Cómo la capsaicina llevó al Premio Nobel de Fisiología 2021 »Science ABC

El premio Nobel David Julius usó capsaicina para detectar receptores que respondían a la temperatura, ya que la capsaicina estimula estos receptores.

Nuestras lenguas no tienen receptores para saborear los chiles. Además, amargo no define el sabor de los chiles, simplemente es ‘picante’ para los humanos. El sabor que experimentamos al comer chiles se debe a la sensación de ardor que provocan. Esta sensación de ardor es causada por un compuesto llamado capsaicina.

El Premio Nobel de Fisiología o Medicina 2021 se otorgó conjuntamente a David Julius y Ardem Patapoutian por descubrir los receptores del tacto y la temperatura. David Julius hizo esto con la ayuda de capsaicina.

¿Qué es la capsaicina?

La capsaicina es el compuesto que le da a los chiles su “picor”. Es un compuesto picante que induce una sensación de ardor, especialmente cuando se ingiere. Todos los varietales de capsicum, chiles y especies de pimiento relacionadas que pertenecen al género Capsicum contienen capsaicina.

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La capsaicina está presente en pimientos y chiles; la fórmula de la línea de enlace para este compuesto se da arriba. (Crédito de la foto: fotosotof / Shutterstock)

El nombre IUPAC de la capsaicina es 8-Metil-N-vanilil-trans-6-nonenamida.

Se sabe que la capsaicina tiene características analgésicas o para reducir el dolor, y puede activar ciertas neuronas sensoriales que transmiten información sobre su naturaleza peligrosa al cerebro. La capsaicina también ayuda a reducir el dolor de los nervios periféricos cuando se usa en las superficies corporales.

Algunos datos interesantes sobre la capsaicina

  • En su forma pura, la capsaicina es un sólido de color rojo oscuro.
  • Es insoluble en agua fría.
  • La capsaicina es un compuesto altamente volátil con un olor acre.
  • El sabor ardiente de la capsaicina es detectable en proporciones tan bajas como 1 en 100.000.
  • La capsaicina emite humos tóxicos de óxidos de nitrógeno cuando se calienta hasta su descomposición.

El Premio Nobel de Fisiología 2021 es para …

El Premio Nobel de Fisiología fue compartido conjuntamente por David Julius y Ardem Patapoutian en 2021. Fueron honrados por sus descubrimientos de receptores para la temperatura y el tacto, respectivamente.

Cualquier interacción con el mundo que nos rodea es posible gracias a nuestros órganos de los sentidos y a toda la red de fibras nerviosas detrás de ellos. Estas interacciones son esenciales para nuestra conciencia de nuestro entorno, en general, para vivir. Estas sensaciones también incluyen los receptores del tacto y la temperatura. Podríamos darlos por sentado durante el curso de nuestra vida diaria, pero su funcionamiento está lejos de ser simple.

Para sus experimentos e investigación, David Julius usó capsaicina. Las propiedades particulares de la capsaicina le ayudaron a identificar un sensor en las terminaciones nerviosas presentes en la piel que responde a la sensación de calor. Por otro lado, Ardem Patapoutian descubrió una nueva clase de sensores que utilizan células sensibles a la presión. Estos sensores están presentes en la piel y los órganos internos y permiten que el cuerpo responda a los estímulos mecánicos.

diferentes tipos de células que pueblan la piel

Hay terminaciones nerviosas libres en nuestra piel que son sensibles al calor. (Crédito de la foto: designua / Fotolia)

La sensación de ardor de la capsaicina.

La capsaicina en realidad no “quema” las células o los tejidos del cuerpo. Simplemente hace que nuestro cerebro sienta una “sensación de ardor” o los efectos térmicos. El sistema de dolor que activa la capsaicina está presente en todas partes del cuerpo, haciéndonos sentir esta percepción de calor o fuego. Esta es la razón por la que sus dedos pueden “quemarse” después de cortar algunos chiles con las manos desnudas.

La capsaicina activa los receptores presentes en la piel que responden a la sensación de calor y, por tanto, provocan la sensación de ardor. Estos receptores, denominados “nocireceptores”, responden a la temperatura, los estímulos mecánicos y determinadas sustancias químicas.

La capsaicina estimula los receptores responsables de la estimulación provocada por el calor moderado. Esto también envía la sensación de calor moderado por todo el cuerpo. Básicamente, la capsaicina envía la señal de un estímulo intenso y cálido al cerebro humano, provocando así la sensación de ardor.

Yo para mí mismo dándome cuenta de que una investigación sobre los chiles que he estado evitando toda mi vida podría haber llevado a un Premio Nobel.

Los chiles contienen capsaicina que ayudó en la investigación.

Cómo David Julius usó la capsaicina

Curiosamente, David Julius se inspiró para usar la capsaicina como material de investigación mientras empujaba un carrito en una tienda de supermercado en la sección de “chiles y pimientos”.

En la década de 1990, Julius y sus colegas, que trabajan en la Universidad de California en San Francisco, realizaron investigaciones y experimentos para encontrar los receptores de capsaicina en el cuerpo. Lo hicieron aislando varios fragmentos de ADN de genes relacionados con la recepción sensorial y, en consecuencia, crearon una biblioteca de ADN.

Una biblioteca de ADN es una colección de secuencias de ADN que se pueden utilizar para estudios genéticos. Estos fragmentos de ADN se clonan en diferentes vectores, como bacterias, para generar múltiples copias para que los científicos trabajen posteriormente. Luego, los científicos pueden detectar y segregar los fragmentos con los que quieran trabajar.

Luego, David Julius y su equipo tomaron células que generalmente no responden a la capsaicina y expresaron los diferentes fragmentos de ADN que contienen genes que codifican para diferentes receptores en esas células, uno a la vez. A continuación, las células se expusieron gradualmente a capsaicina. Los investigadores observaron si la capsaicina estimulaba estas células.

A través de estos experimentos, identificaron un gen que codifica una proteína llamada TRPV1. Esta proteína, presente en la membrana celular de las neuronas, es un canal de iones que “abre sus puertas” para permitir que los iones (principalmente sodio) entren en la célula nerviosa. Esta afluencia de iones estimula las neuronas, provocando así la sensación de ardor.

Tipos de canal iónico.  Clasificación por puerta.  mecanismo de acción.  Canales iónicos activados por voltaje, activados por ligando, activados mecánicamente y siempre abiertos

La proteína TRP1 actúa como un canal de iones en la membrana celular de las células. (Crédito de la foto: Designua / Shutterstock)

Otro experimento concluyó que los ratones que carecían del gen de esta proteína eran resistentes a la sensación de los pimientos picantes.

Unos años más tarde, David Julius y su co-premio Nobel Ardem Patapoutian encontraron individualmente un canal similar llamado TRPM8, que nos ayuda a sentir frío, como la sensación del mentol. Entonces, junto con una variedad de otros receptores, TRPV1 y TRPM8 nos ayudan a detectar la temperatura y desencadenar el dolor causado por el calor o el frío extremos.

Una palabra final

Puede que no notemos la recepción sensorial de varios tipos de sensaciones que experimentamos, pero estas son las que nos definen como “vivos”. Se utilizó algo tan simple como un compuesto que se encuentra en los chiles (aunque no todos podemos soportar el calor) para descubrir el mecanismo de funcionamiento de los receptores presentes en nuestro cuerpo. A veces, los descubrimientos más reveladores pueden provenir de los lugares menos probables (¡pero más sabrosos!).

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