Veleno o rimedio? Dipende dalla dose

“Tutto è veleno, e nulla esiste senza veleno. Solo la dose fa in modo che il veleno non faccia effetto”, scriveva Paracelso nel 1538. Anche l’ultima mostra dell’American Museum of Natural History di New York, The power of poison, si apre con questo conosciutissimo detto dell’alchimista svizzero, valido ancora oggi.

In effetti anche una sostanza innocua come l’acqua è tossica se uno ne beve qualche litro in meno di un’ora. Ma è vero anche il contrario: veleni potenti prodotti da molte piante sono, a certe dosi, medicine utili contro diverse malattie.

Gli alcaloidi vinblastina e vincristina, estratti dalla pervinca del Madagascar,  alle giuste dosi sono efficaci farmaci antitumorali (foto di Bryan Harry, Hakelala National Park)

Gli alcaloidi vinblastina e vincristina, estratti dalla pervinca del Madagascar, alle giuste dosi sono efficaci farmaci antitumorali (foto di Bryan Harry, Hakelala National Park)

In natura i veleni sono la norma più che l’eccezione perché offrono un vantaggio competitivo specialmente alle piante, ai funghi e in generale agli organismi fissati al suolo che non possono fuggire dai predatori. A meno che siano ricoperti di spine o disgustosi, una pianta o un fungo innocui hanno infatti alte probabilità di finire divorati da qualche animale.

I veleni sono comuni anche nel mondo acquatico, e anzi sono a volte più potenti di quelli terrestri, perché devono funzionare alla diluizione imposta dall’acqua. Ma anche qui, l’ambiguità fra veleno e rimedio è forte. Una delle tossine prodotte da alcuni animali marini che appartengono ai tunicati è diventata la trabectedina, un farmaco che alle dosi corrette funziona contro sarcomi e tumori dell’ovaio. La scoperta delle proprietà antitumorali è quasi tutta italiana: viene dal laboratorio di Maurizio d’Incalci al Mario Negri di Milano.

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Il tunicato Ecteinascidia turbinata da cui è stata isolata la trabectedina (foto di Sean Nash, licenza Creative Common, tratta dal sito iNaturalist.org)

Il carattere ambivalente di (quasi) ogni sostanza naturale o artificiale, che a seconda della dose può essere un veleno o un rimedio, affascina da sempre i farmacologi che considerano il mondo dei composti biologici non solo un terreno di caccia formidabile, ma anche una straordinaria fonte di ispirazione. Le strutture chimiche che si sono affermate nel corso dell’evoluzione sono infatti estremamente complesse, raffinate e difficili da imitare, tanto che per alcuni chimici riuscire a riprodurre i composti più arzigogolati è una sfida intellettuale al di là della possibile eventuale utilità medica.

Perché dobbiamo imitare una sostanza se la natura è in grado di produrla da sola? A volte una sostanza naturale ha un buon effetto terapeutico, ma è anche un po’ tossica: se è possibile sintetizzarla in laboratorio, si può eliminare o sostituire la parte che la rende poco sicura. È quello che è accaduto per esempio all’acido salicilico, che è contenuto nella corteccia del salice bianco, una pianta curativa nota fin dai tempi dei Sumeri. L’aggiunta del gruppo acetile ha portato all’efficace e sicura Aspirina.

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Il chimico tedesco Felix Hoffman ha creato nel 1897 la forma sintetica dell’acido salicilico, trasformandolo nella moderna asprina (foto tratta da Wikipedia)

Un’altra ragione per passare dal prodotto naturale a uno di sintesi è che la natura è un fornitore inaffidabile: non solo il raccolto può essere più o meno abbondante a seconda delle stagioni, ma la concentrazione della sostanza che ci interessa può variare addirittura da organismo a organismo, se per esempio uno è più esposto di un altro ai predatori ed è quindi stimolato a produrre più tossine.

