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ESTEROLES
DISTRIBUCION Y ESTADO  NATURAL Ampliamente distribuidos en los reinos animal y vegetal; y se les encuentra en forma libre...
 En los animales superiores (Incluido el hombre) se encuentra    principalmente el colesterol, el cual es un constituyent...
PROPIEDADES FISICAS La mayoría de esteroles conocidos son sólidos cristalinos  incoloros, solubles en solventes orgánicos...
BIOGENESIS Los      esteroles se derivan biogenéticamente de la    AcetilCoA (Ruta del Acetato) vía mevalonato y    escua...
HECHOS ESTRUCTURALES Los esteroles naturales conocidos presentan las siguientes  características estructurales:   Los en...
METODOS DE ANALISISEXTRACCION El método más utilizado para la extracción de esteroles libres y  esterificados es el de Bl...
METODOS DE SEPARACION Y PURIFICACION Para la separación y purificación de esteroles a partir de  extractos ipídicos, se e...
METODOS DE IDENTIFICACION ENSAYO DE LIEBERMANN-BURCHARD Los esteroles se pueden reconocer fácilmente en los análisis  fit...
DEGRADACION MICROBIOLOGICA DEESTEROLES Aunque a los esteroles naturales no se les conocen actividades  biológicas específ...
 Es interesante también anotar que el lanosterol  presente en la lana de ovejas puede ser  convertido en 14a-metilprogest...
SAPONINAS ESTEROIDES
DEFINICIÓN Las saponinas esteroides son glicósidos esteroides con un núcleo espirostano que tienen la propiedad de hemoli...
BIOGENESIS La porción esteroide de las saponinas esteroides (también denominada sapogenina o aglicona esteroide) se origi...
HIDROLISIS Como O-glicósidos, las saponinas esteroides se  hidrolizan fácilmente en medio ácido o  enzimáticamente. Ambos...
ENSAYOS DERECONOCIMIENTO Las saponinas esteroides se pueden reconocer  fácilmente en los análisis fitoquímicos preliminar...
Ensayo de Hemólisis Este ensayo es más confiable que el de la espuma. A  una suspensión de glóbulos rojos en solución sal...
Ensayo de Liebermann-Burchard Por la porción esteroide que poseen las saponinas  esteroides, este ensayo puede confirmar ...
Ensayos para carbohidratos La presencia de carbohidratos ligados puede  reconocerse fácilmente mediante ensayos como el  ...
EXTRACCION Y AISLAMIENTO Las saponinas esteroides por su carácter glicosídico, son  insolubles en solventes apolares. Par...
 Para el análisis por cromatografía en capa fina  pueden utilizarse condiciones como las reportadas  para el análisis de ...
DISTRIBUCION NATURAL Las   saponinas esteroides se encuentran principalmente en varias familias de la clase monocotiledón...
IMPORTANCIA FARMACEUTICADE SAPONINAS ESTEROIDES Aunque algunas saponinas esteroides han mostrado diversas actividades bio...
 La producción de hormonas esteroides a partir de la  diosgenina obtenida de los rizomas de Dioscorea  sp, producción de ...
