El ácido 3-indolpropiónico ( IPA ), o ácido indol-3-propiónico , es un potente antioxidante neuroprotector , auxina vegetal y un producto natural en humanos que se está estudiando para su uso terapéutico en la enfermedad de Alzheimer . [2] [3] [4] [5] Es producido de forma endógena por la microbiota humana y solo se ha detectado in vivo cuando la especie Clostridium sporogenes está presente en el tracto gastrointestinal. [4] [5] [6] En abril de 2016 , C. sporogenes[actualizar], que utiliza triptófano para sintetizar IPA, es la única especie de bacteria conocida que sintetiza IPA in vivo a niveles que posteriormente son detectables en el plasma sanguíneo del huésped. [4] [5] [6] [7]
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Datos clinicos | |
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Nombres comerciales | Oxigon [2] |
Otros nombres | Ácido conjugado: • Ácido 1H-indol-3-propanoico • Ácido indol-3-propiónico Base conjugada: • Indol-3-propionato |
Código ATC |
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Estatus legal | |
Estatus legal |
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Identificadores | |
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Número CAS | |
PubChem CID | |
IUPHAR / BPS | |
ChemSpider | |
UNII | |
CHEBI | |
Tablero CompTox ( EPA ) | |
Tarjeta de información ECHA | 100.011.455 ![]() |
Datos químicos y físicos | |
Fórmula | C 11 H 11 N O 2 |
Masa molar | 189,214 g · mol −1 |
Modelo 3D ( JSmol ) | |
Punto de fusion | 134 a 135 ° C (273 a 275 ° F) [3] |
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(verificar) |
El IPA es un eliminador de radicales hidroxilo aún más potente que la melatonina , el eliminador más potente de radicales hidroxilo sintetizado por enzimas humanas. [3] [7] Similar a la melatonina pero a diferencia de otros antioxidantes, elimina los radicales sin generar posteriormente compuestos intermedios reactivos y pro-oxidantes. [3] [7] [8] En 2017, se encontró que las concentraciones elevadas de IPA en el plasma sanguíneo humano estaban correlacionadas con un menor riesgo de diabetes tipo 2 y un mayor consumo de alimentos ricos en fibra . [3] [9] [10]
Biosíntesis en humanos y efectos celulares
El metabolismo del triptófano por la microbiota gastrointestinal humana ( )![]() |
Metabolismo
El IPA se puede convertir en el hígado o los riñones en ácido 3-indolácrílico , que posteriormente se conjuga con glicina , formando indolilacriloilglicina. [11]
Historia
Las propiedades neuroprotectoras, antioxidantes y anti-amiloides del IPA fueron reportadas por primera vez por un grupo de investigadores en julio de 1999, dirigido por el Dr. Pappolla y el Dr. Poeggeler en la Universidad de South Alabama. [7] [12] [13] [14]
Ver también
- Indolpropionamida
Referencias
- ^ Galligan JJ (febrero de 2018). "Acciones beneficiosas de los metabolitos del triptófano derivados de la microbiota". Neurogastroenterología y motilidad . 30 (2): e13283. doi : 10.1111 / nmo.13283 . PMID 29341448 . S2CID 39904059 .
- ^ a b Bendheim PE, Poeggeler B, Neria E, Ziv V, Pappolla MA, Chain DG (octubre de 2002). "Desarrollo de ácido indol-3-propiónico (OXIGON) para la enfermedad de Alzheimer". Revista de Neurociencia Molecular . 19 (1–2): 213–7. doi : 10.1007 / s12031-002-0036-0 . PMID 12212784 . S2CID 31107810 .
La acumulación de beta amiloide y el estrés oxidativo concomitante son eventos patogénicos importantes en la enfermedad de Alzheimer. El ácido indol-3-propiónico (IPA, OXIGON) es un potente antioxidante desprovisto de actividad pro-oxidante. Se ha demostrado que el IPA es un inhibidor de la formación de fibrillas de beta-amiloide y un potente neuroprotector contra diversas oxidotoxinas. Esta revisión resumirá las propiedades conocidas de IPA y describirá el fundamento detrás de su selección como una posible terapia modificadora de la enfermedad de Alzheimer.
- ^ a b c d e f g "Ácido 3-indolpropiónico" . Base de datos del metaboloma humano . Universidad de Alberta . Consultado el 12 de junio de 2018 .
