Sulforaphane

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Sulforaphane
Sulforaphane.png
Numele IUPAC
1-Isotiocianato-4-metilsulfinilbutan
Caracteristici generale
Formula moleculară sau brută C 6 H 11 NOS 2
Masa moleculară ( u ) 177,29
numar CAS 4478-93-7
PubChem 5350
ZÂMBETE
CS(=O)CCCCN=C=S
Informații de siguranță
Sulforaphane.png

Sulforafanul este un compus din grupa izotiocianat aparținând familiei compușilor cu sulf. În natură, se găsește mai ales în diferite specii de plante, cum ar fi plantele aparținând familiei crucifere , cum ar fi broccoli, varză și varză de Bruxelles.

Se produce atunci când sulforafanina, un glucozinolat, intră în contact cu enzima mirozinază . A fost izolat pentru prima dată în 1992.

Surse de hrana

Sulforafanul din alimente există sub formă glicozilată, adică legată de o moleculă de zahăr, sub formă de glucorafanină care reprezintă un promedicament și o formă de stocare biologică a sulforafanului sau ca sulforafan liber.

Sursele de sulforafan și glucorafanină sunt:

  • Broccoli (44-171 mg / 100g în extract uscat)
  • Muguri de broccoli (1153 mg / 100g în extractul uscat)

Disponibilitate

Sulforaphane există în principal sub formă de glicozid glucorafaninic ( 4-metilsulfinilbutil glucozinolat , care nu este absorbit decât în ​​cantități mici), care este hidrolizat în sulforafan de enzima mirozinază ( Tioglucozid glucohidrolază ), prezentă în mod natural în plantele din familia broccoli și care operează și hidroliza grup glicozidic al multor alți compuși vegetali legați de zaharuri. Când mirozinaza funcționează pe glucorafanină, produce un intermediar instabil; dacă acest lucru are loc în prezența „proteinei epitiospecificatoare” (ESP, o proteină care interacționează cu mirozinaza), sulforafanina poate converti în mod eficient intermediarul în sulforafan nitril ( 5-metilsulfinilpentan nitril ) care nu are activitate antineoplazică. Dacă, pe de altă parte, ESP este inactiv, singura altă cale posibilă biosintetică este cea care conduce intermediarul către producția de sulforafan. [1]

Gătitul pentru perioade scurte de timp duce la denaturarea ESP (și, prin urmare, la inactivare) și, prin urmare, la o creștere a cantității de sulforafan, în timp ce o gătire excesivă poate duce, de asemenea, la denaturarea enzimei mirozinază și, prin urmare, la reducerea conținutului de sulforafan. a fost demonstrat în broccoli). Acest nivel de gătit excesiv este atins foarte ușor: 3 minute de gătit la cuptorul cu microunde la 800 wați s-au dovedit a fi capabili să descompună conținutul de sulforafan, la 900 wați într-un minut; fierberea broccoli timp de 1 minut poate inactiva mirozinele; în cazul gătitului cu abur această inactivare are loc în 5 minute, deci pare a fi cea mai bună metodă de gătit pentru a-și păstra acțiunea. [2] Produsul proaspăt conține în medie de 10 ori conținutul de sulforafan al broccoliului congelat: congelarea pare să inactiveze mirozinele. [3]

Farmacologie

Farmacodinamica

Sulforaphane pare să interacționeze cu un număr mare de ținte biologice care îl fac un potențial candidat în tratamentul unor patologii.

