9 HETERÓSIDOS CIANOGENÉTICOS

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LABORATORIO Nº 9. HETERÓSIDOS CIANOGENÉTICOS
	
Gian Carlos Naranjo Rojas, e-mail: lvidarragao@uqvirtual.edu.co
Fitoquimica II (2019)
RESUMEN: Se realizó la extracción de los heterósidos cianogenéticos, presente en la yuca, mediante extracción con dipricato sódico, esto se evidencia por la liberación de ácido cianhídrico, que pasada las 24 horas se observa un color rojo en la tira de papel.
PALABRAS CLAVE: Heterósidos cianogenéticos.
HETERÓSIDOS CIANOGENÉTICOS
1. INTRODUCCIÓN
La cianogénesis es la facultad que poseen ciertos organismos vivos especialmente vegetales para producir en determinadas circunstancias ácido cianhídrico. Si se exceptúan los cianolípidos de las Sapindaceae, las sustancias cianógenos son siempre heterósidos de 2-hidroxinitrilos comúnmente denominados heterósidos cianógenos (cianogenéticos). La hidrólisis de estos heterósidos por glucosidasas endógenas y posteriormente por hidroxinitril liasas, va precedida generalmente por la ruptura tisular inducida por un proceso físico-trituración, masticación, infestación fúngica, etc.- que pone en contacto los heterósidos vacuolares y las enzimas citoplasmáticas.
Es especialmente marcada en algunas familias: Rosaceae, Fabaceae, Poaceae, Araceae, Euphorbiaceae, Passifloraceae, etc. Todos los órganos de un vegetal pueden elaborar estos compuestos. En ciertos casos, la cianogénesis se asocia con un estadio vegetativo especial, por regla general con los órganos jóvenes, en fase decrecimiento. En esta práctica de laboratorio tuvo por objetivo identificar heterósidos cianogenéticos en la guinda mediante las reacciones de Grigñard, azúcares reductores, así como también la identificación de taninos.
Por lo general se clasifican con respecto al ácido precursor de amino. Como tales, heterósidos cianogenéticos puede ser derivado de valina, fenilalanina, tirosina e isoleucina veces. Algunos ejemplos de heterósidos cianogenéticos ricos en plantas incluyen: Tapioca, sorgo, algunas plantas y especies gramineceous de la familia de las rosáceas.Prunus L. laurocerasus (Laurier) tiene propiedades antiespasmódicas y estimula la respiración. Prunasoside es el heterósido cianogenético activo y 1,2 a 1,8 g se produce por kilogramo de hojas.
Figura 1. Estructura de un heterosido cianogenetico.
La genina de los heterósidos productores de benzaldehído, que son los más importantes y frecuentes, es el nitrilo fenil glicólico y la de los heterósidos que originan acetona, es el nitrilo acetónico. Los heterósidos derivados del nitrilo fenil glicólico o nitrilo mandélico se pueden emplear por sus propiedades terapéuticas, los derivados del nitrilo acetónico son muy tóxicos, por lo que es necesario conocerlos.
La mandioca, yuca, guacamota (del náhuatl cuauhcamohtli), es un arbusto perenne euforbiácea, autóctona y extensamente cultivada en Sudamérica y el Pacífico por su raíz almidonosa de alto valor alimentario. 
La presencia de elementos cianogénicos en la raíz hace que la misma sea inutilizable y venenosa sin una prolongada cocción, necesaria además para reducir la rigidez de la pulpa. Aún la variedad llamada Manihot aipi (considerada a veces una subespecie de M. esculenta) contiene concentraciones elevadas de elementos venenosos, que desaparecen al hervirla.
2. METODOLOGÍA EXPERIMENTAL
Se pesó 1g de la corteza de la yuca y 1g de la pulpa, se introdujo en un tubo de ensayo, se adicionaron 5 gotas de tolueno y se tapó dejando un pedazo de papel filtro impregnado de picrato de sodio colgando dentro. Se dejó en reposo por 24 horas a temperatura ambiente y se observó los cambios ocurridos. 
3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Figura 2. Pulpa de yuca (izquierda), cascara de yuca (derecha).
