Mónica Rubio A00997550 Delia Serna A00378686 Carlos Santana A01098065 Glucosinolatos e isotiocianatos Introducción
Históricamente, los glucosinolatos han sido parte de la vida humana por cientos de años debido a los sabores que producen en vegetales (como el repollo, coliflor, brócoli) y especias (mostaza), además de usos como lubricantes e iluminación. Los glucosinolatos son metabolitos secundarios aniónicos, ricos en sulfuro encontrados casi exclusivamente en el orden de las Capparales (Brassicaceae, Capparaceae y Caricaceae) además del genus Drypetes de la familia Euphorbiaceae1 . Estos compuestos sufren hidrólisis mediante mirosinasas (tioglucosidasas endógenas) por lo que producen derivados como los isotiocianatos, los tioc tiocianatos ianatos y los nitril nitrilos. os. Los difere diferentes ntes sabores sabo res de los alimentos alimentos antes mencionad mencionados os son debiido a su contenido deb contenido de productos prod uctos de hidrólisis hidrólisis de isotiocia sotiocia natos2. Las tioglucosidasas son parte fundamental de las plantas que acumulan glucosinolatos ya que poseen mirosina rosinasas sas que hidrol hidroliizan los restos restos de gluc glucosa osa en la estruct estructuura prin principal cipal.. La hidróli drólisis sis en plantas intactas parece estar obstaculizada por la separación espacial de los glucosinolatos y la mirosinasa o la inactivación de la mirosinasa. Estos componentes se mezclan al haber un daño de tejido, llevando a la rápida formación de productos de hidrólisis. Su activación al presentarse presentarse daño en la plan planta ta y las propiedades propiedades biol biológi ógicas cas de los productos productos de hidról hidróliisis sis sugieren que la función más prominente de estos compuestos en plantas es la de defender en contra de herbívoros y patógenos2. En diferentes estudios se ha demostrado que los glucosinolatos exhiben toxicidad directa, inhibición del crecimiento o disuasión alimentaria a una amplia variedad de enemigos potenciales de las plantas, incluyendo mamíferos, aves, insectos, moluscos, invertebrados acuáticos, nematodos, bacterias y hongos3,4 . En los últimos 40 años, estos cultivos han adquirido una mayor significancia agrícola con la creciente importancia de las semillas de colza, por los cultivos de Brassi Brassica ca napus, B. rapa y B. juncea, como cultivos oleaginosos en áreas templadas y subtropicales del mundo. Las especies antes mencionadas contienen glucosinolatos en todos sus órganos, pero los agricultores bajaron drásticam drásticamen ente te el conten conteniido en la semi semilla para dism dismiinui nuir el sabor y la toxi toxicidad cidad al aceite aceite obtenido. Esto es debido a que algunos al hidrolizarse causan bocio (aumento del tamaño de la glándula tiroidea) y otras afecciones nutrimentales6. De esta manera, pudieron vender el aceite como canola (menos del 2% de ácido erúcico y de 30 mmol/g de harina de glucosinolatos totales), una industria multimillonaria que se espera supere las 15 millones de toneladas de producto producto en el 20155; y la pasta pas ta residual residual como c omo suplemento suplemento de alim alime nto para ganado1. En la última década, el interés por estos metabolitos secundarios ha incrementado ya que se han identificado como potentes agentes anticancerígenos en un amplio rango de modelos animales6. Esto es por la habilidad de algunos productos de hidrólisis a inducir enzimas de desintoxicación de fase II7. Los sulfurafanos y otros isotiocianatos pueden prevenir el crecimiento de tumores bloqueando el ciclo celular y promoviendo la apoptosis8. Además, los
cultivos de Brassica han encontrado un uso como bio-insecticidas en donde el material culti cultivad vadoo es incorporado ncorpo rado al suelo suelo agrícola agrícola para suprimi suprimirr patógenos, pató genos, nematodos, y hiervas hiervas9. Objetivo