Este un inhibitor slab al activității enzimei CYP1A1 (Aromataza) despre care se crede că este secundar activității sale ca inhibitor slab al translocației nucleare a receptorului hidrocarbonului de arii (AhR) asupra căruia acționează ca un antagonist necompetitiv. : aceasta previne legarea mai multor agoniști. sulforaphan puternic și, prin urmare, împiedică translocarea acestuia în nucleu, prevenind transcrierea genei pentru AhR și, prin urmare, reglarea ascendentă mediată de agonist a acestui receptor. Activitatea acestui receptor se află în centrul unor procese canceroase. [4] [5]

S-a găsit sulforafan capabil să activeze proteinele de răspuns la șoc termic prin inducerea selectivă a HSP27, proteine ​​implicate în numeroase procese biologice, inclusiv în cele de îmbătrânire; [6] activează, de asemenea, unele subunități ale proteazomului 26S prin calea Elementului de Răspuns Antioxidant Genomic (ARE). [7] Această activitate este, de asemenea, responsabilă pentru efectele anti-senescență. [8] [9]

Sulforaphane pare a fi capabil să mărească eliberarea glicerinei prin lipoliză și să mărească enzima mARN a lipazei sensibile la hormoni (HSL).[10] Aceste și alte mecanisme ale sulforafanului pot reduce acumularea de trigliceride în celulele adipoase și pot stimula pierderea de grăsime, contribuind potențial la un efect anti-obezitate. Cu toate acestea, semnificația clinică a acestor observații este incertă.[10] [11] [12]

Sulforafanul este capabil să controleze metabolismul glucozei. Într-un studiu publicat în 2017, aproximativ o sută de pacienți diabetici au primit un extract uscat de broccoli cu o concentrație ridicată de sulforafan, arătând o scădere a nivelului de glucoză din sânge, în unele cazuri comparabilă cu cea obținută cu utilizarea unui medicament (metformină). . Extractul a fost deosebit de eficient la pacienții obezi, unde a redus semnificativ atât nivelul glicemiei, cât și nivelul de hemoglobină glicată. Se crede că acest lucru se datorează capacității sulforfanului de a media expresia anumitor gene implicate în geneza bolii, după cum se dovedește în modelele animale: s-a demonstrat că inhibă eliberarea glucozei din celulele hepatice mediate de translocarea nucleară a factorului.NRF2 și reduc expresia enzimelor cheie în gluconeogeneză. [13] [14]

Sulforaphane pare să acționeze ca un antiinflamator prin inhibarea translocației NF-βB, un mecanism care este implicat în procesele inflamatorii. Într-un studiu in vitro, s-a arătat că sulforaphane scade inflamația indusă de LPS prin scăderea nivelurilor de oxid nitric, eliberarea TNF-α și producția de PGE 2 . [15] [16] Datorită acțiunii sale asupra TNF-α, a fost propus și investigat la scară de laborator ca tratament adjuvant pentru artrita reumatoidă. [17]

Sulforafanul acționează ca un inhibitor al histonei deacetilaze, enzime implicate în reglarea expresiei genelor și care s-au dovedit a fi potențiale ținte pentru tratamentul a numeroase boli precum cancerul. Nu pare atât de mult compusul în sine să aibă acest efect, dar unii metaboliți precum sulforaphane-cisteina și sulforaphane-acetylcysteine. [18] Pentru această acțiune, sulforaphane a fost investigat în unele modele experimentale de cancer de prostată, unde, datorită și capacității sale de a elibera H 2 S, s-a demonstrat că este capabil să activeze cele trei MAPK majore (ERK, JNK, p38 ) și inhibă răspunsul la acțiunea androgenilor, a proceselor metabolice implicate în boală. [19] [20] [21]

De asemenea, s-a demonstrat, în studiile la animale, că protejează rinichii de acțiunea unor toxine, cum ar fi cisplatina, o chimioterapie obișnuită, și că îmbunătățește evoluția bolilor cronice ale acestui organ, cum ar fi nefropatia diabetică și obstrucția unilaterală a uretrei. [22]

Într-un studiu s-a demonstrat, de asemenea, că contrastează puternic creșterea unor bacterii, cum ar fi Helicobacter Pylori, responsabil pentru ulcerul gastric și pentru a contracara deteriorarea țesuturilor la pereții gastrici. [23]

