Compuestos fenólicos

• Estudios in vivo
• Estudios de toxicidad aguda en conejos con dósis única intravenosa de 100 - 150 mg/kg de peso corporal
• Estudios crónicos
• Estudio por el Programa Nacional de Toxicología (NTP) en ratas alimentadas con 2g/kg de peso corporal al día de quercetina.
• Nefropatía severa crónica, hiperplasia y neoplasia

Demanda global y productos

- EC 5.5.1.6 = Chalcona isomerasa

- EC 1.14.11.22 = Flavona sintasa

- EC 1.14.11.9 = Naringenina 3-dioxigenasa

- EC 1.1.1.219 = Aromadedrina 4-reductasa

- EC 1.14.13.88 = Flavonoide 3’,5’-hidroxilasa

- EC 1.14.13.21 = Flavonoide 3’-monooxigenasa

- EC 1.14.11.23 = Flavonol sintasa

- EC 1.17.1.3 = Leucoantocianidina reductasa

Fuente: Kodan et al. (2001).

Ruta Metabólica

Alimentos saludables

Biosíntesis de Estilbenos y Flavonoides

Fuente: © IUBMB 2001

• Barras nutritivas con más resveratrol que 50 vasos de vino
• Súper frutas
• Goma energética
• Medicamentos y productos sanitarios

Alimentos saludables

Extracto de resveratrol puro natural

Productos para exportación

• $18 000 - $20 000 RMB/kg

• Tabletas
• Cápsulas
• Dosis orales en forma líquida
• Medicamentos y productos sanitaros

$500 M - $800 M

en los próximos

8 años

Comercialización

Origen

Metabolitos secundarios en las plantas derivados de la fenilalanina o la tirosina.

Resveratrol: Antioxidante, anti-obesidad, anti-diabético

Quercetina: Antiinflamatorio, padecimientos alérgicos

Enzimas y moléculas

importantes

• Fenilalanina amonio liasa (PAL)
• Tirosina amonio liasa (TAL)
• Estilbeno sintasa
• Chalcona sintasa
• Flavonol sintasa
• Malonil CoA (3)

Referencias

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Howitz, K.T.; Bitterman, K.J.; Cohen, H.Y.; Lamming, D.W.; Lavu, S.; Wood, J.G.;Zipkin, R.E.; Chung, P.; Kisielewski, A.; Zhang, L.L. (2003). Small molecule activators of sirtuins extend Saccharomyces cerevisiae lifespan. Nature 425 (2003) 191–196.

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Conclusiones

Los datos en la literatura claramente muestran que los compuestos fenólicos, especialmente el resveratrol y la quercetina, ejercen una acción pleiotrópica en organismos. La accion preventiva y terapéutica de estos compuestos en relación a varias enfermedades es compleja e involucra diferentes efectos que deben ser elucidados correctamente para poder llevar a cabo mejores estudios clínicos en humanos.

Compuestos fenólicos

¡Gracias por su atención!

Análisis químico

Técnicas generales de preparación

Secado de muestra

Molienda de muestra

Desgrasamiento

Dependencias de la preparación y extracción:

• Naturaleza de la matriz muestral
• Propiedades químicas de los fenólicos
• Estructura molecular
• Polaridad
• Concentración
• Núm. anillos aromáticos
• Grupos hidroxilo

Relación

solvente:muestra

Extracción de la muestra

AUMENTO EN LA RELACIÓN:

Extracción de fenólicos de muestras vegetales

Importante determinar la relación óptima para minimizar efectos del solvente agregado y su saturación.

