Alcaloidi tropanici: tutto ciò che c’è da sapere

Gli alcaloidi tropanici sono metaboliti secondari tossici prodotti naturalmente da alcune piante. Si dicono “metaboliti” dei composti chimici prodotti dal metabolismo, ovvero da quell’insieme di trasformazioni chimiche che si dedicano al mantenimento vitale all’interno delle cellule degli organismi viventi.

I metaboliti vengono poi detti “secondari” se non sono essenziali per la semplice crescita o riproduzione dell’organismo, ma sono impiegati come meccanismi di difesa contro predatori o nelle relazioni intra e inter-specifiche (es. segnali di richiamo sessuale, mimetismo).

Si definiscono tropanici perché contengono un anello tropanico nella loro struttura chimica. Possiamo immaginarci un anello tropanico come una molecola eterociclica organica data dalla fusione di una molecola di pirrolidina con una di piperidina, trovandosi a condividere un atomo di azoto e due atomi di carbonio.

Per la serie “i fatti contano più delle parole”, ecco un’immagine che vi renderà più chiara la situazione:

 

Gli alcaloidi tropanici sono abbondantemente presenti nelle famiglie delle Solanacee, Erythroxylaceae, Convolvulaceae, Brassicaceae ed Euphorbiaceae. L’effetto tossico e repellente di queste sostanze permette alla pianta di sfruttarlo come meccanismo di difesa naturale dagli insetti.

Tra gli oltre 200 alcaloidi tropanici conosciuti, i più comuni sono atropina, scopolamina e iosciamina. [1]

Tra le piante più rinomate per il loro contenuto di questi alcaloidi abbiamo:

• Belladonna (Atropa belladonna)
• Stramonio (Datura stramonium)
• Mandragora (Mandragora officinarum)
• Giusquiamo nero (Hyoscyamus niger)

Gli alcaloidi tropanici si trovano in tutte le parti delle piante, con concentrazioni più elevate nelle radici e nei semi. La proporzione di ciascun alcaloide presente varia a seconda della specie, del periodo dell’anno e della posizione della pianta.

Bene, ora conosciamo le piante più famigerate da cui sarebbe meglio stare alla larga. Quindi basta evitare di metterle sotto ai denti per aver salva la propria pelle!

Beh, non è così facile… La nota dolente è che, non di rado, parti di queste piante finiscono per contaminare le derrate alimentari commestibili, come cereali e verdure. Le piante del genere Datura, ad esempio, hanno foglie che da giovani possono essere facilmente scambiate per bieta o spinaci e, in un campo di dimensioni limitate l’agricoltore se ne accorge, ma quando i campi sono estesi è estremamente difficile.

Recentemente i giornali hanno portato alla luce diversi casi di contaminazione e di intossicazione alimentare, come questo e quest’altro.

 

Conosciamo meglio questi alcaloidi tropanici

Partiamo dal nostro corpo. Noi siamo dotati di recettori colinergici muscarinici, ovvero delle proteine che hanno la capacità di legarsi all’acetilcolina, un neurotrasmettitore che interviene nella regolazione della frequenza cardiaca, nella broncocostrizione, nell’aumento della contrazione e delle attività secretorie del tratto gastrointestinale, nell’aumento delle secrezioni delle ghiandole lacrimali, nasofaringee, salivari e sudoripare e nella contrazione della pupilla.

Un sacco di roba importante, non trovi?

Sarebbe proprio un bel guaio se qualcosa si mettesse tra l’acetilcolina e il suo recettore!

Beh, è proprio quello che fanno questi alcaloidi tropanici. Competono con l’acetilcolina fino a spiazzarla dal suo recettore.

Le conseguenze sono alterazione della frequenza cardiaca, diminuzione della motilità gastrointestinale, diminuzione della secrezione ghiandolare (salivare, lacrimale, sudoripara), diminuzione del tono della muscolatura delle viscere, tra cui quelli delle vie urinarie, biliari e bronchiali. [2]

In parole povere?

Tachicardia, disturbi digestivi, secchezza delle mucose e ritenzione urinaria. Non proprio quello che si definisce un bel quadretto!

A forti dosi agisce sul sistema nervoso centrale provocando confusione, allucinazioni e deliri, seguiti da una fase di depressione con paralisi respiratoria. [2]

L’atropina è costituita da una miscela di parti uguali di D-iosciamina e L-iosciamina, due enantiomeri.

Gli enantiomeri sono definiti come immagini speculari di una stessa molecola non sovrapponibili fra loro. Un po’ come la nostra mano sinistra non è sovrapponibile alla nostra mano destra.

Entrambi gli enantiomeri possono legarsi ai recettori muscarinici, sebbene si pensi che l’attività farmacologica sia dovuta quasi interamente alla L-iosciamina. [3]

La scopolamina, nota anche come ioscina o burundanga, ha una struttura simile a quella dell’atropina e si comporta anch’essa come antagonista dell’acetilcolina legandosi ai recettori muscarinici. Insieme alla L-iosciamina, è considerata l’alcaloide tropanico maggiormente responsabile degli effetti tossici delle piante che la contengono.

