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Inositol

El inositol , principalmente el isómero mioinositol , es un azúcar carbocíclico que abunda en el cerebro y otros tejidos de los mamíferos ; media la transducción de señales celulares en respuesta a una variedad de hormonas , neurotransmisores y factores de crecimiento y participa en la osmorregulación . [2] En cuanto a la regulación de la ósmosis, en la mayoría de las células de mamíferos las concentraciones intracelulares de mioinositol son de 5 a 500 veces mayores que las concentraciones extracelulares. [3]

Es un alcohol de azúcar con la mitad de dulzor que la sacarosa (azúcar de mesa). Alguna vez se consideró que el inositol era una vitamina B antes de descubrir que se produce naturalmente en el cuerpo humano a partir de la glucosa y, por lo tanto, no puede ser una vitamina . Un riñón humano produce alrededor de dos gramos por día. Otros tejidos también lo sintetizan, y la concentración más alta se encuentra en el cerebro, donde juega un papel importante al hacer que otros neurotransmisores y algunas hormonas esteroides se unan a sus receptores. [4]

El inositol se promociona como suplemento dietético en el tratamiento del síndrome de ovario poliquístico ( SOP ). Sin embargo, sólo hay evidencia de muy baja calidad sobre su eficacia para aumentar la fertilidad mediante FIV en mujeres con SOP. [5]

Descripción general

El mioinositol desempeña un papel importante como base estructural de varios mensajeros secundarios en las células eucariotas , los distintos fosfatos de inositol . Además, el inositol sirve como un componente importante de los lípidos estructurales fosfatidilinositol (PI) y sus diversos fosfatos, los lípidos de fosfatidilinositol fosfato (PIP).

El inositol o sus fosfatos y lípidos asociados se encuentran en muchos alimentos, en particular en las frutas, especialmente en el melón y las naranjas . [6] En las plantas, el hexafosfato de inositol, el ácido fítico o sus sales, los fitatos, sirven como reservas de fosfato en las semillas, por ejemplo en las nueces y los frijoles. [7] El ácido fítico también se encuentra en cereales con alto contenido de salvado . Sin embargo, el fitato no está directamente biodisponible para los humanos en la dieta, ya que no es digerible. Algunas técnicas de preparación de alimentos descomponen parcialmente los fitatos para cambiar esto. Sin embargo, el inositol en forma de glicerofosfolípidos , como se encuentra en ciertas sustancias de origen vegetal como las lecitinas , se absorbe bien y es relativamente biodisponible.

El mio -inositol (libre de fosfato) alguna vez fue considerado un miembro del complejo de vitamina B , en este contexto llamado vitamina B 8 . Sin embargo, debido a que el cuerpo humano lo produce a partir de glucosa , no es un nutriente esencial . [8]

Isómeros y estructura.

myo -inositol es la forma biológicamente importante del ciclohexano-1,2,3,4,5,6-hexol. Es un compuesto meso , es decir, ópticamente inactivo porque tiene un plano de simetría . Anteriormente se llamaba mesoinositol, pero debido a que existen otros isómeros meso, ahora mioinositol es el nombre preferido. Además del mioinositol , los otros estereoisómeros naturales son escilo , muco , D - quiro , L - quiro y neo -inositol , aunque se encuentran en cantidades mínimas en la naturaleza. Los otros isómeros posibles son alo- , epi- y cis -inositol . Como lo indican sus nombres, L - y D - quiro inositol son el único par de enantiómeros (formas de imagen en espejo). Todos los demás son compuestos meso. [9]

En su conformación más estable , el isómero mioinositol asume la conformación de silla , que mueve el número máximo de hidroxilos a la posición ecuatorial, donde están más alejados unos de otros. En esta conformación, el isómero mio natural tiene una estructura en la que cinco de los seis hidroxilos (el primero, tercero, cuarto, quinto y sexto) son ecuatoriales , mientras que el segundo grupo hidroxilo es axial . [10]

Biosíntesis

En los seres humanos, el mio -inositol se sintetiza de novo , pero el D - quiro -inositol no. [3] El mio -inositol se sintetiza a partir de glucosa 6-fosfato (G6P) en dos pasos. Primero, G6P se isomeriza mediante una enzima inositol-3-fosfato sintasa (por ejemplo, ISYNA1) a mio -inositol 1-fosfato, que luego se desfosforila mediante una enzima inositol monofosfatasa (por ejemplo, IMPA1 ) para dar mio- inositol libre. En los seres humanos, la mayor parte del inositol se sintetiza en los riñones, seguidos de los testículos, normalmente en cantidades de unos pocos gramos por día. [2]

A nivel periférico, el mioinositol se convierte en D - quiro -inositol mediante una epimerasa específica. Sólo una pequeña fracción del mio -inositol se convierte en D - quiro -inositol. [3] La actividad de esta epimerasa depende de la insulina, provocando una reducción del D - quiro -inositol en el músculo, la grasa y el hígado cuando hay resistencia a la insulina . [11] [3] El D - quiro -inositol reduce la conversión de testosterona en estrógeno, lo que aumenta los niveles de testosterona y empeora el síndrome de ovario poliquístico. [3]

Ácido fítico en plantas.

