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Alcaloide esteroide

Estructura química de la solanidina , un alcaloide esteroide que se encuentra en las patatas.

Los alcaloides esteroides tienen un esqueleto esteroide básico con grupos funcionales basados ​​en nitrógeno unidos al esqueleto. Más específicamente, se distinguen por su esqueleto tetracíclico de ciclopentanoperhidrofenantreno 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 'chonemorfina' se utilizó para tratar infecciones intestinales en ratas Wistar . (Chatterjee DK et al (1987) Parasitol Res 74, 1, 30-33). [2]

Ejemplos

Alcaloides esteroides de Apocynaceae

La familia de alcaloides de las apocináceas se puede clasificar en función de la estructura de su cadena principal, que puede incluir la cadena principal de 5α-pregnano, Δ 5 -pregnano o conanina. Por lo general, 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 de la cadena principal 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]

La latifolinina es un compuesto que se encuentra naturalmente presente en la corteza de Funtumia latifolia . Además, las hojas de esta planta contienen otros dos compuestos, a saber, funtumina y funtumidina. Estos compuestos pertenecen a la familia de alcaloides esteroides de Apocynaceae y comparten la estructura de la cadena principal de 5α-pregnan. [4]

Batracotoxinas

Las batracotoxinas son neurotoxinas que se encuentran de forma natural en la superficie dérmica de las ranas venenosas . La foto muestra a Phyllobates terribilis . [7] Las batracotoxinas comparten una base estructural con las pregnanas , que constan de 21 átomos de carbono, y se distinguen por el grupo amino unido al átomo de carbono número 18, ejemplificado por la batracotoxina A (ver imagen). [7] [3]

Bufotoxinas

Las bufotoxinas reciben su nombre del género Bufo . Las α-piranonas en el átomo de carbono 17 son específicas de las bufotoxinas. La bufotoxina que se muestra aquí es un derivado del esterano con una α-piranona en el átomo de carbono 17 y un ácido succínico esterificado en el tercer átomo de carbono con arginina unida. [9]

Alcaloides esteroides del buxus

Los alcaloides esteroides del boj 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 del boj constituyen un grupo sustancial de bases, la mayoría de las cuales se pueden clasificar en tres grupos distintos.

Otro subgrupo de alcaloides esteroides de 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). La Buxamina E es un 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. La buxandonina L es un miembro ilustrativo de esta categoría.

El grupo más numeroso está formado por alcaloides esteroides pentacíclicos del Buxus, cuya estructura básica está 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]

Alcaloides de la salamandra

Los alcaloides tóxicos de la salamandra se encuentran de forma natural en organismos clasificados dentro del género Salamandra. Estos alcaloides se derivan del 3-aza- A -homo-5β-androstano. Un ejemplo notable es la samandarina (véase la figura), que puede servir como alcaloide primario dependiendo de la especie, aunque puede no estar presente en absoluto en otros organismos. La samandarina posee una estructura distintiva de oxazolidina 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]

Solanumalcaloides

Estos compuestos generalmente aparecen como su glicósido correspondiente 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 encontrados en estas plantas incluyen chaconina , solanina , solasodina , tomatidina, tomatina y solanidina . [1] El grupo de 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 animales. Debido a su actividad anticolinesterásica típica , pueden utilizarse como venenos contra los depredadores de las plantas. Pueden emplearse como materia prima para la fabricación de fármacos esteroides. [1] Existen diversas 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]

Esqueleto de solanida

Los alcaloides esteroides con una cadena principal de solanidan presentan una estructura bicíclica distintiva, que reemplaza la cadena lateral de colesterol en el anillo D. Un ejemplo notable es la solanocapsina, como se descubrió en el arbusto de coral ( Solanum pseudocapsicum ). [24]

Estructura principal del espirosolano

Otra categoría de alcaloides de Solanum se basa en el esqueleto de espirosolano. En estos compuestos, el anillo E es un tetrahidrofurano al que se une directamente una piperidina a través de un compuesto espiro. Un ejemplo de un alcaloide esteroide de este tipo es el tomatideno, que prevalece en varias especies dentro del género Solanum . [26]

Alcaloides del veratrum

Alcaloides de Veratrum del perifollo blanco/verde

Los alcaloides del veratrum derivan su nombre de las plantas de germen blanco y verde ( Veratrum album y Veratrum viride , respectivamente). Estas plantas pertenecen a la familia Liliaceae. Entre ellas, 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 de veratrum, caracterizados por un sistema de anillo 22,26-epimino-14- abeo -colestano como base. [29] [30]

Alcaloides de Veratrum de Sabadill

La veracevina es un miembro del grupo de los alcaloides del veratrum. Sin embargo, esto ocurre en la sabadilla ( Schoenocaulon officinale ), que también pertenece a la familia Liliaceae. La veracevina se basa en el esqueleto de cevan, en el que el anillo C es un anillo de cinco miembros en lugar de seis miembros y el anillo D es un anillo de seis miembros. Además, el alto número de grupos hidroxilo sigue siendo notable. [29] [30]

Alcaloides del veratrum

Fieles a su nombre, los alcaloides de 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 en los sistemas cardiovascular, neuromuscular y respiratorio, los alcaloides de Veratrum se han utilizado para el tratamiento de diversas afecciones como miastenia gravis , hipotensión y eclampsia . [35]

Bioactividad

Los alcaloides esteroides han sido investigados por una amplia gama de bioactividades potenciales, incluyendo actividad antimicrobiana , antiinflamatoria , antiestrogénica y quimioterapéutica [36] . Estas bioactividades son el resultado de una amplia gama de mecanismos en diferentes compuestos. Por ejemplo, la bioactividad antimicrobiana de la solasodina se logra al interferir con la síntesis de sustancias genéticas en Saccharomyces cerevisiae y Prototheca wickerhamii . La solasodina inhibe la señalización de crecimiento en el alga original de Geim . Por otro lado, la tomatidina trabaja 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, la activación de JNK , así como la inducción de 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 del veratrum, son potencialmente mortales.

Los compuestos alcaloides de Veratrum actúan uniéndose a los canales de iones de sodio dependientes del voltaje, alterando su permeabilidad. [38] Los alcaloides de Veratrum hacen que los canales de sodio afectados se reactiven 1000 veces más lento que los canales no afectados. [38] Además, los alcaloides de 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 causan contracciones musculares, activación repetitiva de los nervios y un ritmo cardíaco irregular causado por la estimulación de los nervios vagos que controlan las funciones parasimpáticas del corazón, los pulmones y el tracto digestivo. [39]

Referencias

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