La palabra etileno podría ser desconocida por muchos, pero su uso es cotidiano. Este compuesto es un gas incoloro, compuesto por dos átomos de carbono (C2H4) que posee un aroma dulce con gran impacto en diversas industrias. El etileno se conoce desde hace más de un siglo por su capacidad para acelerar la maduración de los frutos, sin embargo, ha pasado de ser más que una curiosidad botánica a convertirse en una herramienta clave en la agricultura, la industria y la salud. Ahora veremos por qué.
El etileno y su función como fitohormona en las plantas.
Por su estructura química simple con actividad en forma gaseosa, el etileno posee características especiales como fitohormona o regulador de crecimiento vegetal. Seguro que te ha pasado que la fruta olvidada en tu cocina de repente empieza a ponerse aguadita y huele diferente (dulce) y en casos extremos la tiramos porque “ya se echó a perder”. Este fenómeno se conoce como maduración y senescencia y el etileno es uno de los principales responsables, y aunque se produce en las plantas a niveles muy bajos posee funciones diversas sobre numerosos procesos fisiológicos además de modular diferentes respuestas al estrés biótico y abiótico1(Figura 1).
Pero ¿cómo puede este pequeño gas afectar los procesos de desarrollo en una planta?. El etileno provoca la activación de genes específicos y producción de proteínas que ponen en marcha los mecanismos responsables de modificar tanto su crecimiento y desarrollo2, así como la composición química de los frutos provocando que estos adquieran el color, la textura y el aroma tan apreciados por el consumidor3 (Figura 1), ubicándose como una molécula clave con enormes implicaciones industriales, que contribuye a mejorar la calidad y a optimizar la comercialización de muchos productos agrícolas4 (Figura 1 y 2).
El etileno y su importancia en la industria y la salud.
El etileno se obtiene como derivado en la industria petroquímica y es un compuesto base del cual se generan varios productos importantes en nuestra vida diaria5 (Figura 2). Por ejemplo: 1) el polietileno o comúnmente conocido como plástico, 2) el óxido de etileno un precursor del etilenglicol frecuentemente utilizado como anticongelante en los automóviles, 3) el dicloruro de etileno que es precursor a su vez del cloruro de polivinilo (PVC) usado en tuberías, revestimientos y cables eléctricos; 4) el estireno que lo encontramos como componente en las llantas, pinturas y ceras ¿se te hizo algo familiar? creo que todo ¿verdad?, es por eso que el etileno es muy importante para nosotros.
De manera natural las plantas son los mayores productores de etileno junto con algunas bacterias del suelo6 y ciertos hongos filamentosos7 que también pueden producirlo mediante rutas alternativas a las que utilizan las plantas. Interesantemente, ¿sabías que los humanos también somos capaces de producir etileno?. Investigaciones recientes han demostrado que, cuando nuestro cuerpo sufre inflamación o estrés oxidativo (que ocurre durante una infección), nuestras células generan pequeñas cantidades de etileno como resultado del daño en los ácidos grasos de nuestras membranas celulares. Este etileno puede ser detectado en nuestro aliento antes incluso de que aparezcan otros signos de inflamación (Figura 2). Esto lo convierte en un prometedor biomarcador para la identificación de infecciones o enfermedades inflamatorias de forma rápida y no invasiva8. En estudios con voluntarios sanos expuestos a un estímulo inflamatorio controlado, el etileno aumentó en su aliento en menos de una hora, mucho antes que otros marcadores bioquímicos. Esto abre posibilidades fascinantes para el diagnóstico precoz de enfermedades, especialmente en ambientes hospitalarios o en emergencias.
Una molécula sencilla, un impacto gigantesco.
Deseamos que hayas aprendido que el etileno es una pequeña molécula con un enorme impacto. Influye en el mundo vegetal, industrial y humano de formas sorprendentes. Desde provocar que una manzana madure hasta su uso en el diagnóstico de una infección, este gas invisible es mucho más que un compuesto químico: es un mensajero biológico, una herramienta industrial y un potencial aliado de la medicina del futuro (Figura 2).
Nota: El presente trabajo es resultado del trabajo de investigación realizado durante el curso “Fitohormonas: aspectos moleculares durante el desarrollo y el estrés en plantas” impartido en el posgrado del INECOL.
1 Posgrado INECOL
2 Red de Estudios Moleculares Avanzados. Instituto de Ecología A.C.
3 Investigadora por México-SECIHTI
*Autoras corresponsales
1 Chang, C. Q&A: How do plants respond to ethylene and what is its importance?. BMC Biol 14, 7 (2016). https://doi.org/10.1186/s12915-016-0230-0.
2 Dubois M, Van den Broeck L, Inzé D. The Pivotal Role of Ethylene in Plant Growth. Trends Plant Sci. 2018 Apr;23(4):311-323. doi: 10.1016/j.tplants.2018.01.003.
3 Wei Huang, Cong Tan, Hongwei Guo, Ethylene in fruits: beyond ripening control, Horticulture Research, Volume 11, Issue 10, October 2024, uhae229, https://doi.org/10.1093/hr/uhae229
4 Cocetta G, Natalini A. Ethylene: Management and breeding for postharvest quality in vegetable crops. A review. Front Plant Sci. 2022 Nov 14;13:968315. doi: 10.3389/fpls.2022.968315.
5 Chen, Y., Kuo, M. J., Lobo, R., & Ierapetritou, M. (2024). Ethylene production: process design, techno-economic and life-cycle assessments. Green Chemistry, 26(5), 2903-2911. doi: 10.1039/D3GC03858K.
6 Fukuda H, Ogawa T, Tanase S. Ethylene production by micro-organisms. Adv Microb Physiol. 1993; 35:275-306. doi: 10.1016/s0065-2911(08)60101-0. PMID: 8310882.
7 Chagué, V. Ethylene production by fungi: Biological questions and future developments towards a sustainable polymers industry. In Handbook of Hydrocarbon and Lipid Microbiology; Timmis, K.N., Ed.; Springer: Berlin/Heidelberg, Germany, 2010; pp. 3011–3020.
8 Paardekooper, L.M., van den Bogaart, G., Kox, M. et al. Ethylene, an early marker of systemic inflammation in humans. Sci Rep 7, 6889 (2017). https://doi.org/10.1038/s41598-017-05930-9.