Usi clinici degli alcaloidi tropanici

L’atropina è impiegata in ambito oftalmologico come midriatico cicloplegico, ovvero si somministra per via topica tramite collirio allo scopo di indurre la dilatazione della pupilla e bloccare i riflessi di accomodazione visivi. L’applicazione mediante collirio non provoca un assorbimento sistemico dell’atropina rilevante dal punto di vista clinico, limitando così tutti i potenziali effetti biologici di questo principio attivo. [4]

La scopolamina si utilizza per prevenire nausea e vomito causati dal mal d’auto o dall’anestesia effettuata durante un intervento chirurgico. Si usa anche per trattare alcuni problemi dell’apparato gastro-intestinale (quali sindrome da colon irritabile e diverticolite), spasmi muscolari e condizioni simili al Parkinson. Il principio attivo può essere assunto per via orale o attraverso cerotti da applicare dietro all’orecchio. [5]

Altri usi e curiosità sugli alcaloidi tropanici

Le preparazioni di belladonna erano conosciute fin dall’antichità. All’epoca dell’Impero romano e durante il Medio Evo, la pianta veniva spesso usata per produrre misteriosi e prolungati stati di avvelenamento. Ciò indusse Linneo a denominare la pianta Atropa belladonna, dal nome di Atropo, la più vecchia delle Parche (le divinità che presiedevano al destino dell’uomo dalla nascita alla morte), nonché quella deputata al taglio del filo della vita. [6]

Il nome “belladonna” deriva invece dalla antica consuetudine delle donne di instillare il succo della pianta negli occhi per ottenere la dilatazione delle pupille (ricordate l’effetto midriatico descritto poc’anzi?) che conferiva loro uno “sguardo più luminoso ed ammaliante oppure, unitone il succo all’argilla, per dare colore alle gote”. [6]

L’atropina trova impiego anche contro l’intossicazione da gas nervini, limitando gli effetti negativi del gas grazie al suo antagonismo verso l’acetilcolina. Per questa ragione, i militari che operano in ambienti potenzialmente a rischio di contaminazione con gas nervini, ricevono in dotazione siringhe di atropina per l’autosomministrazione immediata. [7]

In India, le radici e le foglie di Datura stramonium venivano bruciate e il fumo inalato per curare l’asma. I colonizzatori inglesi, osservando questo rituale, introdussero l’uso di queste piante anche in Occidente all’inizio del 117° secolo EU (XVII secolo d.C.). [8]

La scopolamina è stata utilizzata con i più svariati scopi in diverse culture: gli Arabi e gli autoctoni delle Isole Canarie la utilizzavano contro i nemici, gli Sciamani messicani e gli Aztechi la usavano come allucinogeno nei riti festosi e per predire il futuro, così come a Delfi gli antichi Greci ne facevano uso per indurre ipnosi e predire il futuro nei riti religiosi. [8]

Negli anni ’50, l’utilizzo della scopolamina come siero della verità è stato sperimentato da molte agenzie d’intelligence, inclusa la CIA. Tuttavia, dopo aver appurato che i suoi effetti allucinogeni producono distorsione nella percezione della realtà, il suo impiego a questo scopo è stato abbandonato per ovvie ragioni.

Vi fidereste delle affermazioni fatte da qualcuno che giura di sentirsi sollevare da terra fino alle stelle? [8]

Il problema delle contaminazioni alimentari

Nel 12.013 EU (2013 d.C.), l’EFSA (Autorità europea per la sicurezza alimentare) ha adottato un parere sugli alcaloidi tropanici negli alimenti e nei mangimi, stabilendo una dose acuta di riferimento di gruppo (DAdR) di 0,016 μg/kg di peso corporeo espressa come somma di L-iosciamina e scopolamina.

Sulla base delle limitate informazioni disponibili, l’EFSA ha concluso che l’esposizione alimentare dei bambini potrebbe superare in modo significativo la suddetta dose acuta di riferimento di gruppo, pertanto ha sottolineato la necessità di una migliore caratterizzazione degli alcaloidi tropanici presenti negli alimenti e nei mangimi.

Successivamente, l’EFSA ha invitato gli Stati membri a presentare proposte per lo svolgimento di indagini sulle concentrazioni di alcaloidi tropanici in un’ampia gamma di prodotti alimentari di origine vegetale. La DAdR risultava superata per vari gruppi di popolazione in diverse stime dell’esposizione acuta. Di conseguenza la presenza di alcaloidi tropanici, in particolare atropina e scopolamina, costituisce una preoccupazione per la salute.

Si è così rivelato opportuno fissare dei tenori massimi per gli alcaloidi tropanici nei prodotti alimentari che statisticamente ne contengono una concentrazione elevata e che contribuiscono quindi in misura significativa all’esposizione della popolazione. Questi alimenti sono cereali, prodotti da essi derivati e infusioni a base di erbe.

Attualmente i tenori massimi sono fissati sul Regolamento (UE) 2021/1408 e sono i seguenti [9]:

Fonti

[1] – Alcaloidi tropanici – USAV [ita]

[2] – ALCALOIDI TROPANICI L-iosciamina Atropina Scopolamina – materiale didattico Unina [ita]

[3] – REGOLAMENTO (UE) 2016/ 239 DELLA COMMISSIONE [ita]

[4] – Atropina – My Personal Trainer [ita]

[5] – Scopolamina – Humanitas [ita]

[6] – Atropa belladonna – Wikipedia [ita]

[7] – Atropina – Wikipedia [ita]

[8] – Scopolamina – Wikipedia [ita]

[9] – Regolamento (UE) 2021/1408 [ita]