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  1. 1. ESTEROLES
  2. 2. DISTRIBUCION Y ESTADO NATURAL Ampliamente distribuidos en los reinos animal y vegetal; y se les encuentra en forma libre (También llamados agliconas esteroides), como ésteres o como glicósidos. Todos contienen un núcleo ciclopentanoperhidrofenantreno y presentan un grupo hidroxilo en el carbono 3. La mayoría de esteroles naturales poseen una cadena lateral de 8 a 10 átomos decarbono y un enlace doble en el C-5
  3. 3.  En los animales superiores (Incluido el hombre) se encuentra principalmente el colesterol, el cual es un constituyente importante de membranas y precursor de sustancias fisiológicamente importantes (Hormonas, Acidos biliares, Vitamina D, etc.). En las plantas superiores se encuentran principalmente los denominados fitosteroles: b-Sitosterol, Campesterol y Estigmasterol. Un esterol menos común es el Fucosterol, el cual es el esteroide principal de muchas algas pardas y también se le ha detectado en el coco (Cocus nucifera L.). En los hongos y levaduras se encuentra principalmente el Ergosterol. En cambio, los animales inferiores (Principalmente invertebrados marinos tales como esponjas, estrellas, corales, etc.) y ciertas plantas filogenéticamente poco evolucionadas
  4. 4. PROPIEDADES FISICAS La mayoría de esteroles conocidos son sólidos cristalinos incoloros, solubles en solventes orgánicos relativamente apolares (Cloroformo, Benceno, etc.), menos solubles en alcoholes de bajo peso molecular, y que funden sin descomponerse (En forma libre o esterificada). Presentan además actividad óptica debido a los carbonos asimétricos que poseen. Se pueden recristalizar en metanol caliente o en la mezcla metanol-tetrahidrofurano 10:1, formando cristales en forma de agujas brillantes incoloras. Los que presentan dobles enlaces conjugados son de color amarillento y tienden a descomponerse por acción de la luz como por ejemplo los esteroles con insaturaciones en C-5 y C-7, los cuales son susceptibles a la reacción de oxidación fotoquímica:
  5. 5. BIOGENESIS Los esteroles se derivan biogenéticamente de la AcetilCoA (Ruta del Acetato) vía mevalonato y escualeno. Esteroles vegetales tienen como precursor inmediato al cicloartenol mientras que los animales tienen al lanosterol. De una forma análoga se originan los triterpenoides. En la biogénesis de los esteroles también están implicados procesos tales como hidrogenaciones y deshidrogenaciones C-C, metilaciones (vía Sadenosilmetionina), hidroxilaciones, etc. Tienen sustituyentes alquílicos sobre los carbonos 4 y 24 fundamentalmente, y este hecho es justificado por la misma biogénesis. El conocimiento de la biosíntesis de esteroides ha contribuido al desarrollo de la Quimotaxonomía vegetal, particularmente en el caso de las algas, y ha servido
  6. 6. HECHOS ESTRUCTURALES Los esteroles naturales conocidos presentan las siguientes características estructurales:  Los enlaces dobles en el núcleo se presentan principalmente en C-5, C-7, C-8 y C-9.  Los enlaces dobles en la cadena lateral se presentan especialmente en C-22, y con menor frecuencia en C-24 y C-25.  Además de los grupos metilos , es frecuente encontrar grupos metilo en C-24, menos frecuente en el C-4.  La cadena lateral presenta grupos alquilo (metilo, etilo, isopropilo, propilo, etc.) principalmente en C-24.  Algunos organismos poco evolucionados (invertebrados marinos, orquídeas, etc.) presentan esteroles con modificaciones en la cadena lateral (anillos ciclopropano, dobles enlaces alénicos, metilaciones en C-26 y C-27, ausencia del C-25, etc.), y con núcleos modificados.
  7. 7. METODOS DE ANALISISEXTRACCION El método más utilizado para la extracción de esteroles libres y esterificados es el de Bligh y Dyer. El tejido vegetal seco y molido se extrae a temperaturas menores de 40°C, con un volumen suficiente de una mezcla Cloroformo:Metanol 2:1. Toda esta mezcla se filtra y al filtrado obtenido se le hace partición con un volumen adecuado de agua. La fase clorofórmica contiene entonces todos los compuestos liposolubles tales como esteroides, triglicéridos, otros terpenoides, ácidos grasos, etc. Cuando se sabe de antemano que la muestra contiene glicósidos esteroides, y se desea estudiar sus respectivas agliconas, entonces el material vegetal se extrae con alcohol o con una mezcla alcohol:agua, y el extracto obtenido se hidroliza con HCl 2M. Existe un procedimiento a escala industrial para la obtención del colesterol de médula de bovinos. Así mismo se ha descrito un proceso de obtención de los fitosteroles a partir de la "cachaza" de la caña de azúcar.
