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Cornezuelo del centeno y ergotismo

Sin comentarios octubre 8, 2020

El cornezuelo del centeno, Claviceps purpurea, es un hongo parasítico del centeno y otros cereales y otras gramíneas utilizadas como forrajes cultivados y silvestres, que provoca en humanos y animales, la enfermedad conocida como ergotismo. A continuación, explicaremos la relación entre el centeno y ergotismo.

FITOENFERMEDAD: Cornezuelo del centeno

PATÓGENO: Claviceps purpurea

HOSPEDANTES: Centeno (principal hospedante de interés económico), cebada, avena, triticale, trigo y numerosas especies de gramíneas cultivadas y silvestres

El daño que produce se presenta no tanto por la reducción del rendimiento de la cosecha sino por la presencia de alcaloides tóxicos en los esclerocios. Estos alcaloides, del grupo ergolina, como la ergocristina, ergometrina, ergotamina y ergocriptina. Todas estas sustancias tienen un amplio espectro de acción en el cuerpo, incluidos efectos vasoconstrictores a nivel circulatorio o de neurotransmisión pueden causar graves problemas de salud. El cornezuelo, entre otros compuestos, contiene alcaloides. En la Edad Media, la terrible enfermedad humana, conocida también como "fuego sagrado" o "fuego de San Antonio" era común, aunque imprevisible. Los datos históricos resultan confusos porque los diagnósticos de entonces no eran precisos, por lo que los síntomas que provoca podrían achacarse a otras enfermedades. Los síntomas también variaban dependiendo de qué toxinas o alcaloides, estaban presentes en los cornezuelos ingeridos, y en qué concentración. Los síntomas más frecuentes incluían extrañas aberraciones mentales, alucinaciones, una sensación de quemazón en la piel o como si los insectos se arrastraran bajo la piel. Estos comportamientos extraños han sido vinculados con el ergotismo durante la Revolución Francesa y con episodios de brujería acaecidos en Europa y Estados Unidos (en particular, los de Salem, Massachussets). Las mujeres abortaban con frecuencia, y la fertilidad generalmente se redujo durante los brotes de la enfermedad. Algunas víctimas desarrollaron gangrena debidas a la constricción de los vasos sanguíneos en las extremidades; muchos afectados perdieron pies y manos. En los hospitales dedicados a San Antonio, los enfermos de ergotismo eran cuidados hasta que cesaban sus dolorosos y prolongados padecimientos.

En la planta se forman gotas pegajosas de color amarillento (ligamaza) en frutos individuales durante la floración. Más tarde, aparecen fructificaciones en forma de cuerno de color morado oscuro casi negro, que se desarrollan en lugar de los cereales. Pueden variar desde unos pocos milímetros hasta seis centímetros de tamaño. El ovario infectado es reemplazado por un esclerocio negro purpúreo, denominado “cornezuelo” (en referencia a su aspecto de cuerno diminuto). En inglés se emplea el término francés ergot, que significa espolón. Antiguamente, la gente de Francia observó una cierta semejanza entre los esclerocios y los espolones de las patas de los gallos. El tamaño del esclerocio depende de la planta hospedante, y suele ser de 1 a 5 veces mayor que las semillas del hospedante. Así, los mayores cornezuelos (1-5 cm) se encuentran en plantas con grandes semillas, tales como el centeno. La gama de hospedantes de C. purpurea se limita mayormente a las gramíneas de la subfamilia Pooideae que se emplean como pastos de estación fría, como los agróstides (Agrostis spp.), las poas (Poa spp.), las festucas o cañuelas (Festuca spp.) o los ballicos o lolium (Lolium spp.).

Antes de que se comprendiera esta enfermedad, los cornezuelos fueron molidos junto con los granos del centeno y consumidos cuando la harina se utilizó para hornear pan. Su presencia entre los granos molturados (molidos) de centeno puede producir importantes trastornos en la salud de quien lo ingiera. Usado en farmacopea, se conocen sus propiedades desde tiempos muy antiguos. Aunque los chinos lo empleaban en obstetricia para contraer el útero y evitar las hemorragias en el postparto, no fue reconocido como droga en Europa hasta finales del siglo XVI, aunque no se utilizó científicamente hasta el siglo XVII. El descubrimiento de la causa del ergotismo en 1670 se atribuye a un médico francés, el Dr. Thuillier. El ergotismo se pudo entonces combatir separando los cornezuelos de los granos sanos antes de molerlos. Miles de personas han muerto de ergotismo, y las tasas de mortalidad alcanzaron un promedio del 40% en alguna de las epidemias documentadas del siglo XIX. Incluso después de conocerse la causa del ergotismo, mucha gente pobre carecía de fuentes alternativas de alimento en los años de apogeo del cornezuelo del centeno. Muchas vidas probablemente se salvaron cuando se adoptó como alimento la patata o papa, originaria de América del Sur. En cuanto la patata se convirtió en un elemento básico para los campesinos, la producción de centeno y su enfermedad acompañante, el cornezuelo, decayeron en muchas zonas.

