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Oxilipina

Las fórmulas estructurales de oxilipinas seleccionadas

Las oxilipinas constituyen una familia de productos naturales oxigenados que se forman a partir de ácidos grasos mediante vías que implican al menos un paso de oxidación dependiente de dioxígeno . [1] Estos pequeños compuestos lipídicos polares son metabolitos de los ácidos grasos poliinsaturados (PUFA), incluidos los ácidos grasos omega-3 y los ácidos grasos omega-6. [2] [3] Las oxilipinas se forman por oxidación enzimática o no enzimática de los PUFA. [2]

En las especies animales, predominan cuatro vías principales de producción de oxilipinas: la vía de las lipooxigenasas (LOX), la vía de las ciclooxigenasas (COX), la vía del citocromo P450 (CYP) y la vía de las especies reactivas de oxígeno (ROS). [4] Estas vías dan lugar a la formación de muchas moléculas de oxilipinas diferentes que son importantes para varios procesos en los organismos vivos. Los procesos incluyen la inflamación, el flujo sanguíneo, el metabolismo energético, la vida celular, la señalización celular o las contracciones musculares. [2] [3] [4] Las oxilipinas tienen funciones proinflamatorias y antiinflamatorias. [5]

Las oxilipinas están muy extendidas en organismos aeróbicos , entre ellos plantas , animales y hongos . Muchas de ellas tienen importancia fisiológica . [6] [7] Normalmente, las oxilipinas no se almacenan en los tejidos, sino que se forman a demanda mediante la liberación de ácidos grasos precursores a partir de formas esterificadas .

Biosíntesis

La biosíntesis de oxilipinas es iniciada por dioxigenasas o monooxigenasas ; sin embargo, también los procesos autooxidativos no enzimáticos contribuyen a la formación de oxilipinas (fitoprostanos, isoprostanos ). Las dioxigenasas incluyen lipoxigenasas (plantas, animales, hongos), oxigenasas de ácidos grasos dependientes del hemo (plantas, hongos) y ciclooxigenasas (animales). Los hidroperóxidos o endoperóxidos de ácidos grasos se forman por acción de estas enzimas. Las monooxigenasas involucradas en la biosíntesis de oxilipinas son miembros de la superfamilia del citocromo P450 y pueden oxidar enlaces dobles con formación de epóxidos o carbonos saturados formando alcoholes . La naturaleza ha desarrollado numerosas enzimas que metabolizan las oxilipinas en productos secundarios, muchos de los cuales poseen una fuerte actividad biológica . De especial importancia son las enzimas del citocromo P450 en animales, incluyendo CYP5A1 ( tromboxano sintasa ), CYP8A1 ( prostaciclina sintasa ), y la familia CYP74 de enzimas metabolizadoras de hidroperóxido en plantas , animales inferiores y bacterias . En los reinos vegetal y animal, los ácidos grasos polienoicos C18 y C20 , respectivamente, son los principales precursores de las oxilipinas.

Estructura y función

Las oxilipinas en animales , denominadas eicosanoides (del griego icosa ; veinte) debido a su formación a partir de ácidos grasos esenciales de veinte carbonos , tienen efectos potentes y a menudo opuestos sobre, por ejemplo, el músculo liso ( vasculatura , miometrio ) y las plaquetas sanguíneas . Ciertos eicosanoides ( leucotrienos B4 y C4 ) son proinflamatorios, mientras que otros ( resolvinas , protectinas) son antiinflamatorios y están involucrados en el proceso de resolución que sigue a una lesión tisular. Las oxilipinas de las plantas están involucradas principalmente en el control de la ontogénesis , los procesos reproductivos y en la resistencia a varios patógenos microbianos y otras plagas .