  8. 8. METODOS DE SEPARACION Y PURIFICACION Para la separación y purificación de esteroles a partir de extractos ipídicos, se emplean con buenos resultados la Cromatografía en Columna y la Cromatografía en Capa Fina (CCF), con sílica gel y eluentes como mezclas de n-hexano- acetato de etilo, y mezclas de ellos. Una mezcla recomendable es n-Hexano-Acetato de etilo 4:1. Existen varias clases de reveladores incluido el de Liebermann- Burchard, uno con cloruro de berberina y carbazol-ácido sulfúrico. Sin embargo, no siempre estas técnicas en forma aislada permiten la obtención de esteroles puros, sobretodo en el caso de mezclas de esteroles, por lo cual deben complementarse con otras técnicas de separación y purificación más eficientes como son: La CCF Argéntica (placas de sílica gel impregnadas con una solución de nitrato de plata al 10% en acetonitrilo), la Cromatografía Líquida de Alta Eficiencia (CLAE o HPLC en inglés) y la Cromatografía de Gases (CG). En la CCF Argéntica, se impregna la sílica con soluciones concentradas de Nitrato de Plata e agua:alcohol; y como resultado los esteroles se separan sobre dicha sílica por retención diferencial de acuerdo al número de enlaces dobles C=C que contengan en su estructura (P.ej. el ergosterol con 3
  9. 9. METODOS DE IDENTIFICACION ENSAYO DE LIEBERMANN-BURCHARD Los esteroles se pueden reconocer fácilmente en los análisis fitoquímicos preliminares de muestras vegetales y animales mediante el ensayo de Liebermann-Burchard. En este ensayo, a una solución clorofórmica de la muestra que se analiza, se le agrega un volumen igual de anhídrido acético y una gota de ácido sulfúrico concentrado (98%). Si hay esteroles, se producen coloraciones verdes, violetas, rojas o azules. Aunque no se conoce el mecanismo de esta prueba, es muy utilizada. Algunos autores aseguran que la dan positiva solamente los esteroles que tengan en su estructura grupos dieno conjugados reales o potenciales (por ejemplo en los D5-3- hidroxiesteroides la deshidratación genera un D3,5 dieno). Existen otras pruebas de coloración para el reconocimiento de esteroides, pero son menos utilizadas debido al gran desarrollo de las técnicas instrumentales. Para estas pruebas puede consultarse el libro de Domínguez.  CORRELACIONES ENTRE ROTACION OPTICA Y ESTRUCTURA  DIFRACTOMETRIA DE RAYOS-X  ESPECTROSCOPIA ULTRAVIOLETA  ESPECTROMETRIA DE MASAS DE IMPACTO ELECTRONICO  ESPECTROMETRIA DE RESONANCIA MAGNETICA NUCLEAR
  10. 10. DEGRADACION MICROBIOLOGICA DEESTEROLES Aunque a los esteroles naturales no se les conocen actividades biológicas específicas fuera de las funciones biológicas citadas al principio, se ha reportado la acción antipirética en conejos del 24-Etilcolesta-7,22-dien-3ß-ol (asterosterol) presente en el ajenjo Artemisia absinthium, Compositae; y se han reportado esteroles citotóxicos, especialmente esteroles oxigenados en la cadena lateral como los siguientes aislados de un alga roja, otros polihidroxiesteroides de corales blandos presentan acción citotóxica. Menos estudiados son los esteroides diméricos y oligoméricos, pero algunos son interesantes como las cefalostatinas, ya que son altamente citotóxicas y por lo tanto son agentes antitumorales potenciales. En el caso de esteroles con el núcleo D5,7-3- hidroxiandrostadieno como el ergosterol, estos son convertidos en vitamina D la cual desempeña un papel importante en el metabolismo de minerales como el calcio y fósforo, y esta puede ser convertida en otros análogos hidroxilados que son activos contra la psoriasis y cáncer de tipo epitelial. Algunos esteroles con grupos funcionales peróxido y epóxido, como loas aislados del micelio del hongo Cordyceps sinensis, presentan actividad antitumoral.
  11. 11.  Es interesante también anotar que el lanosterol presente en la lana de ovejas puede ser convertido en 14a-metilprogesterona. La conversión de la funcionalidad 5-en-3-ol tan característica de esteroles con el núcleo tipo colesterol, en la funcionalidad 5-en-3-ona puede hacerse mediante la denominada reacción de Oxidación de Oppenauer, o en algunos casos por oxidación con KMnO4 y CuSO4 , obteniéndose además esteroides bioactivos 6- hidroxilados.