Observamos claramente que la pulpa de la yuca (tubo de la izquierda) no cambia tanto su coloración en el transcurso de las 24 horas. En la cascara de la yuca (tubo de la derecha) se observa que al comienzo esta posee una coloración amarillo claro, pasadas las 24 horas el tubo de la izquierda es de color naranja y el tubo de la derecha es rojo esto indica que ha perdido HCN, el papel filtro que se encuentra en este tubo ha cambiado en la punta de una coloración amarilla a rojo ladrillo. El Tolueno hace que en la Cascara de yuca suceda una hidrólisis enzimática y se libere el HCN, este reacciona con picrato sódico para dar isopurpurato sodio, este es observado por el cambio en la coloración del papel filtro. 
4. CONCLUSIONES
· Hay mayor presencia de Heterósidos Cianogenéticos en la cascara de la yuca que en la pulpa. Esto se pudo observar en la práctica.
· El picrato sódico cambia de color por la presencia de ácido cianhídrico, el cual es liberado por la hidrólisis, esta es la labor del tolueno. En lugar de tolueno también se hubiera podido utilizar agua pero da mejor resultado con ácido débiles. 
· Los Heterósidos Cianogenéticos son utilizados en bajas dosis como estimulante respiratorio y antiespasmódico, en grandes dosis produce una intoxicación, si es muy grande produce la muerte.
· La yuca, las almendras amargas, el saúco, el sorgo, las semillas de cereza, melocotón, linaza y hortensia, son algunas plantas que contienen Heterósidos Cianogenéticos.
5. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
· Ensayos Fitoquímicos” Universidad Complutense De Madrid Consultado [on line] el 02/06/2012 a las 12:30 am. Página web: http://www.ucm.es/cont/descargas/documento21900.pdf
· “Heterósidos Cianogenéticos” El Ergonomista. Fitoterapia. Consultado [on line] el 02/06/2012 a las 12:44 am. Página web: http://www.elergonomista.com/fitoterapia/heterosidoscian.htm
· “Manihot esculenta” Wikipedia, la Enciclopedia Libre. Consultado [on line] el 02/06/2012 a las 12:15am. Página web: http://es.wikipedia.org/wiki/Manihot_esculenta
· Guía práctica Nº 2. Extracción del alcaloide piperina de la pimienta negra, profesor Fernando Agudelo Aguirre, Fitoquímica II.
PREGUNTAS
1. Entre los mecanismos de defensa contra depredadores de los vegetales, se encuentra la síntesis de sustancias potencialmente tóxicas. Explique algunas de ellas.
Rta: Las plantas han desarrollado muchos metabolitos secundarios implicados en las defensas vegetales, que se conocen colectivamente como compuestos anti-herbívora y se pueden clasificar en tres grupos: 1) los que contienen nitrógeno (incluyendo alcaloides, glucósidos cianogénicos, glucosinolatos y benzoxazinoides), 2) terpenoides y 3) fenólicos.
Los alcaloides se derivan de varios aminoácidos. Existen más de 3.000 alcaloides conocidos, los ejemplos incluyen la nicotina, cafeína, morfina, cocaína, colchicina, ergolina, estricnina y quinina. Los alcaloides tienen efectos farmacológicos en los humanos y otros animales. Algunos alcaloides pueden inhibir o activar enzimas, o alterar el almacenamiento de carbohidratos o grasas mediante la inhibición de la formación de enlaces fosfodiéster que intervienen en su catabolismo. Ciertos alcaloides se enlazan a los ácidos nucleicos y pueden inhibir la síntesis de proteínas y alterar los mecanismos de reparación del ADN. Los alcaloides también pueden afectar la membrana celular y la estructura del citoesqueleto causando que las células se debiliten, colapsen, o presenten fugas; además de que pueden afectar la transmisión nerviosa. Aunque los alcaloides actúan sobre una diversidad de sistemas metabólicos en humanos y otros animales, casi todos provocan un desagradable sabor amargo.
Los glucósidos cianogénicos se almacenan en formas inactivas dentro de las vacuolas vegetales. Se convierten en toxinas cuando los herbívoros ingieren la planta y se rompen las membranas celulares, permitiendo a los glucósidos entrar en contacto con enzimas en el citoplasma para promover la liberación de cianuro de hidrógeno que bloquea la respiración celular. Los glucosinolatos se activan de la misma manera que los glucósidos cianogénicos, y los productos pueden causar gastroenteritis, salivación, diarrea y la irritación de la boca. ​ Los benzoxazinoides, metabolitos secundarios de defensa característicos de las gramíneas (Poaceae), también se almacenan comoglucósidos inactivos en las vacuolas vegetales.​ Tras la perturbación del tejido entran en contacto con las β-glucosidasas de los cloroplastos, que liberan enzimáticamente agliconas tóxicas. Mientras que algunos benzoxazinoides están constitutivamente presentes, otros sólo se sintetizan después de una infestación por herbívoros, y por lo tanto se consideran defensas vegetales inducibles contra la herbivoría.
