stringtranslate.com

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

  1. ^ Registro SciFinder , número de registro CAS 87-44-5
  2. ^ Baker, RR (2004). "La pirólisis de los ingredientes del tabaco". Revista de pirólisis analítica y aplicada . 71 (1): 223–311. doi :10.1016/s0165-2370(03)00090-1.
  3. ^ ab Ghelardini, C.; Galeotti, N.; Di Cesare Mannelli, L.; Mazzanti, G.; Bartolini, A. (2001). "Actividad anestésica local del betacariofileno". Farmaco . 56 (5–7): 387–389. doi :10.1016/S0014-827X(01)01092-8. hdl : 2158/397975 . PMID  11482764.
  4. ^ ab Ormeño, E.; Baldy, V.; Ballini, C.; Fernández, C. (septiembre de 2008). "Producción y diversidad de terpenos volátiles de plantas en suelos calcáreos y silíceos: efecto de los nutrientes del suelo". Journal of Chemical Ecology . 34 (9): 1219–1229. Bibcode :2008JCEco..34.1219O. doi :10.1007/s10886-008-9515-2. PMID  18670820. S2CID  28717342.
  5. ^ Tinseth, G. (enero-febrero de 1993). "Aroma y sabor del lúpulo". Técnicas de elaboración de cerveza . Consultado el 21 de julio de 2010 .
  6. ^ ab Jirovetz, L.; Buchbauer, G.; Ngassoum, MB; Geissler, M. (noviembre de 2002). "Análisis de compuestos aromáticos de aceites esenciales de Piper nigrum y Piper guineense de Camerún mediante microextracción en fase sólida-cromatografía de gases, microextracción en fase sólida-cromatografía de gases-espectrometría de masas y olfatometría". Journal of Chromatography A . 976 (1–2): 265–275. doi :10.1016/S0021-9673(02)00376-X. PMID  12462618.
  7. ^ ab Ceccarelli, Ilaria; Fiorenzani, Paolo; Pessina, Federica; Pinassi, Jessica; Aglianò, Margherita; Miragliotta, Vincenzo; Aloisi, Anna Maria (18 de agosto de 2020). "El agonista CB2 β-cariofileno en ratas macho y hembra expuestas a un modelo de dolor inflamatorio persistente". Fronteras en Neurociencia . 14 : 850. doi : 10.3389/fnins.2020.00850 . PMC 7461959 . PMID  33013287. 
  8. ^ Alberti, Thaís Barbosa; Barbosa, Wagner Luiz Ramos; Vieira, José Luiz Fernández; Raposo, Nádia Rezende Barbosa; Dutra, Rafael Cypriano (1 de abril de 2017). "(-) -β-cariofileno, un fitocannabinoide selectivo del receptor CB2, suprime la parálisis motora y la neuroinflamación en un modelo murino de esclerosis múltiple". Revista Internacional de Ciencias Moleculares . 18 (4): 691. doi : 10.3390/ijms18040691 . PMC 5412277 . PMID  28368293. 
  9. ^ Hashiesh, Hebaallah Mamdouh; Sharma, Charu; Goyal, Sameer N.; Sadek, Bassem; Jha, Niraj Kumar; Kaabi, Juma Al; Ojha, Shreesh (1 de agosto de 2021). "Una revisión centrada en las propiedades farmacológicas selectivas del receptor CB2 y el potencial terapéutico del β-cariofileno, un cannabinoide dietético". Biomedicina y farmacoterapia . 140 : 111639. doi : 10.1016/j.biopha.2021.111639 . PMID  34091179. S2CID  235362290.
  10. ^ Russo, Ethan B.; Marcu, Jahan (2017). "Farmacología del cannabis: los sospechosos habituales y algunas pistas prometedoras". Farmacología de cannabinoides . Avances en farmacología. Vol. 80. págs. 67–134. doi :10.1016/bs.apha.2017.03.004. ISBN 978-0-12-811232-8. Número de identificación personal  28826544.
  11. ^ Bow, Eric W.; Rimoldi, John M. (28 de junio de 2016). "Las relaciones estructura-función de los cannabinoides clásicos: modulación CB1/CB2". Perspectivas en química medicinal . 8 : 17–39. doi :10.4137/PMC.S32171. PMC 4927043 . PMID  27398024. 