  12. 12. SAPONINAS ESTEROIDES
  13. 13. DEFINICIÓN Las saponinas esteroides son glicósidos esteroides con un núcleo espirostano que tienen la propiedad de hemolizar los glóbulos rojos y forman espuma abundante y estable al agitar sus soluciones cuosas.
  14. 14. BIOGENESIS La porción esteroide de las saponinas esteroides (también denominada sapogenina o aglicona esteroide) se origina por la ruta de la acetilCoenzima vía ácido mevalónico y escualeno. Una vez formado un precursor esteroide con 27 átomos de carbono (p.ej. colesterol), este es deshidrogenado para originar 3-colestanona. La colestanona es hidroxilada en los carbonos 16, 22 y 27. Este intermedio altamente hidroxilado en la cadena lateral puede sufrir una deshidratación entre los hidroxilos 16 y 22, lo que origina 3-furostanona; o puede sufrir además otra deshidratación entre los idroxilos 22 y 27 restantes, lo que da lugar al anillo espirostano propiamente dicho. La 3- espirostanona puede ser reducida a 3-espirostanol, el cual puede sufrir procesos enzimáticos de glicosilación para originar las saponinas esteroides.
  15. 15. HIDROLISIS Como O-glicósidos, las saponinas esteroides se hidrolizan fácilmente en medio ácido o enzimáticamente. Ambos procesos liberan una o varias unidades de carbohidratos ligados, y la denominada SAPOGENINA ESTEROIDE. Las saponinas y sapogeninas presentan propiedades físicas, químicas y biológicas diferentes. Para la hidrólisis ácida a 20 mg de saponina se adiciona HCl 2N metanólico. Se refluja al menos durante una hora. Se neutraliza con NaHCO3 y se extrae la sapogenina mediante partición con cloroformo.
  16. 16. ENSAYOS DERECONOCIMIENTO Las saponinas esteroides se pueden reconocer fácilmente en los análisis fitoquímicos preliminares mediante los ensayos de la espuma, hemólisis de glóbulos rojos, Liebermann-Burchard y ensayos para carbohidratos.Ensayo de la Espuma Al agitar una solución acuosa de una muestra que sea o contenga saponinas, se forma una espuma estable como la obtenida al agitar la solución acuosa de un jabón. Puesto que existen otras sustancias que pueden formar también espuma, se debe asumir este ensayo como una prueba presuntiva de la presencia de saponinas esteroides.
  17. 17. Ensayo de Hemólisis Este ensayo es más confiable que el de la espuma. A una suspensión de glóbulos rojos en solución salina diluida, se añade una solución de la muestra que se presume que es o que contiene saponinas. Si los glóbulos rojos se rompen (lisan o hemolizan), se asume que la prueba es positiva. Este ensayo puede realizarse en tubo de ensayo, en cajas de Petri con agar-sangre o en cajas de Petri con gelatina-sangre. Cuando la muestra contiene taninos, deben eliminarse antes de realizar la prueba ya que la interfieren. Esto se logra por tratamiento repetido de la muestra con óxido de magnesio, el cual forma complejos insolubles con los taninos, por lo cual es fácil eliminarlos por filtración. Este ensayo, junto con el de la espuma, cuando ambos resultan positivos en una muestra vegetal (extracto, fracción ó sustancia pura) permiten establecer que la muestra es ó contiene saponinas. La sola prueba de espuma positiva no es concluyente para determinar la presencia de saponinas. Además hay sustancias que interfieren estas dos pruebas como son los taninos. Si la
  18. 18. Ensayo de Liebermann-Burchard Por la porción esteroide que poseen las saponinas esteroides, este ensayo puede confirmar su presencia por ejemplo en muestras y extractos vegetales, tal como se indicó anteriormente para los esteroles, pero debe tenerse en cuenta que al igual que en el caso de los esteroles y los esteroides en general- solamente dan un resultado positivo los que tengan grupos dienos conjugados reales o potenciales. Sin embargo otras saponinas como las triterpenoides también dan positiva la prueba.
  19. 19. Ensayos para carbohidratos La presencia de carbohidratos ligados puede reconocerse fácilmente mediante ensayos como el de Molisch, el de la Antrona, etc., o mediante análisis por cromatografía en papel, utilizando carbohidratos de referencia.
