indol


El indol es un compuesto orgánico heterocíclico aromático de fórmula C 8 H 7 N . Tiene una estructura bicíclica, que consta de un anillo de benceno de seis miembros fusionado con un anillo de pirrol de cinco miembros . El indol está ampliamente distribuido en el ambiente natural y puede ser producido por una variedad de bacterias . Como molécula de señal intercelular , el indol regula varios aspectos de la fisiología bacteriana, incluida la formación de esporas , la estabilidad del plásmido , la resistencia a los fármacos , la formación de biopelículas y la virulencia . . [2] El aminoácido triptófano es un derivado del indol y el precursor del neurotransmisor serotonina . [3]

El indol es un sólido a temperatura ambiente. Ocurre naturalmente en las heces humanas y tiene un olor fecal intenso . Sin embargo, en concentraciones muy bajas, tiene un olor floral, [4] y es un componente de muchos perfumes . También ocurre en el alquitrán de hulla .

El indol sufre una sustitución electrofílica , principalmente en la posición 3 (ver diagrama en el margen derecho). Los indoles sustituidos son elementos estructurales (y para algunos compuestos, los precursores sintéticos) de los alcaloides de triptamina derivados del triptófano, que incluyen los neurotransmisores serotonina y melatonina , así como las drogas psicodélicas naturales dimetiltriptamina y psilocibina . Otros compuestos indólicos incluyen la hormona vegetal auxina (ácido indolil-3-acético, IAA ), triptofol , el fármaco antiinflamatorio indometacinay el betabloqueante pindolol .

El nombre indol es un acrónimo de las palabras índigo y oleum , ya que el indol se aisló por primera vez mediante el tratamiento del tinte índigo con oleum.

La química del indol comenzó a desarrollarse con el estudio del tinte índigo . El índigo se puede convertir en isatina y luego en oxindol . Luego, en 1866, Adolf von Baeyer redujo el oxindol a indol usando polvo de zinc . [5] En 1869, propuso una fórmula para el indol (izquierda). [6]

Ciertos derivados del indol fueron colorantes importantes hasta finales del siglo XIX. En la década de 1930, el interés por el indol se intensificó cuando se supo que el sustituyente indol está presente en muchos alcaloides importantes , conocidos como alcaloides del indol (p. ej., triptófano y auxinas ), y sigue siendo un área activa de investigación en la actualidad. [7]


Estructura original de Baeyer para indol, 1869
El indol se produce a través del antranilato y luego reacciona para dar el aminoácido triptófano.
Metabolismo del triptófano por la microbiota gastrointestinal humana ()
triptófano
Clostridium esporogenes
Lactobacilos _
Triptofanasa - bacterias
que expresan
API
I3A
indol
Hígado
Cerebro
API
I3A
indol
Sulfato de indoxilo
AST-120
AhR
Células inmunitarias intestinales
epitelio intestinal
PXR
Homeostasis de la mucosa:
↓ TNF-α
↑ ARNm codificadores de proteínas de unión
celda L
GLP-1
T.J.
Neuroprotector :
↓Activación de células gliales y astrocitos
↓ Niveles de 4-hidroxi-2-nonenal
↓ Daño en el ADN
– Antioxidante
– Inhibe la formación de fibrillas de β-amiloide
Mantiene la reactividad de la mucosa:
↑ producción de IL-22
Asociado con enfermedad vascular :
↑ Estrés oxidativo
↑ Proliferación de células de músculo liso ↑ Grosor de la pared aórtica y calcificación
Asociado a enfermedad renal crónica :
↑ Disfunción renal
– Toxina urémica
Riñones
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Este diagrama muestra la biosíntesis de compuestos bioactivos (indol y algunos otros derivados) a partir de triptófano por bacterias en el intestino. [9] El indol es producido a partir del triptófano por bacterias que expresan triptofanasa . [9] Clostridium sporogenes metaboliza el triptófano en indol y, posteriormente , ácido 3-indolepropiónico (IPA), [10] un antioxidante neuroprotector muy potente que elimina los radicales hidroxilo . [9] [11] [12] IPA se une al receptor pregnano X(PXR) en las células intestinales, lo que facilita la homeostasis de la mucosa y la función de barrera . [9] Tras la absorción desde el intestino y la distribución al cerebro, el IPA confiere un efecto neuroprotector contra la isquemia cerebral y la enfermedad de Alzheimer . [9] Las especies de Lactobacillus metabolizan el triptófano en indol-3-aldehído (I3A) que actúa sobre el receptor de hidrocarburo de arilo (AhR) en las células inmunitarias intestinales, lo que a su vez aumenta la producción de interleucina-22 (IL-22). [9] El propio indol desencadena la secreción depéptido similar al glucagón-1 (GLP-1) en las células L intestinales y actúa como ligando para AhR. [9] El hígado también puede metabolizar el indol en sulfato de indoxilo , un compuesto que es tóxico en altas concentraciones y está asociado con enfermedades vasculares y disfunción renal . [9] AST-120 ( carbón activado ), un sorbente intestinal que se toma por vía oral , adsorbe el indol y, a su vez, reduce la concentración de sulfato de indoxilo en el plasma sanguíneo. [9]
Síntesis de indol asistida por microondas en un recipiente a partir de fenilhidrazina y ácido pirúvico