Dinitrofenolo come agente dimagrante

Il 2,4-Dinitrofenolo, chiamato commercialmente anche con l’acronimo DNP, è una molecola organica di tipo fenolico (come in figura a lato). Dal punto di vista organolettico si mostra come una polvere gialla cristallina, solubile in solventi organici e in acqua alcalinizzata. La molecola viene attualmente commercializzata come antisettico, pesticida e diserbante. Vedremo in seguito come in passato la sostanza venisse usata anche come agente dimagrante. Partiamo anzitutto dal presupposto che la molecola sia tossica per l’organismo umano e che siano stati riscontrati 62 decessi dovuti all’utilizzo della sostanza, fatto che ha convinto la FDA (Food and Drug Administration) americana a vietarla per la somministrazione sull’uomo già nel 1938, appena dopo 5 anni dalla scoperta della sua azione dimagrante. Nonostante il divieto, il mercato illegale della sostanza in esame è ancora vivo, con prezzi oscillanti tra i 180 e i 2000 dollari. Dall’estesa variabilità di prezzo, ne deriva che l’acquisto online nel “mercato nero” non garantisca gli standard di sicurezza normativi propri dei farmaci indirizzati ad uso umano. Pertanto, il suo utilizzo, non è da considerarsi sicuro.

Il primo caso di morte correlata direttamente all’esposizione al DNP si riscontra nel 1918, a seguito di quella che viene definita esposizione professionale alla sostanza.

Storia

Il primo passo verso l’utilizzo del DNP come agente dimagrante è da attribuire a Maurice Tainter, della Stanford University. Tainter notò che l’esposizione alla sostanza portava a una rapida perdita di peso. Successivamente la molecola venne commercializzata pubblicamente come agente in grado di far perdere rapidamente grandi quantitativi di massa. Nel 1938 l’FDA ne vietò la commercializzazione, a causa dell’elevato rischio tossico legato all’esposizione alla stessa. Dopo il ’38 non si riscontrarono casi di morte riconducibili alla DNP sino alla Seconda Guerra Mondiale, durante la quale i soldati Russi ne sfruttarono le proprietà per aumentare la temperatura corporea, garantendosi la sopravvivenza ai rigori del clima gelido che li circondava. Nel 1981, un fisico, tale Bachynsky, produsse compresse di DNP, commercializzate in seguito con il nome di Mitical. Bachynsky, nella sua clinica privata, somministrò il farmaco ad oltre 14.000 pazienti, molti dei quali segnalarono alla FDA effetti collaterali quali febbre ed elevata sudorazione. La molecola venne poi utilizzata da numerosi body-builder in virtù delle sue proprietà dimagranti. Questo fatto costrinse la UK Food Standard Agency a emanare un’avvertenza verso l’uso di questa sostanza nel 2003. Fra il 2000 e il 2010, sono stati riscontrati il maggior numero di decessi legati all’assunzione di DNP (10-15), secondi solo al decennio 1910-1920, in cui le morti accertate superarono i 35 casi.

Meccanismo d’azione (Farmacodinamica)

I più frequenti effetti collaterali legati alla somministrazione di DNP sono: ipertermia, tachicardia, tachipnea (aumento sensibile della frequenza respiratoria) e disforesi (intensa sudorazione). Tali sintomi sono conseguenza diretta dell’effetto sul metabolismo mediato dal DNP, il quale ci apprestiamo ora ad analizzare. La struttura molecolare del DNP presenta un nucleo idrossilico (l’OH, in posizione 1 del Benzene, chiamato dal punto di vista chimico OH Fenolico). Questo gruppo, in ambiente fortemente basico, viene deprotonato (passa da OH a O), mentre in ambiente acido resta in forma neutra (ovvero non possiede cariche di natura positiva, o negativa). Il processo, attraverso cui si manifesta l’effetto tossico del DNP, è legato alla sua natura di ionoforo: la molecola, mediante l’equilibrio acido-base appena descritto, lavora come un carrier (trasportatore) di membrana, che va a dissipare il gradiente protonico, ovvero la differenza di concentrazione di protoni fra interno ed esterno, presente a livello della membrana mitocondriale. Questo gradiente è fisiologicamente necessario all’ATP-Sintetasi, proteina cardine del processo di Fosforilazione Ossidativa. Tale processo consiste in una serie di reazioni chimiche, le quali consentono alla cellula di produrre l’energia necessaria ad assolvere le sue funzioni vitali (solitamente immagazzinata sotto forma di Adenosina Trifosfato, o ATP). Sebbene il meccanismo mediante la tossicità del DNP non sia ancora totalmente esplicito, si ritiene che il farmaco venga trasportato all’interno della matrice Mitocondriale, sede della già trattata fosforilazione ossidativa e della proteina ATP-Sintetasi. Un esempio rapido di come lavora il DNP è rappresentato nell’immagine a sinistra (fonte: https://en.wikipedia.org/wiki/Ionophore).

