Tema 3 Terpenos y esteroides Terpenos Categorías Síntesis
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Tema 3 Terpenos y esteroides Terpenos Categorías Síntesis Aislamiento Terpenos más importantes Esteroides Fitosteroles y fitostanoles Estructura general Beneficios Efectos secundarios de esteroles y estanoles. Contraindicaciones de los esteroles y estanoles. T Girbes y P Jimenez Los alimentos poseen una enorme cantidad de compuesto orgánicos que contribuyen a su aroma y que poco a poco van siendo identificados y caracterizados. Entre ellos están los terpenos, de los que se conocen cientos y cuyos representantes más conocidos son los que forman parte de los denominados aceites esenciales obtenidos de las plantas aromáticas por destilación, expresión o extracción con disolventes. Ejemplos notables son los aceites esenciales de rosa, de lavanda y de Citrus aurantium (aceite de nerolí). Muchas especias utilizadas en la alimentación humana contienen estas substancias volátiles que confieren olores específicos a las preparaciones culinarias. Plantas alimentarias y culinarias: plantas utilizadas como alimento por su contenido en principios inmediatos y nutrientes de todo tipo y las que contienen aromas y sabores valiosos para la preparación y consumo humano de alimentos. ESPECIAS T Girbes y P Jimenez Categorías de terpenos. Existen varias categorías de terpenos: monoterpenos, sesquiterpenos, diterpenos, triterpenos y fitosteroles‐fitostanoles. Los monoterpenos resultan de la unión de dos unidades de isopreno. Los sesqueiterpenos poseen 15 átomos de carbono y derivan del ácido mevalónico. Los diterpenos poseen 20 átomos de carbono y derivan de la unión de cuatro unidades de isopreno. Los fitosteroles se pueden considerar como un tipo especial de compuestos terpenoides que contienen el esqueleto ciclopentano‐perhidrofenantreno. Los fitostanoles son los fitosteroles reducidos. T Girbes y P Jimenez 2‐METIL 1,3 BUTADIENO Síntesis. Los terpenos son substancias derivadas de del denominado isopreno activo o isoprenil‐pirofosfato. Se parte de la hidroxi‐metil‐glutaril‐CoA, compuesto clave en la síntesis de colesterol ya que es un inhibidor de su propia síntesis por inhibición “feed‐back” e inhibición de la expresión del enzima hidroxi‐metil‐glutaril‐CoA reductasa. El isoprenil‐pirofosfato es el punto de partida de la síntesis de los terpenos, carotenoides y esteroides. El primer paso consiste en la conjugación cabeza‐cola de dos moléculas de isoprenil‐pirofosfato para dar todo‐ trans‐geranil‐pirofosfato que posteriormente se transforma en todo‐trans‐farnesil‐pirofosfato. T Girbes y P Jimenez La conjugación puede llevar también a la síntesis del derivado cis‐geranil‐pirofosfato, que es punto de partida de la síntesis de los denominados monoterpenos C10. Síntesis de neril‐pirofosfato. La síntesis se produce por conjugación cabeza cola de dos moléculas de isoprenil‐ pirofosfato. T Girbes y P Jimenez El proceso se llama de arrastre de vapor porque literalmente el vapor de agua arrastra a las substancias evaporadas a una trampa de frio (refrigerante) para que se condensen. El destilado líquido se recoge en un matraz. La mayor parte de aceites esenciales que contienen terpenos son más ligeros que el agua y por lo tanto flotan. El vapor de agua producido en el recipiente de la izquierda entra en el de la derecha en el que se encuentra la muestra vegetal a extraer, bien en extracto, bien troceada o en polvo; la planta intacta es más difícil de extraer y requiere más tiempo. El vapor de agua extrae las substancias volátiles por el calor suministrado a la muestra vegetal que evapora las substancias volátiles. T Girbes y P Jimenez Solvente: tolueno‐etil acetato (93:7) T Girbes y P Jimenez revelador: vanillina‐sulfúrico Bisabolol: posee actividad anti‐irritante, anti‐ inflamatoria y anti‐microbiana. OH El bisabolol aumenta la absorción percutánea de determinados fármacos. alfa-bisabolol Capítulos florales (Matricaria camomila) (Anthenis nobilis) camazuleno Forma parte de la formulación de muchos champús y jabones de tocador. Camazuleno: se forma a partir