Calabaza amarga,
¿fuente de insulina?


Calabaza amarga,
¿fuente de insulina?
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La diabetes mellitus es una causa importante de morbilidad y mortalidad en todo el mundo, pues provoca, no sólo complicaciones en la salud, sino también enormes problemas sociales y económicos y, a pesar de los esfuerzos médicos, esta enfermedad aumentó de manera desmesurada en las últimas décadas.1

Se presume que el término diabetes fue usado originalmente por Apollonius de Memphis, alrededor del año 230 a. C., con lo cual se inició el registro de diferentes plantas medicinales para tratamientos que, a lo largo de la historia, la humanidad ha empleado. Los médicos egipcios, por ejemplo, asistían a los pacientes con preparaciones líquidas que contenían huesos animales o extractos de granos; más tarde, según se documenta en libros de medicina tradicional, se llegó a recomendar masticar frijoles, o bien, consumir ajos y cebollas crudos en ayunas. En este sentido y, para validar el uso de las cebollas, es que se ha realizado numerosas investigaciones clínicas entre pacientes diabéticos dependientes y no dependientes de la insulina.
     En una de ellas, se suministró diariamente 100 gramos de cebollas crudas en ayunas a cada individuo y, como resultado, se registró en ellos una considerable reducción de los niveles de azúcar en sangre, entre las 2 y 4 horas posteriores a la ingesta. Se observó, incluso, que las cebollas exhibían mejor acción hipoglucemiante que algunos fármacos empleados actualmente.2

Hoy, muchos de los medicamentos ancestrales han desaparecido en los países occidentales, lo que fue notable a partir de 1923, cuando la insulina y otros fármacos antidiabéticos estuvieron disponibles en el mercado; sin embargo, de acuerdo con la Organización Mundial de la Salud, en los países subdesarrollados, ciertos vegetales siguen constituyendo un recurso o alternativa para el tratamiento de la diabetes. Según algunos relatos sobre la medicina autóctona, las plantas con propiedades antidiabéticas son aquellas que poseen sabor amargo, en general, las hojas de estos vegetales son preparadas en forma de té (o infusión), mientras que los frutos o semillas se consumen directamente (cuadro 1).

CUADRO 1. La calabaza amarga en México 

Aunque no tengan parecido alguno, esta planta se encuentra en la familia de los zapallos y calabazas. Momordica charantia —proveniente, probablemente, de la región Indo-Malaya— fue introducida en la América del Viejo Mundo, y halló su nicho en México, donde ha crecido y se ha vuelto muy conocida y utilizada, desde Baja California Sur hasta la península de Yucatán. Su presencia en nuestro país ha acopiado varios nombres: balsamina, en Sinaloa y Oaxaca; cundeamor, en Yucatán, Tabasco y Veracruz, donde también la han llamado: pepin, pepinillo, pepino de monte, melón de ratón, papayito, pepino cimarrón y guadalupana; mientras que en Chiapas es conocida como granadilla; en Michoacán, como avellana; en Oaxaca, como granadilla y manzanilla y, en la península de Yucatán, como cochinito, chiquita, anacahuita, chorizo, ?or de amor y yakunax ak o yakunaj xiw.
     Los nombres cundeamor, ?or de amor y yakunaj ak o yakunaj xiw se refieren a las propiedades afrodisiacas que se atribuye a las infusiones de las raíces y las hojas. La planta es usada como sustituto de jabón en Sinaloa y la estructura tipo arilo carnoso de color rojo que recubre las semillas es consumida por la gente en Sinaloa, Chiapas, Oaxaca, Tabasco y Veracruz. Adicionalmente, en Michoacán, las flores y los frutos son reportados como comestibles. 
     Además de su uso alimenticio en México, la especie es también frecuentada en la medicina tradicional. Así, en Sinaloa la planta completa se usa para combatir los granos en cara y cabeza; mientras que, en la península de Yucatán, una infusión de la planta completa o de los frutos se emplea como antiin?amatorio y como remedio contra granos o, incluso, como antihelmíntico; las hojas frescas o frutos machacados se pueden usar para curar quemaduras, inflamaciones y granos. En Oaxaca, además, la planta es usada en baños y enemas contra el acné, la fiebre, los resfriados y dolores de cabeza.   

