¿Cuál es la explicación de por qué a los humanos nos gusta el vino y en general las bebidas alcohólicas? Sin embargo, esta afición, que conlleva placer para el bebedor, no es algo generalizado: hay personas que se abstienen de tomar bebidas alcohólicas porque les causan náuseas, dolor de cabeza, enrojecimiento de la piel o congestión nasal. Este estudio científico, realizado por el biólogo, bioquímico e investigador español Miguel Pocoví Mieras y publicado recientemente en la Revista Enólogos, explora desde la genética y paleobiología las razones de esta conducta, que aparentemente comenzó cuando nuestros antepasados bajaron de los árboles.
Nuestra propensión al gusto por consumir alcohol etílico se cree que tiene sus raíces en nuestros ancestros, los monos frugívoros, que consumían el alcohol que se formaba en las frutas maduras de su dieta. Es la conocida como la “hipótesis del mono borracho”, de Robert Dudley, un biólogo de la Universidad de California, EEUU, que en el año 2014 publicó un libro titulado “El mono borracho. Por qué bebemos y abusamos del alcohol,” en el cual sostiene que nuestra afición por el consumo de alcohol procede de nuestros ancestros.
Los azúcares de las frutas maduras se transforman, en parte, en etanol a través de la fermentación por levaduras presentes en las mismas. El etanol puede así llegar a alcanzar, en algunos casos, concentraciones de hasta el 7%.
Los aromas del etanol
La fermentación por levaduras y la generación de etanol se ha demostrado que coincide, en el período Cretácico, con el origen de las frutas carnosas y ricas en azúcar. Es posible que los primates utilizaran las señales olfativas de los alcoholes volatilizados para guiar sus predilecciones alimenticias. En los bosques tropicales, la fruta madura es un recurso transitorio y espacialmente heterogéneo. Sin embargo, los aromas del etanol proporcionan una señal común transportada por el viento que indica una disponibilidad alimenticia. Los primates son excepcionalmente sensibles a los olores de los alcoholes, incluido el etanol, y algunos prefieren consumir productos con etanol cuando los tienen disponibles. Por ejemplo, los monos araña de manos negras (Ateles geoffroyi) en la isla Barro Colorado de Panamá buscan y comen las frutas maduras de un mango-papaya.
En apoyo de a la hipótesis del mono borracho, un estudio genético realizado en 100.000 personas encontró un gen, el KLB, que se asocia con el consumo de alcohol. Alrededor del 42% de los humanos heredan una versión de este gen que hace que tengan baja tendencia al consumo de alcohol, mientras que el 58% restante poseen una versión que causa el efecto contrario y les permite disfrutar del consumo moderado de vino y otras bebidas alcohólicas.
En los seres humanos, el consumo de etanol ocasiona la eliminación por la orina de los compuestos etil-glucurónido y etil-sulfato. Estos dos metabolitos se han encontrado en muestras de orina de los monos araña, lo que constituye una prueba inequívoca de que consumen alcohol, aunque no muestren síntomas de embriaguez. Es posible que los monos elijan las frutas más maduras y con mayor contenido de alcohol porque tienen más calorías que las no fermentadas, es decir, consiguen más energía. Conviene tener en cuenta que el etanol también es un nutriente de alto valor calórico, su oxidación produce 7 kilocalorías/gramo, casi el doble que los carbohidratos y las proteínas (4 kilocalorías/gramo).
Por lo tanto, es plausible que nuestros antepasados humanos pudieran haber seleccionado, de forma preferente, frutas cargadas de etanol para su consumo a través del olfato, dado que su presencia les indicaba la coexistencia de precursores de azúcares dulces.
KLB, el gen abstemio
En apoyo de a la hipótesis del mono borracho se encuentra un amplio estudio genético realizado en más de 100.000 individuos que encontró un gen, KLB, que se asocia con el consumo de alcohol.
Alrededor del 42 por ciento de las personas heredan una versión de este gen que hace que tengan baja tendencia al consumo de alcohol, respecto a la versión observada en la mayoría de las personas. Por otra parte, a los ratones modificados genéticamente que carecen del gen KLB les gusta mucho el alcohol y siempre que pueden eligen beberlo. Este gen codifica el co-receptor β-Klotho de una hormona denominada FGF21 (siglas de Fibroblast Growth Factor 21). Esta hormona se forma en el hígado cuando hay disponibilidad de azúcares y actúa en el cerebro para suprimir la preferencia por los dulces a través de sus efectos sobre el hipotálamo, induciendo a la hormona liberadora de corticotropina, que es, a la vez, un potente modulador del consumo de alcohol.
La administración de FGF21 reduce, además, los niveles tisulares de dopamina. Así pues, el FGF21 actúa de forma coordinada en múltiples regiones cerebrales para modular tanto los comportamientos relacionados con la búsqueda de azúcares como de alcohol.
