El complejo mundo vegetal incluye un reducido número de plantas que pueden sobrevivir en zonas que sufren periódicamente épocas prolongadas de sequía, y también en terrenos normalmente áridos, prácticamente en desiertos.
No se trata de plantas grasas o suculentas, ni de plantas que pueden considerarse xerofitas normales, sino de plantas capaces de resistir milagrosamente una deshidratación que normalmente provoca la muerte de la vegetación.
Debido a que son capaces de recuperar su metabolismo rápidamente, en cuanto el agua impregna de nuevo la tierra, se las puede llamar «poikilohídicas», ya que se caracterizan por su hidratación variable.
Dentro del amplio mundo de las angiospermas, que incluyen más de 250.000 especies, se han identificado unas 60 especies que posean esta adaptabilidad. El estudio botánico de estas especies incluye la búsqueda de los mecanismos que han desarrollado para sobrevivir al estrés hídrico.
La supervivencia de las células vegetales, y también la de las células animales, depende de la persistencia de unos niveles mínimos de agua en su interior.
Las plantas poikilotropas han desarrollado diferentes vías bioquímicas para resistir la deshidratación. Una de ellas podría tener interés cosmético, ya que utiliza un mecanismo compensatorio que da lugar a una acumulación de compuestos osmoprotectores (o «solutos compatibles» con la vida celular). Este aspecto ha sido revisado recientemente por Pammenter y Berjk (Seed Sci Res 1999; 9: 13-37).
Se han identificado como componentes de estos solutos a diferentes sacáridos, algunos de los cuales merecerían ser estudiados como ingredientes destinados a combatir el estrés hídrico de la piel xerósica.
Entre ellos debemos citar los siguientes:
Sacarosa.
Ciertos polioles (manitol, D-ononitol, trehalosa).
Algunos azúcares simples como los fructanos y la rafinosa (ésta es un trisacárido precursor de la trehalosa).
En el mundo vegetal también se acumula como soluto compatible un aminoácido: la prolina.
Es bien sabido que en muchas células vegetales parte del agua almacenada se halla dentro de grandes vacuolas que ocupan un importante espacio dentro del citoplasma celular.
Las angiospermas no adaptadas a la sequedad extrema, cuando sufren una deshidratación de sus vacuolas, alteran al citoplasma y provocan su regresión, lo cual crea tensiones importantes que dan lugar primero a la rotura del plasmalema y seguidamente a la rotura de la pared celular. Consecuencia de ello es la muerte de la célula.
Además de estos daños mecánicos, la deshidratación también altera a las macromoléculas y a las membranas; de hecho, cuando la masa de agua que contiene una planta desciende por debajo del 20% de su peso seco, se reducen drásticamente las interacciones hidrófilas e hidrófobas que estabilizan la conformación de las proteínas, los lípidos polares y los ácidos nucleicos. La consecuente desnaturalización de estas macromoléculas también es responsable de la muerte celular.
Por último, cuando se produce una deshidratación importante, la fotosíntesis y la respiración celular resultan severamente dañadas, lo cual supone un incremento importante de radicales libres que no puede ser controlado. Esta situación de estrés metabólico también es responsable de la muerte celular.
Para sobrevivir a estas graves disfunciones, las plantas poikilotropas han desarrollado sus propios mecanismos correctores.
Una importante revisión de este tema ha sido realizada por investigadores del CNRS de la Universidad de Rouen y por el Departamento de Botánica de la Universidad de Ciudad del Cabo1. Así, se ha podido observar cómo las vacuolas grandes se fraccionan en numerosas vacuolas pequeñas, lo cual reduce las tensiones que pueden dañar las membranas (plasmalema y pared celular). Se considera que estas vacuolas podrían estar llenas de los solutos compatibles antes citados.
Simultáneamente se admite que los solutos compatibles reemplazan al agua que debería estar asociada con los lípidos de las membranas celulares y con las restantes macomoléculas, lo cual permite evitar alteraciones de su estructura. Además, la sacarosa y otros oligosacáridos forman soluciones saturadas y muy viscosas dentro del citoplasma, que actúan de protectores frente a la formación de metabolitos nocivos que podrían dañar a las macromoléculas.
Por último, el estrés metabólico ligado a la actividad de fotosíntesis en ciertos casos se previene mediante la acumulación de filtros solares (principalmente pigmentos antocianos) y de antioxidantes protectores (en especial, SOD, ascorbato peroxidasa y glutation reductasa).
Algunas proteínas vegetales, denominadas «dehidrinas», protagonistas de los mecanismos de resistencia a la deshidratación de las semillas, están siendo estudiadas, ya que también están presentes en las plantas poikilotropas cuando sufren una deshidratación extrema. Éste es un campo muy prometedor, ya que es diferente al de las proteínas enzimáticas que aceleran la síntesis de algunos de los solutos compatibles más importantes: se conocen ya los genes que codifican la trehalosa sintasa y la mioinositol metil transferasa (esta última ligada a la formación de D-ononitol).
Buena parte de estos mecanismos poseen un evidente paralelismo con lo que ocurre en el ámbito de las células animales sometidas a una deshidratación y a una agresión oxidativa.
La investigación científica es una, y la voluntad de los investigadores puede dirigir sus esfuerzos en muchas direcciones, entre las cuales se encuentra la búsqueda de nuevos ingredientes vegetales que puedan ser útiles en la formulación de los productos cosméticos. *