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Ácido espárrago

El ácido aspárrago es un compuesto organosulfurado con la fórmula molecular C 4 H 6 O 2 S 2 y sistemáticamente denominado ácido 1,2-ditiolano-4-carboxílico. La molécula consiste en un grupo funcional disulfuro heterocíclico (un 1,2- ditiolano ) con una cadena lateral de ácido carboxílico . Se encuentra en los espárragos y se cree que es el precursor metabólico de los compuestos de azufre olorosos responsables del olor distintivo de la orina que desde hace mucho tiempo se ha asociado con el consumo de espárragos. [3] [4]

Aislamiento y biosíntesis

El material se aisló originalmente de un extracto acuoso de Asparagus officinalis , una verdura de primavera . [5] Es un derivado del compuesto orgánico disulfuro cíclico 1,2- ditiolano con un grupo funcional de ácido carboxílico unido al carbono-4 del heterociclo . Los estudios biosintéticos revelaron que el ácido asparagúsico se deriva del ácido isobutírico . [6] El ácido asparagúsico es un sólido incoloro con un punto de fusión de 75,7–76,5 °C, [2] más alto que el del ditiol correspondiente: ácido dihidroasparagúsico (o ácido γ,γ-dimercaptoisobutírico), a 59,5–60,5 °C. [7]

Síntesis de laboratorio

Se ha desarrollado una síntesis conveniente de ácido aspárragúsico a partir de un material de partida derivado de malonato de dietilo disponible comercialmente , mejorando el método anterior de Jansen. [5] El bis(hidroximetil)malonato de dietilo se trata con ácido yodhídrico para producir ácido β,β'-diyodoisobutírico después de la descarboxilación y la hidrólisis del éster (con eliminación del etanol volátil y el dióxido de carbono ). El ácido dihidroaspárragúsico, la forma reducida ( ditiol ) del ácido aspárragúsico, se produce por reacción secuencial con tritiocarbonato de sodio ( Na2CS3 ) y ácido sulfúrico ; la oxidación posterior con dimetilsulfóxido caliente produce ácido aspárragúsico. [1]

Efecto sobre la orina

A lo largo del tiempo se han registrado observaciones de que comer espárragos produce un cambio detectable en el olor de la orina . En 1702, Louis Lémery notó "un olor potente y desagradable en la orina", [8] mientras que John Arbuthnot notó que "los espárragos... afectan la orina con un olor fétido". [9] [10] Benjamin Franklin describió el olor como "desagradable", [11] mientras que Marcel Proust afirmó que los espárragos "transforman mi orinal en un frasco de perfume". [10] [12] Ya en 1891, Marceli Nencki había atribuido el olor al metanotiol . [13] [14] El olor se atribuye a una mezcla de metabolitos del ácido aspártico que contienen azufre. [3] [4] [15] [16]

El origen de la orina de los espárragos es el ácido aspárrago, una sustancia exclusiva de esta verdura. [17] [18] La mayoría de los estudios sobre los compuestos responsables del olor de la orina de los espárragos han correlacionado la aparición de los compuestos anteriores con el consumo de espárragos; aparecen tan solo 15 minutos después del consumo. [10] Sin embargo, esto no proporciona información sobre los procesos bioquímicos que conducen a su formación.

El ácido espárrago y el ácido lipoico son similares en que ambos poseen un anillo de 1,2-ditiolano con un ácido carboxílico unido a él; de hecho, se ha informado que el ácido espárrago puede sustituir al ácido lipoico en sistemas de oxidación de α-cetoácidos como el ciclo del ácido cítrico . [18] El enantiómero ( R )-(+)- del ácido α-lipoico es un cofactor en el complejo de la piruvato deshidrogenasa y es esencial para el metabolismo aeróbico . La vía de degradación del ácido lipoico ha sido bien estudiada e incluye evidencia de reducción del puente disulfuro, S -metilación y oxidación para producir sulfóxidos. [19] Transformaciones similares del ácido espárrago darían lugar a metabolitos como este detectados en la orina de los espárragos. El trabajo sintético ha confirmado la relativa facilidad de oxidación del ácido espárrago para producir S -óxidos del anillo de ditiolano. [1] La tasa de degradación parece muy variable entre sujetos; La vida media típica para la desaparición del olor es de alrededor de 4 horas con una variabilidad entre sujetos del 43,4 %. [20]

En la pequeña minoría de personas que no producen estos metabolitos después de consumir espárragos, la razón puede ser tan simple como que el ácido espárrago no es absorbido por el cuerpo desde el tracto digestivo [3] o que estos individuos lo metabolizan de tal manera que minimizan la liberación de productos volátiles que contienen azufre. [10]