No sólo los monos tienen preferencia por las frutas maduras con alcohol, sino que otros animales también están expuestos al etanol en su dieta o pueden buscarlo activamente. Así por ejemplo, la musaraña de cola de pluma (Ptilocercus lowii) consume néctar fermentado que contiene suficiente etanol para intoxicar a un humano, pero no muestra signos de embriaguez.
Los murciélagos filostómidos son capaces de tolerar el etanol que no tiene ningún efecto sobre sus habilidades de vuelo, incluso a concentraciones de alcohol en la sangre que calificarían a un humano como intoxicado en un control de alcoholemia.
Nuestros parientes vivos más cercanos, los chimpancés, fabrican esponjas de hojas para acceder a la savia de palma fermentada y tienen preferencia por las frutas maduras que contienen alcohol. Se cree que su dieta es comparable a la de los primeros homínidos, lo que sugiere que la ingestión de un bajo nivel de etanol ha sido una característica evolutiva importante.
Si la exposición dietética al etanol deriva de la ingesta de frutas, entonces la selección debería favorecer la evolución de adaptaciones metabólicas que maximicen los beneficios, pero minimicen los costos de su exposición. Por el contrario, concentraciones más altas de etanol deberían ser perjudiciales. En apoyo de esta afirmación se encuentra el hecho de que la longevidad, así como la fecundidad, de las moscas de la fruta aumentan con concentraciones atmosféricas bajas de etanol, pero disminuye con una exposición nula y con concentraciones muy altas. De manera similar, los roedores de laboratorio muestran una menor mortalidad con niveles intermedios de ingestión de etanol.
Estudios epidemiológicos llevados a cabo con humanos sugieren una reducción del riesgo cardiovascular y de la mortalidad general en personas con niveles bajos de consumo de etanol en relación con la abstinencia o con niveles más altos de ingesta de alcohol.»
Miguel Pocoví Mieras, doctor en Ciencias y catedrático de Bioquímica y Biología Molecular
No se han evaluado las consecuencias de la ingestión de etanol para la capacidad reproductiva humana, pero es plausible que se obtuviese un resultado similar al de la longevidad que acabamos de comentar.
Tras la ingesta de una bebida alcohólica, el etanol es absorbido en parte en el estómago, sigue su absorción en el intestino delgado, y llega al hígado por vía portal, donde es metabolizado de forma preferente. La mayor parte del alcohol (90-98%) se metaboliza en el hígado a una velocidad constante y otra parte se elimina sin metabolizar a través de la orina, el sudor y el aire espirado. Por lo tanto, entre el 2 y el 10% del alcohol ingerido lo eliminamos directamente y sin metabolizar, por el aire espirado, la orina, o el sudor.
La concentración del alcohol que está disuelto en la sangre está en equilibrio con la concentración que tenemos en el aire de los alvéolos pulmonares y es una relación constante de 1:2.000 a 1:2.300; por lo tanto, se puede calcular la concentración de etanol en sangre a partir del análisis de la concentración alcohólica en el aire que expiramos. Por esta razón, los etilómetros que utiliza la policía reflejan con gran precisión la concentración de alcohol en sangre y constituyen el método de análisis de elección, no invasivo, para su cuantificación.
El metabolismo del etanol
El metabolismo del etanol comienza con su oxidación a acetaldehído. Esta trasformación puede ser realizada por tres vías, la vía denominada de la alcohol deshidrogenasa (ADH), la microsomal hepática, y la catalasa. El acetaldehído se oxida aún más por acción de la enzima aldehído deshidrogenasa (ALDH) hasta la molécula de acetato, que se puede excretar o reincorporar en al ciclo de Krebs y metabolizarse hasta anhídrido carbónico y agua, a la vez que proporciona energía.
El acetaldehído es el principal responsable de la ebriedad y efectos dañinos que produce el alcohol. Es un compuesto volátil con un olor afrutado parecido a las manzanas. Es el principal factor de la resaca alcohólica.
Al ser eliminado por el pulmón produce el olor característico del aliento y su eliminación través de la piel causa rubor facial porque induce la liberación de histamina y bradiquinina, las cuales causan vasodilatación y enrojecimiento facial. Por otra parte, una acumulación crónica de acetaldehído interfiere en la síntesis y reparación del material genético (DNA), formando compuestos cancerígenos. En el cerebro, produce interferencias al unirse a neurotransmisores y señalizadores. Además, la adición que causa el etanol está relacionada con un producto de condensación entre el acetaldehído y la dopamina, denominado R-salsolinol.
