El Germen Trigo, soja, brócoli, espinaca, yema de huevo.
La vitamina E fue descubierta en 1923 por Herbert Evans y Katherine Bishop, quienes observaron que su deficiencia causaba reabsorción fetal en las ratas e incapacidad reproductiva crónica. A este compuesto se le llamó tocoferol (del griego tokos: nacimiento y pherein: llevar, portar). La sustancia activa fue aislada de aceite de germen de trigo en 1936 por Evans y colaboradores (Machain, 1991; Wolf y col., 1998). Además se le añadió el sufijo -ol designando a la forma activa alcohol (Parker, 1994). Hay ocho miembros de la familia de la vitamina E: alfa, beta, gamma, delta tocoferoles y alfa, beta, gamma, delta tocotrienoles. El isómero alfa-tocoferol posee la mayor actividad vitamina E en los animales (Brigelius-Flohe y Traber, 1999).
La primera producción de alfa-tocoferol sintético era una mezcla equimolar de dos isómeros: RRR- y SRR-alfa-tocoferol. Este compuesto es nombrado como 2-ambo-alfa-tocoferol, aunque antes se le conocía como dl-alfa-tocoferol. Esta es la molécula considerada el estándar internacional para la vitamina E (Ames, 1979), hasta los años 80.
Posteriormente, el proceso de síntesis de la vitamina E varió, dando como resultado el actual all-rac-alfa-tocoferil acetato, el cual tiene ocho estereoisómeros (RRR, RRS, RSR, RSS, SRR, SRS, SSR, SSS), que se siguió, y se sigue, llamando, aunque incorrectamente, dl-alfa-tocoferil acetato. De esta forma, el producto sintético actual no se corresponde al producto sintético con el que se dedujeron los ratios de equivalencia clásicos (USP, 1955).
La vitamina E de fuente natural: RRR alfa-tocoferol, se obtiene mediante la extracción de los tocoferoles de los aceites vegetales (soja, palma, girasol, etc.). Sólo es una forma isomérica y es la forma con el 100% de bioactividad (USP, 2000).
En 1982, la IUPAC (Unión Internacional de Química Pura y Aplicada) recomienda que la fuente natural de vitamina E sea llamada RRR- alfa-tocoferol/RRR-alfa-tocoferil acetato, mientras que la vitamina E sintética debería ser llamada all-rac-alfa-tocoferol/all-rac-alfa- tocoferil acetato.
La carne de res, la leche y derivados lácteos
El término ácido linoleico conjugado (ALC) incluye una serie de isómeros posicionales y geométricos del ácido linoleico. Las principales fuentes naturales son la carne de animales rumiantes, la leche y los derivados lácteos. Además, existe en el mercado una amplia gama de alimentos que han sido enriquecidos en ALC (manipulación de la dieta del animal, adición de ALC procedente de otras fuentes naturales como el aceite de cártamo). La diferencia estriba en que, mientras el principal isómero presente de forma natural en los alimentos es el cis-9, trans-11, las preparaciones comerciales contienen cantidades similares de los isómeros cis-9, trans-11 y trans-10,cis-12. Aunque el ALC es un componente minoritario en la dieta, en la actualidad ha despertado gran interés y ha promovido una intensa investigación acompañada de un boom publicitario debido a sus potenciales efectos sobre la salud: modificación de la composición corporal con reducción de la masa grasa, propiedades antiaterogénicas, hipolipemiantes, antidiabetogénicas e inmunomoduladoras, entre otras. Estos efectos se han observado principalmente en modelos animales y cultivos celulares. Los estudios en humanos son escasos e incluso, a veces, contradictorios. En esta revisión se profundiza en los trabajos de investigación más recientes sobre el interés nutricional del ALC. De la amplia revisión realizada se deduce la necesidad de estudios adicionales en humanos que permitan obtener datos sobre las cantidades óptimas de ingesta, así como sobre los efectos tanto a corto como a largo plazo, y posibles efectos secundarios de cada isómero individual del ALC con el fin de determinar su seguridad y eficacia.