Referencias

  1. ^ abc Yanagawa, H.; Kato, T.; Sagami, H.; Kitahara, Y. (1973). "Procedimiento conveniente para la síntesis de ácidos espárragos". Síntesis . 1973 (10): 607–608. doi :10.1055/s-1973-22265.
  2. ^ ab Foss, O.; Tjomsland, O. (1958). "Estructura cristalina y molecular del ácido 1,2-ditiolano-4-carboxílico". Acta Chemica Scandinavica . 12 : 1810–1818. doi : 10.3891/acta.chem.scand.12-1810 .
  3. ^ abc Mitchell, SC (2001). "Idiosincrasias alimentarias: remolacha y espárragos". Metabolismo y disposición de fármacos . 29 (4): 539–543. PMID  11259347.
  4. ^ ab Pelchat, ML; Bykowski, C.; Duke, FF; Reed, DR (2011). "Excreción y percepción de un olor característico en la orina después de la ingestión de espárragos: un estudio psicofísico y genético". Chemical Senses . 36 (1): 9–17. doi :10.1093/chemse/bjq081. PMC 3002398 . PMID  20876394. 
  5. ^ ab Jansen, EF (1948). "El aislamiento e identificación del ácido 2,2'-ditiolisobutírico del espárrago". Journal of Biological Chemistry . 176 (2): 657–664. doi : 10.1016/S0021-9258(19)52681-3 . PMID  18889921.
  6. ^ Parry, RJ; Mizusawa, AE; Chiu, IC; Naidu, MV; Ricciardone, M. (1985). "Biosíntesis de compuestos de azufre. Investigaciones de la biosíntesis del ácido aspártico". Revista de la Sociedad Química Americana . 107 (8): 2512–2521. doi :10.1021/ja00294a051.
  7. ^ Singh, R.; Whitesides, GM (1990). "Comparaciones de las constantes de velocidad para el intercambio de tiolato-disulfuro en agua y en disolventes apróticos polares utilizando el análisis dinámico de la forma de línea de RMN de 1 H". Journal of the American Chemical Society . 112 (3): 1190–1197. doi :10.1021/ja00159a046.
  8. ^ McGee, H. (2007). Sobre la comida y la cocina: la ciencia y la tradición de la cocina (edición ilustrada). Simon and Schuster . p. 315. ISBN 9781416556374.
  9. ^ Arbuthnot, J. (1735). Un ensayo sobre la naturaleza de los alimentos y su elección según las diferentes constituciones de los cuerpos humanos: en el que se explican los diferentes efectos, ventajas y desventajas de la dieta animal y vegetal (3.ª ed.). Londres: Jacob Tonson . pág. 64. Un ensayo sobre la naturaleza de las dolencias.
  10. ^ abcd Stromberg, J. (3 de mayo de 2013). "Por qué los espárragos hacen que la orina huela mal". smithsonian.com . Consultado el 19 de junio de 2016 .
  11. ^ Franklin, Benjamin (1781). Japikse, Carl (ed.). Fart Proudly: Writings of Benjamin Franklin You Never Read in School (Ed. revisada). ISBN 9780898048018.
  12. ^ Proust, Marcel (1988). Du côté de chez Swann (en francés). Gallimard . cambiador mon pot de chambre en un jarrón de parfum
  13. ^ Nencki, M. (1891). "Ueber das vorkommen von methylmercaptan im menschlichen harn nach spargelgenuss". Archivo para experimentos de patología y farmacología . 28 (3): 206–209. doi :10.1007/BF01824333. S2CID  26430677.
  14. ^ Más rico, C.; Decker, N.; Belín, J.; Imbs, JL; Montastruc, JL; Giudicelli, JF (1989). "Orina maloliente en el hombre después de los espárragos". Revista británica de farmacología clínica . 27 (5): 640–641. doi :10.1111/j.1365-2125.1989.tb03431.x. PMC 1379934 . PMID  2757887. 
  15. ^ White, RH (1975). "Presencia de tioésteres de S -metilo en orinas de humanos después de haber comido espárragos". Science . 189 (4205): 810–811. Bibcode :1975Sci...189..810W. doi :10.1126/science.1162354. PMID  1162354.
  16. ^ Waring, RH; Mitchell, SC; Fenwick, GR (1987). "La naturaleza química del olor urinario producido por el hombre después de la ingestión de espárragos". Xenobiotica . 17 (11): 1363–1371. doi :10.3109/00498258709047166. PMID  3433805.
  17. ^ Mitchell, SC (2013). "Espárragos, olor urinario y ácido 1,2-ditiolano-4-carboxílico". Perspectivas en biología y medicina . 56 (3): 341–351. doi :10.1353/pbm.2013.0031. PMID  24375116. S2CID  20606694.
  18. ^ ab Mitchell, SC; Waring, RH (2014). "Ácido asparagúsico". Fitoquímica . 97 : 5–10. Código Bibliográfico :2014PChem..97....5M. doi :10.1016/j.phytochem.2013.09.014. PMID  24099657.
  19. ^ Schupke, H.; Hempel, R.; Peter, G.; Hermann, R.; Wessel, K.; Engel, J.; Kronbach, T. (2001). "Nuevas vías metabólicas del ácido α-lipoico". Metabolismo y disposición de fármacos . 29 (6): 855–862. PMID  11353754.
  20. ^ van Hasselt, JGC; Elassaiss-Schaap, J.; Ramamoorthy, A.; Sadler, BM; Kasichayanula, S.; Edwards, Y.; van der Graaf, PH; Zhang, L.; Wagner, JA (2016). "La prueba está en la orina: cinética del olor urinario de los espárragos en la población". PÁGINA: Resúmenes de la Reunión Anual del Grupo de Enfoque Poblacional en Europa . 25 . ISSN  1871-6032 . Consultado el 7 de julio de 2016 .

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