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Articulo de referencia

β-Sitosterol

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El β-sitosterol ( beta- sitosterol) es uno de los fitoesteroles (esteroles vegetales) con estructuras químicas similares a las del colesterol . Se presenta como un polvo blanco y ceroso con un olor característico, y es uno de los componentes del aditivo alimentario E499 . Los fitoesteroles son hidrofóbicos y solubles en alcoholes.

Fenómenos naturales y alimentos

El β-sitosterol está ampliamente distribuido en el reino vegetal . Se encuentra en el aceite vegetal , los frutos secos , los aguacates y en alimentos preparados derivados, como los aderezos para ensaladas . [ 2 ] Olavius ​​algarvensis , una especie de anélido marino, incorpora predominantemente β-sitosterol en sus membranas celulares en lugar de colesterol, aunque este último también está presente en dichas membranas. [ 3 ]

Investigación en humanos

Se está estudiando el β-sitosterol por su potencial para reducir la hiperplasia prostática benigna (HPB) [ 4 ] [ 5 ] y los niveles de colesterol en sangre . [ 6 ] El β-sitosterol es el ingrediente activo de la pomada para quemaduras MEBO. Sin embargo, su eficacia carece de evidencia de alta calidad. [ 7 ]

Trastorno genético

Aunque los esteroles vegetales suelen ser beneficiosos, existe un trastorno genético autosómico recesivo poco frecuente llamado fitosterolemia que provoca una sobreabsorción de fitoesteroles. [ 8 ]

Precursor del esteroide anabólico boldenona

Al ser un esteroide, el β-sitosterol es un precursor del esteroide anabólico boldenona . El undecilenato de boldenona se usa comúnmente en medicina veterinaria para inducir el crecimiento en el ganado, pero también es uno de los esteroides anabólicos más frecuentemente utilizados de forma indebida en el deporte. Esto generó la sospecha de que algunos atletas que dieron positivo por undecilenato de boldenona en realidad no abusaron de la hormona en sí, sino que consumieron alimentos ricos en β-sitosterol. [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]

Química

Ingeniería química

El uso de β-sitosterol como intermediario químico estuvo limitado durante muchos años debido a la falta de un punto de ataque químico en la cadena lateral que permitiera su eliminación. Los intensos esfuerzos de numerosos laboratorios condujeron finalmente al descubrimiento de una bacteria del género Pseudomonas que realizaba dicha transformación de manera eficiente. La fermentación digiere toda la cadena lateral alifática en el carbono 17 para producir una mezcla de productos 17-ceto, incluyendo la dehidroepiandrosterona . [ 12 ]

Síntesis

Aún no se ha logrado la síntesis total de β-sitosterol. Sin embargo, se ha sintetizado β-sitosterol a partir de estigmasterol 1 , mediante una hidrogenación específica de la cadena lateral de este compuesto.

El primer paso en la síntesis forma el tosilato de estigmasterol 2 a partir del estigmasterol 1 (95% de pureza) utilizando p-TsCl, DMAP y piridina (90% de rendimiento). El tosilato 2 luego sufre solvólisis al ser tratado con piridina y MeOH anhidro para dar una relación 5:1 de i-estigmasterol metil éter 3 (74% de rendimiento) a estigmasterol metil éter 4 , que posteriormente se elimina por cromatografía. El paso de hidrogenación de una síntesis propuesta previamente involucraba el catalizador Pd/C y el solvente acetato de etilo. Sin embargo, debido a la isomerización durante la hidrólisis, se probaron otros catalizadores, como PtO 2 , y solventes, como etanol. Hubo poco cambio con el uso de un catalizador diferente. Sin embargo, el etanol evitó la isomerización y la formación de la impureza no identificada para dar el compuesto 5 . El último paso de la síntesis consiste en la desprotección del doble enlace del anillo β de 5 con p-TsOH, dioxano acuoso y calor (80  °C) para obtener β-sitosterol 6. El rendimiento acumulado de los dos últimos pasos fue del 55%, y el rendimiento total de la síntesis fue del 37%. [ 13 ]

Biosíntesis

Biosíntesis de β-sitosterol (6) a partir de cicloartenol (7)

