di presentare  questi studi come un’alternativa percorribile, come ho già visto fare, occorre mettere in fila i caveat. Questi studi non hanno ancora riguardato l’uomo e i risultati positivi ottenuti sugli animali potrebbero, come spesso avviene, essere ridimensionati quando si passa al piano di sopra. Ad esempio, la specie di plasmodio usata nei test è un modello che nell’uomo fornisce una minore virulenza rispetto a Plasmodium falciparum e Plasmodium vivax. Inoltre, non è stato ancora fatto nessun confronto diretto nell’uomo tra gli ACTs e l’assunzione di queste compresse, cosa che impedisce di valutare compiutamente se e quanto la seconda opzione concorrenziale in termini di efficacia e garanzie a lungo termine. Questo approccio, anche qualora confermasse le premesse, non potrebbe poi prescindere da una produzione delle compresse di stampo farmaceutico, centralizzata e monitorata, pena ricadere nei rischi del sottodosaggio e della variabilità. In altre parole, non si presterebbe ad una somministrazione artigianale non controllata senza ricadere negli inciampi di dosaggio che favoriscono resistenze e recrudescenze. Può sembrare tedioso e complicato dover verificare e valutare un gran numero di variabili quando il tempo corre per milioni di malati di malaria nel mondo, persone spesso con scarsissimo potere contrattuale e ancor meno potere d’acquisto, ma il rischio è di condannare non solo loro, ma anche i futuri malati. E non è una cosa su cui si può scherzare con una vignetta.

  • Elfawal, M., Towler, M., Reich, N., Golenbock, D., Weathers, P., & Rich, S. (2012). Dried Whole Plant Artemisia annua as an Antimalarial Therapy PLoS ONE, 7 (12) DOI: 10.1371/journal.pone.0052746
    Elfawal MA, Towler MJ, Reich NG, Weathers PJ, & Rich SM (2015). Dried whole-plant Artemisia annua slows evolution of malaria drug resistance and overcomes resistance to artemisinin. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 112 (3), 821-6 PMID: 25561559
    van der Kooy F, & Verpoorte R (2011). The content of artemisinin in the Artemisia annua tea infusion. Planta medica, 77 (15), 1754-6 PMID: 21544776
    Atemnkeng, M., Chimanuka, B., Dejaegher, B., Heyden, Y., & Plaizier-Vercammen, J. (2009). Evaluation of Artemisia annua infusion efficacy for the treatment of malaria in Plasmodium chabaudi chabaudi infected mice Experimental Parasitology, 122 (4), 344-348 DOI: 10.1016/j.exppara.2009.04.004
    Carbonara, T., Pascale, R., Argentieri, M., Papadia, P., Fanizzi, F., Villanova, L., & Avato, P. (2012). Phytochemical analysis of a herbal tea from Artemisia annua L. Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis, 62, 79-86 DOI: 10.1016/j.jpba.2012.01.015
    Dondorp, A., Fairhurst, R., Slutsker, L., MacArthur, J., M.D., J., Guerin, P., Wellems, T., Ringwald, P., Newman, R., & Plowe, C. (2011). The Threat of Artemisinin-Resistant Malaria New England Journal of Medicine, 365 (12), 1073-1075 DOI: 10.1056/NEJMp1108322
    de Ridder S, van der Kooy F, & Verpoorte R (2008). Artemisia annua as a self-reliant treatment for malaria in developing countries. Journal of ethnopharmacology, 120 (3), 302-14 PMID: 18977424
    Towler MJ, & Weathers PJ (2015). Variations in key artemisinic and other metabolites throughout plant development in Artemisia annua L. for potential therapeutic use. Industrial crops and products, 67, 185-191 PMID: 25729214
    van der Kooy, F., & Sullivan, S. (2013). The complexity of medicinal plants: The traditional Artemisia annua formulation, current status and future perspectives Journal of Ethnopharmacology, 150 (1), 1-13 DOI: 10.1016/j.jep.2013.08.021
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La botanica dello sciroppo d’acero – Parte terza

CResearchBlogging.orgome altri dolcificanti derivati da piante, anche lo sciroppo d’acero è finito nel mirino della distorsione salutistica e le ricerche sui i suoi effetti sono frequentemente mistificate, con inevitabile seguito di malintesi. Ci piace consumare cibi dolci al punto da accettare gli alibi più ballerini e coprire la verità più insipida e indigesta: dovremmo mangiare molto meno e basterebbe incrementare la quota di frutta e verdura per stare meglio (buona prassi che sono il primo a trasgredire).

Davvero funziona per il diabete?  E’ probabilmente anche per questo che spesso, sui forum e persino su pagine che dovrebbero fornire informazioni corrette su diabete e nutrizione, si legge che lo sciroppo d’acero sarebbe fenomenale per chi vuole perdere peso, per chi soffre di glicemia alta e che al suo interno sono presenti sostanze in grado di ridurre l’assorbimento degli zuccheri, di agire come antiossidanti e di prevenire varie malattie. Il solo fatto che, come spiegato, lo sciroppo d’acero non sia altro che un equivalente liquido del normale zucchero di barbabietola dovrebbe valere già come risposta: di fatto questo dolcificante è saccarosio al 70% in acqua e le sue proprietà sono quindi le stesse del normale zucchero bianco, solo leggermente depotenziate dalla diluizione. Se lo sciroppo d’acero fosse disidratato senza riscaldamento, non si otterrebbe altro che zucchero bianco al 99.7%. Questo comporta un apporto calorico simile al miele e minore del 30% circa rispetto allo zucchero di canna o di barbabietola, ma esclusivamente per merito dell’acqua residua. Qualora se ne usasse un po’ in più per ottenere lo stesso effetto edulcorante, i vantaggi svanirebbero e non si capisce come alcuni possano sostenere che lo sciroppo d’acero possiede un potere dolcificante “1,5 volte superiore al saccarosio”. Un discorso analogo, anche se non così proporzionale a causa del sistema usato per la misurazione, riguarda l’indice glicemico, che per il nostro sciroppo è leggermente inferiore a quello dello zucchero e paragonabile a quello del miele, ma con valori che a causa della sua composizione non si discostano in maniera radicale da quella di molti dolcificanti a base zuccherina. Come correttamente spiega il sito britannico sulla prevenzione del diabete, anche lo sciroppo d’acero è “zucchero sotto mentite spoglie”: “Although honey, agave nectar and maple syrup are marketed in many of the ‘sugar-free diet’ books as healthier alternatives to sugar, they’re really just other forms sugar. […] The suggestion that these foods are healthier may motivate you to eat more, which isn’t helpful for your diabetes and/or your waistline.