Prendete ad esempio le piccole rane dorate dalla splendida pelle gialla e lucida. Proprio nella pelle di questi animaletti si trova la batracotossina, un veleno potentissimo che se ingerito può uccidere diversi animali neppure troppo piccoli. Le rane però non producono neanche un grammo della dispendiosa tossina se crescono in cattività, in luoghi protetti dove non si trovano i predatori tipici della foresta equatoriale colombiana da cui provengono. Da questa tossina non si ricavano farmaci, ma è un esempio di come la produzione naturale dei veleni, e dei rimedi, fluttui alla grande, a seconda delle condizioni.

La rana dorata delle foreste equatoriali della Colombia (foto tratta dal sito dell’American Museum of Natural History)

La rana dorata delle foreste equatoriali della Colombia
(foto tratta dal sito dell’American Museum of Natural History)

L’artemisinina è un farmaco fra i più efficaci contro la malaria, ma le fluttuazioni del raccolto e dei prezzi crea problemi notevoli. L’artemisinina è infatti estratta dal 1972 da un arbusto chiamato Artemisia annua, ma gli effetti di questa sostanza contro le febbri malariche sono noti in Cina almeno dal 340 d.C.

Negli ultimi anni il gene necessario a produrre l’artemisinina è stato inserito in un microrganismo che può produrre il farmaco in modo molto più costante, prevedibile ed economico rispetto alle coltivazioni dai raccolti e dai prezzi fluttuanti. Un bel vantaggio per gli oltre 200 milioni di pazienti malarici che ci sono nel mondo!

Altri veleni naturali che sono diventati farmaci utili sono gli alcaloidi estratti dai papaveri da oppio, come la morfina e la codeina, usati nella terapia del dolore (e purtroppo come droghe ricreative e di abuso); la scopolamina, un farmaco ottenuto dalla belladonna che ha aiutato generazioni di marinai e astronauti a vincere la nausea da movimento; e il paclitaxel, un antitumorale trovato nella corteccia velenosa dell’albero del tasso. E l’elenco potrebbe continuare.

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Senza scopolamina contro la nausea da movimento
molti astronauti non avrebbero potuto lavorare nello spazio (foto NASA)

I veleni usati come medicine sono forse il più bell’esempio del fatto che la natura di per sé non è mai benigna né maligna. La natura è una risorsa neutra: gli effetti che produce dipendono dall’uso che ne facciamo e soprattutto dalle dosi.

Per la lezione

Commenti [8]

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    monica vitalini

    Grazie per il bellissimo articolo che oggi stesso ho utilizzato in una terza media a conclusione di un progetto sulle dipendenze da droghe, alcool e fumo. È vero che la natura è una risorsa neutra e preziosa. Sta all’uomo conoscerla per imparare a trarne beneficio.

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    • Lisa Vozza

      Lisa Vozza Autore articolo

      È bello sapere che un piccolo contributo come quest’articolo è utile ed è stato usato in classe. Grazie Monica!

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    giorgia

    grazie, i vostri spunti sono validi stimoli per rendere le lezioni sempre un pò diverse, interessanti e attuali!!

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    • Lisa Vozza

      Lisa Vozza Autore articolo

      È lo scopo di questo blog e in generale delle news dell’Aula di scienze: mostrare un lato o un’applicazione della scienza che difficilmente si trova nei libri e nei programmi.

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    Marina Gioia

    Grazie, molto interessante. Utilizzerò i contenuti per una lezione nelle mie classi superiori.

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    Paola Gagliardi

    E’ molto utile veder raccolte in un unico articolo notizie che normalmente raccogliamo qua e là e che non sempre riusciamo a rielaborare in maniera efficace, o magari farlo ci richiede molto tempo.
    Un quadro così chiaro e sintetico, oltre che originale, di questo argomento, vorrei proporlo ai miei allievi perché rappresenta un esempio di convergenza di molte discipline scientifiche, tutte utili per conoscere e capire la natura.
    Grazie davvero!

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