Las oxilipinas actúan con mayor frecuencia de manera autocrina o paracrina , en particular al dirigirse a los receptores activados por el proliferador de peroxisomas (PPAR) para modificar la formación y la función de los adipocitos . [8]

La mayoría de las oxilipinas del organismo se derivan del ácido linoleico o del ácido alfa-linolénico . Las oxilipinas del ácido linoleico suelen estar presentes en la sangre y los tejidos en concentraciones más altas que cualquier otra oxilipina de PUFA , a pesar de que el ácido alfa-linolénico se metaboliza más fácilmente a oxilipinas. [9]

Las oxilipinas del ácido linoleico pueden ser antiinflamatorias, pero con mayor frecuencia son proinflamatorias y se asocian con la aterosclerosis , la enfermedad del hígado graso no alcohólico y la enfermedad de Alzheimer . [9] Los centenarios han mostrado niveles reducidos de oxilipinas del ácido linoleico en su circulación sanguínea. [10] La reducción del ácido linoleico en la dieta da como resultado menos oxilipinas del ácido linoleico en los humanos. [11] De 1955 a 2005, el contenido de ácido linoleico del tejido adiposo humano ha aumentado aproximadamente un 136% en los Estados Unidos. [12]

En general, las oxilipinas derivadas de los ácidos grasos omega-6 son más proinflamatorias, vasoconstrictoras y proliferativas que las derivadas de los ácidos grasos omega-3 . [9] Las oxilipinas derivadas del ácido eicosapentaenoico (EPA) y del ácido docosahexaenoico (DHA) omega-3 son antiinflamatorias y vasodilatadoras. [9] En un ensayo clínico de hombres con triglicéridos altos , 3 gramos diarios de DHA en comparación con placebo (aceite de oliva) administrados durante 91 días casi triplicaron el DHA en los glóbulos rojos mientras reducían las oxilipinas en esas células. [13] A ambos grupos se les administraron suplementos de vitamina C ( palmitato de ascorbilo ) y vitamina E ( tocoferol mixto ). [13]

Oxilipinas y enfermedades

Las oxilipinas juegan un papel importante en muchas enfermedades, por ejemplo, diabetes , obesidad , enfermedades cardiovasculares , cáncer , COVID-19 o trastornos neurodegenerativos . Se han reportado cambios en el metabolismo de las oxilipinas en estas enfermedades. [3] [4] [14] [15] [16] [17] En 2021, la enfermedad de Alzheimer se asoció con cambios en los niveles de oxilipinas en plasma y líquido cefalorraquídeo (LCR) por primera vez. [18] Curiosamente, la mejora en las enfermedades neurodegenerativas y también en las enfermedades cardiovasculares se puede lograr mediante el uso de inhibidores de una enzima (epóxido hidrolasa soluble) involucrada en la formación de oxilipinas. [19] [20] En la enfermedad de Parkinson , los perfiles de oxilipinas reflejan la etapa de la enfermedad. Esto debe tenerse en cuenta al elegir la medicación adecuada para la enfermedad de Parkinson. [15]

Referencias

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  2. ^ abc Camunas-Alberca SM, Moran-Garrido M, Sáiz J, Villaseñor A, Taha AY, Barbas C (julio 2023). "El papel de las oxilipinas y su validación como biomarcadores en el contexto clínico". TrAC Trends in Analytical Chemistry . 164 : 117065. doi : 10.1016/j.trac.2023.117065 .
  3. ^ abc Watrous JD, Niiranen TJ, Lagerborg KA, Henglin M, Xu YJ, Rong J, et al. (marzo de 2019). "Espectrometría de masas dirigida no dirigida y redes químicas para el descubrimiento de eicosanoides y oxilipinas relacionadas". Biología química celular . 26 (3): 433–442.e4. doi :10.1016/j.chembiol.2018.11.015. PMC 6636917 . PMID  30661990. 
  4. ^ abc Liang N, Harsch BA, Zhou S, Borkowska A, Shearer GC, Kaddurah-Daouk R, et al. (enero de 2024). "Transporte de oxilipinas por partículas de lipoproteínas y sus implicaciones funcionales para trastornos cardiometabólicos y neurológicos". Progress in Lipid Research . 93 : 101265. doi : 10.1016/j.plipres.2023.101265 . PMID  37979798.
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