Fucoidan

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El fucoidan es un heteropolisacárido sulfatado que se encuentra en las algas pardas y en algunos equinodermos .

Los fucoidanos se aislaron por primera vez de algas pardas en 1913 . El contenido de fucoidanos puede alcanzar el 25-30% del peso seco de las algas y depende principalmente del tipo de algas, así como de la estación o etapa de desarrollo de las algas, el lugar de recolección y otros factores.

Estructura

A pesar de que los fucoidanos se conocen desde hace mucho tiempo, no todas sus características estructurales se han dilucidado con suficiente certeza. En primer lugar, esto se refiere a la estructura de los fragmentos, incluidos los monosacáridos menores . Hasta casi 1993, se pensaba que la columna vertebral de los fucoidanos era 1→2-α-L-fucano. Ahora se ha establecido que la mayoría de los fucoidanos conocidos pertenecen a dos tipos estructurales: el primer tipo contiene α-1→3- en la cadena principal, el segundo tipo contiene alternancia de α-1→3- y α-1→4- residuos de fucosa enlazados . Las ramas están unidas en la posición 2 y los grupos sulfato se pueden encontrar en C4 del residuo de fucosa. Se han aislado fucoidanos en los que los grupos sulfato se encuentran en C2, así como en C2 y C4. Además, se conocen fucoidanos en los que los residuos de fucosa no solo están sulfatados, sino también acetilados.

Cabe señalar que en la mayoría de los casos se han establecido las estructuras de las fracciones de fucoidan, cuyo componente principal es la fucosa. Estos polisacáridos se aíslan de algas pardas pertenecientes a los órdenes Chordariales , Laminariales , Fucales . Las algas pardas pertenecientes a los órdenes Chordariales y Laminariales ( Phaeosporophyceae ) sintetizan polisacáridos que consisten en residuos de fucosa con enlaces α-1→3. El esqueleto de estos polisacáridos puede ramificarse en el C2 de algunos residuos de fucosa (residuo de D-GlcA ( Cladosiphon okamuranus ) o residuo de Fuc ( Chorda filum )). La principal cadena de fucoidanos del orden Fucales ( Cyclosporophyceae ) se construye a partir de residuos de fucosa alternados con enlaces α-1→3 y α-1→4, lo que da como resultado una estructura de cadena de polisacárido regular. Sin embargo, en el fucoidan nativo esta regularidad está enmascarada por la disposición aleatoria de los grupos sulfato y acetato. Es posible que las diferencias en la estructura de la cadena principal de fucoidanos estén asociadas con un mecanismo diferente de biosíntesis de estos polisacáridos en algas pardas pertenecientes a Phaeosporophyceae y Cyclosporophyceae.

Los sulfatos de fucano de los erizos de mar Arbacia lixula , Lytechinus variegates y holoturias ( Ludwigothurea grisea ) consisten en unidades repetidas de tetrasacáridos y, a diferencia de los fucoidanos, tienen una estructura lineal regular claramente definida y no contienen grupos acetato.

Actividad biológica

Numerosos estudios de los últimos 10-15 años se han dedicado a la acción biológica de los fucoidanos. Los fucoidanos exhiben una gama extremadamente amplia de actividades biológicas, razón por la cual existe un interés creciente en ellos. Así, en la literatura existen reportes de propiedades antitumorales [1] [2] [3] , inmunomoduladoras [4] [5] , antibacterianas [6] [7] , antivirales [8] [9] , antiinflamatorias y otras. de fucoidanos. Por esta razón, los fucoidanos pueden clasificarse como los llamados "biomoduladores polivalentes".

De particular interés es el efecto anticoagulante de los fucoidanos. Actualmente, se conocen dos mecanismos de la acción anticoagulante de los fucoidanos: uno se realiza a través de la inhibición directa de la actividad de los factores VII, XI, XII de la coagulación sanguínea, el segundo se basa en la inhibición similar a la heparina de los factores de coagulación a través de la activación de un inhibidor endógeno específico, antitrombina-III (AT-III). Los fucoidanos que actúan por el primer mecanismo pueden usarse en la terapia anticoagulante en pacientes con deficiencia congénita o adquirida de antitrombina AT III cuando la heparina no es efectiva. Se desconoce la estructura de los fragmentos de moléculas de fucoidan responsables de su acción por el primer o segundo mecanismo. En este caso, la elucidación de las diferencias en la estructura de estos fragmentos es de gran importancia.

La intensidad del estudio de la actividad biológica de los fucoidanos está muy por delante del estudio de su estructura química. Por lo tanto, hay pocos datos sobre la relación entre la estructura y la actividad biológica de estos polisacáridos. Se cree que la actividad biológica de los fucoidanos se debe principalmente al grado de sulfatación, la presencia de fragmentos de cierta estructura, también puede estar asociada con la composición de monosacáridos, el grado de ramificación, el tipo de enlace y el peso molecular. distribución. Sin embargo, a pesar de todos los esfuerzos, aún no ha sido posible establecer con certeza el motivo estructural responsable de la manifestación de una u otra actividad biológica de los fucoidanos.