different-grades-of-maple-syrupUn altro grosso equivoco sull’acero riguarda la presenza di polifenoli nello sciroppo, il cui studio ha prodotto segnalazioni come questa, questa e questa, solo per pescarne alcune delle molte sintonizzate sullo stesso spartito stonato. Lo sciroppo contiene effettivamente infinitesimali quantità di fenoli semplici, soprattutto acidi idrossicinamici derivati dalla degradazione termica durante la bollitura della linfa, ma oltre all’esiguità va fatto notare che si tratta di sostanze quasi ubiquitarie nella frutta e in buona parte della verdura normalmente consumata. A rendere ballerino l’alibi dei polifenoli è però il fatto che tutti gli studi citati a sostegno dell’ipotesi “sciroppo d’acero e glicemia” e “sciroppo d’acero e antiossidanti”, contrariamente a quello che si deduce dai resoconti, non hanno investigato lo sciroppo così come lo mangiamo bensì estratti concentrati, dai quali sono stati rimossi tutto il saccarosio e tutta l’acqua, fino ad ottenere solo ed esclusivamente la frazione ricca in polifenoli. In altre parole, anche se i risultati di questi composti sono apparentemente favorevoli e nonostante molti di essi siano effettivamente degli ottimi antiossidanti, il loro contributo nello sciroppo è praticamente nullo, in quanto enormemente diluiti. Tre esempi per spiegare i limiti di queste spiegazioni e degli studi originari:

Primo: 1000 g di sciroppo d’acero contengono circa 4 mg di polifenoli e gli studi disponibili hanno impiegato estratti contenenti circa 340 mg/g di polifenoli. Lascio a voi il calcolo per arrivare al volume di sciroppo necessario a raggiungere la stessa quantità e alla corrispondente quantità di saccarosio che andrebbe ingerita con relative calorie. Altri studi hanno poi valutato gli effetti sulla glicemia dei polifenoli presenti nelle foglie e la loro azione è stata confusa con quella dello sciroppo, che come spiegato è una cosa completamente diversa, al punto che le sostanze testate sono completamente assenti in quest’ultimo. Nulla vieta che i tannini e i polifenoli individuati abbiano un’azione nell’agevolare il controllo della glicemia (ce l’hanno e soprattutto è ben nota l’azione di altre fonti), semplicemente nello sciroppo d’acero ce ne sono troppo pochi per sortire qualsivoglia effetto.

Secondo: gli stessi polifenoli sono presenti anche in altre piante alimentari. Ad esempio, il mirtillo ne contiene 200 volte in più, le normali fragole ne contengono circa 100 volte in più, nella crusca gli stessi composti hanno una concentrazione 1000 volte maggiore. E oltre a contribuire in molti altri modi al benessere di chi le mangia, fornire un indice e un carico glicemico più favorevoli, costano anche molto di meno apportando al tempo stesso assai meno calorie. Un forte limite di questo tipo di studi, oltre ad essere semplici valutazioni in vitro, è infatti quello di non fornire mai un confronto serio con un’alternativa alimentare consolidata, che aiuti il consumatore a fare la scelta per lui opportuna. Il risultato è che non è immediato dedurre quale sia l’opzione alimentare migliore: meglio tre cucchiaini di sciroppo d’acero o una porzione di frutta in più? (Meglio la frutta).

Terzo: in una dieta europea equilibrata si ingeriscono ogni giorno tra 30 e 50 mg degli stessi polifenoli presenti nello sciroppo. Saranno i pochi centesimi di milligrammo assunti sostituendo tutto lo zucchero di barbabietola con lo sciroppo d’acero a cambiare le cose? No, si possono ottenere risultati di gran lunga migliori -se lo si desidera- aumentando le porzioni di frutta e verdura senza ricorrere a prodotti extra, come spiega questo grafico, nel quale vengono confrontate le attività antiossidanti di dolcificanti zuccherini e di alcuni vegetali. Lo sciroppo d’acero ha una debole azione: ne occorrono 130 g al giorno per ottenere lo stesso effetto antiossidante di una porzione di frutta o di noci, mentre una semplice porzione extra di mirtilli assicura un effetto quasi 10 volte maggiore.

Phillips, K. M., Carlsen, M. H., & Blomhoff, R. (2009). Total antioxidant content of alternatives to refined sugar. Journal of the American Dietetic Association, 109(1), 64-71.
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Honma, A., Koyama, T., & Yazawa, K. (2010). Anti-hyperglycemic effects of sugar maple Acer saccharum and its constituent acertannin Food Chemistry, 123 (2), 390-394 DOI: 10.1016/j.foodchem.2010.04.052

Apostolidis, E., Li, L., Lee, C., & Seeram, N. (2011). In vitro evaluation of phenolic-enriched maple syrup extracts for inhibition of carbohydrate hydrolyzing enzymes relevant to type 2 diabetes management Journal of Functional Foods, 3 (2), 100-106 DOI: 10.1016/j.jff.2011.03.003

González-Sarrías, A., Li, L., & Seeram, N. (2012). Anticancer effects of maple syrup phenolics and extracts on proliferation, apoptosis, and cell cycle arrest of human colon cells Journal of Functional Foods, 4 (1), 185-196 DOI: 10.1016/j.jff.2011.10.004

Phillips, K., Carlsen, M., & Blomhoff, R. (2009). Total Antioxidant Content of Alternatives to Refined Sugar Journal of the American Dietetic Association, 109 (1), 64-71 DOI: 10.1016/j.jada.2008.10.014

Piante filosofali, che trasformano le foglie in oro – Parte Prima

Hesperides2Tra le fatiche erculee si annovera il furto di certi splendidi frutti d’oro dal giardino di Era, gelosamente custodito dalle ninfe Esperidi Egle, Erizia ed Esperaretusa assieme al drago Ladone. Una storia di furbizia e di forza (c’era un intero cielo da tenere sulle spalle), che come molte altre del mito erculeo è finita a illustrare quadri e affreschi, assieme alla misteriosa pianta al centro della vicenda. Nella genesi di un mito le piante hanno in funzioni simboliche che ne complicano la precisa determinazione botanica e pertanto l’albero dai frutti dorati è stato dipinto con licenza poetica, seguendo la descrizione sommaria che ne fa la leggenda o in base a tratti evocativi. A seconda delle rappresentazioni possiamo infatti incontrare un frutto indistinto (in Hans von Marées), un melo (in Rubens, per via del vocabolo pomum usato nei racconti latini, che però indica il frutto di qualunque albero) o un arancio (nel Giardino delle Esperidi del preraffaellita Edward Coley Burne-Jones, ma anche nella Primavera del Botticelli, per via del colore). La seconda scelta ha certamente lasciato il segno, in quanto il frutto degli agrumi è una bacca modificata detta “esperidio” proprio in onore alle mitiche custodi. Lo stesso mito poi rientra di carambola carpiata anche in un’altra discendenza, con un ortaggio sicuramente assente nel Mediterraneo ai tempi di Ercole: il pomodoro. Botanica sistematica a parte, nel leggendario giardino delle esperidi crescevano, gelosamente custodite, piante goldfinger dai frutti d’oro.