5.2 METABOLISMO
El metabolismo es el conjunto de reacciones bioquímicas y procesos físico-químicos que ocurren en una célula y en el organismo.1 Estos
complejos procesos interrelacionados son la base de la vida a escala molecular, y permiten las diversas actividades de las células.
La metabolización es el proceso por el cual el organismo consigue que sustancias activas se transformen en no activas.
En el caso de los isómeros estudiaremos como es el proceso de metabolización en su ingesta. El CLA está presente en triacilgliceroles, fosfolípidos y lipoproteínas. En su metabolismo, los isómeros CLA se pueden considerar como una nueva familia de ácidos grasos poliinsaturados. Parece que el CLA se metaboliza como el ácido linoleico pero los dos isómeros principales, 9c,11tr- y 10tr,12c-18:2, muestran diferencias tanto en su metabolismo como en la tasa de éste. El 9c,11tr-18:2 da lugar al isómero conjugado 20:3, mientras que el 10tr,12c-18:2 se transforma, a mayor velocidad que el anterior, en las formas conjugadas 16:2 y 18:3.
El esomeprazol se metaboliza en el hígado por el sistema enzimático del citocromo P450 (CYP) Los metabolitos del esomeprazol carecen de acción anti-secretora. La mayor parte del metabolismo del esomeprazol depende de la iso-enzima CYP2C19, que forma los metabolitos hidroxi y desmetil. El resto depende de CYP3A4 que forma el metabolito sulfona.
La iso-enzima CYP2C19 tiene un polimorfismo en el metabolismo del esomeprazole pues el 3% de los caucásicos y el 15-20% de los asiáticos carecen de CYP2C19 y se denominan metabolizadores lentos. En la fase de estabilización, la relación del AUC en metabolizadores lentos a las AUC el resto de la población (metabolizadores rápidos) es de aproximadamente 2. Luego de la administración de dosis equimolares los isómeros S- y R- se metabolizan en forma diferente en el hígado lo que resulta en mayores niveles en plasma del isómero S- que el isómero R-.La tibolona tras su administración oral se metaboliza en el organismo en tres moléculas esteroideas diferentes, los metabolitos 3a-OH y 3b-OH, y el isómero L4 (Figura 1), que presentarán, al menos en teoría, una distinta especificidad y afinidad de unión al receptor esteroideo. Por lo tanto la acción de Org OD 14 dependerá no sólo de la interacción de la propia molécula de tibolona con el receptor, y de los otros factores anteriormente mencionados, sino también de la interacción de cada uno de estos metabolitos con el/los receptores a los que se unan. Y lo que es más importante, ya que la tibolona puede ser también metabolizada a nivel del órgano diana, su acción en cada tejido dependerá en gran parte del metabolismo local y/o del metabolito predominante en ese tejido. Es decir, a nivel tisular se producirá un metabolismo específico que dará lugar a una respuesta tisular específica que determinará a su vez una respuesta clínica específica. Warfarina es un anticoagulante de estructura cumarínica, que actúa inhibiendo la gamma-carboxilación de las proteínas precursoras mediada por la vitamina K, bloqueando así la formación de los factores de coagulación II, VII, IX y X. Se metaboliza casi exclusivamente en el hígado a través del sistema citocromo P450 y los metabolitos tienen una debil actividad anticoagulante. Los isómeros de warfarina se metabolizan de manera distinta, el metabolismo es principalmente por ceto-reducción a alcoholes de warfarina para el ísomero R e hidroxilación para el isómero S.
Se concluye que el siguiente trabajo investigativo, se proyecta hacia la actitud informativa del mismo, con la utilidad que se crea conveniente, para desarrollar dudas.
Se determina también que la isomería es cuando los compuestos tienen las misma fórmula molecular, pero diferente estructura.
los isómeros son muy importantes para que las reacciones que se llevan a cabo en sistemas vivos, ya que solo un isómero puede llevarlas por ejemplo los azucares "provéchales" todas son r y el DNA es s en ocasiones la mezcla de isómeros son toxica mientras que un isómero es un antibiótico el otro es toxico o potencializa un ciclo catalítico.