Estructura 2D del ácido fítico.
Inositohexafosfato o ácido fítico.

El hexafosfato de inositol, también llamado ácido fítico o IP6, es un fitoquímico y la principal forma de almacenamiento de fósforo en muchos tejidos vegetales , especialmente en el salvado y las semillas . [12] El fósforo y el inositol en forma de fitato generalmente no están biodisponibles para los animales no rumiantes porque estos animales carecen de la enzima digestiva fitasa necesaria para eliminar los grupos fosfato. Los rumiantes pueden digerir fácilmente el fitato gracias a la fitasa producida por los microorganismos del rumen . [13] Además, el ácido fítico también quela minerales importantes como el calcio , el magnesio , el hierro y el zinc , haciéndolos inabsorbibles y contribuyendo a las deficiencias minerales en personas cuyas dietas dependen en gran medida del salvado y las semillas para su ingesta de minerales, como ocurre en países en desarrollo . [14] [15]

El inositol penta (IP5), tetra (IP4) y trifosfato (IP3) también se denominan "fitatos".

función biológica

El inositol, el fosfatidilinositol y algunos de sus mono y polifosfatos funcionan como mensajeros secundarios en varias vías de transducción de señales intracelulares . Están involucrados en una serie de procesos biológicos, que incluyen:

En una importante familia de vías, el fosfatidilinositol 4,5-bifosfato (PIP 2 ) se almacena en las membranas celulares hasta que es liberado por cualquiera de una serie de proteínas de señalización y se transforma en varios mensajeros secundarios, por ejemplo, diacilglicerol y trifosfato de inositol . [22]

Usos industriales

Industria de explosivos

En la reunión de 1936 de la Sociedad Química Estadounidense , el profesor Edward Bartow de la Universidad de Iowa presentó un medio comercialmente viable para extraer grandes cantidades de inositol del ácido fítico presente naturalmente en los residuos de maíz. Como posible uso de la sustancia química, sugirió el 'nitrato de inositol' como una alternativa más estable a la nitroglicerina . [23] Hoy en día, el nitrato de inositol se utiliza para gelatinizar la nitrocelulosa en muchos explosivos modernos y propulsores sólidos de cohetes. [24]

Sal del camino

Cuando las plantas se exponen a concentraciones cada vez mayores de sal de carretera , las células vegetales se vuelven disfuncionales y sufren apoptosis , lo que lleva a un crecimiento inhibido. El tratamiento previo con inositol podría revertir estos efectos. [25]

Investigación y aplicaciones clínicas.

Psiquiatría

Depresión

Se han estudiado grandes dosis de inositol para el tratamiento de la depresión, pero se necesitan más estudios para determinar si es un tratamiento eficaz. [26]

Trastorno de pánico y trastorno obsesivo-compulsivo

Se ha descubierto que el inositol tiene efectos de modestos a moderados en pacientes con trastorno de pánico o trastorno obsesivo-compulsivo . [27] [28]

Tricotilomanía

A veces se utilizan dosis altas de inositol para tratar la tricotilomanía (tirarse compulsivamente del cabello) y trastornos relacionados, [29] pero un pequeño ensayo doble ciego controlado con placebo (N = 38) no encontró una mejora estadísticamente significativa con el inositol. [30]

Otras enfermedades

El D- quiro -inositol es una importante molécula mensajera en la señalización de la insulina. [31] Se ha demostrado que la suplementación con inositol disminuye significativamente los triglicéridos y el colesterol LDL en pacientes con enfermedades metabólicas . [31]

El mioinositol es importante para la síntesis de la hormona tiroidea . [32] El agotamiento del mioinositol puede predisponer al desarrollo de hipotiroidismo . [32] Los pacientes con hipotiroidismo tienen una mayor demanda de mioinositol que los sujetos sanos. [32]

El inositol no debe implementarse de forma rutinaria para el tratamiento de bebés prematuros que tienen o corren riesgo de sufrir síndrome de dificultad respiratoria infantil (SDR). [33] El mioinositol ayuda a prevenir defectos del tubo neural con especial eficacia en combinación con ácido fólico . [34]