Possono davvero esistere frutti d’oro? Ovviamente no, altrimenti non saremmo dalle parti di una leggenda. Però recentemente abbiamo scoperto sulle piante alcune cose che non sapevamo e che accarezzano questo mito. Ad esempio, si è osservato che specie ad alto fusto adattate a climi siccitosi e dall’apparato radicale profondo e sviluppato, come gli eucalipti delle foreste Australiane, possono accumulare piccole quantità d’oro soprattutto in corteccia e foglie . Questo fenomeno ha luogo solo quando le piante crescono su terreni attraversati in profondità, anche oltre 30-40 metri, da vene aurifere. Gli alberi in questione non hanno poteri di trasmutazione alchemica, ma assorbono il pregiato metallo assieme a molti altri nella oro opera di dragaggio delle acque sotterranee, senza riuscire a filtrarlo a livello radicale. Quando Eucalyptus marginata aspira l’acqua che le serve per vivere, assimila oro in forma di ioni idrosolubili e questo entra in modo sistemico nella pianta, la quale, non sapendo che farne, lo accumula nelle foglie. In particolare, lo stiva come una brava massaia nell’organello cellulare detto vacuolo, che funziona più o meno come un ripostiglio per tutto quello che i vegetali non possono eliminare altrimenti, non avendo un apparato escretore. L’oro, metallo pesante tossico come cadmio, zinco o piombo non è certo un toccasana neanche nelle piante, che non possono contare su sistemi di detossificazione attiva: una volta assorbito non hanno modo di espellerlo direttamente. Così, cercano di impacchettarlo in sistemi organici e di stoccarlo in parti fisiologicamente destinate alla morte, come corteccia e foglie. Queste ultime, cadendo al suolo, eliminano fisicamente lo sgradito metallo dall’organismo. Anche l’humus formato nel sottobosco dalla biomassa caduta dagli alberi risulta infatti più ricco in oro rispetto al terreno a pochi metri di profondità, a conferma del fatto che il metallo viene assorbito dall’apparato radicale in profondità durante la stagione arida, traslocato attraverso lo xilema in forma ionica idrosolubile e depositato, affinché non causi nocumento, nelle foglie in attesa della loro caduta. Piccole ma misurabili quantità si accumulano nei tessuti, dove per effetto del mutato pH e per l’elevata concentrazione in alcuni vacuoli gli ioni precipitano e l’oro cristallizza tornando allo stato solido, riformando nanoscopiche pepite del diametro di 8 nanometri, grandi circa un quinto del diametro di un capello. Tutto ha un senso in questo fenomeno, dato che così l’oro non può più uscire dalla sua prigione a far danni per le cellule e in più occupa molto meno spazio: i ripostigli, si sa, non sono mai abbastanza grandi.

ResearchBlogging.orgRabdomanzia aurea scientifica. Spiace sempre frenare i sognatori più arditi, ma non si prevedono corse verdi dell’oro e niente frutteti di Re Mida, almeno con gli eucalipti. La riserva aurea accumulata nelle foglie di E. marginata non supera lo 0,000005% e non è tale da essere sfruttata a scopi commerciali. Dovremmo abbattere e lavorare 500 alberi adulti di eucalipto per produrre una fede nuziale, a spanne sono circa 750 tonnellate di materiale vegetale da trattare, un’impresa questa sì davvero erculea oltre che paziente, considerando gli anni necessari agli alberi stessi per produrre una simile biomassa. Per contro, gli eucalipti lavorano con grande precisione: basta spostarsi di soli 200 metri dalle piante che crescono sulla vena aurifera per trovare individui che contengono oro in quantità non significative. La “rabdomanzia aurea scientifica” potrebbe piuttosto rappresentare un eccellente sistema per valutare la presenza di oro in un terreno senza dover ricorrere a priori a trivellazioni e scavi esplorativi, perché un aumentato tasso d’oro nelle foglie e nel terriccio può indicare una maggiore probabilità di scovare un giacimento d’oro in profondità. Inoltre, il fenomeno può rivelarsi direttamente utile per la possibilità di ricavare nanoparticelle d’oro già pronte da usare in campo farmaceutico e nelle industrie dei sensori, dell’elettronica e della sintesi chimica sensa bisogno di produrle artificialmente. Questa scoperta aiuterà forse i cercatori d’oro e i biotecnologi, ma visto l’impatto ecologico di una miniera a cielo aperto e delle correlate attività estrattive rischia di essere una fregatura per le piante e per l’ambiente. Nel dare soddisfazione alle Esperidi di turno l’eucalipto non è però solo e anzi, già si sapeva che un comportamento analogo si può riscontrare in alcune conifere e che la pianta messicana Chilopsis linearis, diverse Brassicacee come Raphanus sativus o Brassica juncea e persino il dorato girasole riescono ad assorbire fino a 20-40 mg di oro per kg di biomassa disidratata. Certo, in questo casi occorre seminare le piante su un suolo superficialmente ricco di oro e occorre un aiutino sotto forma di cianuri e cianati aggiunti al suolo per solubilizzare il metallo (in quantità molto inferiori a quelle usate nelle estrazioni convenzionali), ma si potrebbe raggiungere la sostenibilità economica. Secondo alcune prove di campo, un terriccio scartato dalla lavorazione estrattiva convenzionale, se non completamente esausto, potrebbe garantire un ricavo lordo di circa 14000 $ (al cambio del 2011) e a circa 450 g di oro per ettaro. Probabilmente abbastanza da assumere tre guardiane con uno strano nome e un drago, per evitare furti sgraditi.

[segue]

Lintern, M., Anand, R., Ryan, C., & Paterson, D. (2013). Natural gold particles in Eucalyptus leaves and their relevance to exploration for buried gold deposits Nature Communications, 4 DOI: 10.1038/ncomms3614

Anderson, C., Brooks, R., Chiarucci, A., LaCoste, C., Leblanc, M., Robinson, B., Simcock, R., & Stewart, R. (1999). Phytomining for nickel, thallium and gold Journal of Geochemical Exploration, 67 (1-3), 407-415 DOI: 10.1016/S0375-6742(99)00055-2

Wilson-Corral, V., Anderson, C., & Rodriguez-Lopez, M. (2012). Gold phytomining. A review of the relevance of this technology to mineral extraction in the 21st century Journal of Environmental Management, 111, 249-257 DOI: 10.1016/j.jenvman.2012.07.037

La verità, vi prego, sul raspberry ketone

ResearchBlogging.orgUno slogan nato in tutt’altro contesto ma ben diffuso, come ogni sintesi che coglie nel segno, recita: “Dont’ believe the hype”, non credere alla moda, alle montature, non farti fregare. Chi lo cantava teneva una sveglia al collo, forse per sottolineare il messaggio. In un contesto dominato dagli aspetti di marketing come quello della salute e del benessere, lo stesso mantra dovrebbe essere tenuto sempre ben presente da consumatori e operatori professionali. Consuetudine infatti vuole che i nuovi ingredienti salutistici siano presentati con toni enfatici, che esagerano la realtà dei benefici facendo leva su vocabolari mirati più a distogliere l’attenzione che a far capire. Ad esempio, pur con un background di evidenze scientifiche interessanti per alcune precise applicazioni e non scarno come quello di altre piante anche più vendute, Rhodiola rosea (altra pianta che ha da poco cambiato nome, ora dovremmo chiamarla Sedum roseum) non è esente da descrizioni e iperboli che ne esagerano le potenzialità, mirate a colpire l’aspetto su cui siamo tutti più deboli: quello emotivo.