Colaboración: Dr. Rafael Lira Saade

     Los estudios científicos realizados con estas plantas se basan, principalmente, en la información disponible en antiguos textos de medicina natural, los cuales rescatan el saber popular. En este sentido, nuestros pueblos originarios son el reservorio de información naturista de trascendental importancia. Por otra parte, diversas pruebas de laboratorio han sido realizadas en especies vegetales —de las cuales se sospecha poseen componentes hipoglucemiantes en su composición— que no se han utilizado en la medicina tradicional ni en la formulación de medicamentos. Un ejemplo notorio, es el yacón (Smallanthus sonchifolius), una planta nativa de América del Sur conocida desde la época precolombina, concretamente, de la región de los Andes, cuyo cultivo y consumo se amplió a varios países de Asia y Europa. Curiosamente, el interés por esta planta comenzó en Japón, donde se popularizó la infusión de sus hojas con supuestas propiedades antidiabéticas. Lo interesante del caso es que, a pesar de su origen americano, no hay evidencias del uso del yacón en la medicina popular andina, por lo que, desde hace algunos años, investigadores de la Universidad Nacional de Tucumán (Argentina) desarrollan estudios con esta planta y demostraron, no sólo su efecto hipoglucemiante, sino aún más: descubrieron otras propiedades benéficas para la salud.3
     En el organismo, el efecto hipoglucemiante se debe a la acción de una proteína que se desempeña como hormona: la insulina, compuesta por la unión de 51 aminoácidos (cuadro 2), la cual se sintetiza en el páncreas —específicamente, en un grupo de células especializadas conocidas como islotes de Langerhans (figuras 1 y 2)—. Con cada ingesta de alimentos, el páncreas la libera a la sangre para que las células incorporen azúcar (glucosa) a su interior. A continuación se desencadena una serie de reacciones bioquímicas que transforman la glucosa en energía —indispensable para la realización de todas nuestras actividades cotidianas—. La escasa producción o pérdida de la capacidad de las células del páncreas para generar insulina lleva al desarrollo de la diabetes.

CUADRO 2. Esenciales y no esenciales

Todas las proteínas están conformadas por la unión de aminoácidos, compuestos que poseen la particularidad de tener dos grupos químicos (amino y ácido), razón de este nombre. Existen más de 300 aminoácidos diferentes, pero sólo 20 son los constituyentes de las proteínas, donde se encuentran combinados en distintas proporciones. El nombre de muchos de éstos está relacionado con la fuente de las que fueron aislados por primera vez. Por ejemplo, la asparagina fue aislada del jugo de espárragos, la serina se obtuvo a partir de proteínas de la seda y la tirosina fue identificada en el queso (tyros significa queso). 
     Los 20 aminoácidos están clasificados de diversas formas, pero la más conocida es la agrupación en esenciales (aquellos que no pueden ser sintetizados por nuestro organismo y deben ser ingeridos con la dieta) y no esenciales (aquellos que nuestro organismo produce normalmente y no necesitan ser incorporados mediante el consumo de alimentos). En nuestro caso, de diez aminoácidos, sólo algunos son necesarios en determinadas circunstancias; ejemplo: la arginina, imprescindible durante la lactancia. 

FIGURA 1. Localización y forma del páncreas en los humanos, este órgano pesa entre 70 y 15 gramos

Las principales funciones del páncreas


Función exocrina
Las células exocrinas presentes en este órgano son las encargadas de producir las enzimas que ayudan a la digestión y las liberan cuando los alimentos entran al estómago, a través de un sistema de canales que llegan al conducto pancreático principal.
     Estas enzimas ayudan a digerir los hidratos de carbono, las proteínas y las grasas que nos aportan los alimentos a través de la alimentación.
     Fundamentalmente podemos resumir sus funciones exocrinas en las siguientes:

  • Segrega enzimas digestivas que pasan al intestino delgado. Es decir, segrega jugo pancreático que luego es volcado a la segunda porción del duodeno.
  • Regula el metabolismo de las grasas.