El objetivo de este análisis es describir la química, biosíntesis, análisis de los glucosinolatos y de sus derivado derivados, s, los isotiocia isotiocianatos natos,, así como sus efectos nu nutracéut tracéutiicos. cos . Quím Qu ímica ica de glucos glucosin inolatos olatos
Los 120 glucosinolatos reconocidos comparten una estructura química que consiste en una molécula de β-D-glucopiranosa unida por un sulfuro a un éster de N-hidroxisulfato con una cadena R. (Figura 1) La cadena R es derivada de alguno de los siguientes 8 aminoácidos: alanina, leucina, isoleucina, metionina, valina, fenilalanina, tirosina, o triptófano. El aminoácido precursor es usado para clasificar a los glucosinolatos, junto con el tipo de modificación a la cadena R. Se clasifican en glucosinolatos alifáticos (derivados de ala, leu, ile, met, val); aromáticos (derivados de phe, tir); e índole-glucosinolatos (derivados de trp). La cadena R de la molécula es modificada por su respectivo precursor y una metionina. La transformación puede ser de tipo hidroxilación, metilación, desnaturalización, glicosilación o acilación2. Biosíntes Biosínt es is de glu glucosinol cosinolatos atos
La formación de los glucosinolatos puede ser dividida en tres etapas: elongación de cadenas de aminoácidos, reconfiguración del aminoácido, transformaciones secundarias. La ruta se observa obse rva en la fifigura 2. 1. El Elongació ongaciónn de cade cadenas nas de ami aminoácido noácidoss Primera Prim eramente mente el ami aminoác noáciido es e s deami de aminado nado y convertido en un ceto cetoácido ácido.. Posteriormente Poste riormente un ciclo de tres etapas es llevado a cabo: (1) el cetoácido se condensa con el acetil-CoA para formar un derivado de 2-malato, que posteriormente (2) se isomeriza vía 1,2-hidroxil a un derivado de 3-malato, el cuál (3) pasa por una oxido-descarboxilación para obtener un cetoácido con un grupo metileno más que el inicial. En cada repetición de la etapa de elongación, los dos carbonos del acetil-CoA son agregados al cetoácido y el grupo COOH es perdido. perdi do. Al fina nall de cada ci cicl cloo se gan ganaa un átom átomoo de carbon carbonoo y el cetoáci cetoácido do pue puede de ser transaminado a su correspondiente aminoácido para entrar a la segunda fase de formación del glucosinolato. 2. Reconfi Reconfigurac guració iónn del ami aminoác noáciido En la formación de la estructura inicial del glucosinolato participan diferentes intermediarios los cuales pueden estar divididos en tres etapas individuales: (1) la conversión de aminoácido a aldoxima, la cual diferencia la ruta metabólica de los glucosinolatos. (2) Posteriormente la aldoxina incorpora azufre de la metionina o cisteína para generar un ácido tiohidroxicimico, y finalmente (3) este compuesto es S-glucosilado, obteniendo la estructura general de glucosinolato. 3. Transformaciones secundarias
El glucosinolato formado inicialmente es sujeto a diferentes modificaciones de la cadena R. Las reacciones que suceden influencian la dirección de la hidrolización del glucosinolato y el producto produ cto de tal hi hidrol droliiza zaci ción. ón. Otra modi odifficaci cación ón es la ester esteriificaci cación ón de los gr grupos upos hi hidróx dróxiilos por el áci ácido do ben benzzoi oico. co. El nivel nivel y com composi posici ción ón de los glucosi cosinol nolatos atos en las pl plan antas tas ref reflleja tan tanto to la información genética, como factores ambientales debido a que algunos de estos compuestos están constanteme constanteme nte pres presente ente y otros son induci nducidos dos2 . Química isotiocianatos Las plantas que acumulan glucosinolatos tienen actividad de una β-tioglucósidasa
llamada mirosinasa. Esta enzima hidroliza la glucosa de la cadena principal en glucosa y una aglicona inestable que puede reacomodarse reacomodars e en e n form formaa de d e isotoc sotociianina, ni nitril trilos, os, y otros productos product os10 . Todos los isotocinatos están caracterizados por la presencia de un grupo – N=C=S com comoo se muestra en la figura 3. Algunos estudios indican que la actividad biológica de los isotiocianatos puede ser mediada principalmente a través de la reacción del carbono electrofílico central11 . Biosíntes Biosínt es is isotioci isotiocianat anatos os