Come si coltiva un mito. Per esempio, questa pianta è descritta come capace di apportare “straordinari benefici per lungo tempo considerati segreto militare sovietico”, ma al tempo stesso “il suo impiego ha una storia leggendaria: antiche popolazioni siberiane ne tramandavano l’uso di generazione in generazione” e “medici mongoli prescrivevano l’estratto di Rhodiola per il trattamento della tubercolosi e del cancro” al punto che “gli imperatori cinesi hanno organizzato numerose spedizioni in Siberia orientale con il compito di reperire i luoghi in cui tale pianta cresceva spontaneamente poiché le popolazioni locali custodivano gelosamente il segreto”. Nella generazione del mito associato a una droga vegetale gli elementi esotici, arcani, lontani nel tempo, mai quantificabili e legati ai presunti aspetti positivi (e impossibili da verificare) sono spesso amplificati. Così come i riferimenti contraddittori, tra ipotetici segreti occultati alla gente comune e tuttavia al tempo stesso base di saperi millenari tramandati oralmente, che lasciano intuire poteri ai confini del magico anche su malattie (il cancro) che in passato non erano codificate dal punto di vista terapeutico. Un’altra strategia della comunicazione meno corretta è invece di segno completamente opposto: l’uso insistente, ma privo di spiegazioni adeguate, del linguaggio medico-farmacologico e dei tecnicismi del suo gergo. E così, per esempio, la rodiola viene descritta al consumatore come capace di aumentare “i livelli di adenosintrifosfato – ATP – e di creatinfosfato – CP – nel tessuto muscolare striato, aumenta i livelli plasmatici di betaendorfine, mentre a livello del SNC inibisce la COMT, con una possibile attività antidepressiva”, una delle molte espressioni che possono dire tutto e nulla circa la validazione scientifica di una droga vegetale. Come la storia del Cargo Cult insegna, questo metodo gioca con la percezione “magica” che l’uomo moderno più acritico conferisce a tutto ciò che è scienza o tecnologia. Tutto questo, in letteratura e nel marketing, va a finire sotto al nome di mitopoiesi, che non è altro che la versione culturalmente alta dell’hype. E se questo accade per una pianta come la rhodiola, per la quale abbiamo a disposizione diversi plichi di evidenze scientifiche, figuriamoci cosa avviene per molecole ed estratti per i quali gli studi si contano sulle dita di una mano.

raspberry in zoomIl lampone dimagrante. Questo preambolo per arrivare al nostro hype e per capire come leggere tra le pieghe del mito. Da circa cinque anni è proposto sul mercato, soprattutto online e con un marketing estremamente aggressivo, un agente dimagrante a base di una sostanza chiamata “raspberry ketone” o “chetone di lampone”. Viene presentato alternativamente come una miscela di chetoni non ben precisata, come un estratto concentrato di lampone o come una miscela di enzimi. Viene venduto in compresse che lo contengono da solo o in miscela con altri 4-5 composti o estratti vegetali. Già la grossa confusione mediatica sulla sua composizione chimica dovrebbe mettere in guardia i consumatori: chi non ha una faccia precisa e un recapito certo raramente è affidabile e se un principio attivo è mescolato ad altri composti in dosaggi sempre diversi, significa che la sua capacità è limitata. La molecola è indicata come capace di “bruciare i grassi e gli zuccheri”, di “accelerare il metabolismo” e di “operare un effetto termogenico sui grassi stoccati, con effetti anti-obesità“. Seguono foto di prammatica con silhouette prima/dopo il trattamento.

La fonte vegetale non viene risparmiata nella presentazione del prodotto, descritto come derivato dal lampone e quindi implicitamente naturale, nell’accezione naif cui sempre si ricorre in questi casi. I frutti del lampone abbondano su brochure e confezioni, a suggerire che si tratti di un diretto derivato vegetale. Quel che conta però è il contenuto e non la copertina e in effetti il raspberry ketone (il cui nome chimico corretto sarebbe  4-(p-idrossifenil) butan-2-one) è presente nei frutti del lampone, nei quali costituisce uno dei componenti dell’aroma a maturità. Tuttavia, le quantità disponibili nel frutto sono del tutto irrisorie ai fini nutrizionali e farmacologici. L’uso del lampone non solo come fonte estrattiva ma anche come contributo alla dieta non può neppure essere preso in considerazione: per ottenere i 100 mg delle dosi vendute del composto servirebbe ingerire ogni giorno circa 40 kg di frutti (di cui circa 4 sarebbero zuccheri). Per le versioni d’urto, che arrivano a 1000mg, fate voi i calcoli. Malgrado si incontri spesso la dicitura “estratto puro di lampone”, il raspberry ketone inserito negli integratori alimentari non è estratto da frutti bensì ottenuto totalmente per via sintetica o a massimo per biotrasformazione usando microrganismi o sistemi biocatalitici, nè più ne meno che un qualunque altro farmaco “di sintesi”1-s2.0-S0024320505001281-gr1

Quanto pesa la storia? Un ulteriore elemento da considerare nella valutazione di questi prodotti è la loro storia. La presenza di una pianta nella tradizione medica passata non è affatto una garanzia di efficacia certa, ma la sua completa assenza è per certo segnale di forti lacune nel suo studio, con tutti i peccati e i limiti degli eccessi di gioventù. Nel caso di Rhodiola rosea citato in precedenza, l’uso tradizionale ne ha determinato l’interesse di decine di ricercatori per diversi decenni e l’insieme di dati a disposizione del mondo medico è ampio. Lo stesso uso tradizionale ha permesso di avere un’idea dei possibili dosaggi, delle quantità che si possono assumere senza effetti collaterali e così via. C’è carne con cui fare l’arrosto per decidere se la ricetta è buona e degna per gli ospiti, insomma. Nel caso del raspberry ketone invece è tutto il contrario: questo è apparso sulla scena scientifica come possibile agente termogenico solo nel 2004 e dopo pochi mesi è passato direttamente -e senza passare dal via- alle ribalte televisive e al pressante tam-tam commerciale.

Le parole sono importanti, ma anche le molecole. Il razionale di impiego di questo composto è spesso presentato per traslazione, usando una specie di sillogismo secondo il quale chimica, fisiologia e farmacologia dovrebbero dipendere dalla proprietà transitiva. Il raspberry ketone vanta una struttura molecolare simile a quella della sinefrina, uno pseudoalcaloide presente nelle arance amare e dotato di una leggera azione anoressizzante. L’uso dimagrante della sinefrina a sua volta deriva da quello dell’efedrina, un composto anch’esso simile strutturalmente e per certo altamente snellente, ma anche in grado di causare gravi danni alla salute ai medesimi dosaggi, come le anfetamine che a sua volta richiama. Senza scendere nei tecnicismi legati alla sostituzione di un azoto con un ossigeno e alla scomparsa di un ossidrile, la semplice similitudine strutturale non implica infatti il possesso delle stesse proprietà (sia nel bene che nel male): esistono zuccheri con strutture molecolari praticamente identiche eppure dotati di sapore assai diverso (amaro o dolce) e piccolissime modifiche possono rendere una molecola benefica o terribilmente tossica. La logica secondo la quale il raspberry ketone sarebbe efficace in quanto simile alla sinefrina è sbagliata: le somiglianze strutturali possono essere indizi da cui partire con ipotesi sperimentali e non giustificazioni di efficacia, per le quali sono necessarie evidenze dirette e specifiche. Per dire se il 4-(p-idrossifenil) butan-2-one è dimagrante occorrono studi mirati in condizioni controllate e monitorate, possibilmente sull’uomo e possibilmente in soggetti in leggero sovrappeso.