Función endocrina
Las dos principales hormonas del páncreas son la insulina y el glucagón. Mientras que la insulina baja el nivel de glucosa en la sangre, el glucagón tiende a aumentarlo; de manera que son dos hormonas fundamentales, las cuales trabajan para mantener el nivel adecuado de glucosa en la sangre.
     Respecto a las funciones endocrinas, podemos decir que el páncreas:

  • Produce y segrega hormonas importantes: la insulina (disminuye los niveles de glucosa sanguínea) y el glucagón (eleva los niveles de glucosa en la sangre).

FIGURA 2. Estructura de la insulina, proteína constituida por dos cadenas que contienen 21 y 32 aminoácidos, respectivamente.

FIGURA 3. Fruto de la Momordica charantia, su aspecto es semejante al de un pepino con verrugas. Los frutos maduros son de color anaranjado.

La calabaza amarga (Momordica charantia L.), también conocida con los nombres de melón amargo, calabacita, cundeamor, calaica, chote (u otros, según la región) es una de las tantas especies vegetales empleadas en la práctica médica tradicional para tratar la diabetes tipo 2; planta que forma parte de la medicina tradicional de varios países de Asia y África.4
     El fruto de esta especie es consumido por sus propiedades hipoglucemiantes (figura 3); se encuentra en la misma familia de los zapallos y calabazas, y crece en las regiones tropicales de Asia, Brasil, África y el Caribe.
     Debido a su amplio uso, ha sido domesticada y cultivada en varias partes del mundo y se la emplea, asimismo, como un agente carminativo, es decir, se la considera útil para disminuir los gases del tubo digestivo y el tratamiento de cólicos.
     Se ha logrado demostrar, además, que los frutos inmaduros poseen efectos antibióticos, anticancerígenos, antivirales; incluso, otras propiedades han sido encontradas, las cuales parecen especialmente adecuadas para su uso en el tratamiento de malaria.

Se ha hallado información acerca de muchos de sus constituyentes, que revelan una amplia diversidad química (cuya composición suele diferir significativamente en las diferentes partes de la planta, la cual incluye saponinas, alcaloides, triterpenos, esteroles y pequeñas proteínas. Tanto saponinas como alcaloides y triterpenos son sustancias que sintetizan las plantas para cumplir diversas funciones relacionadas con la defensa ante el ataque de microorganismos patógenos, predadores, parásitos, o bien, para atraer o ahuyentar animales.
     Cada parte de esta planta (hojas, tallos, flores, frutos o semillas) presenta una composición química particular, entre las que se destaca el fruto —en el cual los compuestos con propiedades antidiabéticas se encuentran—. Se ha postulado, además, que el efecto hipoglucemiante de la calabaza amarga se debe a la acción de la mezcla de saponinas, alcaloides y, sobre todo, proteínas del fruto. 
     La primera proteína aislada de la calabaza amarga fue patentada en 1974 por el Doctor Pushpa Khanna y ostenta el nombre de polipéptido-p. Su estructura difiere en dos aminoácidos de la insulina humana (por lo que verán, es muy similar), razón por la cual se la llamó p-insulina, (p- indica el prefijo para, que significa: algo que no es, pero se parece a...). Los principales aminoácidos de esta proteína son ácido glutámico, ácido aspártico, glicina, arginina y alanina.5 Actualmente, sigue siendo motivo de investigación el hallar la manera de incorporar los dos aminoácidos faltantes a la p-insulina para lograr una similitud total con la hormona humana (cuadro 2).
     Más tarde —y luego de varios años de investigación con las semillas— se logró obtener otra proteína a la que se denominó polipéptido-k. Lo interesante de este compuesto es que contiene nueve de los diez aminoácidos esenciales y una composición similar a la p-insulina.
     Las pruebas de laboratorio evidenciaron que los péptidos “p” y “k” son eficaces para la regulación de la glucosa en sangre, en el rejuvenecimiento de células del páncreas y en la prevención de uno de los efectos secundarios de la diabetes: la reacción entre proteínas y azúcares. Se demostró que, cuando el polipéptido-p se suministra (vía subcutánea) en pacientes con diabetes tipo 1, los niveles de glucosa disminuyen significativamente, tal como lo hace la insulina animal (cuadro 3),6 pero, el polipéptido-k es más efectivo en cuanto a su acción hipoglucemiante. Se teoriza, pues, que estas proteínas poseen una elevada afinidad en los receptores de insulina, provocando que nuestras células la reconozcan y lleven a cabo naturalmente las mismas funciones que dirige la insulina humana.

