Nicotina

Nicotina
nombre de la IUPAC
3- (2 S - ( N -metilpirrolidinil)) piridina
Características generales
Fórmula molecular o crudaC 10 H 14 N 2
Masa molecular ( u )162.24
Apariencialíquido incoloro a amarillo
número CAS54-11-5
Número EINECS200-193-3
PubChem89594
Banco de medicamentosDB00184
SONRISASN=1C=CC=C(C1)C2N(C)CCC2
Propiedades fisicoquímicas
Densidad (g / cm 3 , en cs )1.01
Constante de disociación ácida (pKa) a 298 K.3.1; 8.0
Constante de disociación básica a 293 K.~ 7 × 10 −7
Temperatura de fusión−79 ° C (194 K)
Temperatura de ebullición247°C (520K)
Información de seguridad
Símbolos de peligro químico
Frases H301 - 310 - 411
Consejo P273 - 280 - 302 + 352 - 309 + 310

La nicotina es un compuesto orgánico , un alcaloide parasimpaticomimético tóxico (30–60 mg = 0,5-1,0 mg/kg [ 1] puede ser fatal para los humanos [2] ) que actúa como agonista del receptor nicotínico de la acetilcolina , biológicamente relacionado con la defensa de la planta de organismos herbívoros , presentes en la planta del tabaco y en otras solanáceas .

Aunque se encuentra en todas las partes de las plantas, se concentra particularmente en las hojas , de las cuales, en el tabaco, constituye alrededor del 0,3 - 5% del peso seco. Su biosíntesis se realiza en las raíces y luego se acumula en las hojas. Además de la planta del tabaco , la nicotina está presente en cantidades más pequeñas en otros miembros de la familia de las solanáceas, que incluyen el tomate , la papa , la berenjena y la pimienta .

En su estado puro es líquido e incoloro, mientras que, si se expone al aire , se oscurece; en parte se debe al olor del tabaco.

Historia y origen del nombre

La nicotina toma su nombre de la planta del tabaco Nicotiana tabacum, que a su vez debe su nombre a Jean Nicot , quien envió semillas de tabaco desde Portugal a París en 1550 y promovió su uso medicinal.

El mérito de aislar la nicotina se puede atribuir a varios científicos, que de forma independiente lograron este resultado. [3] [4] El primero fue en 1807 Gaspare Cerioli , seguido en 1809 por Louis Nicolas Vauquelin y en 1828 por Karl Ludwig Reimann y Wilhelm Heinrich Posselt . A estos últimos se les suele atribuir el descubrimiento y de hecho fueron los primeros en demostrar sus efectos tóxicos en los animales. La fórmula química de la nicotina fue definida en 1843 por Adolf Pinner [5] . Su primera síntesis data de 1904 por Amé Jules Pictet .

Propiedades químicas

La fórmula bruta de la nicotina es C 10 H 14 N 2 . Es una base biterziaria para zurdos, mientras que sus sales son para diestros.

La molécula de nicotina es quiral ; el enantiómero natural es el S (-) . Durante la combustión del tabaco se produce una racemización parcial ; por lo tanto, el fumador también está expuesto al enantiómero R (+) . El enantiómero S (-) se une a los receptores nicotínicos, mientras que el enantiómero R (+) , fisiológicamente menos activo, es un antagonista de los receptores colinérgicos. [6]

La nicotina es miscible en agua y soluble en disolventes orgánicos. Puede extraerse de las hojas de tabaco cortadas en trozos y, después de una adecuada alcalinización, destilarse en una corriente de vapor. A continuación, el destilado se precipita con ácido oxálico , se filtra y se vuelve a calinizar y finalmente se extrae con éter etílico . Después de la eliminación del disolvente y la rectificación a presión reducida, se obtiene un líquido amarillo, la nicotina, que sin embargo pronto se vuelve marrón. [7] Las soluciones de nicotina en agua tienen la particularidad de tener dos temperaturas de disolución , una superior y otra inferior.

Por oxidación controlada se convierte en nicotirina . El ácido nítrico o el permanganato lo oxidan transformándolo en ácido nicotínico .

Biosíntesis

La vía biosintética de la nicotina implica una reacción de acoplamiento entre las dos estructuras cíclicas que componen la nicotina. Los estudios metabólicos muestran que el anillo de piridina de la nicotina deriva del ácido nicotínico , mientras que el anillo de pirrolidina deriva del catión N-metil-Δ 1 -pirrolinio. [8] [9] La biosíntesis de las estructuras de dos componentes procede a través de dos síntesis independientes, la ruta del ácido nicotínico y la ruta del tropano para el catión N-metil-Δ 1 -pirrolinio.