Indol-3-propionato (IPA), un producto de desaminación del triptófano formado por bacterias simbióticas en el tracto gastrointestinal de mamíferos y aves. Se ha demostrado que el ácido 3-indolpropiónico previene el estrés oxidativo y la muerte de neuronas primarias y células de neuroblastoma expuestas a la proteína beta amiloide en forma de fibrillas amiloides, una de las características neuropatológicas más destacadas de la enfermedad de Alzheimer. El ácido 3-indolpropiónico también muestra un fuerte nivel de neuroprotección en otros dos paradigmas de estrés oxidativo. ( PMID 10419516 ) ... Más recientemente se ha encontrado que niveles más altos de ácido indol-3-propiónico en suero / plasma están asociados con una menor probabilidad de diabetes tipo 2 y con niveles más altos de consumo de alimentos ricos en fibra ( PMID 28397877 )
Origen: • Endógeno • Microbiano - ^ a b c d Wikoff WR, Anfora AT, Liu J, Schultz PG, Lesley SA, Peters EC, Siuzdak G (marzo de 2009). "El análisis de la metabolómica revela grandes efectos de la microflora intestinal en los metabolitos sanguíneos de mamíferos" . Proc. Natl. Acad. Sci. USA . 106 (10): 3698–3703. doi : 10.1073 / pnas.0812874106 . PMC 2656143 . PMID 19234110 .
Se demostró que la producción de IPA depende completamente de la presencia de microflora intestinal y podría establecerse mediante la colonización con la bacteria Clostridium sporogenes. ... Por el contrario, un conjunto diferente de bacterias entéricas se ha implicado en la transformación metabólica del indol en ácido indol-3-propiónico (IPA) (27). El IPA, también identificado solo en el plasma de ratones conv, ha demostrado ser un poderoso antioxidante (28) ... Aunque la presencia de IPA en mamíferos se ha atribuido durante mucho tiempo en la literatura a los procesos metabólicos bacterianos, esta conclusión se basó en ya sea la producción de IPA en cultivos ex vivo de especies bacterianas individuales (31) o disminuciones observadas en los niveles de IPA en animales después de la administración de antibióticos (32). En nuestro propio estudio de la producción de IPA por miembros representativos de la flora intestinal, se encontró que solo Clostridium sporogenes produce IPA en cultivo (Tabla S2). En base a estos resultados, se colonizaron intencionalmente ratones GF individuales con la cepa ATCC 15579 de C. sporogenes y se tomaron muestras de sangre a varios intervalos después de la colonización. El IPA fue indetectable en las muestras tomadas poco después de la introducción de los microbios, y se observó por primera vez en el suero 5 días después de la colonización, alcanzando valores de meseta comparables con los ratones conv en el día 10. Estos estudios de colonización demuestran que la introducción de bacterias entéricas capaces de IPA la producción in vivo en el tracto gastrointestinal es suficiente para introducir IPA en el torrente sanguíneo del huésped. Además, a otros animales GF se les inyectó ip con IPA (a 10, 20 o 40 mg / kg) o vehículo de PBS estéril, y se midieron sus concentraciones séricas de IPA a lo largo del tiempo. Como se observa en la Tabla S3, los niveles séricos elevados de IPA observados 1 h después de la inyección disminuyeron más del 90% en 5 h, lo que muestra que el IPA se elimina rápidamente de la sangre y que su presencia en el suero de animales conv debe ser el resultado de producción de 1 o más especies bacterianas asociadas con el intestino de los mamíferos.
Diagrama de metabolismo de IPA - ^ a b c d e f g h yo j k l Zhang LS, Davies SS (abril de 2016). "Metabolismo microbiano de componentes dietéticos a metabolitos bioactivos: oportunidades para nuevas intervenciones terapéuticas" . Genome Med . 8 (1): 46. doi : 10.1186 / s13073-016-0296-x . PMC 4840492 . PMID 27102537 .
Lactobacillus spp. convertir el triptófano en indol-3-aldehído (I3A) a través de enzimas no identificadas [125]. Clostridium sporogenes convierte el triptófano en IPA [6], probablemente a través de una triptófano desaminasa. ... El IPA también elimina de forma potente los radicales hidroxilo
Tabla 2: Metabolitos microbianos: su síntesis, mecanismos de acción y efectos sobre la salud y la enfermedad
Figura 1: Mecanismos moleculares de acción del indol y sus metabolitos sobre la fisiología y la enfermedad del huésped - ^ a b Attwood G, Li D, Pacheco D, Tavendale M (junio de 2006). "Producción de compuestos indólicos por bacterias del rumen aisladas de rumiantes en pastoreo" . Revista de microbiología aplicada . 100 (6): 1261–71. doi : 10.1111 / j.1365-2672.2006.02896.x . PMID 16696673 . S2CID 35673610 .