Parámetros a considerar:

Tiempo de extracción y temperatura

Aumento de ambos

Solubilidad

Degradación de los compuestos

Reacciones no-deseadas

- Oxidación enzimática

Alcoholes

Tipo de solvente

Acetona

Agua

Etil acetato

Rendimiento de los fenólicos obtenidos

Purificación

Microwave-Assisted Extraction

Ultrasound-Assisted Extracrion

Técnicas modernas de extracción

Soxtec

Supercritical Fluid Extraction

Folin-Denis

760 nm

Maceración

Tungsteno

Tasa alta

de extracción

Fuente: Gemini BV Laboratory

Ultrasound-Microwave-Assisted Extraction

Resultados

adecuados

Métodos colorimétricos

Método Rápido

Molibdeno

Otros

Económicos

Simples

Folin-Ciocalteu

Soxhlet

Fuente: Indian Journal of Pharmaceutical Sciences

Extracción en fase

sólida (SPE)

Fuente: Analytical Chemistry 2.0

Graciela García A01138965

Mauricio Losoya A00803752

Brenda Chávez A00812467

MS

HPLC

Factores que afectan el análisis:

• Purificación de la muestra
• Fase móvil
• Tipo de columna
• Detector (PDA o UV-VIS)
• Longitudes de onda 190-380 nm
• Estilbenos: 295 nm con detector UV
• Flavonoles: 377 nm con detector UV

Fuente: Lab-Training.com

GC

HPLC + GC-MS

Resveratrol

Producción de resveratrol debido a:

• estrés al luchar contra agentes externos
• condiciones extremas de clima
• lesión

Clasificación

20 personas

Pruebas clínicas

Diabetes y obesidad

Dosis semanal por de cada uno

• 90 mg/día
• 270 mg/día

Objetivo

• Efecto favorable función endotelial Diabetes Tipo II

150 pacientes

Enfermedades CVD

Dosis

• 1 cap/día- 6 meses
• 2 cap/día- 6 meses

Objetivo

• Evaluar seguridad de extracto de uva enriquecido con resveratrol
• Prevención primara y secundria

20 pacientes

Cáncer

Dosis no se especifica

Objetivo

• Efectos secundarios y mejor dosis para tratar pacientes con cáncer colorrectal

120 pacientes

Alzheimer

Enfermedades neurodegenerativas

Dosis

• 500 mg una vez por semana
• Aumentando en intervalos de 1 g dos veces diarias

Objetivo

• Determinar si terapia con resveratrol es benéfica para retrasar el deterioro de la memoria.

Proceso Biotecnológico

Ruptura de células con perlas de vidrio

Toxicología

Otros estudios

(Lpi.oregonstate.edu, n.d.); (la Porte et al., 2010); (Lee et al., 2012)

Obesidad

Farmacocinética

Formulación final

Nano-encapsulación liposomal

• Efecto anti-adipogénico
• Estudios in vitro
• Incrementa apoptosis de adipocitos maduros
• "Ataca" rutas del metabolismo de triglicéridos a tejido adiposo blanco
• Reducción de grasa corporal
• Activa SIRT1 (sirutina 1) que regula homeostasis de energía celular y biogénesis mitocondrial.
• Resveratrol imita los efectos de restricción calórica

• Desarrollo y teratogenicidad
• Ratones, padres sin alteraciones, crías peso menor en riñón.
• Machos y hembras de 1era generación menos peso en vesículas seminales y ovarios, respectivamente

• Estabilidad del resveratrol
• Liberación y absorción más eficiente
• Protección interacciones no deseadas
• Enmascarar sabor amargo

Mecanismos de acción

• Genotoxicidad
• Mutación reversa en bacterias: negativo
• Aberraciones cromosómicas in vitro = positivo
• Ensayo in vitro de micronúcleos = indujo células mononucleares y polinucleares - 48 hrs tratamiento
• Intercambio de cromátidas hermanas: dosis-dependiente
• Resveratrol detuvo fase S y tratamiento indujo apoptosis

Estudios crónicos y agudos

(Aguirre et al., 2014); (Howitz et al.,2003)

• Estudios in vivo (Ratas)
• Administración diaria trans-resveratrol dosis hasta 700 mg/kg de peso corporal por 90 días = afectos adversos
• Estudio de seguimiento efectos secundarios gastrointestinales (consumo mayor a 1,000 mg/dia de resveratrol por máx. 29 días seguidos)
• Náuseas
• Dolor abdominal
• Flatulencia
• Diarrea
• Estudios crónicos
• Mejoraba tolerancia a glucosa / reducía estrés oxidativo / atenuaba la fibrosis de islotes pancreáticos
• Más ensayos para conclusión adecuada