0007524100E-565x849Le molecole sono importanti, ma anche i numeri. Per quantificare, mentre nel solo 2013 Rhodiola rosea è stata oggetto di 563 ricerche destinate a valutare i suoi effetti sulla salute di uomini o animali, il raspberry ketone può vantare sulle sue proprietà solamente 5 lavori in tutto dal 2005 ad oggi, usati ripetutamente verso i consumatori come prova della sua efficacia.

Esiste uno studio in cui questa molecola è stata somministrata ad esseri umani, ma non aiuta a capire: ai pazienti è stata somministrata una miscela di 6 tra sostanze e piante in polvere e non è possibile dedurre il contributo effettivo del raspberry ketone agli effetti riscontrati. Al massimo si può dire se il prodotto nella sua interezza ha o meno qualche effetto. Altri due studi hanno utilizzato sistemi in vitro, ovvero con somministrazione del raspberry ketone a diverse concentrazioni arbitrarie in cellule isolate e la misurazione di alcuni parametri biochimici legati all’accumulo di grasso. L’uso della parola “arbitrario” va spiegato, perché è la chiave per capire i limiti di tutti gli studi di questo tipo: l’obiettivo dei ricercatori è verificare a quali dosi si registra un’attività certa, ma questo avviene a prescindere dalla coerenza con la fisiologia umana, per la quale le quantità usate potrebbero essere assolutamente inverosimili. Nel caso specifico -ma il ragionamento vale per quasi tutti gli studi in vitro– non abbiamo la più pallida idea di quale sia la concenrazione di raspberry ketone nel sangue umano dopo la somministrazione di qualsivoglia dosaggio. Non lo sappiamo perché nessuno ha mai fatto neppure una prova. Tentando un’approssimazione generosa in base a dati su molecole simili, la concentrazione usata in questi studii è almeno 100 volte più elevata di quella probabile. Non sappiamo nè se è raggiungibile nell’uomo nè, qualora lo fosse, se comporta effetti collaterali. Non sappiamo neppure come venga metabolizzato il chetone di lampone nell’uomo nè se può avere un effetto tossico di qualche tipo a breve o a lungo termine, perché nessuno l’ha mai studiato e nessun dato ci può venire in aiuto dall’uso tradizionale. Senza nessuna valutazione pregressa di tipo storico e di tipo contemporaneo, questo composto è venduto come integratore alimentare per il semplice motivo che se ne conosce la presenza in tracce nel frutto del lampone e in qualche altra bacca rossa.

Il lavoro più spesso citato a supporto consiste in uno studio su animali nutriti con una dieta fissa basata sul 40% di grasso bovino (che non riproduce certo la realtà di una dieta normale) e addizionata con quantità di 1- 2% di raspberry ketone. Considerando che una dieta normale nell’uomo prevede l’ingestione giornaliera di circa 1,2 kg di cibo solido e facendo leva sui parametri allometrici che consentono di convertire i parametri dal topo all’uomo, un uomo adulto di 70 kg di peso dovrebbe teoricamente ingerire almeno 36 grammi di questa sostanza purificata al dì per 10 settimane (con una dieta costituita da almeno 300 g di grasso animale) per riprodurre le medesime condizioni sperimentali. L’obiettivo dei ricercatori che hanno condotto questo studio era verificare quali dosi di chetone di lampone fornivano un risultato evidente, per cui hanno scelto una situazione estrema per dieta e dosi, senza valutarne l’equivalenza nell’uomo. Sempre perché i numeri hanno un peso e dato che questo peso è da valutare in un contesto, ho fatto altri due conti osservando i risultati ottenuti e il costo del raspberry ketone sul internet. I topi, innanzitutto, non sono dimagriti durante il trattamento e non hanno mantenuto il peso, ma sono solo ingrassati di meno. Dopo 10 settimane di cura quelli che hanno seguito la dieta all’ingrasso addizionata di chetone di lampone pesavano 50g, mentre quelli che non l’hanno assunto ne pesavano 55. I topolini con una dieta normale pesavano 45 g. Sempre ammettendo i limiti della conversione animale-uomo e azzardando un paradosso, i 36 grammi al giorno di chetone di lampone (dosaggio per il quale non sappiamo assolutamente nulla in termini di effetti tossici) potrebbero permettere un mancato aumento di peso del 10% circa. Ho visto online prezzi sui 30 euro al grammo, farebbero 1000 euro al giorno. Un ultimo lavoro ha usato i medesimi dosaggi e una dieta meno aggressiva, per monitorare gli effetti a difesa del fegato. Valgono le stesse considerazioni.

In altre parole, come concluso da chi ha riassunto le poche ricerche effettivamente fatte su questa sostanza in tema di salute e dimagrimento, non sono disponibili informazioni attendibili sull’efficacia del raspberry ketone nell’uomo e gli studi fatti sugli animali, pur dando qualche indicazione vagamente promettente, non rispecchiano situazioni realistiche. Chi cantava don’t believe the hype teneva una sveglia al collo, l’ho già scritto?

Lopez HL, Ziegenfuss TN, Hofheins JE, Habowski SM, Arent SM, Weir JP, & Ferrando AA (2013). Eight weeks of supplementation with a multi-ingredient weight loss product enhances body composition, reduces hip and waist girth, and increases energy levels in overweight men and women. Journal of the International Society of Sports Nutrition, 10 (1) PMID: 23601452

Ulbricht, C., Catapang, M., Conquer, J., Costa, D., Culwell, S., D’Auria, D., Isaac, R., Le, C., Marini, E., Miller, A., Mintzer, M., Nguyen, M., & Salesses, K. (2013). Raspberry Ketone: An Evidence-Based Systematic Review by the Natural Standard Research Collaboration Alternative and Complementary Therapies, 19 (2), 98-100 DOI: 10.1089/act.2013.19201

Morimoto, C., Satoh, Y., Hara, M., Inoue, S., Tsujita, T., & Okuda, H. (2005). Anti-obese action of raspberry ketone Life Sciences, 77 (2), 194-204 DOI: 10.1016/j.lfs.2004.12.029

Park KS (2010). Raspberry ketone increases both lipolysis and fatty acid oxidation in 3T3-L1 adipocytes. Planta medica, 76 (15), 1654-8 PMID: 20425690

Wang, L., Meng, X., & Zhang, F. (2012). Raspberry Ketone Protects Rats Fed High-Fat Diets Against Nonalcoholic Steatohepatitis Journal of Medicinal Food, 15 (5), 495-503 DOI: 10.1089/jmf.2011.1717

La natura ce l’ha già: la lampada per le zanzare

Bbbbzzzzz!