- ^ a b c d e Chyan YJ, Poeggeler B, Omar RA, Chain DG, Frangione B, Ghiso J, Pappolla MA (julio de 1999). "Potentes propiedades neuroprotectoras contra el beta-amiloide de Alzheimer por una estructura de indol relacionada con la melatonina endógena, ácido indol-3-propiónico". J. Biol. Chem . 274 (31): 21937–21942. doi : 10.1074 / jbc.274.31.21937 . PMID 10419516 .
[Ácido indol-3-propiónico (IPA)] se ha identificado previamente en el plasma y el líquido cefalorraquídeo de los seres humanos, pero se desconocen sus funciones. ... En experimentos de competencia cinética que utilizan agentes que atrapan radicales libres, la capacidad del IPA para eliminar radicales hidroxilo excedió la de la melatonina, una indolamina considerada como el eliminador de radicales libres más potente de origen natural. A diferencia de otros antioxidantes, el IPA no se convirtió en intermedios reactivos con actividad prooxidante.
- ^ Reiter RJ, Guerrero JM, García JJ, Acuña-Castroviejo D (noviembre de 1998). "Intermedios reactivos de oxígeno, daño molecular y envejecimiento. Relación con la melatonina". Anales de la Academia de Ciencias de Nueva York . 854 (1): 410–24. Código Bibliográfico : 1998NYASA.854..410R . doi : 10.1111 / j.1749-6632.1998.tb09920.x . PMID 9928448 . S2CID 29333394 .
- ^ de Mello VD, Paananen J, Lindström J, Lankinen MA, Shi L, Kuusisto J, et al. (Abril de 2017). "El ácido indolpropiónico y los metabolitos de lípidos novedosos están asociados con un menor riesgo de diabetes tipo 2 en el estudio finlandés de prevención de la diabetes" . Informes científicos . 7 : 46337. Bibcode : 2017NatSR ... 746337D . doi : 10.1038 / srep46337 . PMC 5387722 . PMID 28397877 .
- ^ Tuomainen M, Lindström J, Lehtonen M, Auriola S, Pihlajamäki J, Peltonen M, et al. (Mayo de 2018). "Asociaciones de ácido indolpropiónico sérico, un metabolito de la microbiota intestinal, con diabetes tipo 2 e inflamación de bajo grado en individuos de alto riesgo" . Nutrición y diabetes . 8 (1): 35. doi : 10.1038 / s41387-018-0046-9 . PMC 5968030 . PMID 29795366 .
- ^ Keszthelyi D, Troost FJ, Masclee AA (diciembre de 2009). "Comprender el papel del metabolismo del triptófano y la serotonina en la función gastrointestinal". Neurogastroenterología y motilidad . 21 (12): 1239–49. doi : 10.1111 / j.1365-2982.2009.01370.x . PMID 19650771 . S2CID 23568813 .
El ácido indolilpropiónico puede convertirse adicionalmente en el hígado o el riñón en ácido indolil acrílico (IAcrA) y conjugarse con glicina para producir indolilacriloil glicina (IAcrGly). ... Además, se ha demostrado que el ácido indolil propiónico es un poderoso antioxidante y actualmente se está investigando como un posible tratamiento para la enfermedad de Alzheimer. 40
- ^ Poeggeler B, Sambamurti K, Siedlak SL, Perry G, Smith MA, Pappolla MA (abril de 2010). "Un nuevo indol endógeno protege las mitocondrias de roedores y extiende la vida útil de los rotíferos" . PLOS ONE . 5 (4): e10206. Código bibliográfico : 2010PLoSO ... 510206P . doi : 10.1371 / journal.pone.0010206 . PMC 2858081 . PMID 20421998 .
- ^ Karbownik M, Reiter RJ, García JJ, Cabrera J, Burkhardt S, Osuna C, Lewiński A (2001). "El ácido indol-3-propiónico, una molécula relacionada con la melatonina, protege las membranas microsomales hepáticas del daño oxidativo inducido por el hierro: relevancia para la reducción del cáncer". Revista de bioquímica celular . 81 (3): 507-13. doi : 10.1002 / 1097-4644 (20010601) 81: 3 <507 :: AID-JCB1064> 3.0.CO; 2-M . PMID 11255233 .
- ^ Reiter RJ, Tan DX, Osuna C, Gitto E (2000). "Acciones de la melatonina en la reducción del estrés oxidativo. Una revisión". Revista de Ciencias Biomédicas . 7 (6): 444–58. doi : 10.1007 / bf02253360 . PMID 11060493 .