Hoy, el envenenamiento por el cornezuelo del centeno es sobre todo una preocupación para los animales que puedan recibir una alimentación contaminada o pastar donde las hierbas silvestres estén severamente infectadas con el cornezuelo. El cornezuelo reduce la producción porque las semillas o granos son sustituidos por los esclerocios. La enfermedad es más relevante debido a los alcaloides tóxicos producidos por el hongo. Los métodos modernos de limpieza separan los cornezuelos del grano antes de molerse o de que se utilice para la preparación de alimentos para el ganado, pero el proceso es costoso y puede dejar residuos tóxicos. El límite legal del cornezuelo es de 0,3% en peso para el centeno y el trigo y de 0,1% para la cebada, la avena y el triticale, y en todos los piensos que contengan cereales no molidos. El grano se clasifica como “ergótico” si sobrepasa este nivel y, en ese caso, su valor disminuye. Las toxinas del cornezuelo no se destruyen con la cocción.

Las modernas prácticas de manejo reducen las infecciones del cornezuelo en la mayoría de los cultivos de cereales. De vez en cuando, los animales que se dejan pastar en el campo se envenenan con el cornezuelo presente en las hierbas silvestres, sobre todo después de un clima fresco y húmedo prolongado en primavera. El cornezuelo también puede ser un problema allí donde los ganaderos confían en el heno para la alimentación durante el invierno. Cuando sirve de alimento al ganado, los niveles de cornezuelo mayores de 0,3% en peso pueden provocar la pérdida de las puntas de las orejas y otras extremidades cuando el tiempo es muy frío. El cornezuelo sigue siendo un problema significativo para la producción de semillas de gramíneas por las mermas de producción, creando problemas en la cosecha por culpa de los residuos del néctar, y causando restricciones en el envío de la semilla contaminada a otros países.

Farmacología

Estos alcaloides también tienen un uso terapéutico y por lo tanto beneficioso para el ser humano. Los alcaloides del cornezuelo de centeno son el primer grupo de fármacos de bloqueo adrenérgico que se descubrieron y su farmacología general se describió en estudios clásicos. Estos alcaloides del cornezuelo manifiestan una variedad compleja de propiedades farmacológicas. En grados variables, los agentes mencionados actúan como agonistas o antagonistas parciales a nivel de receptores α, receptores dopamínicos y de serotonina. ​ Los alcaloides del cornezuelo de centeno pueden considerarse derivados del compuesto tetracíclico 6-metilergolina. Los alcaloides naturales contienen un sustituyente en la configuración beta en la posición 8 y una unión doble en el anillo D. Los alcaloides de interés terapéutico son derivados amídicos del Ácido lisérgico; estos compuestos tienen una doble unión entre el carbono 9 y el carbono 10, y por esa razón pertenecen a la familia de los compuestos 9-ergoleno. Muchos alcaloides que contienen un grupo metilo o hidroximetilo en la posición 8 están presentes en el cornezuelo en cantidades mínimas. Se les denomina alcaloides de clavina y consisten primordialmente en 9-ergolenos (lisergol) y 8-ergolenos (elimoclavina, el isómero 8-ergoleno del lisergol). Entre los científicos que estudiaron este hongo y sus derivados se encuentra Albert Hofmann, cuyos experimentos lo encaminaron al descubrimiento de la dietilamida del ácido lisérgico (LSD) o lisergida y comúnmente conocida en el mundo de las drogas como “ácido” o ”tripi” es una sustancia psicodélica semisintética que produce efectos psicológicos. Es un poderoso enteógeno derivado del cornezuelo que afecta al sistema serotoninérgico. Sus efectos pueden incluir alucinaciones con ojos abiertos y cerrados, sinestesia, percepción distorsionada del tiempo y disolución del ego, la alteración de la percepción, la conciencia y los sentimientos, además de sentir sensaciones o visualizar imágenes que, para el consumidor, pueden parecer reales.