BIBLIOGRAFIA
LUMBRERAS EDITORES, QUIMICA ORGANICA
WADE, JR, QUIMICA ORGANICA VOLUMEN 1, SEPTIMA EDICION
CURSO DE QUÍMICA BIOLÓGICA. VENANCIO DEULOFEU, AGUSTÍN DOMINGO MARENZI. EDITORIAL EL ATENEO, 1946. PÁG. 34
LINKOGRAFIA
HTTP://BOOKS.GOOGLE.ES/BOOKS?ID=VMDVQFFBQ9UC&PG=PA166
CONFIGURACIÓN ABSOLUTA. EN: DICCIONARIO DE QUÍMICA. INMACULADA JULIÁN. EDITORIAL COMPLUTENSE, 1999. ISBN: 8489784728. PÁG. 166
Medicamentos Quirales o Drogas Quirales
Las moléculas quirales tienen un sin fin de aplicaciones, principalmente dentro de la bioquímica. En la industria farmacéutica la mayoría de los medicamentos se basan en este tipo de moléculas, donde la mayoría de las medicinas se componen de mezclas racémicas, es decir mezclas de enantiomeros en igual proporción.
Por otro lado esto puede llegar a ser un problema ya que mientras que un enantiómero puede tener un efecto benéfico en el organismo, la otra forma enantiomerica puede ser dañina o simplemente no causar efecto alguno. Debido a este problema la Administración de Alimentos y Medicamentos de Estados Unidos (FDA) ha propuesto y exigido a todo el fabricante de medicamentos realizar investigaciones sobre las propiedades de cada enantiomero a ser usados en las drogas que existen en el mercado. De esta forma solo se podrán comerciar medicamentos que contengan un solo enantiomero con lo que se desea reducir los efectos secundarios causados por los medicamentos. Un ejemplo se puede observar en la dexenfluramina (1), es un medicamento anti-obesidad el cual fue aprobado en 1996 que
presenta varia ventajas en comparación a la mezcla racémica de la cual proviene entre ellas la reducción de los efectos secundarios.
Anteriormente la mayoría de las drogas sintéticas no eran quirales, sin embargo las que se derivan de productos naturales los son por ejemplo la penicilina. Considerando que en la producción de medicamentos se busca la mayor efectividad posible es necesario aplicar procesos más complejos. Una prueba de esto sería el hecho de que actualmente se requieren más de doce pasos para la síntesis de un medicamento a base de compuestos orgánicos, mientras que años atrás seis eran suficientes.
Los medicamentos, constituidos de un sólo isómero actúan de una manera mucho más específica en comparación a las mezcla racémicas de la que provienen. Además, los avances tecnológicos contribuyen a que la separación de enantiomeros sea una opción factible.
Hay principalmente tres opciones para la obtención de enantiomeros simple:
El primero y el más simple consisten en obtener los enantiomeros a partir de fuentes naturales, ya sea de microorganismos, plantas o animales. Un ejemplo es el Taxol, que es una droga anti - cáncer y que se obtiene de un árbol. La complejidad estructural de ésta molécula hace que la síntesis química sea impráctica para la fabricación de medicamentos a nivel industrial. Sin embargo, es posible unir una cadena sintética que contenga el agente activo del Taxol a otro compuesto más abundante en la fuente de la que se obtiene, en este caso al Baccatin III.
Taxol
Obtención a partir de muestras racémicas
Las mezclas racémicas son fáciles de hacer y existen muchas maneras de separarlas en enantiomeros. La resolución clásica utiliza un ácido o base quiral que forma una sal con la mezcla racémica.
Muchos medicamentos son hechos de ésta forma. El Naproxeno que es un antiinflamatorio, se obtiene usando una alcaliglucamina como agente de resolución.
Los dos métodos presentados anteriormente requieren cantidades estequiométricas de otro agente, pero el método de resolución se puede realizar directamente por medio de métodos físicos.
Otras separaciones físicas similares pueden ser realizadas por sistemas de extracción o de membranas, en las que una fase contiene la muestra racémica y la otra contiene un selector quiral, el cual extrae uno de los enantiomeros.
La resolución puede ser efectuada mediante la conversión de uno de los dos enantiomeros en otro compuesto, este proceso se conoce como resolución cinética. En este tipo de resoluciones generalmente se utilizan reagentesquirales o catalizadores, aunque en el caso de medicamentos esto no es muy funcional.