  20. 20. EXTRACCION Y AISLAMIENTO Las saponinas esteroides por su carácter glicosídico, son insolubles en solventes apolares. Para obtenerlas de las plantas o animales, el material seco y molido se desengrasa previamente con un solvente apolar (generalmente éter de petróleo o n-hexano). El marco se extrae con etanol, metanol, n-butanol, ó mezclas de diferentes proporciones de estos alcoholes y agua. El extracto acuoso (libre de alcohol) se liofiliza o se concentra en rotavapor, y se hace pasar por resinas de intercambio iónico a fin de eliminar sustancias iónicas. El eluato acuoso se pasa luego a través de materiales como el Sephadex LH-20 para separar las saponinas de otras moléculas como péptidos y macromoléculas que dificultan su purificación cromatográfica. Una vez obtenidas las saponinas crudas, se pueden purificar por cromatografía en columna o líquida de alta eficiencia. En el caso de la cromatografía en columna, se puede utilizar
  21. 21.  Para el análisis por cromatografía en capa fina pueden utilizarse condiciones como las reportadas para el análisis de saponinas en frutas. Para el análisis y fraccionamiento por HPLC pueden utilizarse condiciones similares a las reportadas para saponinas triterpenoides, gimsenósidos8 y saponinas de la soya. La determinación de los carbohidratos ligados se hace mediante la hidrólisis ácida. Los carbohidratos liberados se identifican por cromatografía en papel frente a muestras auténticas o por cromatografía de gases de derivados estables (p. ej. trimetilsililéteres, metiléteres, etc.). Ciertos derivados como los éteres TMS-(+)- butilglicósidos permiten además identificar los isómeros D y L10.
  22. 22. DISTRIBUCION NATURAL Las saponinas esteroides se encuentran principalmente en varias familias de la clase monocotiledónea, como son: Liliaceae, Dioscoreaceae y Amaryllidaceae (Agavaceae). En las dicotiledóneas, se las ha encontrado en las familias Solanaceae y Scrofulariaceae. En el reino animal, las estrellas de mar constituyen el único ejemplo de animales con saponinas esteroides.
  23. 23. IMPORTANCIA FARMACEUTICADE SAPONINAS ESTEROIDES Aunque algunas saponinas esteroides han mostrado diversas actividades biológicas (antimicrobiana, citotóxica, antitumoral, citotóxica, molusquicida, insecticida, antihelmíntica, expectorante, diurética, cardiovascular, antiinflamatoria, anti-úlcera, espermicida, analgésica, antipirética, sedante, antifertilidad, antihepatotóxica, hemolítica, antimicótica, etc.) fundamentalmente se han constituido desde hace bastante tiempo, como precursores únicos de muchos medicamentos esteroides tales como hormonas sexuales, corticoides, contraceptivos orales y diuréticos. La producción industrial de estas sustancias requiere una serie de procesos microbiológicos de fermentación y una serie de conversiones químicas relativamente complejas33 y en su gran mayoría patentadas por los grandes laboratorios
  24. 24.  La producción de hormonas esteroides a partir de la diosgenina obtenida de los rizomas de Dioscorea sp, producción de medicamentos corticoides a partir de la hecogenina acetilada, producción de hidrocortisona a partir del estigmasterol presente en la semilla de soya ( Glycine max o Glycine soja) o del haba de calabar (Physostigma venenosum), producción de medicamentos esteroides a partir de colesterol (obtenido de la lana de oveja, de la médula espinal y cerebro de ganado vacuno) o sitosterol(obtenido de la soya o del aceite se semilla de algodón), obtención de medicamentos esteroides a partir del denominado "compuesto s" que es el intermedio clave para varias clases de medicamentos esteroides, cómo la progesterona puede ser convertida por fermentación con hongos en varios productos esteroides. La conversión de sapogeninas 3-hidroxiladas en derivados 3-oxa-4-eno (una funcionalidad presente en muchos esteroides bioactivos) se puede realizar a través de microorganismos como Mycobacterium sp. En nuestro país existen varias especies de ñames silvestres como Dioscorea coriacea, propia de los sitios altos, Dioscorea polygonoides, Dioscorea santanderensis, El fique, el cual es usado por los campesinos para elaborar canastas y productos artesanales, se obtiene de las hojas de
  25. 25. GRACIAS
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