2. ¿En qué consiste los procesos de detoxificación que se le realiza a la yuca o cassava?
Rta: Proceso por el cual se eliminan sustancias tóxicas para el organismo. Los productos tóxicos liposolubles como drogas, insecticidas, herbicidas, medicamentos, productos industriales, etc., se destoxifican principalmente en el hígado, aunque también puede tener lugar en el intestino, los riñones, la piel y los pulmones. La reacción de destoxificación más importante se realiza mediante el sistema enzimático del citocromo P450
3. ¿Cuáles son los problemas que conlleva el consumo elevado de este tubérculo (yuca) para la salud humana? 
Rta: Neuropatía atáxica tropical (tropical ataxic neuropathy-TAN). Es una combinación de mielopatía, atrofia óptica, sordera neurosensorial y polineuropatía periférica simétrica. Los pacientes tienen una marcha de "borracho" (atáxica) y el síndrome progresa lentamente durante años. Afecta por igual a hombres y mujeres y la mayor incidencia es entre los 50 y 60 años. Siempre se presenta en las personas más pobres.
Al examen se encuentra arreflexia osteotendinosa en 80% de los casos e hiperreflexia en el 20% restante debido a una mielopatía asociada. Parece que además de la ingesta prolongada de yuca mal procesada y a la poca ingesta de proteínas hay otros factores alimenticios y/o metabólicos asociados con esta entidad que sin duda existe en Colombia y no se diagnostica o se confunde con otras entidades neurológicas parecidas.
La ingesta de plantas alimenticias constituye una fuente importante de exposición al cianuro especialmente en las clases socioeconómicas bajas de las regiones tropicales y subtropicales del mundo. La yuca es el cuarto producto de cosecha en el mundo tropical y unos 700 millones de personas la consumen. Produce más carbohidratos por hectárea que cualquier otra planta pero con muy baja cantidad de proteínas (17).
Se aceptó que la harina de yuca amarga causante de la konzo y de algunas de las polineuropatías periféricas en la gente pobre de África Ecuatorial contenía niveles 10 veces más altos de sustancias cianogénicas demostrado por niveles urinarios de 1.000 &µmol/l.
Es bien conocido que algunos animales pueden metabolizar la linamarina a otros compuestos diferentes al cianuro y al tiocianato (18). Esto no es sólo importante desde el punto de vista práctico sino que explicaría también por qué se encuentra en la orina apenas 30% de toda la linamarina ingerida. Es posible que 70% restante se quede dentro del organismo y sería el causante del daño crónico en los seres humanos. En algunos individuos la microflora intestinal puede proporcionar b glucosidasas capaces de hidrolizar la linamarina, o estas enzimas pueden ser adquiridas a partir de otras fuentes alimenticias.
4. ¿Cuál o cuáles son los heterósidos encontrados en la yuca?
Rta: glucósidos cianogénicos amigdalina y prunasina.
5. ¿Cómo se identifica un envenenamiento con cianuro? ¿Cuál es su tratamiento? 
Rta: El diagnóstico se basa en la anamnesis y en el examen físico, aunque a veces no aportan mayores datos. La medición de concentraciones de cianuro en sangre total confirma el diagnóstico, pero puesto que no se realiza en todas las instituciones, el diagnóstico se hace por sospecha clínica, en pacientes con una seria afectación de su estado general y acidosis metabólica grave. Hay elevación de la saturación venosa de oxígeno en los gases sanguíneos por lo que no hay metabolismo aerobio y no hay consumo de oxígeno. Las concentraciones de lactato pueden utilizarse como marcador adicional.
Sintomas
· Dolor de cabeza, mareos o confusión
· Ansiedad o inquietud
· Náuseas o vómitos
· Falta de aliento o respiración rápida
· Dolor en el pecho o ritmo cardíaco acelerado
· Pérdida del conocimiento
· Convulsiones