Absorbancia

• Absorción oral en humanos cerca del 75%
• Parcialmente en estómago
• trans-resveratrol absorbido en sistema circulatorio

Distribución

• Difusión transepitelial
• Transporte pasivo a células

Metabolismo

• Intestino e hígado

Excreción

• Orina y heces fecales

Cáncer

Enfermedades CVD

(Steele, 2007); (Rocha-González, Ambriz-Tututi & Granados-Soto, 2008).

• Inhibición de la activación de compuestos carcinogénicos
• Supresión de la progresión del tumor
• Inducción de la apoptosis
• Altas [resveratrol] = inhibición de proliferación y apoptosis
• Bajas [resveratrol] = efecto citostático (inhibe desarrollo de células)

• Paradoja francesa = mayor consumo de vino = menor mortalidad coronaria
• Angiogénesis miocardial
• Tratamiento pacientes enfermedad de corazón
• Activa NF-кB (F.T)
• Mejora circulación coronaria por incremento de óxido nítrico (NO)
• Incrementa flujo de sangre dilatando vasos sanguíneos
• Acción antioxidante inhibe agregación de plaquetas

Diabetes

• Reduce la glucosa en sangre
• Preserva células β
• Mejora la acción de la insulina (Diabetes tipo II)

(Leger, Cochrane y Moore,1979);(Vidavalur, et al., 2006); (Shen et al., 2007)

(Mason, 2007); (Kraft, et al, 2009)

(Walle, 2011); (Spencer & Crozier, 2012)

(Szkudelski & Szkudelska, 2011)

Spencer & Crozier (2012)

Enfermedades

Neurodegenerativas

• Alzheimer
• Inhibe polimerización de péptido β-amiloide
• Estimula degradación de β-amiloide
• Parkinson
• Aminora capacidad respiratoria mitocondrial
• Incrementa biogénesis mitocondrial
• Previene elevación de calcio
• Interrupción de progreso de enfermedad

(Rocha-González, Ambriz-Tututi & Granados-Soto, 2008); (Tellone, et al., 2015)

Fuentes naturales

Compuestos

fenólicos

• Un anillo aromático unido a uno o más grupos hidroxilos unidos, incluyendo derivados funcionales (ésteres, metil ésteres, glicósidos)
• Base de su estructura: fenol
• Alifática
• Grupo hidroxilo se une a cadena de carbonos

(Geisler, 2011)

Flavonoides

Fenólicos simples

• Flavonoles
• Antocianidinas
• Isoflavonas
• Flavonas
• Flavononas
• Flavan-3-ols

• Ácidos fenólicos
• Estilbenos
• Hidroxicinamatos

(Geisler, 2011)

(Vermerris & Nicholson, 2006)

Quercetina

Flavonoide que:

• Provee sabor, color y otras funciones a las plantas
• Rutina = flavonoide mas comun en la quercetina

Proceso Biotecnológico

Pruebas clínicas

Cebolla (A. Sunpower)

Sistema de expresion

Cáncer

Dosis no se especifica

• Duración: 2 años

30 pacientes hombres con adenocarcinoma de prostata

Objetivo

• Evaluar si la quercetina mejora la absorción de los polifenoles del té verde en el tejido prostático

Diabetes y obesidad

HPLC

Dosis

• 2 g/día durante 2 años

HPLC

Enfermedades cardiovasculares

Dosis

• Tabletas de 500 mg/día por 2 años

Purificación

22 personas sanas (hombres)

Objetivo

• Probar los efectos del consumo crónico de tabletas de quercetina en ácido úrico en sangre y otros biomarcadores

19 pacientes ambos géneros, 18-75 años con DMII

Objetivo

• Medir el efecto de la quercetina en la tolerancia a la glucosa y la función posprandial epitelial