Farmacocinetica și distribuția

Sulforafanul are o biodisponibilitate ridicată de 74% la om, este absorbit în decurs de o oră și atinge vârful plasmatic în 4 ore, cu un timp de înjumătățire mediu de 2,2 ore (pe baza studiilor efectuate la cobai). [24] [25] Sulforaphane intră rapid în celule unde este conjugat cu glutation prin enzima Glutathione S-Transferase care contribuie la acumularea țesutului său. Datorită acestui fapt, concentrația celulară a compusului poate deveni mai mare decât cea a sângelui: într-un studiu in vitro în care celulele au fost incubate cu sulforafan la concentrația 0,028-0,28 mM, s-a detectat o concentrație intracelulară, după 2 ore, de 4,4- 13,3mM. [26]

Odată ingerat, acesta se distribuie rapid în toate țesuturile chiar dacă în proporții diferite (are o penetrabilitate scăzută în sistemul nervos central), din care este eliminat rapid după 4 ore de ingestie în cazul ficatului, creierului și rinichilor, și după 24 de ore în cazul majorității celorlalte țesături.

Notă

  1. ^ Nathan V. Matusheski, Ranjan Swarup și John A. Juvik, Epithiospecifier protein from broccoli (Brassica oleracea L. ssp. Italica) inhibă formarea agentului anticancer sulforaphane , în Journal of Agricultural and Food Chemistry , vol. 54, nr. 6, 22 martie 2006, pp. 2069-2076, DOI : 10.1021 / jf0525277 . Adus de 16 iunie 2017.
  2. ^ Nathan V. Matusheski, John A. Juvik și Elizabeth H. Jeffery, Încălzirea scade activitatea proteinelor epitiospecificatoare și crește formarea de sulforaphane în broccoli , în Phytochimie , vol. 65, nr. 9, mai 2004, pp. 1273-1281, DOI :10.1016 / j.phytochem.2004.04.013 . Adus de 16 iunie 2017.
  3. ^ Shikha Saha, Wendy Hollands și Birgit Teucher, concentrațiile de izotiocianat și interconversia sulforafanului în erucină la subiecți umani după consumul de broccoli congelat comercial comparativ cu broccoli proaspete , în Molecular Nutrition & Food Research , vol. 56, nr. 12, decembrie 2012, pp. 1906-1916, DOI : 10.1002 / mnfr . 2012200225 . Adus de 16 iunie 2017.
  4. ^ Ahmad F. Abdull Razis, Natalya Hanlon și Ewa Soltys, Izotiocianatul alifatic natural sulforaphane și erucina sunt agoniști slabi, dar puternici antagoniști necompetitivi ai receptorului de hidrocarburi arii , în Archives of Toxicology , vol. 86, nr. 10, octombrie 2012, pp. 1505-1514, DOI : 10.1007 / s00204-012-0875-6 . Adus de 16 iunie 2017.
  5. ^ D. Kalpana Deepa Priya, R. Gayathri și D. Sakthisekaran, Rolul sulforafanului în mecanismul anti-inițiatic al carcinogenezei pulmonare in vivo prin modularea activării metabolice și detoxifierii benzo (a) pirenului , în Biomedicină și farmacoterapie = Biomedecină & Farmacoterapie , vol. 65, nr. 1, februarie 2011, pp. 9-16, DOI : 10.1016 / j.biopha.2010.08.009 . Adus de 16 iunie 2017.
  6. ^ Nanqin Gan, Yu-Chieh Wu și Mathilde Brunet, Sulforaphane activează răspunsul la șoc termic și îmbunătățește activitatea proteazomului prin reglarea în sus a Hsp27 , în The Journal of Biological Chemistry , vol. 285, nr. 46, 12 noiembrie 2010, pp. 35528-35536, DOI : 10.1074 / jbc.M110.152686 . Adus de 16 iunie 2017.