de la lactona sesquiterpénica matricina durante el proceso de destilación, de ahí e color azulado del aceite esencial de manzanilla T Girbes y P Jimenez Aceites esenciales de buena calidad 13 muestras de aceites esenciales de manzanilla (Matricaria camomilla) Los mejores son el 1 y el 6 (contienen los compuestos de I‐VI en alta concentración) 8‐10 pocos componentes pero buena cantidad de azulenos y óxidos de bisabolol (posiblemente ha sido calentado en exceso; poca materia prima para la extracción) T Girbes y P Jimenez El 7 no tiene azulenos; peor calidad Aceites esenciales de buena calidad 13 muestras de aceites esenciales de manzanilla (Matricaria camomilla) Los mejores son el 1 y el 6 (contienen los compuestos de I‐VI en alta concentración) 8‐10 pocos componentes pero buena cantidad de azulenos y óxidos de bisabolol (posiblemente ha sido calentado en exceso; poca materia prima para la extracción) T Girbes y P Jimenez El 7 no tiene azulenos; peor calidad Citrus auriatium var bergamia (corteza) Citrus auriatium Citrus limon Citrus sinensis Citrus auriatium var. amara (hoja) Carvona eugenol T Girbes y P Jimenez OH linalol Linalol (tomillo): antiinfeccioso, fungicida, parasiticida, vermicida, tónico general, relajante muscular; rubefaciente (irritante de la piel y de las mucosas). Se utiliza en champús, jabones y detergentes. Se utiliza en la química orgánica de síntesis como precursor de otros compuestos. Acción anticolesterolémica: ‐por reducción de colesterol total, LDL y represión de la expresión de HMGCoA‐reductasa (~ 46%). ‐incremento de la degradación de HMGCoA‐reductasa vía ubiquitina. Efectos anticonvulsivos (>fenitoína/<diazepam) T Girbes y P Jimenez Eucaliptol: antiséptico y desinfectante, tóxico por ingestión oral, irritante de piel y mucosas; espectorante y anti‐inflamatorio. (eucaliptol) OH mentol T Girbes y P Jimenez OH Eucaliptol: antiséptico y desinfectante, tóxico por ingestión oral, irritante de piel y mucosas; espectorante y anti‐inflamatorio. timol (eucaliptol) OH mentol Cuidado: puede causar intoxicaciones en niños pequeños T Girbes y P Jimenez MENTOL (CARAMELOS FUERTES; ASFIXIA) Alcanfor, mentol, aceite de eucalipto, timol, aceite de trementina (pinenos) T Girbes y P Jimenez T Girbes y P Jimenez Tuyona: presente en tuya(Thuja occidentalis), salvia (Salvia officinalis) y ajenjo (Artemisa absinthium). Convulsionante (convulsiones, ceguera, alucinaciones y confusión mental) ¿Absintismo? Actúa sobre los receptores de GABA T Girbes y P Jimenez Wormwood, Artemisia absinthium L., drawing of plant, flowers, seeds and fruits (drawing by W. Müller, 1885 reproduced from Thomé [106]). Wormwood is the characteristic aromatic component of absinthe. T Girbes y P Jimenez Wormwood, Artemisia absinthium L., drawing of plant, flowers, seeds and fruits (drawing by W. Müller, 1885 reproduced from Thomé [106]). Wormwood is the characteristic aromatic component of absinthe. Vincent van Gogh: Still Life with absinthe (Paris 1887). The picture shows one of the countless cafés in Paris, in which absinthe was served. Next to the glass filled with absinthe, a water bottle is illustrated, which was necessary for drinking ritual. T Girbes y P Jimenez Henri de Toulouse‐Lautrec T Girbes y P Jimenez Henri de Toulouse‐Lautrec T Girbes y P Jimenez OH OCH3 OH para-cimeno carvacrol OCH3 eugenol anetol limoneno Limoneno: presente en cítricos; antibacteriano, desinfectante, aromatizante; industria química orgánica de síntesis; industria farmacéutica; industria química disolventes y pegamentos. Carvacrol: presente en el orégano (Origanum vulgare) y en el tomillo (Thymus officinalis); antibacteriano y antiinflamatorio (inhibe expresión de COX2) p‐cimeno: componente de muchos aceites esenciales Eugenol: presente en especias como el clavo de olor, la canela y la nuez moscada; se usa como aromatizante; es ligeramente anestésico y antiséptico; tiene aplicaciones en odontología y en perfumería Anetol: presente en el anís estrellado, el anís común y los hinojos dulce y amargo T Girbes y P Jimenez Triterpenos C30 Caléndula officinalis (alcohol triterpénico) T