Science and Technology Production
Thesis
Authorship
Date
01/01/2007
Summary
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SIGEVA
El objetivo general de esta Tesis es caracterizar uno de los posibles mecanismos de acción de los flavonoides: su interacción con las membranas. Como hipótesis se propone que dicha interacción podría contribuir a la capacidad antioxidante del flavonoide, a la protección estructural de la bicapa y a la modulación de señales de transducción asociadas a la misma. Se estudió la interacción con membranas sintéticas (...
El objetivo general de esta Tesis es caracterizar uno de los posibles mecanismos de acción de los flavonoides: su interacción con las membranas. Como hipótesis se propone que dicha interacción podría contribuir a la capacidad antioxidante del flavonoide, a la protección estructural de la bicapa y a la modulación de señales de transducción asociadas a la misma. Se estudió la interacción con membranas sintéticas (liposomas) de 29 compuestos: distintos flavonoides (flavonoles, flavanoles, flavanonas, e isoflavonas) y compuestos relacionados (ácidos fenólicos y fenilpropanonas); se evaluó la capacidad de modular la fluidez de las membranas, y la relación con: a) la protección de las membranas de la disrupción inducida por un detergente (Tritón X-100), y b) la inhibición de la oxidación lipídica iniciada por un oxidante hidrofílico y otro lipofílico: el 2,2´-Azobis -(2 amidinopropano) (AAPH) y el 2,2´-Azobis -(2,4-dimetilvaleronitrilo) (AMVN), respectivamente. En membranas biológicas se evaluó si esta interacción contribuye a la protección de la célula frente a la acción de oxidantes, detergentes y estímulos pro-inflamatorios. A tal fin, se estudió en la línea celular Caco-2, modelo de epitelio intestinal, la capacidad del hexámero de epicatequina (Hex) de interactuar con la membrana plasmática y proteger a las células de: a) los efectos citotóxicos, b) las alteraciones en la permeabilidad de monocapas celulares y c) el aumento en las especies oxidantes inducida por el DOC y el AMVN; y d) la activación del factor de transcripción NF-kB inducida por el TNFa. Los resultados obtenidos en esta Tesis indican que los flavanoles y las procianidinas aumentan el ordenamiento de la membrana. Este efecto se correlacionó con la protección frente la acción del Tritón X-100 y del AMVN. La presencia del doble enlace entre los C2 y C3, en conjugación con el grupo ceto en el C4, junto con la presencia del anillo B en posición C3, son características químicas importantes en el efecto protector frente al Tritón X-100. También es relevante la presencia del residuo galato en la posición C3, el número de sustituyentes hidroxilo presentes en la molécula y el grado de polimerización. Todos los flavonoides y compuestos relacionados protegieron a los liposomas de la oxidación lipídica iniciada por el AAPH, pero sólo los compuestos capaces de interaccionar con las membranas lipídicas, o que presenta el grupo catecol, protegieron a los liposomas del AMVN. A continuación se evaluó la hipótesis de que las procianidinas de alto peso molecular podrían actuar como agentes protectores del tracto gastrointestinal a través de su interacción con las membranas. Se observó que el Hex interaccionó con las células Caco-2 y no afectó procesos fisiológicos esenciales de la barrera epitelial como el transporte transceluar y paracelular, y la integridad de la monocapa. El Hex previno parcialmente el aumento de oxidantes intracelulares, la redistribución de ZO-1 desde las uniones estrechas hacia el citosol, el aumento de la permeabilidad paracelular y la citotoxicidad celular inducidas por el DOC. Las procianidinas de menor peso molecular (monómero-tetrámero), no previnieron la citotoxicidad del DOC, remarcando la importancia del grado de polimerización en la acción citoprotectora de las mismas. La preincubación de las células Caco-2 con el Hex previno el aumento en los niveles de oxidantes intracelulares y en la permeabilidad de la monocapa AMVN. Finalmente, al evaluar la acción del Hex sobre la activación del NF-kB inducida por TNFa se determinó que el Hex actuó inhibiendo en forma dosis-dependiente la activación del NF-kB: inhibió y retrasó la fosforilación y posterior degradación del IkB; la translocación nuclear del NF-kB, su unión al ADN y la transactivación de genes pro-inflamatorios (iNOS) regulados por el NF-kB. El monómero y el dímero de epicatequina no tuvieron, en las condiciones experimentales utilizadas para el Hex, efectos significativos sobre la activación el NF-kB inducida por TNFa. Esto indica la importancia del grado de polimerización en la acción del Hex. El Hex inhibió parcialmente la activación del NF-kB inducida por el PMA y por la IL-1b (1 ng/ml), pero no tuvo efecto sobre la activación del NF-kB inducida por una concentración mayor de IL-1b (10 ng/ml). El Hex inhibió el aumento de especies oxidantes intracelulares inducido por el TNFa; los antioxidantes Nac y a-Lip también inhibieron este aumento, pero no inhibieron la activación del NF-kB. Esto sugiere que la acción antioxidante del Hex no tiene mayor influencia en su capacidad de inhibir la activación del NF-kB inducida por TNFa. La inhibición de la cascada de activación del NF-kB por las procianidinas, podría contribuir en parte a la acción antiinflamatoria y anticancerosa de estos compuestos en el tracto digestivo. Tanto para los efectos observados frente al DOC como en la inhibición de la actividad de unión del ADN/NF-kB inducida por TNFa, cuando el Hex se removió del medio, luego de los 30 min de preincubación, aún se observó una acción residual, relacionada a la porción del mismo que permaneció unida a la membrana plasmática. Esto sustenta la existencia de una interacción del Hex con la membrana. En conclusión, los flavonoides interaccionan con la membrana a través de uniones del tipo puentes de hidrógeno con las cabezas polares de los lípidos en la interfase lípido/agua. Por este mecanismo, ciertos flavonoides contribuirían a la preservación de la normal estructura y función de las membranas biológicas. Dicha interacción debería ser considerada como otro factor que contribuye con la capacidad antioxidante de los flavonoides. El Hex, que no es absorbido a través del epitelio intestinal, mediante su interacción con las membranas celulares, podría tener un efecto citoprotector frente a la acción de oxidantes y de estímulos pro-inflamatorios.
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Key Words
FlavonoidesNF-kBprocianidinasAntioxidantes