Los alcaloides esteroides tienen el esqueleto esteroide básico con grupos funcionales a base de nitrógeno unidos al esqueleto. Más concretamente, se distinguen por su esqueleto de ciclopentanoperhidrofenantreno tetracíclico que marca su estrecha relación con los esteroles . [1] Se dividen en dos categorías principales: alcaloides de Solanum y alcaloides de Veratrum. [1] También se ha encontrado un alcaloide esteroide en Chonemorpha fragrans (vid Frangipani), la 'conemorfina' se usó para tratar infecciones intestinales en ratas Wistar . (Chatterjee DK et al (1987) Parasitol Res 74, 1, 30-33). [2]
La familia de alcaloides de las apocynaceae se puede clasificar según su estructura principal, que puede incluir la estructura principal 5α-pregnano, Δ 5 -pregnano o conanina. Normalmente, estos alcaloides presentan un grupo amino o un compuesto de oxígeno en el tercer átomo de carbono. Un ejemplo ilustrativo es la latifolinina, que se deriva del esqueleto de conanina. Esta estructura distintiva se caracteriza por un anillo de cinco miembros formado por un grupo amino unido a los átomos de carbono 18 y 20. [3] [4] [5]
Latifolinina es un compuesto que está presente de forma natural en la corteza de Funtumia latifolia . Además, las hojas de esta planta contienen otros dos compuestos, a saber, funtumin y funtumidin. Estos compuestos pertenecen a la familia de alcaloides esteroides Apocynaceae y comparten la estructura principal de 5α-pregnan. [4]
Las batracotoxinas son neurotoxinas que se encuentran naturalmente en la superficie dérmica de las ranas dardo venenosas . La foto muestra el Phyllobates terribilis . [7] Las batracotoxinas comparten una base estructural con los pregnanos , que constan de 21 átomos de carbono, y se distinguen por el grupo amino unido al átomo de carbono 18, ejemplificado por la batracotoxina A (ver imagen). [7] [3]
Las bufotoxinas llevan el nombre del género Bufo . Las α-piranonas del átomo de carbono 17 son específicas de las bufotoxinas. La bufotoxina que se muestra aquí es un derivado de esterano con una α-piranona en el átomo de carbono 17 y un ácido succínico esterificado en el átomo de carbono 3 con arginina unida. [9]
Los alcaloides esteroides de Buxus están presentes en las hojas del boj común ( Buxus sempervirens ). Esta planta prospera principalmente en el sur y centro de Europa. Estos alcaloides se caracterizan por un grupo amino unido al tercer y/o vigésimo átomo de carbono. La metilación de los grupos amino puede ser parcial, completa o ausente. Los alcaloides esteroides de Buxus constituyen un grupo importante de bases, la mayoría de las cuales pueden clasificarse en tres grupos distintos.
Otro subgrupo de alcaloides esteroides Buxus posee una estructura tetracíclica. En estos compuestos, existe un enlace entre los átomos de carbono 9 y 19, formando un anillo de siete miembros (anillo B). Buxamine E sirve como ejemplo de este grupo.
El tercer grupo principal se distingue por la ausencia de átomos de carbono adicionales unidos al cuarto átomo de carbono del anillo A. Buxandonin L es un miembro ilustrativo de esta categoría.
El grupo más grande está formado por los alcaloides esteroides pentacíclicos de Buxus, que presentan una estructura central basada en 4,4,14-trimetil-9,19-ciclopregnano. La ciclobuxina D es un representante de este grupo en particular. [3]
Los alcaloides esteroides de Buxus buxamina E, buxandolina L y ciclobuxina D se encuentran en las hojas del boj común (buxus sempervirens). [13]
Los alcaloides tóxicos de la salamandra se encuentran naturalmente en organismos clasificados dentro del género Salamandra. Estos alcaloides se derivan del 3-aza- A -homo-5β-androstano. Un ejemplo notable es la samandarina (ver figura), que puede servir como alcaloide primario según la especie, aunque puede no estar presente en algunos otros organismos. Samandarin posee una estructura de oxazolidina distintiva dentro del anillo A. Además de la samandarina, existen otros alcaloides esteroides en los organismos Salamandra, como la samandaridina, la samandarona y la cicloneosamandiona. [15] [16] [17]