Acción anticoagulante

Fucoidan es un anticoagulante natural, su mecanismo de acción difiere de la heparina y su efecto es comparable a esta. El mecanismo de acción se realiza debido al alto peso molecular del polisacárido, ya que la despolimerización reduce su efecto anticoagulante. Fucoidan también se caracteriza por su actividad antitrombótica, que no está asociada con su efecto anticoagulante .

Efecto antiviral

Fucoidan tiene un efecto antiviral (evita la penetración de virus en las células al cambiar las propiedades de la superficie celular), es decir, bloquea la primera etapa del proceso infeccioso, sin el cual es imposible el desarrollo de una enfermedad infecciosa.

Efecto antioxidante

Fucoidan es un poderoso antioxidante natural y protege las células del daño de los radicales libres.

Acción hipolipemiante y antiinflamatoria

Se ha demostrado la capacidad de fucoidan para reducir los niveles elevados de colesterol y lípidos aterogénicos (grasas, cuyo nivel elevado en la sangre contribuye al desarrollo y progresión de la aterosclerosis y enfermedades relacionadas). Se ha descubierto que Fucoidan tiene un efecto antiinflamatorio.

Actividad antitumoral

Se ha demostrado que el fucoidan no tiene un efecto citotóxico (no genera una carga tóxica poderosa en el cuerpo); Afecta tanto al foco primario del tumor como a sus metástasis, incluidas las distantes.

Mecanismos de acción: activación de la apoptosis (muerte celular programada) de las células tumorales; supresión de la vía de señalización de NF-kB (en la mayoría de las células tumorales, NF-kB está constantemente activado; dicha activación no solo protege a las células de la apoptosis, sino que también aumenta su actividad proliferativa, potencial invasivo, metastásico y angiogénico); efecto inmunomodulador (retraso de la apoptosis espontánea de los neutrófilos humanos y aumento de la producción de citocinas proinflamatorias (IL-6, IL-8 y TNF-α); efecto antiadherente y antiangiogénico (supresión de la formación vascular intensiva y reducción de la suministro de sangre a los tumores).

También hay evidencia de un efecto inmunomodulador , hepatoprotector , su efecto sobre el metabolismo de los carbohidratos y la resistencia a la insulina .

Literatura

Notas

  1. ↑ Ellouali, M., Boisson-Vidal, C., Durand, P., Jozefonvicz, J., Actividad antitumoral de los fucanos de bajo peso molecular extraídos del alga parda Ascophyllum nodosum. Res. contra el cáncer 1993, 13, 2011-2019.
  2. ↑ Maruyama, H., Nakajima, J., Yamamoto, I., Un estudio sobre las actividades anticoagulante y fibrinolítica de un fucoidan crudo del alga parda comestible Laminaria religiosa, con especial referencia a su efecto inhibitorio sobre el crecimiento del sarcoma-180 células de ascitis implantadas subcutáneamente en ratones. Arco de Kitasato. Exp. Medicina. 1987, 60, 105-121.
  3. ↑ Yamamoto, I., Takahashi, M., Suzuki, T., Seino, H., et al., Efecto antitumoral de las algas marinas. IV. Mejora de la actividad antitumoral por sulfatación de una fracción cruda de fucoidan de Sargassum kjellmanianum. Jpn. Exp. J. Medicina. 1984, 54, 143-151.
  4. ↑ Zapopozhets, TS, Besednova, NN, Loenko, IN, Actividad antibacteriana e inmunomoduladora del fucoidan. Antibiótico. Khimióter. 1995, 40, 9-13.
  5. ↑ Zaporozhets, TS, Kuznetsova, TA, Smolina, TP, Shevchenko, NM, et al., Actividad inmunotrópica y anticoagulante del fucoidan del alga parda Fucus evanescens: perspectivas de aplicación en medicina. J. Microbiol. 2006, 54-58.
  6. ↑ Hirmo, S., Utt, M., Ringner, M., Wadstrom, T., Inhibición del sulfato de heparán y otros glicosaminoglicanos que se unen a Helicobacter pylori por varios carbohidratos polisulfatados. FEMS Inmunol. Medicina. microbiol 1995, 10, 301-306.
  7. ↑ Shibata, H., Kimura T., I., Nagaoka, M., Hashimoto, S. et al., Efecto inhibitorio de Cladosiphon fucoidan sobre la adhesión de Helicobacter pylori a las células gástricas humanas. J. Nutr. ciencia Vitaminol. (Tokio) 1999, 45, 325-336.
  8. ↑ Adhikari, U., Mateu, CG, Chattopadhyay, K., Pujol, CA et al., Estructura y actividad antiviral de los fucanos sulfatados de Stoechospermum marginatum. Fitoquímica, 2006, 67, 2474-2482.
  9. ↑ McClure, MO, Moore, JP, Blanc, DF, Scotting, P. et al., Investigaciones sobre el mecanismo por el cual los polisacáridos sulfatados inhiben la infección por VIH in vitro. Res. SIDA Tararear. Retrovirus 1992, 8, 19-26.