La regulación de la biosíntesis de esteroles y algunos lípidos específicos ocurre durante la biogénesis de la membrana. [ 14 ] Mediante patrones de marcaje con 13C, se ha determinado que tanto la vía del mevalonato como la de la desoxixilulosa participan en la formación de β-sitosterol. [ 15 ] El mecanismo preciso de formación de β-sitosterol varía según el organismo, pero generalmente se encuentra que proviene del cicloartenol . [ 16 ]

La biosíntesis del cicloartenol comienza cuando una molécula de isopentenil difosfato (IPP) y dos moléculas de dimetilalil difosfato (DMAPP) forman farnesil difosfato (FPP). Posteriormente, dos moléculas de FPP se unen por la cola para producir escualeno , un triterpeno . El escualeno, mediante una reacción de ciclación con 2,3-oxidoescualeno 6 como intermediario, forma cicloartenol.

El doble enlace del cicloartenol (compuesto 7 en el diagrama) es metilado por SAM para dar un carbocatión que sufre un desplazamiento de hidruro y pierde un protón para producir un compuesto con una cadena lateral de metileno. Ambos pasos son catalizados por la esterol C-24 metiltransferasa (Paso E1 en el diagrama). El compuesto 8 es luego catalizado por la esterol C-4 desmetilasa (E2) y pierde un grupo metilo para producir cicloeucalenol. Posteriormente, el anillo de ciclopropano es abierto con cicloeucalenol cicloisomerasa (E3) para formar 10. El compuesto 10 pierde un grupo metilo y sufre una isomerización alílica para formar gramisterol 11 . Este paso es catalizado por la esterol C-14 desmetilasa (E4), la esterol Δ14-reductasa (E5) y la esterol Δ8-Δ7-isomerasa (E6). El último grupo metilo es eliminado por la esterol desmetilasa (E7) para formar el episterol 12. El episterol 12 es metilado por la SAM para producir un segundo carbocatión, que pierde un protón para dar lugar al compuesto 13. Este paso es catalizado por la 24-metilensterol C-metiltransferasa (E8). El compuesto 13 ahora sufre una reducción por NADPH y modificaciones en el anillo β para formar el β-sitosterol. Se describe una vía alternativa para la síntesis de fitoesteroles en algunos animales, siendo la esterolmetiltransferasa (SMT) una enzima clave responsable. [ 3 ]

