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Cariofileno

El cariofileno ( / ˌkær i oʊˈfɪl iːn / ), más formalmente (−)-β-cariofileno ( BCP ), es un sesquiterpeno bicíclico natural que es un componente de muchos aceites esenciales , especialmente el aceite de clavo, el aceite de los tallos y flores de Syzygium aromaticum (clavo), [3] el aceite esencial de Cannabis sativa , copaiba , romero , [4] y lúpulo . [5] Por lo general, se encuentra como una mezcla con isocariofileno (el isómero de doble enlace cis ) y α-humuleno (nombre obsoleto: α-cariofileno), un isómero de anillo abierto. El cariofileno es notable por tener un anillo de ciclobutano , así como un doble enlace trans en un anillo de 9 miembros, ambas rarezas en la naturaleza.

El cariofileno es uno de los compuestos químicos que contribuyen al aroma de la pimienta negra . [6]

Farmacología

El β-cariofileno actúa como un agonista completo del receptor cannabinoide tipo 2 (receptor CB 2 ) en ratas. [7] El β-cariofileno tiene una afinidad de unión de K i = 155 nM en los receptores CB 2 en ratones. [8] Se ha demostrado que el β-cariofileno tiene una acción antiinflamatoria vinculada a su actividad del receptor CB 2 en un estudio que comparó los efectos analgésicos en ratones con y sin receptores CB 2 con el grupo de ratones sin receptores CB 2 que vieron poco beneficio en comparación con los ratones con receptores CB 2 funcionales . [7] El β-cariofileno tiene la actividad cannabinoide más alta en comparación con el isómero de anillo abierto α-cariofileno humuleno que puede modular la actividad CB 2 . [9] Para comparar la unión, el cannabinol (CBN) se une a los receptores CB 2 como un agonista parcial con una afinidad de Ki = 126,4 nM, [10] mientras que el delta-9- tetrahidrocannabinol se une a los receptores CB 2 como un agonista parcial con una afinidad de Ki = 36 nM. [11]

El cariofileno ayuda a mejorar la tolerancia al frío a bajas temperaturas ambientales. Los pandas gigantes salvajes se revuelcan con frecuencia en estiércol de caballo, que contiene β-cariofileno/óxido de cariofileno, para inhibir el receptor de potencial transitorio de melastatina 8 (TRPM8), un canal iónico activado por el frío arquetípico de los mamíferos. [12]

En un estudio in vitro sobre adenocarcinoma colorrectal humano, el β-cariofileno utilizado solo no inhibió el crecimiento de células cancerosas, pero una combinación de β-cariofileno 10 μg/ml y paclitaxel 0,025 μg/ml resultó en una inhibición del crecimiento de células cancerosas del 189 % (en comparación con el paclitaxel utilizado solo). [13]

Seguridad

La FDA ha otorgado al cariofileno la designación de generalmente reconocido como seguro (GRAS) y lo ha aprobado para su uso como aditivo alimentario, generalmente como aromatizante. [14] [15] Las ratas a las que se les administró hasta 700 mg/kg por día durante 90 días no produjeron ningún efecto tóxico significativo. [16] El cariofileno tiene una DL50 de 5000 mg/kg en ratones. [17] [18]

Química

La primera síntesis total de cariofileno en 1964 por EJ Corey fue considerada una de las demostraciones clásicas de las posibilidades de la química orgánica sintética en ese momento. [19]

Metabolismo y derivados

El óxido de 14-hidroxicariofileno ( C 15 H 24 O 2 ) se aisló de la orina de conejos tratados con (−)-cariofileno (C 15 H 24 ). Se ha informado sobre la estructura cristalina de rayos X del 14-hidroxicariofileno (como su derivado de acetato ). [20]

El metabolismo del cariofileno progresa a través del óxido de (−)-cariofileno (C 15 H 24 O) ya que este último compuesto también produjo 14-hidroxicariofileno (C 15 H 24 O) como metabolito . [21]

Cariofileno (C 15 H 24 ) → óxido de cariofileno (C 15 H 24 O) → 14-hidroxicariofileno (C 15 H 24 O) → óxido de 14-hidroxicariofileno ( C 15 H 24 O 2 ).

El óxido de cariofileno, [22] en el que el grupo alqueno del cariofileno se ha convertido en un epóxido , es el componente responsable de la identificación del cannabis por parte de los perros detectores de drogas [23] [24] y también es un aditivo alimentario aprobado, a menudo como saborizante. [15] El óxido de cariofileno puede tener una actividad cannabinoide insignificante. [25]

Fuentes naturales

La cantidad aproximada de cariofileno en el aceite esencial de cada fuente se indica entre corchetes ( [ ] ):

Biosíntesis

El cariofileno es un sesquiterpeno común entre las especies vegetales. Se biosintetiza a partir de los precursores terpénicos comunes, el pirofosfato de dimetilalilo (DMAPP) y el pirofosfato de isopentenilo (IPP). Primero, las unidades individuales de DMAPP e IPP reaccionan a través de una reacción de tipo S N 1 con pérdida de pirofosfato , catalizada por la enzima GPPS2, para formar pirofosfato de geranilo (GPP). Este reacciona además con una segunda unidad de IPP, también a través de una reacción de tipo S N 1 catalizada por la enzima IspA, para formar pirofosfato de farnesilo (FPP). Finalmente, el FPP sufre una ciclización intramolecular catalizada por la enzima QHS1 para formar cariofileno. [42]

Biosíntesis del cariofileno

Estado compendial

Notas y referencias

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