4-hidroxinonenal - 4-Hydroxynonenal

4-hidroxinonenal
Fórmula esquelética de 4-hydroxynonenal ((2E) -2-en)
4-Hydroxynonenal 3D Balls.png
Nombres
Nombre IUPAC preferido
4-hidroxinon-2-enal
Otros nombres
4-hidroxi-2-nonenal
Identificadores
Modelo 3D ( JSmol )
4660015 (2 E , 4 R )
CHEBI
CHEMBL
ChemSpider
Malla 4-hidroxi-2-nonenal
  • InChI = 1S / C9H16O2 / c1-2-3-4-6-9 (11) 7-5-8-10 / h5,7-9,11H, 2-4,6H2,1H3 / b7-5 +  cheque Y
    Clave: JVJFIQYAHPMBBX-FNORWQNLSA-N  cheque Y
  • InChI = 1 / C9H16O2 / c1-2-3-4-6-9 (11) 7-5-8-10 / h5,7-9,11H, 2-4,6H2,1H3 / b7-5 +
    Clave: JVJFIQYAHPMBBX-FNORWQNLBE
  • Literalmente (O) C = CC = O
Propiedades
C 9 H 16 O 2
Masa molar 156,225  g · mol −1
Densidad 0,944 g⋅cm −3
log P 1.897
Acidez (p K a ) 13.314
Basicidad (p K b ) 0,683
Compuestos relacionados
Alquenales relacionados
Ácido
glúcico Malondialdehído
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
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Referencias de Infobox

4-Hydroxynonenal , o 4-hydroxy-2-nonenal o 4-HNE o HNE , ( C 9 H 16 O 2 ), es un hidroxialquenal α, β-insaturado que se produce por peroxidación de lípidos en las células. 4-HNE es el hidroxialquenal alfa, beta-insaturado primario formado en este proceso.

El 4-HNE tiene 3 grupos reactivos: un aldehído, un doble enlace en el carbono 2 y un grupo hidroxi en el carbono 4.

Se encuentra en todos los tejidos animales y en mayor cantidad durante el estrés oxidativo debido al aumento de la reacción en cadena de la peroxidación lipídica , debido al aumento de los eventos de estrés.

Se ha planteado la hipótesis de que la 4-HNE desempeña un papel clave en la transducción de señales celulares , en una variedad de vías, desde los eventos del ciclo celular hasta la adhesión celular.

Historia

La primera caracterización de 4-hydroxynonenal fue reportada por Esterbauer, et al. en 1991, y desde entonces la cantidad de investigación que involucra este químico ha aumentado constantemente, con números enteros de revistas de relativamente alto impacto como Molecular Aspects of Medicine y Free Radical Biology and Medicine dedicando volúmenes a publicaciones centradas en 4-HNE.

Síntesis

El 4-hidroxinonal se genera en la oxidación de lípidos que contienen grupos acilo poliinsaturados omega-6 , tales como grupos araquidónicos o linoleicos , y de los ácidos grasos correspondientes , es decir, los precursores hidroperoxi del ácido 15-hidroxicosatetraenoico y del ácido 13-hidroxioctadecadienoico , respectivamente. Aunque son los más estudiados, en el mismo proceso también se generan otros aldehídos oxigenados α, β-insaturados (OαβUAs), que también pueden provenir de ácidos grasos omega-3, como el 4-oxo-trans-2-nonenal, 4-hidroxi-trans-2-hexenal, 4-hidroperoxi-trans-2-nonenal y 4,5- epoxi - trans -2-decenal .

Patología

Estos compuestos pueden producirse en células y tejidos de organismos vivos o en alimentos durante el procesamiento o almacenamiento, y de estos últimos pueden absorberse a través de la dieta . Desde 1991, los OαβUA están recibiendo una gran atención porque están siendo considerados como posibles agentes causales de numerosas enfermedades, como inflamación crónica , enfermedades neurodegenerativas , síndrome de dificultad respiratoria del adulto , aterogénesis , diabetes y diferentes tipos de cáncer .