Una vez teniendo el glucosinolato, el proceso empieza con la catalización de la mirosina, hidrolizando la unión de la tioglucosidasa para formar una aglicona inestable2. Dependiendo de la estructura de la cadena lateral, y la presencia de proteínas y cofactores adicionales, la aglicona se reacomoda para formar diferentes productos (Figura 4), los más comunes son los isotiocianatos10 . Los isotiocianatos tienen un reacomodo de tipo Lossen. Cuando la cadena lateral del glucosinolato tiene un grupo hidroxilo en el segundo carbono, las isotocianinas formadas son poco estables y se ciclan a oxasolidine-2-tiones, una sustancia relacionada con el bocio. boci o. El sulfurafano, es un isoctocianato que proviene de la hidrólisis enzimática de la glucorafanina, la cual ha sido identificada únicamente en la familia de las plantas Cruciferae (brocoli, coliflor, entre otros). La síntesis del sulfurafano (Figura 5) ocurre vía elongación de metionina, seguida por la adición del glucósido para producir 4-metiobutil glucosinolato. Al tener modificaciones en la cadena se convierte a 4-metilsulfinilbutil glucosinolatio. Este mecanismo de conversión de glucorafanina a sulfurafano sucede por la acción de la mirosinasa10 . Análisis
Po r la Por la gran gran cantida cantidadd de matrices matrices biológicas biológicas (forraje, (forr aje, semi se milllla, a, etc) etc ) de los los difere diferentes ntes alim alimentos entos que los poseen (brócoli, coliflor, colza, etc) los métodos para analizar glucosinolatos e isotiocianatos varían ampliamente. Lo que dificulta la estandarización de métodos para su detección y cuantificación, aunque en literatura se puede encontrar el análisis de colza y canola (ISO9167-3 2007) principalmente1. En general, el análisis consiste en la preparación de la muestra, muestra, la extracción, concentración, sepa separación ración y la detec detección ción.. Para preparar la muestra es necesario inactivar la mirosinasa, esto se logra congelando en nitrógeno líquido, utilizando un horno de microondas, a baño maría o liofilizando. Después se tiene que moler el material biológico para obtener de .1-4 g de polvo. Las extracciones son realizadas a temperaturas de entre 65-100°C, cercanas al punto de ebullición de la mezcla o solventes. Se recomienda tanto agua:etanol (1:1) o metanol:agua (7:3) para tejidos liofilizados.
Una vez hecha la extracción se separa el material sólido mediante una centrifugación (18000g, 20 min, 4°C) y se procede con la purificación. Esta purificación generalmente involucra un paso de intercambi tercambioo de aniones aniones con la misma sma resin resina DEAE-Sephadex DEAE-Sephadex A-25 usada usada para una posterior posterior desul desulfatación atación1 . Un procedimiento para la extracción de estos analitos en brócoli es el siguiente: 100-200 mg de polvo son mezclados con metanol acuoso (70% vol/vol, 5 mL) después de agregar el estándar interno. Se mezclan en un vortex a 70°C por 20-30 min y se dejan enfriar, se toma una alícuota y se pasan por una columna de intercambio iónico que se lava con agua y después con 0.02 M de acetato de sodio. Después las columnas fueron expuestas a sulfatasa purificada (75 µL) e incubadas toda la noche a temperatura ambiente. Los desulfoglucosinolatos se eluyen mediante la aplicación secuencial de 0.5, 0.5 y .25 mL de agua y analizados por HPLC. La columna cromatográfica fue una Spherisorb ODS2 (250x4.6 MM, 5 µm), las muestras fueron eluidas a 1 ml/min con agua y acetonitrilo como solventes y fuero fueronn monitoreado onitorea doss a 229 22 9 nm en mod modoo de ionizac ionizació iónn negativo negativo en el masas12 . Los isotiocianatos se miden en muestras que han sido disueltas en buffers para facilitar la acci acc ión de las las mirosin mirosinasa asa endógena end ógena y de sus cofactores cofacto res.. Las muestra muestrass