  12. ^ Zhou, Wenliang; Yang, Shilong; Li, Bowen; Nie, Yonggang; Luo, Anna; Huang, Guangping; Liu, Xuefeng; Lai, Ren; Wei, Fuwen (22 de diciembre de 2020). «Por qué los pandas gigantes salvajes se revuelcan con frecuencia en estiércol de caballo». Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 117 (51): 32493–32498. Bibcode :2020PNAS..11732493Z. doi : 10.1073/pnas.2004640117 . PMC 7768701 . PMID  33288697. 
  13. ^ Blowman, K.; Magalhães, M.; Lemos, MF; Cabral, C.; Pires, IM (2018). "Propiedades anticancerígenas de los aceites esenciales y otros productos naturales". Medicina complementaria y alternativa basada en evidencias . 2018 : 1–12. doi : 10.1155/2018/3149362 . PMC: 5889900. PMID :  29765461. 
  14. ^ "Antecedentes de la nominación: beta-cariofileno (CASRN: 87-44-5)" (PDF) .
  15. ^ ab "CFR - Código de Regulaciones Federales Título 21".
  16. ^ Schmitt, D.; Levy, R.; Carroll, B. (2016). "Evaluación toxicológica del aceite de β-cariofileno". Revista Internacional de Toxicología . 35 (5): 558–567. doi : 10.1177/1091581816655303 . PMID  27358239. S2CID  206689471.
  17. ^ "β-Cariofileno - SDS" . Consultado el 18 de abril de 2024 .
  18. ^ "Aceite de canela - Ficha técnica" (PDF) . Consultado el 18 de abril de 2024 .
  19. ^ Corey, EJ; Mitra, RB; Uda, H. (1964). "Síntesis total de d , l -cariofileno y d , l -isocariofileno". Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 86 (3): 485–492. doi :10.1021/ja01057a040.
  20. ^
    •  • Asakawa, Y.; Taira, Z.; Takemoto, T.; Ishida, T.; Kido, M.; Ichikawa, Y. (junio de 1981). "Análisis de la estructura cristalina de rayos X del óxido de 14-hidroxicariofileno, un nuevo metabolito del (—) -cariofileno, en conejos". Revista de Ciencias Farmacéuticas . 70 (6): 710–711. doi :10.1002/jps.2600700642. PMID  7252830. S2CID  38358882.
    •  • Adams, TB; Gavin, C. Lucas; McGowen, MM; Waddell, WJ; Cohen, SM; Feron, VJ; Marnett, LJ; Munro, IC; Portoghese, PS; Rietjens, IMCM; Smith, RL (2011). "La evaluación FEMA GRAS de hidrocarburos terpénicos alifáticos y aromáticos utilizados como ingredientes de sabor". Toxicología alimentaria y química . 49 (10). Elsevier BV : 2471–2494. doi :10.1016/j.fct.2011.06.011. ISSN  0278-6915. PMID  21726592. S2CID  207734236.
    •  • Ishida, Takashi (2005). "Biotransformación de terpenoides por mamíferos, microorganismos y células cultivadas en plantas". Química y biodiversidad . 2 (5). John Wiley & Sons, Inc (Sociedad química suiza): 569–590. doi :10.1002/cbdv.200590038. ISSN  1612-1872. PMID  17192005. S2CID  22213646.
  21. ^ "Óxido de cariofileno – C15H24O". PubChem . Consultado el 8 de septiembre de 2016 .
  22. ^ Yang, Depo; Michel, Laura; Chaumont, Jean-Pierre; Millet-Clerc, Joëlle (1999). "Uso de óxido de cariofileno como agente antifúngico en un modelo experimental in vitro de onicomicosis". Mycopathologia . 148 (2): 79–82. doi :10.1023/a:1007178924408. PMID  11189747. S2CID  24242933.
  23. ^ Russo, Ethan B (agosto de 2011). "Taming THC: sinergia potencial del cannabis y efectos de séquito de fitocannabinoides y terpenoides: Efectos de séquito de fitocannabinoides y terpenoides". British Journal of Pharmacology . 163 (7): 1344–1364. doi :10.1111/j.1476-5381.2011.01238.x. PMC 3165946 . PMID  21749363. 