Girbes y P Jimenez Triterpenos C30 COOH O Caléndula officinalis (alcohol triterpénico) HO T Girbes y P Jimenez Triterpenos C30 COOH O HO Caléndula officinalis (alcohol triterpénico) T Girbes y P Jimenez ACIDO GLICIRRICINICO Las raíces y rizomas de Glycyrrhiza glabra, poseen propiedades demulcentes y expectorantes, por lo que se emplean en preparaciones anticatarrales. Igualmente se describe la capacidad del regaliz para cicatrizar úlceras gástricas de lo que deriva su eficacia como coadyuvante en el tratamiento de gastritis crónicas y dolores espasmódicos. Posee propiedades antiinflamatorias y mineralcorticoides debidas a la presencia del ácido glicirricínico y su metabolito el ácido glicirrético (inhibidores del metabolismo del cortisol). COOH O Posee propiedades antimicrobianas y antivirales, hepatoprotectoras, ansiolíticas y laxantes suaves. Á. glucurónico ‐ Á. glucurónico ‐ glicirricina T Girbes y P Jimenez HO ácido glicirricinico ACIDO OLEANOICO Es componente minoritario del aceite de orujo. Protege el sistema vascular frente a la arteriosclerosis y sus posibles complicaciones, como los infartos, a través de un mecanismo similar al utilizado por las HDL. Este componente se encuentra en el aceite de orujo que aprovecha en su elaboración la piel externa y el hueso de la oliva, pero obtenido de forma parecida al aceite de oliva virgen. Para evitar la destrucción del ácido oleanóico este aceite se elabora mediante centrifugación, y sin utilizar altas temperaturas en el proceso de refinado para evitar el deterioro de determinados compuestos. COOH HO T Girbes y P Jimenez ácido oleanóico ESTRUCTURA GENERAL DE FITOSTEROLES Y FITOSTANOLES T Girbes y P Jimenez TRANSPORTE DE COLESTEROL A TRAVÉS DE MEMBRANA Recientemente se ha caracterizado una proteína (NPC1L1, Niemann‐Pick C1 Like1) que tiene una función clave en el transporte de esteroles al enterocito. Se estima que en condiciones normales aproximadamente un 50% del colesterol se reabsorbe y el resto se elimina por las deposiciones. El colesterol absorbido es nuevamente re‐esterificado en la célula intestinal. Generalmente se esterifica con ácido palmítico, aunque si la disponibilidad de ácido oleico es alta también se utiliza este ácido. Esta esterificación la realiza la enzima acilCoA‐colesterol‐acil‐tranferasa (ACAT). El éster de colesterol se incorpora a la estructura de los quilomicrones que la célula intestinal exporta al torrente circulatorio. El colesterol que no es re‐esterificado en la célula intestinal es nuevamente secretado hacia el lumen del intestino. En este proceso interviene un transportador que pertenece a la familia de los transportadores tipo ABC (de ATP Binding Casette), que utiliza la energía aportada por la hidrólisis del ATP para realizar el eflujo del colesterol. T Girbes y P Jimenez Fitosteroles y fitostanoles inhiben la absorción de colesterol H H H HO campesterol estigmasterol T Girbes y P Jimenez H H H H HO H HO estigmasterol Ergosterol [H2] [H2] Catalizador de níquel‐sílice 150‐2200C H H H H H HO HO estigmastanol T Girbes y P Jimenez Ergostanol H H H H H H HO HO beta-sitosterol Ergosterol Anfotericina B T Girbes y P Jimenez T Girbes y P Jimenez Efectos secundarios de esteroles y estanoles. Reducción de los niveles de carotenoides en sangre (> 3 g/día‐ >12 meses). Este efecto se puede contrarrestar con 5 raciones de frutas y verduras por día., Contraindicaciones de los esteroles y estanoles. No debe ser consumido por personas que consuman estatinas o medicamentos para bajar el colesterol o triglicéridos, sin supervisión médica. No debe ser consumido por personas que tengan niveles de colesterol normal. No debe ser consumido por mujeres embarazadas. No debe ser consumido por niños menores de 5 años. Es importante tener presente que los productos adicionados con esteroles y estanoles deben ser consumidos dentro de una dieta para reducir el colesterol y bajo control médico. T Girbes y P Jimenez Tema 4 Fenoles simples Ácido cinámico y derivados Ácido benzóico y derivados Ácido y alcohol salicílico Ácido salicílico y aspirina Fenoles y aromas de los alimentos T Girbes