liofi liofillizad izadas as se mezclan mezclan con buffer de fosfato salino en un vortex a 37°C por 2 horas. En el siguiente paso se centrifugan (13000g, 4°C por 30 min) y se remueve el sobrenadante. Se analizan usando una columna Luna C-18 (150x3mm, 3 µm) en un LC-ESI-MS. El método de elución es 0.3 ml/min con solventes de 0.1% ácido fórmico acuoso y acetonitrilo al 0.1% de ácido fórmico. Se monitorean onitorea n en UV UV a 235 23 5 nm y en mod modoo de ioniza ionizacc ió n po positi sitivo vo en el masas12 . La detección de los glucosinolatos depende mucho de la modificación que se le haga al compuesto. En la figura 6 se muestra un diagrama de las modificaciones posibles y los métodos de detección correspondientes. Los métodos más comunes como el de tiourea, timol, ciclocondensación de bencenoditiol, cloruro de paladio, ensayo de ferricuanuro, y liberación de iones de sulfato siguen siendo utilizados sin modificaciones. También se utilizan técnicas como la Región Espectral de Infrarrojo Cercano (NIRS), los rayos X de fluorescencia, ELISA, GC-FID, HPLC-UV. Los métodos de detección se pueden clasificar de tres maneras de acuerdo al compuesto que identifican: las pruebas colorimétricas son capaces de ver el total de los productos de degradación, otras identifican los productos no destructivos totales, y las más refinadas pueden identificar los componentes individuales vistos por separación cromatográfica acoplados a un detector. Casi todos los detectores se han utilizados para la investigación de éstos compuestos, Q-TOF, MALDI-TOF, APCI, ESI aunque la configuración preferi preferida da es la de ESI-LC-TOF1 . Los glucosinolatos se caracterizan por la presencia de un grupo sulfuro, lo cual los hace moléculas negativamente cargadas por lo que son fácilmente detectables en modo de ionización negativo en un ESI mientras que los isotiocionatos al no presentar presentar gru grupos acídi acídicos cos solo solo responden en modo modo de ioni ioniza zació ciónn positi positiva va13 . Aunque los nuevos equipos, resinas y métodos están haciendo más fácil la separación, detección e identificación, la cuantificación sigue siendo un problema ya que no hay suficiente abasto abas to de estándares estándare s analí analíticos para vali validar todos los los métod métodos. os. Relación de isotiocianatos con la salud
En la segunda mitad del siglo pasado hubo un gran auge dentro del estudio de glucosinolatos, debido a que se habían observado diferentes efectos benéficos para la salud, al consumir
alimentos ricos en estos6. Estas investigaciones han demostrado que los glucosinolatos no tienen una actividad nutracéutica per se14 . Sin embargo, los compuestos resultantes de la hidrólisis de los glucosinolatos han demostrado tener actividad anticarcinogénica, antimutagénica, antioxidante, antifúngica, antibacteriana, entre otras15 . La obtención de isotiocianatos es llevada a cabo en el tracto gastrointestinal, al cual pueden llegar por la dieta o mediante bacterias que degradan los glucosinolatos. Son absorbidos por difusión pasiva en el epitelio celular del intestino delgado, en donde son conjugados inmediatamente con glutatión (Figura 7). Este conjunto es exportado al sistema circulatorio. La velocidad de conjugación y su paso a torrente sanguíneo va a depender de la estructura del isotiocianato. Se cree que en torrente el glutatión unido al isotiocianato es disociado por vía enzimática para poder tener una función benéfica, de no ser así será desechado en la orina por el metabo metabollis mo del ácido ácido mercap mercaptúrico. túrico. Los isotiocianatos son aparentemente agentes quimiopreventivos, que intervienen favorablemente al inhibir el metabolismo de la carcinogénesis y/o por la inducción de la desi des intoxica ntoxicación ción enzim enzimática. Se ha observad obs ervadoo un unaa dismi disminución nución en el riesgo de padecer pade cer cáncer de pulmón, estómago, colorectal, mama, vejiga y próstata. También se ha observado una disminución de