  24. ^ Stahl, E.; Kunde, R. (1973). "Die Leitsubstanzen der Haschisch-Suchhunde" [Las sustancias rastreadoras de los perros que buscan hachís]. Kriminalistik (en alemán). 27 : 385–389.
  25. ^ Wiley, Jenny L.; Marusich, Julie A.; Blough, Bruce E.; Namjoshi, Ojas; Brackeen, Marcus; Akinfiresoye, Luli R.; Walker, Teneille D.; Prioleau, Cassandra; Barrus, Daniel G.; Gamage, Thomas F. (junio de 2024). "Evaluación de los efectos cannabimiméticos de cannabinoides y terpenoides menores seleccionados en ratones". Progreso en neuropsicofarmacología y psiquiatría biológica . 132 : 110984. doi : 10.1016/j.pnpbp.2024.110984. PMID  38417478. S2CID  267941924.
  26. ^ Mediavilla, V.; Steinemann, S. "Aceite esencial de cepas de Cannabis sativa L." Asociación Internacional del Cáñamo . Consultado el 11 de julio de 2008 .
  27. ^ Singh, G.; Marimuthu, P.; De Heluani, CS; Catalan, CA (enero de 2006). "Actividades antioxidantes y biocidas del aceite esencial de Carum nigrum (semilla), oleorresina y sus componentes seleccionados". Journal of Agricultural and Food Chemistry . 54 (1): 174–181. doi :10.1021/jf0518610. hdl : 11336/99544 . PMID  16390196.
  28. ^ Alma, M. Hakki; Ertaş, Murat; Nitz, Siegfrie; Kollmannsberger, Hubert (23 de mayo de 2007). "Composición química y contenido de aceite esencial de la yema del clavo turco cultivado (Syzygium aromaticum L.)". BioResources . 2 (2): 265–269. doi : 10.15376/biores.2.2.265-269 .
  29. ^ Wang, Guodong; Tian, ​​Li; Aziz, Naveed; Broun, Pierre; Dai, Xinbin; He, Ji; King, Andrew; Zhao, Patrick X.; Dixon, Richard A. (6 de noviembre de 2008). "Biosíntesis de terpenos en los tricomas glandulares del lúpulo". Fisiología vegetal . 148 (3): 1254–1266. doi :10.1104/pp.108.125187. PMC 2577278 . PMID  18775972. 
  30. ^ Bernotienë, G.; Nivinskienë, O.; Butkienë, R.; Mockutë, D. (2004). "Composición química de los aceites esenciales de lúpulo (Humulus lupulus L.) que crecen de forma silvestre en Auktaitija" (PDF) . Chemija . 2, 4 : 31–36. Archivado desde el original (PDF) el 7 de marzo de 2023 . Consultado el 6 de septiembre de 2010 .
  31. ^ Zheljazkov, VD; Cantrell, CL; Tekwani, B.; Khan, SI (enero de 2008). "Contenido, composición y bioactividad de los aceites esenciales de tres genotipos de albahaca en función de la cosecha". Journal of Agricultural and Food Chemistry . 56 (2): 380–5. doi :10.1021/jf0725629. PMID  18095647.
  32. ^ Vasconcelos Silva, MG; Abreu Matos, FJ; Oliveira Lopes, PR; Oliveira Silva, F.; Tavares Holanda, M. (2 de agosto de 2004). Cragg, GM; Bolzani, VS ; Rao, GSRS (eds.). "Composición de aceites esenciales de tres especies de Ocimum obtenidos por destilación con vapor y microondas y extracción con CO2 supercrítico". Arkivoc . 2004 (6): 66–71. doi : 10.3998/ark.5550190.0005.609 . hdl : 2027/spo.5550190.0005.609 .
  33. ^ Harvala C, Menounos P, Argyriadou N (febrero de 1987). "Aceite esencial de Origanum dictamnus ". Planta Médica . 53 (1): 107–109. doi :10.1055/s-2006-962640. PMID  17268981. S2CID  260278580.
  34. ^ Calvo Irabién, LM; Yam-Puc, JA; Dzib, G.; Escalante Erosa, F.; Peña Rodríguez, LM (julio de 2009). "Efecto del secado poscosecha sobre la composición del aceite esencial de orégano mexicano ( Lipia graveolens )". Revista de hierbas, especias y plantas medicinales . 15 (3): 281–287. doi :10.1080/10496470903379001. S2CID  86208062.