Naproxeno
Métodos asimétricos
La forma más usual de síntesis asimétrica se hace tomando un sustrato planar (sin elementos quirales y se transforma vía asimétrica en un compuesto quiral. Esto tiene la ventaja de que todo el material puede ser transformado directamente al enantiomero requerido.
Un ejemplo de este método es la hidrogenación asimétrica utilizada con Difosfíto de Rodio como catalizador para elaborar el Levodopa que es un medicamento utilizado para tratar el mal de Parkinson.
Levadopa
La mayoría de las reacciones asimétricas son reducciones, oxidaciones u otro tipo de reacciones en las que se forman enlaces, ya sea por medios catalíticos o estequiométricos.
La fabricación de medicamentos a base de un sólo enantiomero constituye un avance muy importante en lo que a salud respecta. En un futuro cercano todos los medicamentos serán producidos de ésta forma. Más aún esta filosofía se extenderá a otras áreas de la química igualmente importantes como la producción de herbicidas, por ejemplo.
Otros Medicamentos Quirales Propanolol
Es un agente anti rítmico, reduce el ritmo cardiaco así como las fuerzas contráctiles del corazón. Se ha demostrado que sólo el S-(-)-propanolol es efectivo para el tratamiento de angina.
De hecho, es 100 veces más potente
que el isómero R-(+):
Ibuprofeno
Es una droga antiinflamatoria no-esteroidal (NSAID, por sus siglas en inglés) que presenta actividad terapéutica sólo en el isómero S-(+). Los estudios sugieren que este isómero alcanza los niveles terapéuticos en la sangre en unos 12 minutos, comparado con los 30 minutos que tarda el racemato. El isómero R-(-) se convierte enzimáticamente en el S-(+).
Metadona
El isómero R (+), conocido como levadona, usualmente se prescribe para tratar casos de daño severo en el hígado. La mezcla racémica se usa para el tratamiento de pacientes en el
programa de desintoxicación de
drogas adictivas.
Anfetamina
Tanto la mezcla racémica como el isómero S(+), conocido como dexedrina, se prescriben como supresores del apetito. La dexedrina es de 3 a 4 veces más potente que el isómero R-(-).
L-Metildopa
Sólo el isómero S-(-) es efectivo para tratar la hipertensión. El isómero R- (+) contribuye a serios efectos secundarios.
Naproxeno
Sólo el isómero S-(-) es seguro para el consumo humano como antiinflamatorio (NSAID) ya que el R es una toxina del hígado. Como dato interesante, el medicamento es la sal de sodio (Naproxeno sodio) que es levo rotatoria. El ácido libre, su precursor, es dextro rotatorio. Sin embargo, tanto la sal como el ácido tiene la misma configuración: S.
Tiroxina
S-(-) tiroxina es una hormona natural de la tiroides que se usa para el tratamiento de esa glándula. La R-(+) tiroxina se prescribe para reducir los niveles de colesterol seroso.
Propoxifeno
Los enantiómeros se venden con diferente propósito: dextropropoxifeno como analgésico y levopropoxifeno como antitóxico.
Efedrina
La efedrina, es un agonista adrenérgico (simpaticomimético indirecto), muy activo sobre los receptores del sistema nervioso simpático, pero relativamente poco potente como estimulante del sistema nervioso
central. Esto se debe a la limitada destreza de la molécula para
atravesar la Barrera Hematoencefálica, en relación con otros compuestos similares como la anfetamina.
La molécula de la efedrina fue originalmente el precursor químico para
la síntesis de la anfetamina. Se trata de un compuesto que contiene dos carbonos quirales, por lo que presenta cuatro isómeros espaciales posibles. La efedrina presente como alcaloide en las especies vegetales es normalmente una mezcla racémicaequimolar de los cuatro estereoisómeros. Sin embargo, cuando se utiliza en forma sintética en la medicina contemporánea, el término efedrina alude a los isómeros 1R,2S que ópticamente es levógiro(-) y al isómero 1S,2R que ópticamente es dextrógiro(+).
