Umbelulona - Umbellulone
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| Nombres | |
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Nombre IUPAC
4-metil-1- (propan-2-il) biciclo [3.1.0] hex-3-en-2-ona
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| Otros nombres
Tujenona; Thujen-2-one; Umbellulón
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| Identificadores | |
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Modelo 3D ( JSmol )
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| ChemSpider | |
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PubChem CID
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| Propiedades | |
| C 10 H 14 O | |
| Masa molar | 150,221 g · mol −1 |
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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 | |
La umbelulona es una cetona monoterpénica que induce el dolor de cabeza y se encuentra en las hojas del árbol Umbellularia californica , a veces conocido como el "árbol del dolor de cabeza".
Se ha planteado la hipótesis de que causa dolores de cabeza al influir en el sistema trigeminovascular a través de TRPA1 .
Historia
Umbellularia californica es un árbol originario del bosque costero de California.
El botánico Archibald Menzies fue el primero en recolectar el aceite a fines del siglo XVIII. En 1826 este árbol fue clasificado como laurel, Laurus regia , por el botánico David Douglas .
En 1833 el árbol recibió otra clasificación de Hooker y Arnott, Tetranthera californica . Poco después, Nuttal, Umbellularia californica , le dio el nombre actual . En 1875 Heaney obtuvo un líquido incoloro (Oreodaphenol) mediante fraccionamiento a presión reducida. Este aceite de laurel de California posee un olor acre.
Stillman (1880) realizó un fraccionamiento a 215-216 ° C. Descubrió que la inhalación de sus vapores puede provocar una dolorosa sensación de frío y fuertes dolores de cabeza. En épocas anteriores, las hojas del árbol se usaban para curar dolores de cabeza o de estómago e incluso de muelas.
Powers y Lee hicieron en 1904 otro fraccionamiento del aceite del árbol a 217-222 ° C. Esto produjo diferentes compuestos: pineno , cineol , eugenol , metil eugenol y una cetona llamada umbelulona. La umbelulona es el químico responsable de los dolores de cabeza inducidos por el árbol. Le dieron a la umbelulona la siguiente fórmula estructural (Fig. 1).
En 1908, Tutin adaptó la fórmula estructural (Fig. 2A).
Esto fue corregido más tarde ese año por Semmller; dio la fórmula estructural que se acepta hoy (Fig. 2B).
Estructura y reactividad
La umbelulona es una cetona monoterpénica que se encuentra en las hojas de Umbellularia californica. La fórmula de la umbelulona es C 10 H 14 O, que contiene un anillo de ciclopropano y ciclopentano . Solo se conoce un isómero de umbelulona. La umbelulona es un líquido lipofílico (aceite) a temperatura ambiente. El punto de ebullición de la umbelulona es de 220 ° C y la presión de vapor es de 0,159 mm / Hg. La umbelulona tiene una unión de alta afinidad por los tioles. La molécula es reactiva con la mayoría de los tioles, pero no con todos. La reacción entre la tiol cisteamina y la umbelulona se muestra en la figura 3. Un medicamento registrado en Europa llamado Cystagon® o Procysbi® contiene cisteamina, que puede interactuar con la umbelulona.
Síntesis
Una posible síntesis de umbelulona se obtiene mediante el siguiente proceso. La diazometil isopropil cetona reacciona con el metacrilato de metilo para dar 1-carbo-metoxi-2-isobutiril-1-metilciclopropano. Esta reacción da un rendimiento del 35%. A continuación, se hidroliza a una mezcla de cis y trans 2-isobutiril-1-metil-1-ciclopropano. El isómero trans se aísla y reacciona con el reactivo de Grignard de metil cadmio para dar 1-acetil-2-isobutiril-1-metilciclopropano. Este se somete a una ciclación aldólica en el tratamiento con base diluida a umbelulona.
