La fascinante batalla entre un arándano y un hongo

A lo largo del día consumimos a través de los alimentos gran cantidad de moléculas de origen vegetal y animal. Algunas poseen propiedades saludables y otras no tanto. Muchas de ellas tienen buenas características organolépticas (color, sabor, textura, aroma…) y otras poseen un perfil sensorial desagradable. Sin embargo, solemos olvidar que esas moléculas desempeñan una labor fundamental en sus fuentes originales, bien sean del reino vegetal o animal. Pues bien, los bioquímicos vegetales estamos obsesionados en conocer qué función realizan muchas moléculas en las plantas en las que se encuentran. ¿Y por qué tenemos esa obsesión? Por dos motivos: satisfacer la curiosidad del científico y anticiparnos a la posible respuesta del organismo humano cuando consumimos esas moléculas, lo que es crucial antes de introducirlas en otros alimentos o incluso en fármacos. Atentos a la historia que les voy a contar hoy.

El pterostilbeno es una molécula perteneciente a un grupo de compuestos fenólicos llamados estilbenos. Se encuentra en varias fuentes vegetales como las hojas de la parra, los cacahuetes y en uno de mis alimentos preferidos, los arándanos. Por sus propiedades antioxidantes, anticancerígenas, antiinflamatorias, analgésicas o anticolesterolémicas, el pterostilbeno se ha convertido en el objeto de deseo de diversos sectores, como las industrias alimentaria o farmacéutica, que han visto en este compuesto un elemento clave para el desarrollo de nuevos productos con alto valor añadido.

Pero a mí, debido a mi pasión por los arándanos y a mi profesión de científico, hay algo del pterostilbeno que me tenía intrigado. ¿Qué misión tiene este compuesto fenólico en el arándano? Decidimos investigarlo en la Universidad de Murcia. La respuesta que encontramos es sorprendente: pterostilbeno es un arma letal usada por los arándanos para defenderse de sus enemigos. Veamos.

‘Botrytis cinerea’ es un hongo patógeno de muchas especies vegetales, animales y bacterias. Su objetivo más común es la uva, donde ocasiona dos tipos diferentes de infecciones. Por una parte, la podredumbre gris, que es el resultado de una infección de plantas empapadas o en condiciones de humedad. El segundo tipo, podredumbre noble, ocurre cuando a unas condiciones de humedad le suceden otras de sequedad. Así se producen los característicos vinos de postre dulce o las típicas uvas pasas.

Pero como les he dicho anteriormente, ‘Botrytis cinerea’ no solamente infecta a la uva, sino también a otras fuentes vegetales, como es el caso de mis queridos arándanos. Sin embargo, los arándanos son muy listos y no se quedan de brazos cruzados ante la ofensiva del hongo. Al sentirse atacados por ‘Botrytis cinerea’, los arándanos se defienden sintetizando una serie de compuestos llamados fitoalexinas que constituyen su primera línea de defensa.

¿Y saben cuál es una de las fitoalexinas más efectivas de los arándanos? Precisamente el pterostilbeno del que les hablaba anteriormente, ya que este compuesto tiene una alta capacidad antifúngica. Cuando el arándano percibe que está siendo infectado por el hongo contrataca elevando sus concentraciones de pterostilbeno y así pretende derrotar a su gran enemigo, ‘Botrytis cinerea’.

Sin embargo, los hongos no son tontos. Conocedores de que los arándanos poseen este sistema de defensa, guardan un as bajo la manga. Para defenderse de la acción del pterostilbeno, ‘Botrytis cinerea’ lanza una segunda ofensiva sobre este vegetal. ¡Vaya batalla! ¿Qué arma posee ‘Botrytis cinerea’ para volver a atacar a mis amados arándanos? Un potente sistema formado por dos enzimas con gran poder destructor en el reino vegetal: lacasa y peroxidasa.

Muerte

En primera instancia, ‘Botrytis cinerea’ intenta destruir al pterostilbeno (el arma defensiva del arándano) mediante la enzima lacasa… pero fracasa. La estructura fenólica del pterostilbeno no es susceptible de ser destruida por lacasa. Pero ‘Botrytis cinerea’ tiene una segunda alternativa que sí es efectiva. Me refiero a peroxidasa, una enzima de gran interés bioquímico perteneciente al grupo de las oxidorreductasas. En un ataque demoledor la enzima peroxidasa de ‘Botrytis cinerea’ destruye al pterostilbeno, la principal herramienta de defensa del arándano. Fruto de ese ataque se generan tres nuevos productos que no solo no le hacen daño alguno al hongo, sino que pueden llegar a destruir al propio arándano. ¿Por qué? Porque estos tres compuestos, altamente tóxicos para la planta pero no para el hongo, son muy insolubles y al no poder el arándano eliminarlos provocan su muerte.

El hongo parecía tener ganada la batalla gracias a su actividad peroxidasa sobre el pterostilbeno… pero no fue así. El arándano tenía una última sorpresa final preparada para ‘Botrytis cinerea’.

La única estrategia válida que le quedaba a la planta para escapar de la encerrona preparada por el hongo era encontrar una manera de deshacerse rápidamente de los peligrosos productos de oxidación del pterostilbeno generados por la enzima peroxidasa de ‘Botrytis cinerea’… y la encontró gracias a la encapsulación molecular. Varios autores han descrito el sistema amilosa/amilopectina de muchas especies del reino vegetal como un modelo ‘in vivo’ de encapsulación molecular gracias a la cual las plantas pueden atrapar en su interior a distintas moléculas, provocando, ente otras cosas, un aumento en su solubilidad.

Pues bien, usando la encapsulación molecular el arándano es capaz de encapsular a los tres compuestos tóxicos generados por la enzima peroxidasa del hongo. Así logra incrementar su solubilidad y eliminarlos de su estructura, salvando su vida en el último instante. Ya podemos descansar. Tras una intensa batalla bioquímica, los hongos fueron derrotados y mis queridos arándanos sobrevivieron.

Fascinante

Estimados lectores, la naturaleza nos ofrece espectáculos alucinantes. Unos podemos observarlos a simple vista y de otros sabemos gracias a los avances científicos. Lo que les he contado hoy ha sido un ejemplo maravilloso que les resumo a continuación. Tenemos una planta (arándano) y un hongo (‘Botrytis cinérea’) que ha decido infectarlo. Para defenderse el arándano produce una molécula, el pterostilbeno, con capacidad para aniquilar al hongo. Sin embargo, este repele el contraataque de la planta lanzando su segunda ofensiva, basada en una enzima, que pone contra las cuerdas al arándano. En última instancia, el arándano se escapa empleando una estrategia de encapsulación molecular que le ayuda a salvar su vida. ¿Es o no fascinante la naturaleza?