Los otros dos isómeros espaciales de la molécula suelen recibir el nombre de pseudoefedrina, y también poseen los dos tipos de isomería óptica: hay una pseudoefedrina levógira (-) que es la conformación 1R,2R y otra pseudoefedrina dextrógira(+) con la configuración 1S,2S. La efedrina muestra mayor afinidad, respecto de la pseudoefedrina, hacia los receptores de adrenalina y noradrenalina a nivel del sistema nervioso
central. Por lo que las dos posibles efedrinas tiene acción
psicoestimulante, mientras que en las dos posibles pseudoefedrinas estos
efectos son clínicamente poco significativos.
Isómeros en los Carbohidratos
Los isómeros son compuestos que tienen la misma composición atómica pero diferente fórmula estructural (por ejemplo, la serie de las cetoaldosas). En general una molécula con n centros quirales tiene 2nestereoisómeros. El gliceraldehído tiene 21=2; las aldohexosas con
cuatro centros quirales, tienen 24=16 estereoisómeros. Los
estereoisómeros de los monosacáridos pueden ser divididos en dos grupos, los cuales difieren en la configuración alrededor del centro quiral más lejano del carbono carbonílico (carbono de referencia). Tomemos como ejemplo al gliceraldehído (en fórmulas de proyección de Fisher):
D- gliceraldehidoL- gliceraldehido
Aquellos carbohidratos con la misma configuración en su carbono de referencia que el D-gliceraldehído, son designados como isómeros D (el OH del carbono de referencia está a la derecha), y aquellos con la configuración del L-gliceraldehído, son isómeros L (el OH del carbono de referencia está a la izquierda). Por ejemplo, de las 16 posibles aldohexosas, 8 de ellas son D y las 8 restantes L. Muchas de las hexosas que se encuentran en los organismos vivientes son isómeros tipo D, lo que indica inmediatamente, la estereoespecificidad de las enzimas que las utilizan como substrato.
Los monosacáridos poseen actividad óptica y desvían el plano de la luz polarizada hacia la derecha o hacia la izquierda, esta propiedad
puede ser cuantificada en un polarímetro. Si la luz gira en sentido de las manecillas de reloj, el compuesto es dextro rotatorio (dextro: griego, derecha) y se designa con el signo +. Si por el contrario, la luz gira en sentido opuesto a las manecillas del reloj, es levo rotatorio (levo: griego, al contrario) y se designa con -. Los enantiómeros giran el plano de la luz polarizada en direcciones opuestas, pero con magnitudes iguales. Una mezcal con la misma cantidad de + y – se denomina racémica.
Isómeros de la Glucosa
La estructura cíclica de una aldosa es un hemiacetal, ya que se forma por la combinación de un aldehído y de un grupo alcohol. De manera similar la estructura cíclica de una cetosa es un hemicetal. La glucosa cristalina es D-glucopiranosa. La estructura cíclica se conserva en solución pero la isomería tiene lugar en la posición 1, el carbonilo o átomo de carbono anomerico, para dar una mezcla de glucopiranosa (38%) y glucopiranosa (62%). Menos del .3% esta constituido por los anomeros y de la glucofuranosa. Este equilibrio se acompaña de rotación óptica (mutorrotación) conforme el anillo hemiacetal se abre y forma de nuevo con la posición del H y de los grupos OH en el C 1. Es posible que el cambio tenga lugar a través de una molécula a cíclica de cadena recta hidratada, si bien la polarografia indica que la variante a cíclica de la glucosa existe solo en una porción de hasta 0.0025%. La rotación óptica de la glucosa en solución es dextro rotatorio; y de esto se deriva el nombre alterno de dextrosa.
Los isómeros que difieren como resultado de las variaciones en la configuración del OH y H en los átomos de C 2,3 y 4 de la glucosa se conocen como epimeros. Desde el punto de vista biológico, los epimeros más importantes de la glucosa son la manosa y la galactosa formadas mediante epimerización de los C 2 y 4 respectivamente.
La fructosa presenta la misma formula molecular de la glucosa, pero difiere en la formula estructural, debido a que en posición 2 existe un grupo ceto potencial (carbono anomerico de la fructosa), en tanto que en la posición 1 existe un grupo aldehído potencial (carbono anomerico de la glucosa).