Enfermedades neurodegenerativas

Dosis

• No se específica
• Prueba en curso

12 pacientes entre 60-85 años con Alzheimer

Encapsulación en nanopartículas con ácido poliláctico (PLA)

Objetivo

• Observar efectos de la quercetina sobre Etanercept, una droga para el tratamiento de artritis y Alzheimer

Formulacion final

Toxicología

Otros estudios

• Toxicidad reproductiva
• Sin efectos adversos significativos relacionados con la reproducción o el desarrollo fetal
• Sin anormalidades teratogénicas en ratas Sprague-Dawley
• Estudios in vivo de genotoxicidad han fallado en confirmar la mutagenicidad demostrada in vitro

• Carcinogenicidad
• Realizados en 2 etapas (Iniciación-promoción)
• La actividad promocional de la quercetina en la carcinogénesis de órganos específicos es inconsistente

Diabetes

• Mitiga síntomas de diabetes al reducir el estrés oxidativo (ratones con diabetes tipo I)
• Alivia síntomas de daño hepático debido a que permite la proliferación celular a través de la supresión pancreática y hepática de Cdkn1a
• Efecto protector ante la vasoconstricción
• Reducción de presión alta

Mecanismos de acción

Estudios crónicos y agudos

La mayoría de los estudios apoya los efectos anticancerígenos y quimioprotectores de la molécula.

• Otras condiciones
• Enfermedad pulmonar crónica obstructiva
• Ataque fulminante/envejecimiento
• Hipertensión
• Ejercicio y termotolerancia
• Sarcoidosis
• Hepatitis C
• Fibrosis quística y autismo

Enfermedades

Neurodegenerativas

Enfermedades CVD

• Parkinson
• Previene muerte celular por estrés oxidativo
• Efecto neuroprotector (in vivo)
• Restauración parcial del # de neuronas
• Reducción hidroperóxidos lipídicos
• Actúa como antioxidante contra la apoptosis

Obesidad

• Protege las LDL de la oxidación = prevención de la agregación de plaquetas
• Inhibe proliferación y migración de células a músculo liso
• Disminuye los lípidops en plasma, las lipoproteínas y niveles de colesterol hepático
• Inhibe la producción de oxLDL producido por estrés oxidativo
• Protege una enzima que hidroliza peróxidos lípidos específicos en las lipoproteínas oxidadas y lesiones de arterosclerosis
• Induce vasorelajación endotelial

• Alzheimer
• Protege células neuronales de la neurodegeneración inducida por estrés oxidativo
• Disminuye peroxidación lipídica
• Atenúa muerte neuronal en hipoocampo = mejora aprendizaje y memoria (test de laberinto)
• Disminución de beta-amiloidosis

• Agente anti-obesidad
• Inhibe la adipogénesis mostrando una disminución en la acumulación de lípidos y expresión de marcadores adipogénicos
• Activa la ruta AMPK y otras
• Lipólisis
• Roles similares al resveratrol
• Relacionados con actividad directa o indirecta en rutas metabólicas

Cáncer

• Inhibie tumor de necrosis
• Inhibe tumor de angiogenesis (formación vasos sanguíneos nuevos
• Inhibe células de cáncer colorrectal (in vitro)
• Modula el ciclo celular y genes de apoptosis
• Cáncer de próstata
• Atenuación del receptor andrógeno que inhibe expresión de AR-PSA
• Inhibición otros receptores involucrados en metástasis
• Regula expresión de genes supresores
• Disminuye expresión de oncogenes
• Inhibición células cancerosas pancreáticas
• inducción a apoptosis (in vivo)

Farmacocinética

Fuentes naturales

Absorbancia

• Intestino delgado (gliconas y agliconas)

Distribución

• Se encuentra en el plasma como quercetina aglicona

Metabolismo

• Metabolizada en hígado e intestino (microbiota)

Excreción

• Orina

• Ocurre como gliconas o agliconas
• En plantas se encuentra más como rutina (glicona)