El balance entre la actividad de estas dos enzimas (ADH y ALDH) es lo que regula la concentración de acetaldehído y, por lo tanto, los efectos indeseables del alcohol. Afortunadamente, la oxidación del acetaldehído por la aldehído deshidrogenasa es extremadamente eficaz, de modo que los niveles circulantes de acetaldehído suelen ser unas 1.000 veces inferiores a los del etanol; aunque pueden llegar a ser muy altos en el hígado tras una ingestión excesiva de etanol, por una alta actividad de la alcohol deshidrogenasa y/o baja de la aldehído deshidrogenasa.
Variantes genéticas que condicionan el consumo
Se conocen variantes genéticas en los genes de alcohol y aldehído deshidrogenasas en las poblaciones humanas que condicionan el consumo de alcohol por los efectos adversos que produce. En particular, hay una variante en el gen que codifica la enzima más importante del metabolismo del acetaldehído, la ALDH2, que hace que esta enzima tenga una baja actividad. La isoforma de alta actividad, ALDH2*1, principal en la mayor parte del mundo, tiene el aminoácido glutamato en posición 487; la otra de muy baja actividad, ALDH2*2, tiene en su lugar una lisina. Las frecuencias de ALDH2*2 son más altas en los chinos Han y japoneses, y más bajas en otras partes de Asia; y rara vez esta variante se encuentra fuera de ese continente. Basta que una sola subunidad sea ALDH2*2 para convertir a la enzima tetramérica en prácticamente inactiva en condiciones fisiológicas; produciendo una acumulación tóxica de acetaldehído tras el consumo de etanol. Esta variante hace que las tasas de alcoholismo tiendan a ser mucho más bajas en las poblaciones de Asia oriental, como consecuencia de los efectos disuasorios del consumo de alcohol debidos a la acumulación de acetaldehído, que les produce náuseas, dolor de cabeza, vasodilatación o bronco-constricción.
Hay 6 genes que codifican las enzimas de alcohol deshidrogenasa y 12 genes de aldehído deshidrogenasas. El hecho de que tengamos tantos genes para metabolizar alcohol se debe a que necesitamos detoxificar el etanol en distintos órganos y tejidos, pero también debemos transformar otros alcoholes importantes para el correcto funcionamiento de nuestro organismo, tales como el retinol para la síntesis de ácido retinoico, una forma de vitamina A.
El estudio de los genes de alcohol deshidrogenasas a lo largo de la filogenia (o relación de parentesco) de los homínidos nos muestra que una adaptación ha ido mejorando su eficiencia, al menos en una de ellas, la denominada ADH4 (codificada por el gen ADH7). La ADH4 es una las formas de alcohol deshidrogenasa presentes en los mamíferos y se encuentra principalmente en la boca y el tracto digestivo. Esta enzima es importante para metabolizar el etanol después de la toma oral, pero también tras comer frutas fermentadas, u otros alcoholes potencialmente tóxicos que se encuentran en las hojas, lo que sugiere que la ADH4 puede haber evolucionado junto con la dieta.
Un estudio reciente evaluó la variación de este gen, ADH7, en 79 especies de mamíferos. Los autores de este estudio observaron una pérdida evolutiva de esta enzima en las especies con poca o ninguna exposición dietética al etanol (por ejemplo, en las ballenas). Por el contrario, la selección natural, aparentemente, se intensificó en ADH7 para aquellas especies que se especializan en comer frutas. Esta enzima mejoró dramáticamente la capacidad de estas especies de metabolizar el etanol tras la división entre el linaje que condujo a los orangutanes y a los demás grandes simios, incluidos los humanos.
El homo sapiens, los chimpancés, los bonobos y los gorilas compartimos una mutación (concretamente un cambio del aminoácido alanina por valina en el residuo 294) en el gen ADH7 que mejora en 40 veces la eficiencia de la enzima frente al etanol. Se calcula que esta mutación se produjo hace unos 10 millones de años, coincidiendo con la época que nuestros ancestros primates bajaron de los árboles y adoptaron un estilo de vida más terrestre, lo que posiblemente les generó un mayor acceso a ingerir los frutos fermentados que se encontraban en el suelo, con lo que se incrementaría el contenido de etanol de su dieta.
Como hemos comentado, esta “hipótesis del mono borracho” postula que la capacidad de metabolizar el alcohol de manera más eficiente en comparación con otros primates pudo permitir a nuestros antepasados tener una ventaja evolutiva al obtener más calorías de los alimentos fermentados, como son las frutas caídas al suelo y, actualmente, que nosotros podamos disfrutar al tomar una buena copa de vino. Pero conviene puntualizar que se trata de una hipótesis, y por definición es “una suposición hecha a partir de unos datos que sirve de base para iniciar una investigación o una argumentación”. Aunque las investigaciones que hemos señalado apuntan que es cierta, en ciencia no debe darse nunca nada por sentado, por lo que es importante seguir recopilando datos que puedan confirmar o negar su validez.
Fuente: Revista Enólogos. Autor: Miguel Pocoví Mieras, doctor en Ciencias y catedrático de Bioquímica y Biología Molecular
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