  7. ^ Mi-Kyoung Kwak, Nobunao Wakabayashi și Jennifer L. Greenlaw, Antioxidanții îmbunătățesc expresia proteazomului mamiferelor prin calea de semnalizare Keap1-Nrf2 , în Molecular and Cellular Biology , vol. 23, n. 23, decembrie 2003, pp. 8786-8794, DOI : 10.1128 / MCB.23.23.8786-8794.2003 . Adus de 16 iunie 2017.
  8. ^ ER Stadtman, Protein oxidation and aging , în Science (New York, NY) , vol. 257, nr. 5074, 28 august 1992, pp. 1220-1224. Adus de 16 iunie 2017.
  9. ^ Young-Sam Keum, Regulation of the Keap1 / Nrf2 system by chemopreventive sulforaphane: implications of posttranslational changes , în Annals of the New York Academy of Sciences , vol. 1229, iulie 2011, pp. 184-189, DOI : 10.1111 / j.1749-6632.2011.06092.x . Adus de 16 iunie 2017.
  10. ^ a b Mandeep Pinky Gaidhu, Sergiu Fediuc și Rolando Bacis Ceddia, 5-Aminoimidazol-4-carboxamidă-1-beta-D-ribofuranozidă indusă de proteina kinază fosforilată cu AMP activată inhibă absorbția bazală și insulină stimulată de glucoză, sinteza lipidelor și oxidarea acizilor grași în adipocitele izolate de șobolan , în The Journal of Biological Chemistry , vol. 281, nr. 36, 8 septembrie 2006, pp. 25956-25964, DOI : 10.1074 / jbc.M602992200 . Adus de 16 iunie 2017.
  11. ^ Ju-Hee Lee, Myung-Hee Moon și Jae-Kyo Jeong, Sulforaphane a indus adipoliza prin activarea lipazei hormonale sensibile, reglată de calea de semnalizare AMPK , în Biochimică și Biofizică Comunicări de cercetare , vol. 426, nr. 4, 5 octombrie 2012, pp. 492-497, DOI : 10.1016 / j.bbrc.2012.08.107 . Adus de 16 iunie 2017.
  12. ^ Emilie E. Vomhof-DeKrey și Matthew J. Picklo, NAD (P) H: activitatea chinone oxidoreductazei 1 reduce hipertrofia în adipocitele 3T3-L1 , în Free Radical Biology & Medicine , vol. 53, nr. 4, 15 august 2012, pp. 690-700, DOI : 10.1016 / j.freeradbiomed.2012.05.047 . Adus de 16 iunie 2017.
  13. ^ (EN) Annika S. Axelsson, Emily Tubbs și Brig Mecham, Sulforaphane Reduce producția hepatică de glucoză și îmbunătățește controlul glucozei la pacienții cu diabet de tip 2 , în Science Translational Medicine, vol. 9, nr. 394, 14 iunie 2017, pp. eaah4477, DOI : 10.1126 / scitranslmed.aah4477 . Adus de 16 iunie 2017.
  14. ^ Carolina Guerini de Souza, José Augusto Sattler și Adriano Martimbianco de Assis, Efecte metabolice ale tratamentului oral cu sulforaphane la șobolani diabetici cu streptozotocină , în Journal of Medicinal Food , vol. 15, nr. 9, septembrie 2012, pp. 795-801, DOI : 10.1089 / jmf.2012.0016 . Adus de 16 iunie 2017.
  15. ^ E. Heiss, C. Herhaus și K. Klimo, Factorul nuclear kappa B este o țintă moleculară pentru mecanismele antiinflamatoare mediate de sulforaphane , în The Journal of Biological Chemistry , vol. 276, nr. 34, 24 august 2001, pp. 32008-32015, DOI : 10.1074 / jbc.M104794200 . Adus de 16 iunie 2017.
  16. ^ Elke Heiss și Clarissa Gerhäuser, Modulația dependentă de timp a activității tioredoxin reductazei ar putea contribui la inhibarea mediată de sulforaphane a legării NF-kappaB de ADN , în Antioxidants & Redox Signaling , vol. 7, nr. 11-12, noiembrie 2005, pp. 1601-1611, DOI : 10.1089 / ars.2005.7.1601 . Adus de 16 iunie 2017.