Campagna padana, dalle parti di un tramonto primaverile. Un nutrito gruppo di persone affolla un casolare di campagna, chi ride, chi palleggia un supertele sgonfio nell’erba, chi è preso da un’accesa conversazione politica (o sportiva? O sugli OGM? Non arrivano le voci ma si vedono i gesti, sono distanti). Chi beve un lambrusco guardando oltre i filari di peri in fiore, chi armeggia la celullare per indicare la strada nei campi ai ritardatari, chi poco discosto segue la brace per la griglia. Chi sotto al pergolato gioca a carte in maniche di camicia.

Gzzzz!

“Dai, tocca a te”

Sbzzzz!

“Ho capito, aspetta un attimo che ci penso, è un pezzo che non gioco”

Sgzbzzzzbbzzz!!!

“Ah però, questa era grossa! Devo dire che la tua lampada per le zanzare funziona. L’anno scorso ci hanno massacrato, le maledette, si son mangiate anche l’autan. Gran bella invenzione. Killer. Al tramonto qui di solito è invivibile, all’ora dell’attacco sciamano implacabili, roba da trasfusione”

Invenzione, insomma…”

Gzzzz!

“Si, dai, ci sarà un brevetto, anzi magari più di uno, qualche ingegnere si sarà inventato questa roba, no?”

“Senza dubbio, ma il principio della fluorescenza per attirare gli insetti e farli fuori è una “scoperta” messa a punto dalle piante, tipo alcune piante carnivore”

“Interessante. Gioca quella carta intanto, dai”

“Eccola, scopa. Tocca a te. Comunque la storia della trappola fuorescente è carina. Hai presente le piante carnivore, no? Quelle che catturano e digeriscono insetti per assimilare i nutrienti che non trovano nel terreno.”

“Quali, quelle con le mascelle a scatto che si serrano, come quella che Paolo teneva sul davanzale? O quelle con le goccioline appiccicose? Beccati questo fante, intanto”

Ssssgzzzz!

113959“No, la Dionaea muscipola e la Drosera rotundifolia non c’entrano. Intendo quelle con la trappola a tubo, le Nepenthes o le Sarracenia -Scopa di nuovo, intanto. Guarda che di fanti non ne era ancora uscito manco uno- Hai presente, quelle con una specie di sifone ricurvo a forma di bottiglia, aperto da un lato e ripieno di liquido, coperto da una specie di obrellino? Si chiama ascidio. Quando un insetto ci vola dentro o quando ci scivola cadendo dal bordo poi non esce più, il liquido è pieno di enzimi che se lo digeriscono”

“Ah, ho capito. Quelle che usano anche i bisognini di pipistrelli e roditori, avevo letto qualcosa. Del resto, l’apertura della trappola sembra la ciambella di un water e mi sono sempre chiesto come diavolo faccia a finirci dentro un insetto. Li attraggono con un qualche profumo? Altrimenti è inspiegabile.”

“Anche, ma gioca intanto e cerca di seguire le carte o star qui non ha senso. Allora, hanno appena scoperto che oltre ad essere attirati dal sapore dolce di sostanze zuccherine e da composti volatili prodotti apposta dalle piante per farli avvicinare, gli insetti sono anche attratti verso la trappola da emissioni luminose fluorescenti, come quelle della lampada sgzzzbzzz. Sono metaboliti secondari di tipo fenolico in realtà abbastanza comuni, come l’acido clorogenico o la scopoletina insieme ad altri ancora in via di indentificazione, che assorbono energia luminosa e riemettono quella in eccesso a lunghezze d’onda che sono visibili per gli insetti ma non per noi, che siamo abbastanza limitati. Come al solito.”

“Io sono limitato di sicuro, perché oltre a perdere il conto delle carte ho perso anche il filo del tuo discorso. Quindi la pianta è fluorescente? Di notte brilla come le stelle adesive da soffitto?”

Bszszsggzsz!

“Non proprio, o non tutta, altrimenti la trappola non avrebbe senso. Gli insetti, oltre a vedere i colori più o meno come li vediamo noi, vedono anche in una porzione dell’ultravioletto, che permette loro di riconoscere più facilmente in un prato i fiori disponibili ad essere bottinati. Oltre al giallo o al lilla dei petali, ad esempio, le piante segnalano agli insetti la presenza di nettare disponibile anche con indicazioni luminose blu fluo. Creano delle vere e proprie piste d’atterraggio, che mostrano all’insetto dove atterrare. Ad esempio, aspetta che mentre tu pensi alla carta da giocare scarico una foto, ammesso che ci sia campo. Vedi? Questo non è proprio un fiore ma un’infiorescenza di topinambur così come lo vediamo noi e così è, circa, come lo vede l’insetto. Le strisce blu dicono all’elicottero dove deve atterrare, perché lì il nettare è pronto e il polline è arrivato a fertilità. Tra l’altro, se noti, i pigmenti colorati e quelli fluorescenti non sono distribuiti uguali, ma in uno stesso fiore alcune cellule li accumulano selettivamente, mentre i composti gialli stanno in tutto il petalo.”

rrrE guarda anche queste altre, sono sempre all’ultravioletto ma con lunghezze d’onda diverse, c’è tutto un mondo di altri colori nascosti che noi non possiamo riconoscere ma che per gli insetti corrispondono a indicazioni e suggerimenti precisi, affinati durante la coevoluzione della comunicazione con le piante. Tra l’altro questi composti poi servono anche a noi, dato che quasi sempre la loro fluorescenza è sfruttata dai chimici analitici per fare il controllo di qualità delle piante medicinali.”

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“Vabbè. Vediamo se hai un altro fante, allora. Ma questo cosa c’entra col discorso di prima? Il topinambur lo conosco, la mamma di Elena ci fa la bagnacauda e non è certo una pianta carnivora. E non farla complicata, neh, che tu divaghi troppo”

Bzzzzzzzz!

“Perchè una trappola funziona solo se è verosimile, se riproduce una situazione che per la vittima designata è probabile e soprattutto appetibile. E se lo sventurato artropode di turno è già di suo attratto dal medesimo segnale, l’imboscata funziona meglio. E’ la base del travestimento: fingi di essere un gentile, distratto e disponibile fiorellino e trac, scatta la tagliola. O scende la scure del manico di scopa. Tu ad esempio sei cascato nella mia trappola perché credevi non avessi il quarto fante, e invece ce l’ho. Ariscopa. Allora, posa un attimo le carte, valà, che non riesci a fare bene due cose contemporaneamente. L’insetto è abituato a riconoscere segnali fluorescenti e ad abbinarli alla presenza di cibo. Tipo l’insegna luminosa di un bar quando hai fame: vede il blu e ci si fionda tranquillo. Nell’ascidio di Nepenthes ad essere particolarmente fluo è l’imboccatura, quella che come dici tu sembra la ciambella del water. I metaboliti fluorescenti sono tutti concentrati lì e sembra quindi un anello brillantissimo nel buio ultravioletto del sottobosco, dove vivono di solito queste piante. L’insetto arriva, in volo o sulle sue zampette, si appoggia lì in cerca di nettare e sente che il profumo e la presenza di zuccheri sono più forti verso il centro. Così si sposta e scivola dentro, perché quell’orlo è tirato a lucido con la cera più scivolosa che c’è e la pendenza punta dritta al liquido digerente. E’ una strategia combinata. Guarda qua queste altre foto, sembrano braccialetti da discoteca”

3_Nepenthes-khasiana-pitcher-peristomes-at-UV-366-nm-as-Smart-Object-1dddPoi se vuoi ne trovi altre chiarissime a questo link che ti ho girato. Comunque, la lampada usa lo stesso principio: l’insetto è attratto dalla luce ultravioletta perché crede di trovarci qualcosa di buono, solo che qui anziché la cera a scivolo, la forza di gravità e il liquido vischioso trova il risucchio della ventola, la grata elettrificata e sgzzzzzz!”