  35. ^ Mockutė, D.; Bernotienė, G.; Judžentienė, A. (mayo de 2001). "El aceite esencial de Origanum vulgare L. ssp. vulgare que crece de forma silvestre en el distrito de Vilnius (Lituania)". Fitoquímica . 57 (1): 65–69. Bibcode :2001PChem..57...65M. doi :10.1016/s0031-9422(00)00474-x. PMID  11336262.
  36. ^ Prashar, A.; Locke, IC; Evans, CS (2004). "Citotoxicidad del aceite de lavanda y sus principales componentes para las células de la piel humana". Proliferación celular . 37 (3): 221–229. doi :10.1111/j.1365-2184.2004.00307.x. PMC 6496511 . PMID  15144499. 
  37. ^ Umezu, T.; Nagano, K.; Ito, H.; Kosakai, K.; Sakaniwa, M.; Morita, M. (diciembre de 2006). "Efectos anticonflicto del aceite de lavanda e identificación de sus componentes activos". Farmacología, bioquímica y comportamiento . 85 (4): 713–721. doi :10.1016/j.pbb.2006.10.026. PMID  17173962. S2CID  21779233.
  38. ^ Kaul, Pran N; Bhattacharya, Arun K; Rajeswara Rao, Bhaskaruni R; Syamasundar, Kodakandla V; Ramesh, Srinivasaiyer (1 de enero de 2003). "Componentes volátiles de aceites esenciales aislados de diferentes partes de canela ( Cinnamomum zeylanicum Blume)". Revista de Ciencias de la Alimentación y la Agricultura . 83 (1): 53–55. Código Bib : 2003JSFA...83...53K. doi :10.1002/jsfa.1277.
  39. ^ Ahmed, Aftab; Choudhary, M. Iqbal; Farooq, Afganistán; Demirci, Betül; Demirci, Fatih; Başer, K. Hüsnü Can (2000). "Constituyentes del aceite esencial de la especia Cinnamomum tamala (Ham.) Nees & Eberm". Diario de sabores y fragancias . 15 (6): 388–390. doi : 10.1002/1099-1026(200011/12)15:6<388::AID-FFJ928>3.0.CO;2-F .
  40. ^ Leandro, Lidiam Maia; de Sousa Vargas, Fabiano; Barbosa, Paula Cristina Souza; Neves, Jamilly Kelly Oliveira; da Silva, José Alexsandro; da Veiga-Junior, Valdir Florêncio (30 de marzo de 2012). "Química y actividades biológicas de los terpenoides de oleorresinas de Copaiba (Copaifera spp.)". Moléculas . 17 (4): 3866–3889. doi : 10,3390/moléculas17043866 . PMC 6269112 . PMID  22466849. 
  41. ^ Sousa, João Paulo B.; Brancalión, Ana PS; Souza, Ariana B.; Turatti, Izabel CC; Ambrósio, Sergio R.; Furtado, Niege AJC; Lopes, Norberto P.; Bastos, Jairo K. (marzo de 2011). "Validación de un método de cromatografía de gases para cuantificar sesquiterpenos en aceites de copaiba". Revista de análisis farmacéutico y biomédico . 54 (4): 653–659. doi : 10.1016/j.jpba.2010.10.006 . PMID  21095089.
  42. ^ Yang, Jianming; Li, Zhengfeng; Guo, Lizhong; Du, Juan; Bae, Hyeun-Jong (diciembre de 2016). "Biosíntesis de β-cariofileno, un nuevo precursor de biocombustible de alta densidad basado en terpenos, utilizando Escherichia coli modificada genéticamente ". Energía renovable . 99 : 216–223. doi :10.1016/j.renene.2016.06.061.
  43. ^ Convención de la Farmacopea de los Estados Unidos. «Revisiones de la FCC, primer suplemento». Archivado desde el original el 5 de julio de 2010. Consultado el 29 de junio de 2009 .
  44. ^ Therapeutic Goods Administration . «Sustancias químicas» (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 22 de abril de 2011. Consultado el 29 de junio de 2009 .