  17. ^ Athanassios Fragoulis, Jendrik Laufs și Susanna Müller, Sulforaphane are efecte opuse asupra sinoviocitelor TNF-alfa stimulate și nestimulate , în Arthritis Research & Therapy , vol. 14, n. 5, 27 octombrie 2012, pp. R220, DOI : 10.1186 / ar4059 . Adus de 16 iunie 2017.
  18. ^ Melinda C. Myzak, P. Andrew Karplus și Fung-Lung Chung, Un nou mecanism de chemoprotecție de sulforaphane: inhibarea histonei deacetilazei , în Cancer Research , vol. 64, nr. 16, 15 august 2004, pp. 5767-5774, DOI : 10.1158 / 0008-5472.CAN-04-1326 . Adus de 16 iunie 2017.
  19. ^ Yanxi Pei, Bo Wu și Qiuhui Cao, Sulfura de hidrogen mediază efectul anti-supraviețuire al sulforafanului asupra celulelor cancerului de prostată uman , în Toxicologie și farmacologie aplicată , vol. 257, nr. 3, 15 decembrie 2011, pp. 420-428, DOI : 10.1016 / j.taap.2011.09.026 . Adus de 16 iunie 2017.
  20. ^ Su-Hyeong Kim și Shivendra V. Singh, D, L-Sulforaphane determină reprimarea transcripțională a receptorilor androgeni în celulele canceroase de prostată umane , în Molecular Cancer Therapeutics , vol. 8, nr. 7, iulie 2009, pp. 1946-1954, DOI : 10.1158 / 1535-7163.MCT-09-0104 . Adus de 16 iunie 2017.
  21. ^ Eun-Ryeong Hahm, Kumar Chandra-Kuntal și Dhimant Desai, activarea Notch este dispensabilă pentru inhibarea mediată de D, L-sulforaphane a migrației celulelor cancerului de prostată uman , în PloS One , vol. 7, nr. 9, 2012, pp. e44957, DOI : 10.1371 / journal.pone.0044957 . Adus de 16 iunie 2017.
  22. ^ Wenpeng Cui, Yang Bai și Xiao Miao, Prevention of diabetic nefropathy by sulforaphane: possible role of Nrf2 upregulation and activation , in Oxidative Medicine and Cellular Longevity , vol. 2012, 2012, p. 821936, DOI : 10.1155 / 2012/821936 . Adus de 16 iunie 2017.
  23. ^ Young Woon Chang, Jae Young Jang și Yong Ho Kim, Efectele extractului de germeni de broccoli care conțin sulforafan asupra peroxidării lipidelor și a infecției cu Helicobacter pylori în mucoasa gastrică , în intestin și ficat , vol. 9, nr. 4, iulie 2015, pp. 486-493, DOI : 10.5009 / gnl14040 . Adus de 16 iunie 2017.
  24. ^ CC Conaway, SM Getahun și LL Liebes, Disposition of glucosinolates and sulforaphane to humans after ingestion of steamed and fresh broccoli , in Nutrition and Cancer , vol. 38, nr. 2, 2000, pp. 168-178, DOI : 10.1207 / S15327914NC382_5 . Adus de 16 iunie 2017.
  25. ^ (EN) Rong Hu, Vidya Hebbar și Bok-Ryang Kim, In Vivo Pharmacokinetics and Regulation of Gene Expression Profiles in the Rat by Isothiocyanate Sulforaphane , în Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics, vol. 310, nr. 1, 1 iulie 2004, pp. 263-271, DOI : 10.1124 / jpet.103.064261 . Adus de 16 iunie 2017.
  26. ^ Yuesheng Zhang și Eileen C. Callaway, Acumularea celulară ridicată de sulforafan, un anticarcinogen dietetic, este urmată de exportul rapid mediat de transportor ca conjugat glutation , în The Biochemical Journal , vol. 364, Pt 1, 15 mai 2002, pp. 301-307. Adus de 16 iunie 2017.

Alte proiecte

linkuri externe

Chimie Portalul chimiei : portalul științei compoziției, proprietăților și transformărilor materiei