La ergonovina y la metilergonovina poseen un rápido inicio de acción y pueden administrarse por vía oral o parenteral. Si se opta por la vía intramuscular, la duración de la acción es de aproximadamente seis horas.

Los efectos adversos comunes son náuseas y vómito. Estos fármacos también causan constricción de los vasos sanguíneos, lo que puede producir grados variables de hipertensión. Esta respuesta vascular, combinada con la contracción del músculo uterino, disminuye el potencial de hemorragia posparto y previene la atonía muscular. Si se administra en forma excesiva, su efecto vasopresor puede ser intenso y llegar a restringir el flujo sanguíneo hacia las extremidades (dedos de las manos y los pies). Este efecto puede provocar anoxia tisular y gangrena. Estos alcaloides nunca deben usarse para inducir el parto o abortos.

Además de tener a la mano los alcaloides como la ergonovina, la ergotamina y la metilergonovina, también se han preparado algunos derivados semisintéticos por medio de hidrogenación catalítica de los alcaloides naturales, por ejemplo: Metisergida, un antagonista de la serotonina Dihidroergotamina empleada también en migrañas. Bromocriptina (2-bromo-α-ergocriptina), empleada para el control de la secreción de prolactina. Esta propiedad se deriva del efecto del fármaco como agonista de la dopamina. Además de la ya mencionada Dietilamida del ácido lisérgico o (LSD), una potente droga alucinógena derivada del ácido lisérgico, que no tiene ese efecto.

Ciclo de la fitoenfermedad y epidemiología


Ciclo de la enfermedad

Ciclo de la fitoenfermedad

Los esclerocios (cornezuelos) pueden quedarse en el suelo al final de la estación o sembrarse junto con las semillas de los cultivos de cereales o de gramíneas. El esclerocio (o cornezuelo) es la estructura de supervivencia o hibernante de C. purpurea. Se requiere un período de 4 a 8 semanas de clima cercano a la helada para la germinación del esclerocio. Los esclerocios germinan en primavera, justo antes de la floración de los cereales y otras gramíneas. Las ascosporas se descargan en el aire y se diseminan con las corrientes aéreas. Sólo las ascosporas que consiguen llegar hasta el estigma o el ovario de un hospedante pueden causar la infección.

El estigma de una flor de gramínea es grande y plumoso; esto favorece la captura del polen que transporta el viento. Esta misma característica atrapa a las ascosporas dispersadas por el viento. Las ascosporas constituyen el inóculo primario (inicial), y consiguen germinar e infectar el ovario en el plazo de 24 horas.

Al cabo de cinco días se forman conidios en la superficie del ovario infectado. Éstos son exudados con un néctar azucarado, viscoso y de color marrón claro a tostado. Los conidios constituyen el inóculo secundario y son dispersados hacia otras flores mediante el contacto físico, las salpicaduras de lluvia y los insectos. Este néctar atrae los insectos a las flores anemógamas. Los insectos contaminados con los conidios pueden visitar las flores sanas, donde se iniciarán las nuevas infecciones. Los conidios procedentes de gramíneas silvestres que hayan sido infectadas por el cornezuelo, particularmente las de los márgenes de cultivos y linderos, pueden ser el inóculo primario en los campos cultivados de cereales y gramíneas.

A su debido tiempo, el ovario infectado se convierte en un esclerocio (o cornezuelo) duro y de color violaceo oscuro, casi negro.

Epidemiología

Claviceps purpurea es común en aquellos climas templados en los cuales se da el período frío requerido para la germinación de los esclerocios. En climas más cálidos, tales como el del sureste de los Estados Unidos, los esclerocios son colonizados por otros hongos y no sobreviven bien.

Es necesario que llueva o que el suelo presente una humedad elevada para que se forme el estroma y se produzcan las ascosporas. En los granos de los cereales y de muchas otras gramíneas, la resistencia a la infección se desarrolla después de la fertilización. Así, las circunstancias que permitan retrasar o interferir la polinización, como por ejemplo un clima frío y húmedo, pueden aumentar el período de susceptibilidad.

Los conidios suponen un importante medio para la difusión secundaria de esta enfermedad. Cualquier transferencia de este néctar desde las flores infectadas a las sanas puede conducir a la infección. La difusión secundaria puede ocurrir por cualquier medio que lleve conidios hasta las flores sanas, incluyendo las salpicaduras de lluvia, los insectos, el contacto entre espigas y la maquinaria agrícola.

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BIBLIOGRAFÍA:

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