CUADRO 3. Insulina animal vs. Insulina recombinante

Hasta 1983, la insulina empleada para tratar la diabetes procedía del páncreas de cerdos, ovejas, vacas e, incluso, peces. La insulina animal es muy similar a la humana, y la de cerdo presenta la mayor similitud, ya que difiere sólo en un tipo de aminoácido. Era una alternativa muy valiosa en el tratamiento de la diabetes; pero, el uso prolongado de la insulina animal llevó a que el sistema inmune de algunos pacientes generara una respuesta negativa, pues otras sustancias que acompañan la hormona generaban reacciones alérgicas. Por otra parte, un factor que limitaba su producción era la disponibilidad de páncreas de estos animales. En la actualidad, este tipo de insulina es un pequeño porcentaje de las disponibles en el mercado farmacéutico. 
     La insulina recombinante fue generada gracias a la intervención de la ingeniería genética, para ello se insertó material genético humano (en este caso ADN-recombinante) en una bacteria muy conocida: Escherichia coli. Las bacterias, al continuar con su normal crecimiento y reproducción y, por contener ADN humano —encargado de la producción de insulina—, fabrican naturalmente esta hormona. En un principio, la producción fue a pequeña escala (o escala de laboratorio); luego, se adecuaron las condiciones para generar grandes volúmenes de la hormona hipoglucemiante, purificarla y comercializarla. Aproximadamente, 70% de la insulina utilizada por pacientes diabéticos es del tipo recombinante.

Es difícil encontrar en las plantas un sustituto que tenga la misma eficiencia y eficacia que la insulina y, además, que éste pueda ser administrado por vía oral sin sufrir modificaciones en el sistema digestivo. Pero, hay buenas noticias, ya que sí existen sustancias vegetales capaces de estimular la biosíntesis y la secreción de insulina, o bien, favorecen la acción de la hormona sobre los receptores celulares.
     Si bien fue y es motivo de discusión entre los científicos, la idea de la presencia de insulina en los vegetales no es aún muy bien aceptada. Hay quienes sugieren que ésta, efectivamente, ha sido encontrada en plantas, mientras otros presentan evidencias que presumen la existencia de una proteína en especies de leguminosas (frijoles, lentejas y garbanzos) con la misma secuencia de aminoácidos que la insulina animal.
     Estudios realizados con calabaza amarga, como agente hipoglucemiante, presentan un horizonte alentador, aunque con algunos retos por salvar. La domesticación de la especie es ya un gran punto a favor, puesto que la planta puede ser cultivada en países donde el acceso a medicamentos hipoglucemiantes o a la insulina recombinante es difícil por cuestiones económicas. En este punto, la ciencia debería ofrecernos respuestas, la ingeniería genética, por ejemplo, podría generar plantas resistentes a diversos ambientes para extender su cultivo a diversas regiones del mundo. Y, quizá, también una modificación de los genes encargados de sintetizar los péptidos (p y k) llevaría a la obtención de proteínas con la misma secuencia que la insulina, punto un tanto complejo y, por tanto, desafiante.

 

En síntesis   

Esta planta representa una fuente de bajo costo para prevenir o tratar la diabetes ante un escenario mundial alarmante, por lo que, revalorizar su cultivo, empleo e investigaciones es una oportunidad para mejorar nuestra calidad de vida y resguardar los recursos naturales. Las estimaciones indican que 382 millones de personas se vieron afectadas por la diabetes en 2013 y se proyecta que aumente a 592 millones para 2035.

Emilio Lizarraga

Es Doctor en Bioquímica y Profesor en Ciencias Biológicas. Es Becario posdoctoral del Consejo de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET, de la República Argentina). Actualmente, se desempeña como docente de la Cátedra de Elementos de Química Orgánica y Biológica de la Facultad de Ciencias Naturales de la Universidad Nacional de Tucumán. Sus investigaciones están orientadas al área de productos naturales de origen vegetal.

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