infartos al miocardio. Los isotiocianatos afectan las tres fases de la carcinogénesis: iniciación tumoral, promoción y progresión; también puede actuar en la supresión de las etapas finales de la carcinogénesis; por ejemplo angiogénesis y metástasis14 . Por otra parte ha habido algunos efectos preventivos al sistema nervioso central, protección cardiovascular, protección en contra de nefropatía y neuropatía diabética, y protección en contra de Helicobacter Helicobacter pylori (mi (microorgan croo rganis ism mo asoci asoc iado al padecimi padecimie nto de cáncer gástrico gástrico))6. La carcinogénesis es un proceso molecular inducido por cambios genéticos o epigenéticos que interrumpe las vías de control de la proliferación celular, apoptosis, diferenciación y senescencia. Todos los agentes carcinogénicos pasan a través de un proceso metabólico al entrar al cuerpo humano. Este proceso enzimático ocurre mayormente por la oxidación, reducción e hidrolisis de estos compuestos, lo que hace estos sean más hidrofílicos. Este evento es llamado fase I del metabolismo, es mayormente catalizado por enzimas de la familia del citocromo P450 (CYP). Después, los procarcinógenes son convertidos en intermediarios altamente reactivos que pueden unirse a macromoléculas como ADN, ARN y proteínas, causando mutaciones o malformaciones proteicas. Un segundo grupo de enzimas, conocidas como enzimas de fase II, combinan estos intermediarios con cofactores endógenos, lo que lleva a la generación de productos solubles en agua y que pueden ser fácilmente excretados por la la bil bilis o la la orin orina. Los isotiocianatos pueden inhibir la activación de los carcinogenes, manteniendo el balance entre las enzimas de la fase I que activan la carcinogénesis y la desintoxicación llevada a cabo por las enzi enzimas de fase II, las cual cuales es tien tienen en un rol importante portante en con contra tra del daño celu celular por agentes xenobi xenob ioticos. oticos . Las enz e nzim imas as de fase II I I inclu incluyen yen un un conjunto de superfam super famililias ias como co mo los son las glutati glutatión ón S-transf S- transferasa erasa (GST), (GS T), sulfotransf sulfotransferasa erasass y UDP-gl UDP- glucoronosil ucoronosiltransf transferasa erasas, s, DTdiaforas diaforasaa o NAD(P) H oxidasa oxidasa,, entre otras. En la inducción de la fase II, hay enzimas como la GST que protege tejido y células en contra de intermediarios carcinogénicos. Los isotiocianatos, se han visto envueltos en la inducción de
la fase II de desintoxicación enzimática, especialmente utilizan enzimas como la GST; también también se ha observado ob servado que reducen red ucen enzi enzimas CYP. C YP. La activi actividad de las enzi enzimas fase fase II ha sido inducia in vitro siguiendo un tratamiento de diferentes isotiocianatos incluyendo sulfurafano16 . Muchos de los efectos beneficiosos de los isotiocianatos son debido al mismo estrés que este fitoquímico causa en la célula. Siguiendo una difusión pasiva los isotiocianatos se conjugan con el glutatión inmediatamente, lo que lleva a un rápido agotamiento de los niveles de glutatión en la célula. Esta falta de glutatión es recibida por la célula como estrés. También se ha observado que los isotiocianatos inducen a la glutamato cisteína ligasa (GCL) la cual es la enzima limitante en la biosíntesis del glutation17 . El aumento de glutatión en conjuto con la GST ha demostrado ser un paso primordial en la desintoxicación de carcinogenes, El aumento de GST se ha observado a nivel transcripcional y a nivel enzimático en diferentes líneas celulares. Es mayormente mediado por la activación del factor de transcripción (Nrf2). Este factor es activado activado bajo condiciones condiciones de estrés, estrés , con el fin fin de desintoxicac desintoxicaciió n. El mecanismo de activación de Nrf2 mediado por isotiocianatos no está totalmente entendido, se ha encontrar que los isotiocianatos interactúan con el grupo – SH SH de la cisteína de Keap1 (proteína supresora del factor NRF2), resultando en un cambio en la conformación de Keap1, lo cual hace que la proteína no se pueda unir al factor NRF2 y esto permite la translocación de Nrf2 Nrf2 en el núcl núcleo. eo. La mayor ayor activ actividad qui quimopreven opreventi tiva va es por la inhibi hibici ción ón de CYP (fase (fase I), y por la inducción ducción de la fase enzi enzimática ática II de desint desintoxi oxicaci cación. ón. La indu nducci cción ón de estas enzi enzimas está mediada por el elemento de respuesta antioxidante (ARE), que es regulado por la transcripción del factor Nrf2. El potencial de inducción enzimática está relacionado con la concentrac conc entración ión total tota l intrac intracelu elular lar y la formación de ROS. RO S. Dad Dadoo que la enzima enzima encargada enca rgada de metabolizar a los isotiocianatos es la GST, el efecto benéfico de este fitoquímico es parcial parcialm mente ente dependient dependientee de la presenci presenciaa o ausen ausenci ciaa de la GST. GST. Adici Adiciona onallmente ente Au Aunqu nquee 14 también también pod podría ría actuar el isotiocinato por otras rutas . Los isotiocianatos estimulan la transcripción de muchas enzimas antioxidantes y proteínas no enzimáticas, que resultado de una protección en contra del estrés oxidativo; los isotiocinatos también alquilan y reducen los grupos celular tioles, lo cual daña la mitocondria y eleva ROS, creando un estrés celular. (Molina). Para estos compuesto se ha observado una respuesta dependiente de la dosis, en donde a bajas concentraciones induce genes citoprotectivos e inhibe las enzimas de la familia del CYP. Sin embargo a altas concentraciones las células tienden a realizar el proceso de apoptosis. apoptosis. El mecani ecanismo smo de citotox citotoxiicidad cidad y “citoest citoestáti ático” co” incluyen la inducción de apoptosis, inhibición de la progresión del ciclo celular y la inhibición de la angiogénesis. Apoptosis La apoptosis medida por isotiocianatos es debido a la liberación del citrocromo C de la mitocondria, la regulación de la familia proteíca Bcl-2, la señalización de las proteínas cinansas activadas activadas por mitógenos (MAPK) y la subsecuente activación de las caspasas. También se puede realizar el proceso de apoptosis por la inhibición del factor de necrosis tumoral (TNF). La comparación con diferentes isotiocianatos ha dado diferentes resultados por ejemplo en células de cáncer de vejiga bencil isotiocianato (BITC) y Feniletil
isotiocianato (PEITC) causaron una pérdida del potencial mitocondrial pero sólo en altas concentraciones en donde Isotiocianato Isotiocianato de alilo alilo (AITC) y sulfu sulfura rafano fano fall fallaron18 . Estrés oxidativo Los isotiocianatos pueden actuar indirectamente por el aumento de la capacidad antioxidante en células animales por la inducción de enzimas fase II o por el incremento de glutatión. Éste es un tripéptido que mantiene el balance de oxidación-reducción celular y protege contra las especies de radicales libres. Se han realizado diferentes estudios en donde se suministró PEITC a ratas hembras adultas, por 7 días causando un incremento de 1.6 veces el glutatión hepático 14 . Inhibic Inhibició iónn del de l ciclo ciclo célul c élular ar La habilidad de los isotiocianatos de regular el ciclo celular y de inhibir la proliferación celular contribuye a su capacidad quimiopreventiva, la cual es mediada por las ciclinas, moléculas cinasas dependientes de ciclinas y sus inhibidores. PEITC y BITC detiene el ciclo celular en la fase G(2) en Caco-2 por la inducción de la expresión del inhibidor p21 de la ciclina cinasa dependiente19 . BITC detienen las células cancerígenas pancreáticas en G(2), debido a la activación del punto de control de la cinasa 2, mientras que la expresión de proteína proteínass regul reguladoras adoras del paso de la fase G2 a M fueron ueron inhibi hibidas das parcial parcialm mente ente20 . Un resultado muy similar se obtuvo con el cáncer de colon21 . El sulfurofano ha demostrado detener el ciclo celul celular en las las 3 fases fases G(1), G(2) y fase S. También pueden afectar la progresión del ciclo celular los isotiocianatos por interrumpir la poli polimeriz erización ación de la estruc estructu tura ra de microtúbul crotúbulos, os, por la inhi nhibici bición ón de la poli polimeriz erización ación de la tubulina esto fue observado por AITC en células humanas de color. Del mismo modo se obser observó vó en célul células de carc c arciinoma en ratones rato nes por po r la ingesta ingesta de sulfu sulfurafano, rafano, en cél cé lulas ulas endoteliales de bovino. También se observó en células adenocarcinoma de mama MCF-7, donde la inhibición de la polimerización de tubulina fue específicamente atribuida al sulfurafano14 . Inhi Inhibición bició n de la la angi angiogé ogénesis. nesis. Los isotiocianatos a concentraciones micromolares han demostrado supresión efectiva de angiogénesis en modelos celulares y animales. Usando líneas celulares como células endoteliales de la vena umbilical humana (HUEVECs), el sulfurafano decrementa la proli proliferación eración (dependi (dependient entee de la dosis) dosis)22 . PEITC inhibe la formación de los capilares (neovacularizacion in vitro) y la migración (pontecial invasión); ambos efectos se encuentran asoci asoc iado adoss con al supresión supresión de factor de d e crecimi crecimie nto endotelia endotelia l (VEGF)14 . Conclusión
Los glucosinolatos e isotiocianatos son compuestos presentes en la familia de las Cruciferas que han sido utilizados desde siglos pasados para diferentes propósitos. Aunque el primer interés de estos compuestos en la industria agrícola fue la de reducir su contenido para evitar los sabores característicos y reducir su toxicidad, el reciente interés se centra especialmente en sus efectos nutraceúticos. Su recién probada actividad en el ciclo celular comprueba sus cualidades anticancerígenas y los convierten en buenos candidatos quimiopreventivos y terapeúticos. De igual manera, se ha comprobado que tienen poder antiinflamatorio, alguno benef benefiicios cios en vasos sangu sanguííneos y cierta cierta protección protección al sistem sistemaa nervi nervioso oso central central.. A pesar de toda
la investigación hecha en los últimos años, no se ha logrado definir el consumo necesario para obtener los efectos nutraceúticos y evitar los niveles de toxicidad. Sin embargo, debido a la abundancia de estos compuestos en la naturaleza y en las industrias agroalimentarias los glucosinolatos son una solución prometedora para la prevención y tratamiento de diferentes tipos de cáncer. Referencias:
1. Clarke, D. B. Glucosinolates, structures and analysis in food. Analytical Methods. 2010, 2-4. Pp. 301-416. 2. Halkier, B.; Gershenzon, J. Biology and Biochemistry of Glucosinolates. Annual Review of Plant Biology Biology.2006. 57:303-33. 3. Noret, N.; Meert Meerts, s, P.; Posche Poschenr nriieder, C.; Barc Barcel elo, o, J.; Esc Escarre, arre, J. Pal Palatabi atabillity of Thlaspi caerulescens for snails: influence of zinc and glucosinolates. New Phytologist. 2005. 165, 763 – 72. 72. 4. Lazzeri, L.; Curto, G.; Leoni, O.; Dallavalle, E. Effects of glucosinolates and their enzymatic hydrolysis products via myrosinase on the root-knot nematode Meloidogyne Meloi dogyne incognita (Kofoid et White) Chitw. Journal of Agriul Agriultural tural Food Chemistry. 2004, 52, 3 – 7. 7. 5. Carré, P.; Pouzet, A.; Rapeseed market, worldwide and in Europe. EDP Scienci Sciencies es OCL. 2014, 21. 6. Dinkova-Kostova, A.; Kostov, R.V. Glucosinolates and isothiocyanates in health and disease. Trends in Molecular Medicine. 2012, 18, 337-347. 7. Abdull-Razis, A.F.; Bagatta, M.; de Nicola, Gina.; Iori, R.; Ioannides, C. Inctact glucosinolates modulate hepatic cytochrome P450 and phase II conjugation activities and may contribute directly to the chemopreventive activity of cruciferous vegetables. Toxicology. 2010, 277, 1-3. 