Mecanismo de acción
TRPA1
La umbelulona puede causar dolores de cabeza intensos al activar el canal catiónico potencial del receptor transitorio, subfamilia A, miembro 1 (TRPA1) e influir en el sistema trigeminovascular a través del péptido relacionado con el gen de la calcitonina (CGRP). Una vez inhalada, la umbelulona se difundirá desde la mucosa nasal hacia la circulación sanguínea. Debido a la alta solubilidad en lípidos de la umbelulona, la molécula pasará rápidamente a través de las células epiteliales y se absorberá rápidamente en la sangre. A partir de ahí, la umbelulona puede llegar a las terminaciones nerviosas sensoriales perivasculares de los vasos meníngeos. La estimulación de estas fibras nerviosas eventualmente conducirá a la liberación de CGRP, un nociceptor conocido por su capacidad para inducir migrañas y ataques de cefalea en racimos.
La activación de TRPA1 por la umbelulona da como resultado la apertura de este canal iónico. El calcio entrará en la célula y la membrana celular se despolarizará. La despolarización de la membrana dará como resultado la liberación de CGRP1. El CGRP liberado puede unirse a su receptor CGRP. Esto inducirá una vasodilatación local dependiente de CGRP (Fig. 4) de los vasos sanguíneos cerebrales. La vasodilatación de los vasos sanguíneos cerebrales aumentará el flujo sanguíneo a las membranas externas del cerebro. La unión de CGRP a su receptor también promoverá la desgranulación de los mastocitos y la infiltración de neutrófilos y otras células inmunitarias. Se cree que el aumento de las células inmunitarias y su respuesta inflamatoria es la principal causa de la aparición de migraña. Todavía se está discutiendo si la vasodilatación de los vasos sanguíneos cerebrales contribuye a la causa de la migraña y los dolores de cabeza. Aún así, el efecto vasodilatador y el aumento del flujo sanguíneo se pueden utilizar como una indicación indirecta para la liberación de CGRP y, por lo tanto, para la presencia de migraña y dolores de cabeza.
TRPM8
El canal catiónico potencial del receptor transitorio, subfamilia M, miembro 8 (TRPM8) es un canal iónico que puede inducir una sensación intensamente fría cuando se activa. El mentol es el ligando principal de TRPM8, pero dado que la umbelulona tiene algunas similitudes estructurales con el mentol, la umbelulona también puede activar TRPM8. Pero esta es una interacción débil.
Indicaciones
Es probable que la exposición a la umbelularia provoque una intensa sensación de frío en la cavidad nasal. Cuando se combina con dolor de cabeza, aumento de CGRP en plasma o irritación de los ojos, aumenta la posibilidad de que la persona haya estado expuesta a umbelulona.
Toxicidad
El aceite de Umbellularia californica contiene entre un 40% y un 60% de umbelulona. Posee un efecto similar a la atropina sobre los nervios y las fibras musculares. El contacto con el aceite o la exposición a los vapores puede provocar:
- Dolor de cabeza
- Irritación de los ojos
- Irritación de la nariz
- Irritación de la mucosa.
- Pérdida de concentración
- Bajar la presión arterial
- Dificultad para respirar
La umbelulona induce una rápida producción de metahemoglobina . La metahemoglobina es una globina en la sangre que consiste principalmente en hemoglobina férrica (Fe 3+ ) , en lugar de la hemoglobina ferrosa (Fe 2+ ) habitual . La metahemoglobina tiene una capacidad disminuida para unirse al oxígeno, pero, en combinación con los otros 3 iones ferrosos en la unidad de hemoglobina, la liberación de oxígeno también disminuye. Los glóbulos rojos serán menos capaces de nutrir los órganos con oxígeno, por lo tanto, aumenta la probabilidad de hipoxia. La letalidad por metahemoglobina es posible a concentraciones superiores al 50% de la sustancia en los glóbulos rojos.
Umbellularia californica no debe confundirse con la hoja de laurel convencional (Laurus nobilis), que carece de estos efectos tóxicos.
Otras aplicaciones
En 2013, salió a la luz una nueva aplicación potencial de Umbellularia californica. El aceite esencial se utilizó por su actividad larvicida y disuasiva de las picaduras de mosquitos. Esto fomenta una mayor investigación de este aceite. No solo como repelente natural para otros artrópodos, sino también por su importancia médica y veterinaria. Esto podría conducir a un nuevo enfoque de base molecular para la investigación etnofarmacológica de los aceites esenciales para el control de plagas. [1]
Referencias
3. Drake, M .; Stuhr, E .; (1934) "Algunas propiedades farmacológicas y bactericidas de la umbelulona" [2] . Consultado el 10 de marzo de 2016.