Parece haber una acción dual y hormonal del 4-HNE sobre la salud de las células: concentraciones intracelulares más bajas (alrededor de 0.1-5 micromolar ) parecen ser beneficiosas para las células, promoviendo la proliferación, diferenciación, defensa antioxidante y mecanismo compensatorio, mientras que concentraciones más altas (alrededor de 10-20 micromolar) desencadenan vías tóxicas bien conocidas como la inducción de enzimas caspasas , la formación de escalas de ADN genómico, la liberación de citocromo c de las mitocondrias, con el resultado final de la muerte celular (a través de la apoptosis y necrosis , dependiendo de la concentración). La HNE se ha relacionado con la patología de varias enfermedades como la enfermedad de Alzheimer , cataratas , aterosclerosis , diabetes y cáncer .

La creciente tendencia a enriquecer los alimentos con grupos acilo poliinsaturados conlleva el riesgo potencial de enriquecer los alimentos con algunos OαβUAs al mismo tiempo, como ya se ha detectado en algunos estudios realizados en 2007. Los alimentos enriquecidos con PUFA disponibles en el mercado han ido aumentando ya que las investigaciones epidemiológicas y clínicas han revelado posibles efectos de los PUFA en el desarrollo del cerebro y efectos curativos y / o preventivos de las enfermedades cardiovasculares . Sin embargo, los PUFA son muy lábiles y fácilmente oxidables, por lo que es posible que no se obtengan los máximos efectos beneficiosos de los suplementos de PUFA si contienen cantidades significativas de OαβUAs tóxicos, que como se comentó anteriormente, están siendo considerados como posibles agentes causales de numerosas enfermedades.

También se debe prestar especial atención a los aceites de cocina utilizados repetidamente en catering y hogares, ya que en esos procesos se generan cantidades muy elevadas de OαβUAs que pueden absorberse fácilmente a través de la dieta.

Desintoxicación

Un pequeño grupo de enzimas se adapta específicamente a la desintoxicación y eliminación de 4-HNE de las células. Dentro de este grupo se encuentran las glutatión S-transferasas (GST) como hGSTA4-4 y hGST5.8, aldosa reductasa y aldehído deshidrogenasa . Estas enzimas tienen valores bajos de K m para la catálisis de HNE y juntas son muy eficientes para controlar la concentración intracelular, hasta una cantidad umbral crítica, en la que estas enzimas se superan y la muerte celular es inevitable.

Las glutatión S-transferasas hGSTA4-4 y hGST5.8 catalizan la conjugación de péptidos de glutatión a 4-hidroxinonenal mediante una adición conjugada al carbonilo insaturado alfa-beta, formando una molécula más soluble en agua, GS-HNE. Si bien hay otras GST capaces de esta reacción de conjugación (especialmente en la clase alfa), estas otras isoformas son mucho menos eficientes y su producción no es inducida por los eventos de estrés que causan la formación de 4-HNE (como la exposición al peróxido de hidrógeno , luz ultravioleta , choque térmico , medicamentos contra el cáncer, etc.), como lo es la producción de las dos isoformas más específicas. Este resultado sugiere fuertemente que hGSTA4-4 y hGST5.8 están adaptados específicamente por células humanas con el propósito de desintoxicar 4-HNE para anular los efectos posteriores que causaría tal acumulación.

Se ha demostrado que el aumento de la actividad de la enzima mitocondrial aldehído deshidrogenasa 2 (ALDH2) tiene un efecto protector contra la isquemia cardíaca en modelos animales, y el mecanismo propuesto por los investigadores fue el metabolismo 4-hidroxinonenal.

Exportar

GS-HNE es un potente inhibidor de la actividad de la glutatión S-transferasa y, por lo tanto, debe transportarse fuera de la célula para permitir que se produzca la conjugación a una velocidad fisiológica. La proteína activadora de GTPasa que interactúa con Ral (RLIP76, también conocida como proteína de unión a Ral 1), es una proteína unida a la membrana que tiene una alta actividad hacia el transporte de GS-HNE desde el citoplasma al espacio extracelular. Esta proteína representa aproximadamente el 70% de dicho transporte en líneas celulares humanas, mientras que el resto parece ser explicado por la proteína de resistencia a múltiples fármacos 1 (MRP1).

Referencias

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enlaces externos

  • [1] - Un grupo de biología dedicado a la investigación centrada en el 4-hidroxinenal