Efectos en humanos

Tomada en pequeñas dosis, la nicotina estimula la liberación de dopamina , así como de otros neurotransmisores como la serotonina , la vasopresina y la adrenalina . Todo esto genera una sensación de euforia en el consumidor. La dosis letal DL50 es de 0,5 a 1 mg/kg para humanos y de 50 mcg/kg para ratas .

La nicotina es una sustancia estupefaciente [10] . Los usuarios habituales de nicotina desarrollan una fuerte dependencia psíquica de la sustancia, similar a la adicción generada por la heroína y la cocaína [11] , a la que se suma una dependencia física más o menos fuerte. Los síntomas de abstinencia incluyen una sensación de vacío, irritabilidad y, a veces , estreñimiento , pero también pueden causar dolor en los huesos (espalda, piernas y brazos). Su pico suele alcanzarse entre las 48 y las 72 horas. Por lo general, el cuerpo tarda tres semanas en desintoxicarse por completo de la nicotina. El cese brusco de la ingesta de nicotina puede generar un síndrome de abstinencia: psicológicamente se siente una sensación de vacío e inquietud, físicamente los síntomas son más leves. De hecho, aunque la cantidad de nicotina que se inhala a través del humo del tabaco es bastante pequeña (la mayor parte de la sustancia se destruye con el calor), sigue siendo suficiente para crear adicción. La cantidad realmente absorbida por el cuerpo también depende de otros factores, como el tipo de tabaco, la inhalación real, la presencia de un filtro.

Tan pronto como la nicotina entra en la circulación, se difunde rápidamente por el torrente sanguíneo , a través del cual llega al sistema nervioso, dada su capacidad para atravesar la barrera hematoencefálica . Llega al cerebro , donde actúa sobre los neurorreceptores de la acetilcolina . A bajas concentraciones, la actividad de estos receptores aumenta. La cotinina es un producto metabólico de la nicotina que permanece en la sangre hasta 48 horas, por lo que puede utilizarse como indicador de la exposición individual al tabaquismo.

En altas concentraciones, la nicotina bloquea los receptores nicotínicos de la acetilcolina , provocando parálisis de los músculos esqueléticos, incluidos los respiratorios. Esta es la razón de su toxicidad y su uso como insecticida.

Además, la nicotina, al igual que los demás agonistas, también actúa sobre los heterorreceptores nicotínicos que se encuentran en las fibras presinápticas de las neuronas dopaminérgicas, con un efecto modulador positivo, es decir, provocando un aumento de la liberación de dopamina. Esto genera una sensación de placer con un mecanismo similar, en algunos aspectos, al desencadenado por la cocaína , y solo remotamente relacionado con el de la heroína . Por lo tanto, la adicción física a la nicotina también está relacionada con la necesidad bioquímica de mantener altos niveles de dopamina. Además, muchos alcaloides presentes en el tabaco son potentes inhibidores de la MAO : los cigarrillos no solo estimularían las neuronas dopaminérgicas para que liberen dopamina, sino que también limitarían su descomposición enzimática. Según muchos, esto ayudaría a que la adicción a la nicotina sea aún más difícil de eliminar.

Además de todo esto, la nicotina también ejerce un curioso efecto a nivel gástrico en sinergia con otros componentes del humo del tabaco. A los pocos minutos de tomar humo de tabaco, se produce un aumento del 15% en la secreción de HCl ( ácido clorhídrico ) por la mucosa gástrica, así como un aumento general del peristaltismo gastrointestinal. Esta podría ser la razón por la cual el deseo de fumar aumenta después de las comidas, especialmente si son abundantes.