y P Jimenez COOH COOH NH2 NH3 fenilalanina ácido cinámico (ruta del sikimato‐corismato) R1 COOH R1 R2 O H ácido para-cumárico OH H ácido caféico OCH3 H ácido ferrílico HO OCH3 OCH3 ácido sinápico R2 UCNI (urticaria de contacto no inmunológica) provocada por productos horneados como panes y pasteles (por ejemplo ácido cinámico y aldehído cinámico). T Girbes y P Jimenez Crucíferas (coles, coles de Bruselas, rábanos), apio, naranjas, limones, calabazas, higos, lechuga, etc. Antioxidante poderoso, antitumoral. COOH ácido cinámico O X HO O O O cumarinas O flavonoides COOH COOH ácidos hidroxicinámicos ácidos benzóicos T Girbes y P Jimenez COOH ácido benzóico R1 COOH R1 R2 H H ácido para-hidroxibenzóico OH H ácido protocatético OCH3 H ácido vaníllico OH OH HO R2 ácido gálico polifenoles OCH3 OCH3 ácido siríngico Ácido benzoico, los benzoatos y los ésteres del ácido benzoico son compuestos encontrados en la mayoría de las frutas, especialmente en las bayas (arándanos), setas, canela, clavo, productos lácteos fermentados. Son usados como conservantes en los productos ácidos, ya que actúan en contra de las levaduras y las bacterias. Las altas concentraciones dan sabor agrio. El ácido benzoico y los benzoatos pueden liberar histamina y ocasionar reacción pseudoalérgica. T Girbes y P Jimenez La ingesta máxima diaria es de 5 mg/kg de peso corporal. COOH ácido benzóico R R COOH H ácido salicílico OH ácido gentísico OH ácidos orto-hidroxibenzóicos T Girbes y P Jimenez COOH COOH O OH CH3 Anhidrido acético O ácido fosfórico calor ácido salicílico ácido acetil-salicílico CH2OH OH Filipendula ulmaria alcohol salicílico T Girbes y P Jimenez Salix alba COOH COOH O CH3 OH O E E-Ac ácido acetil-salicílico T Girbes y P Jimenez ácido salicílico FOSFOLIPIDOS DE MEMBRANA PL-A2 ácido araquidónico COX 1 Constitutiva PROSTAGLANDINAS Protectoras Digestivo Plaquetas T Girbes y P Jimenez ÁCIDO ARAQUIDÓNICO DE LOS ALIMENTOS FOSFOLIPIDOS DE MEMBRANA ÁCIDO ARAQUIDÓNICO DE LOS ALIMENTOS PL-A2 ácido araquidónico ENDOTOXINAS COX 2 Inducible COX 1 Constitutiva PROSTAGLANDINAS Inflamación Infecciones PROSTAGLANDINAS Protectoras Digestivo Plaquetas Zonas de inflamación: Macrófagos T Girbes y P Jimenez FOSFOLIPIDOS DE MEMBRANA ÁCIDO ARAQUIDÓNICO DE LOS ALIMENTOS PL-A2 ácido araquidónico ENDOTOXINAS COX 2 Inducible COX 1 Constitutiva PROSTAGLANDINAS Protectoras AINES (ASPIRINA) Digestivo Plaquetas PROSTAGLANDINAS Inflamación Infecciones Zonas de inflamación: Macrófagos T Girbes y P Jimenez FOSFOLIPIDOS DE MEMBRANA ÁCIDO ARAQUIDÓNICO DE LOS ALIMENTOS PL-A2 ácido araquidónico ENDOTOXINAS COX 2 Inducible COX 1 Constitutiva PROSTAGLANDINAS Inflamación Infecciones PROSTAGLANDINAS Protectoras Digestivo Plaquetas Zonas de inflamación: Macrófagos T Girbes y P Jimenez AINES Piroxicam Naproxeno Coxibes Ibuprofeno FOSFOLIPIDOS DE MEMBRANA ÁCIDO ARAQUIDÓNICO DE LOS ALIMENTOS PL-A2 ácido araquidónico ENDOTOXINAS GC COX 2 Inducible COX 1 Constitutiva GC PROSTAGLANDINAS Inflamación Infecciones PROSTAGLANDINAS Protectoras Digestivo Plaquetas Zonas de inflamación: Macrófagos T Girbes y P Jimenez OH OH OH CH3 p-cresol Ahumado Café, leche, jerez, cacahuetes tostados Los cresoles se utilizan como desinfectantes, perfumes, agentes conservantes y herbicidas. Se aplican en la industria textil como agentes de limpieza. CH3 CH2 4-etil-fenol 4-vinil-fenol Madera leche, café, cacahuetes tostados Ahumado Cerveza, leche, cacahuetes tostados T Girbes y P Jimenez Madera Quemado Café, leche, carne asada palo santo (sudorífico) OH O CH3 guayacol OH O Condimento Tomate concentrado, cerezas ciruelas, aguardiente Eugenia aromaticum (clavo) CH3 eugenol T Girbes y P Jimenez Vainilla Vainilla, ron, café, espárragos cocidos, mantequilla OH O CH3 CHO pasteles, helados, dulces, crema o natillas vanillina Orquídea trepadora (liana) Climas tropicales y húmedos Vainilla: vainas verdes que se fermentan y se exponen al sol durante 2 días y guardan en sitio ventilado. Vainilla pompona (Antillas) Vainilla planifolia (México e Indonesia) Vainilla bourbon (Madagascar y Comores) Vainilla tahitensis (Tahiti) T Girbes y P Jimenez
