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Dieta de isótopos pesados

Estructuras químicas del linoleato de etilo —natural (arriba) y su versión deuterada 11,11-D 2 -linoleato de etilo . Los átomos de hidrógeno del protio (H) se muestran explícitamente cuando se reemplazan por átomos de deuterio (D).

La dieta de isótopos pesados ​​es el consumo de nutrientes en el que algunos átomos se reemplazan con sus isótopos no radiactivos más pesados , como el deuterio ( 2 H) o el carbono pesado ( 13 C). Las biomoléculas que incorporan isótopos más pesados ​​dan lugar a estructuras moleculares más estables en determinadas circunstancias, lo que se plantea como una hipótesis que aumenta la resistencia al daño asociado con el envejecimiento [1] o las enfermedades. [2] [3]

Los medicamentos con algunos átomos de hidrógeno sustituidos con deuterio se denominan fármacos deuterados , mientras que las sustancias que son nutrientes esenciales pueden utilizarse como constituyentes de los alimentos, lo que hace que estos sean "isotópicos". Consumidos con los alimentos, estos nutrientes se convierten en material de construcción para el cuerpo. Los ejemplos son los ácidos grasos poliinsaturados deuterados , los aminoácidos esenciales [4] , bases de ADN como la citosina [5] o el agua pesada y la glucosa [6] .

Mecanismo sugerido

Uno de los tipos de daño oxidativo más pernicioso e irreparable infligido por las especies reactivas de oxígeno (ROS) sobre las biomoléculas implica la ruptura del enlace carbono-hidrógeno (abstracción de hidrógeno). Curiosamente, las biomoléculas más dañadas por este tipo de daño pertenecen al grupo de nutrientes esenciales (10 de los 20 aminoácidos; nucleósidos en ciertas condiciones (condicionalmente esenciales); todos los ácidos grasos poliinsaturados ). En teoría, reemplazar el hidrógeno con deuterio "refuerza" el enlace debido al efecto isotópico cinético , y dichas biomoléculas reforzadas absorbidas por el cuerpo serán más resistentes a las ROS. [7]

Ácidos grasos omega-6 deuterados para humanos con enfermedades degenerativas

La empresa Retrotope fue pionera en el desarrollo de una fuente de éster etílico del ácido linoleico di-deuterado del ácido graso omega-6 deuterado ( RT001 ) como aditivo alimentario para el posible tratamiento de enfermedades neurodegenerativas como la ataxia de Friedreich y la distrofia neuroaxonal infantil . La FDA le ha otorgado la designación de medicamento huérfano y ha superado los ensayos clínicos de fase I/II (a fecha de 2018). [8]

Véase también

Referencias

  1. ^ "El hidrógeno pesado mantiene la levadura con buen aspecto".
  2. ^ Tsikas, Dimitrios (2017). "Combatir la aterosclerosis con PUFA pesados: el deuterón, no el protón, es el primero". Ateroesclerosis . 264 : 79–82. doi :10.1016/j.atherosclerosis.2017.07.018. PMID  28756876.
  3. ^ "Dieta de deuterio". Química e industria . 84 (9): 30–33. 2020. doi :10.1002/cind.849_7.x. S2CID  240909784.
  4. ^ Korneenko, Tatyana V; Pestov, Nikolay B; Hurski, Alaksiej L; Fedarkevich, Artsiom M; Shmanai, Vadim V; Brenna, J. Thomas; Shchepinov, Mikhail S (2017). "Un fuerte efecto isotópico de desarrollo en Caenorhabditis elegans inducido por lisina 5,5-deuterada". Amino Acids . 49 (5): 887–894. doi :10.1007/s00726-017-2386-5. PMID  28161800. S2CID  625937.
  5. ^ Woodcock, Clayton B; Ulashchik, Egor A; Poopeiko, Nikolai E; Shmanai, Vadim V; Reich, Norbert O; Shchepinov, Mikhail S (2016). "Manipulación racional de la metilación del ADN mediante el uso de citosina reforzada isotópicamente". ChemBioChem . 17 (21): 2018–2021. doi :10.1002/cbic.201600393. PMID  27595234. S2CID  19507501.
  6. ^ Li, Xiyan; Snyder, Michael P (2016). "La longevidad de la levadura se promueve al revertir la disminución asociada al envejecimiento en el contenido de isótopos pesados". npj Aging and Mechanisms of Disease . 2 : 16004. doi :10.1038/npjamd.2016.4. PMC 5515009 . PMID  28721263. 
  7. ^ Shchepinov, Mikhail S (2007). "Especies reactivas de oxígeno, efecto isotópico, nutrientes esenciales y mayor longevidad". Investigación sobre rejuvenecimiento . 10 (1): 47–59. doi :10.1089/rej.2006.0506. PMID  17378752.
  8. ^ Schmidt, Charles (2017). "Primer fármaco deuterado aprobado". Nature Biotechnology . 35 (6): 493–494. doi :10.1038/nbt0617-493. PMID  28591114. S2CID  205269152.

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