Efectos terapéuticos

Un estudio italiano ha puesto de relieve la capacidad de la nicotina para ampliar la memoria de trabajo, por lo que se estudian posibles aplicaciones terapéuticas contra enfermedades neurodegenerativas como el Parkinson y el Alzheimer . Sin embargo, el método típico de la quema trae enormes efectos secundarios que ya son bien conocidos, por lo que se deben utilizar métodos alternativos de ingesta como parches y por vía oral. [12] [13]

En China, desde 2012, se ha puesto en marcha un proyecto de investigación con este fin. [14]

Adicción

La investigación científica ha demostrado que la nicotina actúa sobre el cerebro produciendo una serie de efectos. En concreto, algunos estudios han demostrado que es capaz de activar la vía mesolímbica, el circuito del interior del cerebro que regula las sensaciones de euforia . [15]

La dopamina es uno de los neurotransmisores clave que participan activamente en el cerebro. Las investigaciones muestran que al aumentar los niveles de dopamina en el circuito de recompensa del cerebro, la nicotina actúa como una sustancia química con intensas cualidades adictivas. Estudios científicos han encontrado que la nicotina es una sustancia capaz de desencadenar una mayor tasa de dependencia física y psicológica que la cocaína y la heroína . [16] [17] [18]

Notas

  1. ^ Nicotina ( PIM ) , en inchem.org . Consultado el 19 de diciembre de 2012 (archivado desde el original el 14 de junio de 2017) .
  2. ^ Centro de aprendizaje de ciencias genéticas, How Drugs Can Kill , en learn.genetics.utah.edu (archivado desde el original el 21 de enero de 2013) .
  3. ^ ¿Cuándo y dónde se descubrió la nicotina ? , en ehow.com . Consultado el 23 de febrero de 2019 (archivado desde el original el 30 de enero de 2013) .
  4. ^ Tabaco en la historia, página 115 , en books.google.it . Consultado el 11 de enero de 2011 ( archivado el 22 de octubre de 2012) .
  5. ^ Biografía de Adolf Pinner , en math.rutgers.edu . Consultado el 12 de enero de 2011 (archivado desde el original el 26 de mayo de 2011) .
  6. ^ Piscina, WF, Godin CS, Crooks, PA; Racemización de la nicotina durante el consumo de cigarrillos ; Toxicólogo, 1985.5: 232
  7. ^ L. Gattermann, H. Wieland, Química orgánica práctica , 3.ª ed., Hoepli, 1958.
  8. ^ Burton L. Lamberts , Lovell J. Dewey y Richard U. Byerrum, Ornithine as a precursor for the pyrrolidin ring of nicotine , en Biochimica et Biophysica Acta , vol. 33, núm. 1, 1959, págs. 22–26, DOI : 10.1016/0006-3002 (59) 90492-5 .
  9. ^ RF Dawson , DR Christman , A. D'Adamo, ML Solt y AP Wolf, Revista de la Sociedad Química Estadounidense , vol. 82, núm. 10, 1960, págs. 2628-2633, DOI : 10.1021/ja01495a059 , https://oadoi.org/10.1021/ja01495a059 .
  10. ^ Nicotina, tabaquismo y adicción , en unitab.it . Consultado el 16 de julio de 2011 (archivado desde el original el 11 de enero de 2012) .
  11. ^ "¿Por qué es tan difícil dejar de fumar?" Archivado el 1 de enero de 2016 en Internet Archive , American Hearth Association.
  12. ^ Nicotina. Ayuda a la memoria. Pero los riesgos de fumar permanecen - Quotidiano Sanità , su Giornianosanita.it . Consultado el 19 de octubre de 2018 ( archivado el 19 de octubre de 2018) .
  13. ^ Arma potencial de la nicotina contra el Parkinson y el Alzheimer , en MEDICITALIA.it . Consultado el 19 de octubre de 2018 ( archivado el 19 de octubre de 2018) .
  14. ^ Parkinson y Alzheimer, una cura a base de nicotina en estudio en China | Salud | El Siglo XIX . Consultado el 19 de octubre de 2018 ( archivado el 19 de octubre de 2018) .
  15. ^ Instituto Nacional sobre Abuso de Drogas, Extensión, Impacto, Entrega y Adicción , en Adicción al Tabaco , Serie de Investigación de Informes NIDA, Bethesda MA, Institutos Nacionales de Salud, junio de 2009. Consultado el 10 de septiembre de 2012 ( archivado el 4 de septiembre de 2012) .
  16. ^ Philip J. Hilts, ¿Es adictiva la nicotina? Depende de quién utilice los criterios , en The New York Times , 2 de agosto de 1994. Consultado el 3 de mayo de 2019 ( archivado el 23 de mayo de 2018) .
  17. ^ Sandra Blakeslee, Nicotine: Harder to Kick... Than Heroin , en The New York Times , 29 de marzo de 1987. Consultado el 3 de mayo de 2019 ( archivado el 8 de abril de 2019) .
  18. ^ División de Periodoncia: Programa para dejar de consumir tabaco Archivado el 23 de septiembre de 2012 en Internet Archive .

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