“Bella storia. Quindi quella della lampada per le zanzare più che un’invenzione di puro genio umano è l’evoluzione tecnologica di un fenomeno affinato dall’evoluzione. Noi la usiamo perché è una soluzione tutto sommato efficace e l’ingegnere ha copiato dalla natura perfezionandola alle esigenze estive della campagna padana. Ho capito. Allora, se tu hai giocato un tre io posso solo scendere un quattro”

“Vedi che ce la puoi fare?. Però adesso però fammi riprendere in mano le carte e giocamo, o non finiamo la partita prima di cenare. Quattro e tre sette, scopa di nuovo!”

“Bravo, eh. Comunque una zanzara mi ha punto lo stesso”

Sgzzz!

ResearchBlogging.org

Kurup, R., Johnson, A., Sankar, S., Hussain, A., Kumar, C., & Sabulal, B. (2013). Fluorescent prey traps in carnivorous plants Plant Biology, 15 (3), 611-615 DOI: 10.1111/j.1438-8677.2012.00709.x

Le immagini con watermark provengono da: The Pitcher Plant Project / CC BY-NC-ND 3.0

E quindi esiste il tannosoma

fruitsStante la minuzia dell’oggetto di studio e l’intensità con cui l’uomo vi si è dedicato nei decenni scorsi, la ricerca sulla struttura delle cellule vegetali potrebbe apparire ormai totalmente sviscerata e conclusa. A forza di lavorare di microscopio ottico ed elettronico, parrebbe impossibile trovare cose nuove in uno spazio così piccolo. E invece, sebbene molto si sappia degli organelli principali, soprattutto dal punto di vista morfologico e funzionale, continuiamo a fare nuove scoperte legate ai sistemi di cellulari accumulo e produzione dei metaboliti secondari. Eventi che permettono ai biologi di citare frasi come “Io ne ho viste cose che voi umani non potreste immaginarvi“. Recentemente ad esempio è stato descritto per la prima volta ed in diverse famiglie botaniche (pdf free) un organello specializzato chiamato tannosoma, dedicato alla biosintesi selettiva e alla segregazione di tannini condensati chiamati procianidine-B, ovvero di polimeri polifenolici ad alto peso molecolare coinvolti nel sistema difensivo di molte piante, tra cui alcune di uso comune come la vite. Per capirci, si tratta dei composti che determinano l’astringenza dei frutti acerbi e che molte piante usano come difesa contro gli erbivori e contro le radiazioni ultraviolette. Queste sostanze si accumulano nel vacuolo delle cellule che compongono gli strati superficiali della buccia dell’acino, dove rimangono isolate fino al momento dell’uso per evitare che danneggino la normale attività fisiologica della cellula stessa. Talvolta formano nel vacuolo degli aggregati amorfi, ma non si sapeva bene quale fosse la loro origine. F1.mediumO meglio, se ne conoscevano i passaggi chimici della biosintesi ma non come questi erano coordinati all’interno della cellula.

I tannosomi in particolare sono piccole strutture originate all’interno dei cloroplasti, per degradazione dei tilacoidi e contemporaneo accumulo di tannini come le procianidine-B, che porta alla scomparsa della clorofilla. Durante questo processo i singoli tilacoidi si staccano dalle giunzioni intergrana, assumono forma sferica del diametro di circa 30 nm e si accumulano in gruppi racchiusi da una membrana semplice. In altre parole, le strutture preposte alla fotosintesi clorofilliana collassano e si degradano cambiando ruolo, iniziando a sintetizzare polimeri con polifenoli semplici che acquisiscono da altre parti della cellula. Questa degradazione porta alla nascita di un liposoma, ovvero una sferetta delimitata da fosfolipidi con funzione di navetta di trasporto, contenente alcune decine di tannosomi che per esocitosi passa nel citoplasma e successivamente viene incusa all’interno di vacuoli specializzati all’accumulo di procianidine-B. Il processo è quindi diverso da quello di biosintesi di molti altri metaboliti primari e secondari, che coinvolge invece il sistema delle endomembrane e non prevede l’azione dei plastidi.

ResearchBlogging.orgQuesta dinamica ha motivazioni ben precise, poiché le procianidine-B sono composti assai reattivi nei confronti degli enzimi, delle proteine e delle strutture del citoplasma, come il sistena dei microtubuli. Servono a intossicare il “nemico”, ma la loro tossicità per la cellula vegetale stessa è elevata e non possono quindi circolare liberamente: occorre un sistema protetto, come se si trattasse di materiale radioattivo, in cui compartimentare anche la sintesi e la polimerizzazione. Questo scenario è inoltre coerente con la necessità di proteggere e difendere (dai raggi solari, dai predatori) le foglie e i frutti acerbi. Con l’avanzamento della maturazione degli acini dell’uva, ad esempio, i tannosomi vengono demoliti ed eliminati dai tessuti per lasciare posto a vacuoli ricchi di sostanze zuccherine e colorate, necessarie a “segnalare” agli animali la presenza di frutti pronti ad essere mangiati. Ma prima, le procianidine-B saranno lì a difendere l’acino, pronte a balenare nel buio vicino alle porte del tannosoma.

Brillouet, J., Romieu, C., Schoefs, B., Solymosi, K., Cheynier, V., Fulcrand, H., Verdeil, J., & Conejero, G. (2013). The tannosome is an organelle forming condensed tannins in the chlorophyllous organs of Tracheophyta Annals of Botany, 112 (6), 1003-1014 DOI: 10.1093/aob/mct168

SettiManna #4: la manna in cucina

E’ divertente osservate come per i semiologi l’espressione “parola mana” significhi un vocabolo la cui interpretazione varia a seconda di chi lo pronuncia o un contenitore di significato dentro al quale collocare oggetti o concetti diversi tra loro. La manna stessa, come accennato in precedenza, è una sorta di parola mana in quanto al termine sono abbinati materiali ottenuti sia da vegetali che da animali (piante superiori, licheni, insetti), secondo processi biologici ed ecologici diversi tra loro (stress idrico, aggressione patogena, lesioni meccaniche) e soprattutto composti da sostanze diverse per composizione e gusto. Al tempo stesso il suo ruolo cambia in funzione dell’utilizzatore: blando purgante per farmacisti ed erboristi, edulcorante a basso indice glicemico per il nutrizionista, ingrediente esotico con cui stupire per lo chef. Pare ad esempio che i cuochi di New York, almeno quelli più desiderosi di soddifare la bramosia esotica ed il portafogli dei loro munifici clienti, abbiano scoperto il fascino esoterico di questi essudati zuccherini e si siano sbizzarriti a reperire le manne più strampalate per inserirle nelle loro creazioni. Che il prodotto sia in qualche modo trendy lo testimonia l’esistenza di una pagina dedicata alla manna in cucina nientepopodmeno che sull’enciclopedia alimentare dell’Huffington Post. Ma il riferimento più sfizioso è questo articolo del New York Times, da cui riporto i pareri estasiati di alcuni chefs.