La sfera verde rappresenta il nostro DNP mentre la pallina rossa rappresenta lo ione H+. Nel momento in cui il DNP si viene a trovare nello spazio ricco di protoni si troverà in forma “DNP-H” che è in grado di attraversare la membrana cellulare, in quanto lipofilo (affine alle membrane cellulari). Una volta attraversata la membrana, la molecola si deprotona (perde uno ione H+) e viene espulsa nuovamente verso lo spazio esterno. In questo modo si mette in moto un meccanismo tale per cui la ATP Sintetasi (che, ricordiamo, necessita del passaggio di ioni H+ per produrre energia) si trova senza la sua Driving Force (la forza motrice necessaria al suo funzionamento). In questo modo la cellula non riesce più a produrre energia, fatto salvo per le 2 molecole di ATP previste dal Ciclo di Krebs, Ciclo a cui dovrebbe seguire il processo di Fosforilazione Ossidativa. Il meccanismo con cui lavora il DNP viene detto Disaccoppiamento della Fosforilazione Ossidativa, in quanto viene a mancare tutto il secondo step del processo metabolico del glucosio (fonte energetica primaria della cellula). In aggiunta a questo effetto abbiamo anche un netto aumento del metabolismo basale della cellula (il dispendio energetico a riposo di un organismo vivente) con conseguente aumento del consumo di ossigeno. Aumentando il consumo di ossigeno, e quindi il metabolismo basale, otteniamo un rapido dimagrimento, a cui si correla un netto aumento della temperatura corporea. I dati riportano temperature superiori ai 40°C, contro i 37 propri del nostro organismo, fisiologici in quanto rappresentanti la temperatura di denaturazione (degradazione) del DNA cellulare. Mantenere temperature corporee di molto superiori ai 37°C per lunghi periodi è, di conseguenza, estremamente dannoso per l’organismo, in quanto le proteine e il DNA presenti nel corpo andrebbero incontro a denaturazione.

Un esempio lampante di cosa consegua alla denaturazione di una proteina, dovuta a temperature elevate, lo possiamo riscontrare nella cottura di un uovo: il colore bianco caratteristico dell’albume, in seguito a cottura, non è altro se non la denaturazione delle proteine presenti nell’albume stesso. Il corpo, per reagire a questo aumento totalmente incontrollato della temperatura interna, mette in moto il meccanismo fisiologico che regola l’omeostasi termica, ovvero la sudorazione. A effetti minori dobbiamo anche aggiungere il collasso cardiovascolare, l’arresto cardiaco e la morte. Il DNP mostra inoltre caratteristiche teratogene (malformazioni fetali) e si è dimostrato tossico dal punto di vista riproduttivo (danni ai gameti, ovvero le cellule sessuali). Infine non si hanno dati precisi relativi alla farmacocinetica (processi di assorbimento e eliminazione della sostanza dall’organismo); ne consegue che non si conosca con precisione in quanto tempo venga smaltito dall’organismo.

La dose letale per il DNP si aggira intorno ai 14-43 mg/kg, poco al di sopra della dose terapeutica consigliata (3-4 mg/kg), ma sono riportati casi di persone decedute dopo una dose di 1-4 mg/kg. Considerato il range terapeutico strettissimo che varia ampiamente anche a seconda delle caratteristiche individuali, assumere DNP per dimagrire equivale a mettere a serio rischio la propria vita.

Fonte generale, per chi volesse approfondire ulteriormente l’argomento: https://link.springer.com/article/10.1007/s13181-011-0162-6

Articolo redatto da: Nicola Moro, studente al 5° anno di Chimica e Tecnologie Farmaceutiche presso l’Università degli Studi di Padova.

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