8. Natell Natella, F.; Maldi Maldinni, M.; Leoni Leoni, G.; Scaccini Scaccini,, C. Gluc Glucosi osinol nolates ates redox activ activities: ties: can they act as antioxidants. Food Chemistry Chem istry. 2014, 149, 226-232. 9. Ahmad, S.A.; Young, S.D.; West, H. Effect of zinc and glucosinolates on nutritional quality of Noccaea caerulescens caerulescens and infestation by Aleyrodes proletella proletella. Science of the Total Environment. 2015, 511, 21-27. 10. Masahiko, I.; Masaku, H.; Nobuko, F.; Tomohiro, K.; Yasujiro, M. Glucosinolate metabolism, functionality and breeding for the improvement of Brassicaceae vegetables. Breeding Breeding Science. 2014, 64, 48-59. 11. Yuesheng, Z.; Song, Y.; Jun, L.; Vegetable-derived isothiocyanates: anti proli proliferative erative activ activity and and mechani echanism sm of action. action. Proceedings of the Nutrition Society. 2006, 65, 68 – 75. 75. 12. Saha, S.; Hollands, W.; Teucher, B.; Needs, P. W.; Narbad, A.; Ortori, C.A.; Kroon, P. A.; Isothiocyanate concentrations and interconversion of sulforaphane to erucin in human subjects after consumption of commercial frozen broccoli compared to fresh broccoli. Molecular Molecular Nutrition and Food Research Research. 2012, 56, 1906 – 1916. 1916. 13. Franco, P.; Spinozzi, E.; Pagnotta, L.; Lazzen, L.; Ugolini, C.; Camborata, A.; Roda, A. Development of a liquid chromatography-electrospray ionization-tandem mass spectrometry method for the simultaneous analysis of intact glucosinolates an isothiocyanates in Brassi Brassicaceae caceae seeds and functional foods. Journal of Chromatography Chromat ography A. ScienceDirect. ScienceDirect. 2015. Web 1 Nov 2015
14. Traka M.; Mithen R. Glucosinolates, isothiocyanates and human health. Phytochem Rev. 2009, 8, 269 – 282. 282. 15. Molina-Vargas L.F. Mechanism of action of isothiocyanates. A review. Agronomía Colombiana. 2013, 31, 68-75. 16. Juge N.; Mithen R.F.; Traka M. Molecular basis for chemoprevention by sulforaphane: a comprehensive review. Cell Mol Life Sci. 2007, 64, 1105 – 1127. 1127. 17. Traka M.; Gasper A.V.; Smith J.A.; Hawkey C.J.; Bao Y.; Mithen R.F. Transcriptome analysis of human colon Caco-2 cells exposed to sulforaphane. J Nutr . 2005, 135, 1865 – 1872. 1872. 18. Tang L.; Zhang Y. Dietary isothiocyanates inhibit the growth of human bladder carcinoma cells. J Nutr . 2004, 134, 2004 – 2010. 2010. 19. Visanji J.M.; Duthie S.J.; Pirie L.; Thompson D.G.; Padfield P.J. Dietary isothiocyanates inhibit Caco-2 cell proliferation and induce G2/M phase cell cycle arrest, DNA damage, and G2/M checkpoint activation. J Nutr . 2004, 134, 3121 – 3126. 20. Zhang R.; Loganathan S.; Humphreys I.; Srivastava S.K. Benzyl isothiocyanateinduced DNA damage causes G2/M cell cycle arrest and apoptosis in human pancreati pancreaticc cancer cancer cell cells. J Nutr . 2006, 136, 2728 – 2734. 2734. 21. Tang L.; Li G.; Song L.; Zhang Y. The principal urinary metabolites of dietary isothiocyanates, N-acetylcysteine conjugates, elicit the same anti-proliferative response as their parent compounds in human bladder cancer cells. Anticancer Drugs. 2006, 17, 297 – 305. 305. 22. Asakage M.; Tsuno N.H.; Kitayama J.; Tsuchiya T.; Yoneyama S.; Yamada J.; Okaji Y.; Kaisaki S.; Osada T.; Takahashi K.; Nagawa H. Sulforaphane induces inhibition of human umbilical vein endothelial cells proliferation by apoptosis. Angiogenesis Angiogenesis. 2006, 9, 83 – 91. 91.
Figuras
Figura Fig ura 1. Estructu Estructura ra de gl glucosinola ucosinolato to
Figura Fig ura 2. Bi Biosín osíntes tesis is de gl glucosinola ucosinolato to
Figura Fig ura 3. Estructu Estructura ra Isotoc Isotociianato
Figura Fig ura 4. Bi Biosín osíntes tesis is de Isotoc Isotociianato
Figura Fig ura 5. Bi Biosín osíntes tesis is de Isotoc Isotociianato
Figura Fig ura 6. Di Diagram agramaa de método étodoss de anál análiis is de productos de d e degrada degradación ción de d e gl glucosinola ucosinolato tos. s.
Figura Figura 7. Absor Absorción ción de isotioci isotiociaa natos en el cuerpo hu hum mano.