Garrett McMahon, a sous-chef at Perilla in Manhattan, uses Hedysarum manna with sea salt to finish off a foie gras terrine with Marcona almonds, candied kumquats and toasted brioche. “The manna allows us to achieve a sweet, salty balance while maintaining a great crunchy texture,” Mr. McMahon said. Paul Liebrandt of Corton in Manhattan used Shir-Khesht manna in a dish of charred Frog Hollow Farm apricots, fresh wasabi and Kindai kampachi. […] Shir-khesht looks like broken-up bits of concrete or coral and is whiter than hedysarum manna. It is sweet, with some gumminess that eventually dissolves in the mouth. Shir-khesht’s tongue-cooling effect comes from mannitol, a sugar alcohol in this and many other mannas; the sensation is similar to menthol, without the menthol taste. It has notes of honey and herb, and a faint bit of citrus peel.

Il prodotto chiamato Shir-khesht è in realtà un essidato zuccherino che si accumula come risposta fisiologica di difesa tra luglio ed agosto sui rami di alcune specie Cotoneaster attaccate da Scolytus rogulosus, un coleottero fitofago. L’Hedysarum manna è invece è una di quelle manne prodotte non dalla pianta bensì direttamente dall’aggressore, ovvero è un prodotto di origine animale. Nello specifico si tratta di materiale espulso da individui della specie Poophilus nebulosus dopo che si sono nutriti della linfa di alberi ed arbusti del genere Alhagi. Stando ai resoconti letterario-sensoriali dei sommelier del gusto ha un sapore “che ricorda una combinazione di sciroppo d’acero, zucchero di canna, melassa di e noci“. Il commento di un cuoco in merito alla percezione sensoriale di questi ingredienti è particolarmente interessante.

“The texture is unlike any other I’ve experienced — chewy and crunchy at the same time,” Mr. Liebrandt said. “It also makes the food intensely personal, because no two people taste manna the same way. I might taste a haunting minty-ness, while you might detect a whiff of lemon. No other ingredient is like that.

Fatto salvo il bisogno del cuoco di vendere bene il suo prodotto ad un mercato bramoso di distinzione a qualunque prezzo, in realtà la variabilità nella percezione del gusto di questi essudati è in buona parte legata all’alta variabilità nella loro composizione chimica, che cambia spesso profondamente anche tra una pianta e l’altra. Infatti, soprattutto quando ci sono di mezzo risposte a stress ambientali (l’insetto che punge, l’acqua che latita), la risposta biochimica delle piante è estremamente variabile e quasi personalizzata in funzione della quantità d’acqua effettivamente disponibile ed a sua volta dipendente dalla composizione del terreno, dall’esposizione della pianta e persino dal tipo di aggressore, nel caso degli essudati di origine fitofaga. Se un cuoco creativo nostrano volesse replicare le ricette dei colleghi americani impiegando la manna di frassino, potrebbe ad esempio andare incontro ad alcune scoperte gustative abbastanza sorprendenti.

Mediamente la manna di frassino contiene circa il 40-50% di mannitolo, il 15-20% di mannotriosio, il 10-15% di fruttosio, il 5-10% e solo il 2-3% di glucosio ed ha quindi un sapore dolce. La variabilità dei rapporti tra queste sostanze è però estremamente elevata ed è estremamente facile trovare partite meno dolci e quasi insapori accanto ad altre squisitamente mielose. Inoltre, si possono incontrare partite candide ed altre gialle, queste ultime in alcuni casi persino amare al gusto. Alla frazione zuccherina si accompagnano infatti anche sostanze fenoliche del tutto simili a quelle presenti in un’altra pianta cardine della tradizione mediterranea e sua parente prossima in botanica, l’olivo, nella quale svolgono un ruolo deterrente contro insetti e mammiferi erbivori oltre ad agire come antisettici in caso di lesioni. Curiosamente ma non troppo, la manna contiene sostanze (oleuropeina, tirosolo) in quantità assolutamente analoghe a quelle rinvenute in un normale olio d’oliva extravergine ed è probabile, ma non ancora verificato, che queste sostanze possano contribuire all’azione diuretica ed ipoglicemizzante che la tradizione ascrive alla manna, oltre a svolgere azioni salutistiche simili a quelle ascritte alla componente fenolica dell’olio d’oliva nella dieta mediterranea. Questi composti, pur presenti in piccola quantità, possono incidere in modo consistente sia sul sapore che sul colore del prodotto. Il difetto di queste sostanze infatti è che durante l’essiccatura colorano di giallo l’essudato, facendo perdere il bianco che è un tratto di pregio e soprattutto, se presenti in eccesso, possono conferire un inconsueto sapore amaro, che ricorda appunto quello delle olive non trattate.

Questi aspetti rappresentano la croce e la delizia per chi cerca di valorizzare questo tipo di prodotti. Da un lato si ha la meraviglia di un prodotto ogni volta unico (bello pensare ad ogni singolo frassino come ad un artigiano, che produce pezzi unici e diversi a seconda del proprio sentire) ma dall’altro ogni volta si rischia di non sapere cosa si compra. Il gelataio che volesse produrre mantecati alla manna o il cuoco di NY con i suoi clienti sofisticati accetterebbero partite una volta dolci come il miele e l’altra amare come un’oliva acerba?

Ma dove sei finito?

Come mai tutto questo silenzio? La risposta è qui. In autunno con colleghi di altre università ho ottenuto un finanziamento ministeriale per lo studio di cinque droghe vegetali usate nella medicina ayurvedica (Hemidesmus indicus R.Br. (Ranunculaceae; radici), Azadirachta indica A. (Meliaceae; foglie), Boerhavia diffusa L. (Nictaginaceae; radici),  Convolvulus  pluricaulis  Choisy  (Convolvulaceae;  pianta intera), Curculigo orchioides Gaertn. (Amarillidaceae/Hypoxydaceae; radici tuberizzate) e l’inizio delle attività ha causato un aumento frenetico degli impegni e delle cose da seguire. Una è stata la realizzazione del sito di cui sopra, che oltre a fungere da copertina per il progetto avrà il compito di raccontare in corso d’opera le attività di laboratorio, spiegando i diversi passaggi, i metodi scelti e fornendo piccoli approfondimenti sugli argomenti che orbitano attorno ad un progetto di ricerca su piante d’uso etnomedico. Le pagine sono ancora imbastite, sicuramente piene di refusi e di limatura di ferro ma col tempo si lisceranno le sbavature, si completeranno le informazioni descrittive e cresceranno i post da “ricerca in diretta”. Intanto però si parte.