Véase también

Referencias

  1. ↑ Oja, Vahur; Chen, Xu; Hajaligol, Mohammad R.; Chan, W. Geoffrey (2009). "Parámetros termodinámicos de sublimación para el colesterol, el ergosterol, el β-sitosterol y el estigmasterol". Journal of Chemical & Engineering Data . 54 (3): 730– 734. doi : 10.1021/je800395m .
  2. ↑ "Datos nutricionales: Alimentos con mayor contenido de beta-sitosterol por porción de 200 calorías" . Conde Nast, Base de datos nacional de nutrientes del USDA, versión SR-21. 2014. Archivado del original el 26 de septiembre de 2015. Consultado el 25 de septiembre de 2015 .
  3. ^ Michellod , Dolma; Bien, Tanja; Birgel, Daniel; Violetta, Marlene; Kleiner, Manuel; Miedo, Sara; Zeidler, Carolina; Gruber-Vodicka, Harald R.; Dubilier, Nicole; Liebeke, Manuel (5 de mayo de 2023). "Síntesis de novo de fitosterol en animales" . Ciencia . 380 (6644): 520– 526. Bibcode : 2023Sci...380..520M . doi : 10.1126/ciencia.add7830 . ISSN 0036-8075 . PMC 11139496 . PMID 37141360 . S2CID 248367784 .    
  4. ↑ Wilt, T; Ishani, A; MacDonald, R; Stark, G; Mulrow, C; Lau, J (2000). "Beta-sitosteroles para la hiperplasia prostática benigna" . The Cochrane Database of Systematic Reviews . 2011 (2) CD001043. doi : 10.1002/14651858.CD001043 . PMC 8407049. PMID 10796740 .  
  5. ↑ Kim, TH; Lim, HJ; Kim, MS; Lee, MS (2012). "Suplementos dietéticos para la hiperplasia prostática benigna: una visión general de las revisiones sistemáticas". Maturitas . 73 (3): 180– 5. doi : 10.1016/j.maturitas.2012.07.007 . PMID 22883375 . 
  6. ↑ Rudkowska I, AbuMweis SS, Nicolle C, Jones PJ (2008). "Eficacia reductora del colesterol de los esteroles vegetales en el yogur bajo en grasa consumido como tentempié o con una comida". J Am Coll Nutr . 27 (5): 588– 95. doi : 10.1080/07315724.2008.10719742 . PMID 18845709 . S2CID 25733066 .  
  7. ↑ Mabvuure, Nigel Tapiwa; Brewer, Christopher Felix; Gervin, Kevin; Duffy, Siobhan (2020). "El uso de ungüento para quemaduras húmedas expuestas (MEBO) para el tratamiento de heridas por quemaduras: una revisión sistemática" . Journal of Plastic Surgery and Hand Surgery . 54 (6): 337– 343. doi : 10.1080/2000656X.2020.1813148 . PMID 32876517 . 
  8. ↑ Patel Manoj D.; Thompson Paul D. (2006). "Fitoesteroles y enfermedad vascular". Aterosclerosis . 186 (1): 12– 19. doi : 10.1016/j.atherosclerosis.2005.10.026 . PMID 16325823 . 
  9. ↑ G. Gallina; G. Ferretti; R. Merlanti; C. Civitareale; F. Capolongo; R. Draisci; C. Montesissa (2007). "Boldenona, boldiona y sustitutos de la leche en la dieta de terneros de engorde: efectos del contenido de fitoesteroles en la excreción urinaria de metabolitos de boldenona". J. Agric. Food Chem . 55 (20): 8275–8283 . Bibcode : 2007JAFC...55.8275G . doi : 10.1021/jf071097c . PMID 17844992 . 
  10. ↑ Ros MM, Sterk SS, Verhagen H, Stalenhoef AF, de Jong N (2007). "Consumo de fitoesteroles y el esteroide anabólico boldenona en humanos: una hipótesis puesta a prueba" ( PDF) . Food Addit. Contam . 24 (7): 679– 84. doi : 10.1080/02652030701216727 . PMID 17613052. S2CID 38614535. Archivado (PDF) del original el 3 de octubre de 2020. Recuperado el 6 de julio de 2019 .  
  11. ↑ R. Draisci; R. Merlanti; G. Ferretti; L. Fantozzi; C. Ferranti; F. Capolongo; S. Segato; C. Montesissa (2007). "Perfil de excreción de Boldenona en orina de terneros alimentados con dos sustitutos de la leche diferentes". Analytica Chimica Acta . 586 ( 1– 2): 171– 176. Bibcode : 2007AcAC..586..171D . doi : 10.1016/j.aca.2007.01.026 . PMID 17386709 . 
  12. ↑ Lenz, GR; Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 3.ª ed., Wiley Interscience, Londres, 1983, vol. 21, 645.
  13. ↑ McCarthy, FO; Chopra, J; Ford, A; Hogan, SA; Kerry, JP; O'Brien, NM; Ryan, E; Maguire, AR (2005). "Síntesis, aislamiento y caracterización de derivados de beta-sitosterol y óxido de beta-sitosterol". Organic & Biomolecular Chemistry . 3 (16): 3059– 65. doi : 10.1039/b505069c . PMID 16186940 . 
  14. ↑ Hartmann, Marie-Andrée (2003). "5 Metabolismo y funciones de los esteroles en plantas superiores". Metabolismo lipídico y biogénesis de membranas . Temas de genética actual. Vol. 6. págs. 183–211 . doi : 10.1007/978-3-540-40999-1_6 . ISBN   978-3-540-20752-8.
  15. ↑ De-Eknamkul W.; Potduang B. (2003). "La biosíntesis de β-sitosterol y estigmasterol en Croton sublyratus procede a través de un origen mixto de unidades de isopreno". Phytochemistry . 62 (3): 389– 398. Bibcode : 2003PChem..62..389D . doi : 10.1016/S0031-9422(02)00555-1 . PMID 12620352 . 
  16. ↑ Dewick, PM Productos naturales medicinales: un enfoque biosintético. 3.ª ed.; John Wiley & Sons Ltd.: Reino Unido, ciclación, 2009; pág. 539.