Estos compuestos generalmente aparecen como su correspondiente glucósido en plantas del género Solanum . [20] Solanum incluye plantas como patatas , tomates y varias solanáceas. [20] Comenzando con el colesterol, la biosíntesis de estos compuestos sigue un mecanismo general similar que incluye hidroxilación , oxidación y transaminación antes de diferenciarse. [21] Los alcaloides que se encuentran en estas plantas incluyen chaconina , solanina , solasodina , tomatidina, tomatina y solanidina . [1] El grupo Itkin ha encontrado varios de los grupos de genes biosintéticos para estos. [22] [23] En Itkin et al. 2011 e Itkin et al. 2013 encuentran varios BSG para α-tomatina en tomate y α-solanina en patata. [22] [23] Normalmente se utilizan en plantas como mecanismo de protección contra los animales. Debido a su típica actividad anticolinesterasa , pueden utilizarse como veneno contra los depredadores de las plantas. Pueden utilizarse como materiales de partida para fármacos esteroides. [1] Existen varias pruebas para identificar estos alcaloides. La prueba característica consiste en disolver el compuesto en alcohol amílico o etanol caliente y observar la formación de un producto gelatinoso a medida que la mezcla se enfría. [1]
Los alcaloides esteroides con una estructura principal de solanidan exhiben una estructura bicíclica distintiva, que reemplaza la cadena lateral del colesterol en el anillo D. Un ejemplo notable es la solanocapsina, descubierta en el arbusto coralino ( Solanum pseudocapsicum ). [24]
Otra categoría de alcaloides de solanum se basa en el esqueleto de espirosolano. En estos compuestos, el anillo E es un tetrahidrofurano al que está unida directamente una piperidina mediante un compuesto espiro. Un ejemplo de tal alcaloide esteroide es el tomatidenol, que prevalece en varias especies del género Solanum . [26]
Los alcaloides veratrum reciben su nombre de las plantas con germen blanco y verde ( Veratrum album y Veratrum viride , respectivamente). Estas plantas pertenecen a la familia Liliaceae. Entre ellos, la procevina es un caso especial, ya que presenta un átomo de nitrógeno de piperidina conectado al carbono 18.
La veratramina es un ejemplo de alcaloides esteroides veratrum, caracterizados por un sistema de anillos 22,26-epimino-14- abeo -colestano como base. [29] [30]
Veracevin es miembro del grupo de alcaloides veratrum. Sin embargo, esto ocurre en la sabadilla ( Schoenocaulon officinale ), que también pertenece a la familia de las Liliáceas. La veracevina se basa en el esqueleto cevan, en el que el anillo C es un anillo de cinco miembros en lugar de seis y el anillo D es un anillo de seis miembros. Además, sigue siendo notable el elevado número de grupos hidroxi. [29] [30]
Fieles a su nombre, los alcaloides Veratrum provienen de plantas del género Veratrum . Los alcaloides se encuentran en las raíces y rizomas de estas plantas. [35] Incluyen veratridina , ciclopamina y jervina . [20] Debido a sus acciones sobre los sistemas cardiovascular, neuromuscular y respiratorio, los alcaloides de Veratrum se han utilizado para el tratamiento de diversas afecciones como la miastenia gravis , la hipotensión y la eclampsia . [35]
Se han investigado los alcaloides esteroides por una amplia gama de bioactividades potenciales, incluidas actividades antimicrobianas , antiinflamatorias , antiestrogénicas y quimioterapéuticas [36] . Estas bioactividades son el resultado de una amplia gama de mecanismos entre diferentes compuestos. Por ejemplo, la bioactividad antimicrobiana de solasodina se logra interfiriendo con la síntesis de sustancias genéticas en Saccharomyces cerevisiae y Prototheca wickerhamii . "La solasodina inhibe la señalización del crecimiento en las algas originales de Geim" . Por otro lado, la tomatidina actúa sinérgicamente con los aminoglucósidos como antibióticos contra S. aureus . [37]
La antiinflamación se logra de manera similar con una variedad de mecanismos. La solasodina , por ejemplo, reduce la producción de interleucina-2 y -8, mientras que la tomatidina inhibe la translocación nuclear específica y la activación de JNK , además de inducir la óxido nitroso sintasa. Por último, nueve alcaloides esteroides tienen una actividad antiestrogénica significativa, mientras que siete inhiben la estrona sulfatasa . [37]
Sin embargo, además de sus beneficios terapéuticos, los alcaloides esteroides, específicamente los alcaloides veratrum, son potencialmente mortales.
Los compuestos alcaloides de Veratrum actúan uniéndose a canales iónicos de sodio dependientes de voltaje, alterando su permeabilidad. [38] Los alcaloides Veratrum hacen que los canales de sodio afectados se reactiven 1000 veces más lento que los canales no afectados. [38] Además, los alcaloides veratrum bloquean la inactivación de los canales de sodio y reducen su umbral de activación para que permanezcan abiertos incluso en potencial de reposo. [38] Como resultado, las concentraciones de sodio dentro de la célula aumentan, lo que lleva a una mayor excitabilidad nerviosa y muscular. [39] Estos canales bioquímicos provocan contracciones musculares, activación repetitiva de los nervios y un ritmo cardíaco irregular causado por la estimulación de los nervios vagales que controlan las funciones parasimpáticas del corazón, los pulmones y el tracto digestivo. [39]