El inositol se considera un tratamiento seguro y eficaz para el síndrome de ovario poliquístico (SOP). [35] Actúa aumentando la sensibilidad a la insulina, lo que ayuda a mejorar la función ovárica y reducir el hiperandrogenismo . [36] También se ha demostrado que reduce el riesgo de enfermedad metabólica en mujeres con síndrome de ovario poliquístico. [37] Además, gracias a su papel como segundo mensajero de la FSH, el mioinositol es eficaz para restaurar la relación FSH/LH y regularizar el ciclo menstrual. [38] El papel del mio -inositol como segundo mensajero de la FSH conduce a una correcta maduración del folículo ovárico y, en consecuencia, a una mayor calidad de los ovocitos. Al mejorar la calidad de los ovocitos en mujeres con o sin síndrome de ovario poliquístico, el mioinositol puede considerarse como un posible enfoque para aumentar las posibilidades de éxito en las tecnologías de reproducción asistida. [39] [40] Por el contrario, el D - quiro -inositol puede afectar la calidad de los ovocitos de una manera dependiente de la dosis. [41] El alto nivel de DCI parece estar relacionado con niveles elevados de insulina recuperados en aproximadamente el 70% de las mujeres con SOP. [42] En este sentido, la insulina estimula la conversión irreversible de mio -inositol en D - quiro -inositol provocando una reducción drástica de mio- inositol. El agotamiento de mio -inositol es particularmente dañino para los folículos ováricos porque está involucrado en la señalización de FSH, que se ve afectada debido al agotamiento de mio -inositol. [11] La evidencia reciente informa una mejora más rápida de los parámetros metabólicos y hormonales cuando estos dos isómeros se administran en su proporción fisiológica. La proporción plasmática de mio -inositol y D - quiro -inositol en sujetos sanos es 40:1 de mio - y D - quiro -inositol respectivamente. [43] El uso de la proporción 40:1 muestra la misma eficacia que el mioinositol solo, pero en un tiempo más corto. Además, la proporción fisiológica no afecta la calidad de los ovocitos. [44]

El uso de inositoles en el SOP está ganando cada vez más importancia y se reporta una eficacia superior al 70% con un fuerte perfil de seguridad. Por otro lado, alrededor del 30% de los pacientes podrían mostrarse resistentes al inositol. [45] Nueva evidencia sobre la etiopatogenia del SOP describe una alteración en las especies y la cantidad de cada cepa que caracteriza la flora gastrointestinal normal. Esta alteración podría provocar inflamación crónica de bajo nivel y malabsorción. [46] Una posible solución podría estar representada por la combinación de mioinositol y α-lactoalbúmina . Esta combinación muestra un efecto sinérgico al aumentar la absorción de mioinositol. [47] Un estudio reciente informó que la combinación de mioinositol y α-lactoalbúmina es capaz de aumentar el contenido plasmático de mioinositol en pacientes resistentes al inositol con una mejora relativa de los parámetros hormonales y metabólicos. [48]

A pesar de su efecto antinutrientes, el ácido fítico tiene usos potenciales en endodoncia , odontología adhesiva , preventiva y regenerativa , y en la mejora de las características y rendimiento de los materiales dentales. [49]

Utilizar como agente de corte.

El inositol se ha utilizado como adulterante o agente cortante para muchas drogas ilegales, como la cocaína , la metanfetamina y, a veces, la heroína , [50] probablemente debido a su solubilidad, textura polvorienta o dulzor reducido (50%) en comparación con los azúcares más comunes.

El inositol también se utiliza como sustituto de la cocaína en el cine . [51] [52]

Fuentes nutricionales

El mioinositol está presente de forma natural en una variedad de alimentos, aunque las tablas de composición de alimentos no siempre distinguen entre lecitina , la forma lipídica relativamente biodisponible y la forma fitato/fosfato biono disponible. [6] Los alimentos que contienen las concentraciones más altas de mioinositol y sus compuestos incluyen frutas, frijoles, cereales y nueces. [6] Las frutas en particular, especialmente las naranjas y el melón, contienen las mayores cantidades de mioinositol . [53] También está presente en frijoles, nueces y cereales; sin embargo, estos contienen grandes cantidades de mioinositol en forma de fitato, que no está biodisponible sin la transformación mediante enzimas fitasa . Bacillus subtilis , el microorganismo que produce el alimento fermentado natto , produce enzimas fitasa que pueden convertir el ácido fítico en una forma más biodisponible de polifosfato de inositol en el intestino. [54] Además, las especies de Bacteroides en el intestino secretan vesículas que contienen una enzima activa que convierte la molécula de fitato en fósforo biodisponible y polifosfato de inositol, que es una importante molécula de señalización en el cuerpo humano. [55]

El mioinositol también se puede encontrar como ingrediente en bebidas energéticas , [56] ya sea junto con la glucosa o como sustituto de ella. [57]

En los seres humanos, el mioinositol se produce naturalmente a partir de glucosa-6-fosfato mediante desfosforilación enzimática. [53]

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