¿Por qué tantas plantas producen fitoquímicos que tienen efecto medicinal sobre los humanos?

Esto podría ser un poco básico en algunas partes, pero decidí mantenerlo relativamente simple por el bien de todos los lectores:

La respuesta más precisa y universal es la coincidencia. Toda la vida en el planeta Tierra comparte al menos cierta bioquímica, e incluso cuando difieren, las leyes de la química orgánica y, en última instancia, la termodinámica, significan que ciertas estructuras y formas moleculares tienden a aparecer en diferentes lugares, esencialmente por casualidad. Aunque el metabolismo de las plantas difiere enormemente de los animales, todos trabajamos con los mismos materiales moleculares básicos (aminoácidos, ácidos grasos, azúcares y ácidos nucleicos) y, por lo tanto, producen como subproductos muchas moléculas que se parecen a las que se encuentran en los cuerpos de humanos y otros animales.

Esto es cierto para cosas como vitaminas, así como toxinas y psicoactivos; por ejemplo, el betacaroteno es un pigmento fotosintético y útil para las plantas, pero también es un precursor de la vitamina A, que es importante para nuestra visión y función inmune . Aquí, algo útil para la planta también resulta útil para nosotros, y probablemente nunca evolucionamos para producirlo nosotros mismos porque siempre lo hemos encontrado en nuestra dieta. Esta relación se estableció mucho antes de que los humanos desarrollaran la agricultura (¡o probablemente antes de que existiéramos!), Por lo que no fue algo beneficioso para la supervivencia continua de las plantas ni fue seleccionada por nuestra influencia y sirve. Vale la pena señalar esto, ya que mucha de la prevalencia de fitoquímicos puede justificarse al ser seleccionada para disuadir a los herbívoros, como Ryan ya dijo, pero otras plantas como el tabaco han asegurado su existencia continua produciendo una sustancia para la que los humanos tienen un uso.

Tomemos la nicotina como ejemplo. La nicotina se produce en las hojas de las plantas de la familia de las solanáceas, que incluye el tabaco, por supuesto, pero también es el hogar de los tomates, las papas y los pimientos, así como la infame belladona y muchos otros. Se produce a partir de niacina, o ácido nicotínico, que también es un precursor del dinucleótido de adenina de nicotinamida (NAD) y su forma NADP fosforilada. Estos son cruciales para muchos procesos metabólicos en la planta (que esencialmente llevan energía en forma de electrones), lo más importante en la fotosíntesis y la producción de energía en forma de ATP. Los requerimos para este último propósito también. Estas moléculas son, de hecho, tan fundamentales para la vida en la Tierra que las usamos ambas, y NAD se encuentra en todas las células vivas. No es de extrañar, entonces, que la niacina sea un nutriente esencial.

¿Cómo nació la nicotina? Probablemente como un subproducto accidental de una enzima que estaba destinada a catalizar otra reacción, que también metabolizaba la niacina, otra coincidencia de la similitud de las moléculas orgánicas. Sucede que la nicotina se asemeja a un neurotransmisor clave en el sistema nervioso de todos los animales: la acetilcolina. Al activar este receptor en exceso, el resultado puede ser letal al deshacer completamente la homeostasis de los sistemas del cuerpo del animal y termina actuando para disuadir a los insectos y otras criaturas que quieran comer estas plantas. Otra coincidencia es que la menopausia mortal antes mencionada es la fuente de la droga atropina, que actúa para antagonizar a un receptor muy diferente que también es activado por la acetilcolina normalmente, con el potencial de matar a las plagas de una manera diferente pero no sin relación.

Los humanos son mucho más grandes que los insectos, así que mientras que la nicotina puede matarnos de la misma manera en cantidades suficientes, se necesita mucho, mucho más, del orden de 1000 mg (un cigarrillo contiene alrededor de 1 mg). Todavía afecta nuestros sistemas corporales, pero no lo suficientemente grandes como para ser peligrosos normalmente. Por la coincidencia de nuestra evolución, también tenemos razones por las que podríamos querer consumir nicotina, porque también tenemos estos receptores nicotínicos de acetilcolina (como se los conoce en la farmacología) en nuestro cerebro. Allí, los efectos de su activación incluyen la mejora de la cognición y la activación de la llamada vía de recompensa que nos hace sentir placer en cierta acción, sensación, etc. Hoy en día, uno podría argumentar que el propósito más importante de la nicotina en las plantas de tabaco es asegurar su supervivencia por nuestro cultivo. ¡Esto está muy alejado de sus orígenes!

El mismo concepto se aplica a cualquier planta que produzca una sustancia que afecte nuestro cuerpo, para bien o para mal. Simplemente producen una molécula, que puede haber sido intrínsecamente útil para ellos o no, que tiene la forma y las propiedades químicas correctas para interactuar con otras moléculas en nuestro cuerpo de tal manera que causa un efecto fisiológico. Esto ni siquiera tiene que ser porque se parece mucho a una molécula en nuestro cuerpo: muchos medicamentos, sintéticos o naturales, actúan sobre receptores o enzimas en diferentes partes de la proteína hacia el agonista o sustrato endógeno (los farmacólogos los llaman moduladores alostéricos o no competitivos). antagonistas, dependiendo de cómo funcionan exactamente). Algunos de estos sitios de acción pueden tener o no moléculas endógenas que actúan allí, pero en la mayoría de los casos no hay nada que lo sugiera. Las moléculas exógenas pueden interactuar con nuestra bioquímica de formas que nunca debieron suceder, ejemplos de esto son los fitoquímicos que pueden causar cáncer.

Finalmente, es importante recordar que esto ni siquiera es algo exclusivo de las plantas. Animales (por ejemplo, serpientes venenosas), hongos (por ejemplo, hongos psilocibina, amanita muscaria) y bacterias (por ejemplo, botulinum, la fuente del botox), todos producen moléculas que pueden interactuar con nuestro cuerpo, desde nutrientes hasta venenos y drogas recreativas. Y aunque casi todos sirven para un propósito para el organismo del que provienen ahora, hay una razón simple por la que aparecieron en primer lugar: la coincidencia.