La catequina, cuyo nombre se deriva de catechu del extracto de Acacia catechu L., es 3,3′,4′,5,7-pentahidroxiflavana con dos formas estéricas de (+)-catequina (Figura 1) y su enantiómero . Además, en un sentido amplio, la catequina representa el nombre de la familia química de los compuestos derivados de la catequina. Las catequinas se distribuyen en una variedad de alimentos y hierbas que incluyen té, manzanas, caquis, cacaos, uvas y bayas. Este número especial está dedicado a la información sobre las actividades de catequina relacionadas con la salud humana.
(+)-Catequina y los principales catequinas de té verde.
El té, un producto obtenido de las hojas y brotes de la planta Camellia sinensis, es una de las fuentes de catequina más ricas y contiene, como catequina principal, (−)-epigalocatequina-3-galato (EGCG) (Figura 1) que tiene muchas propiedades beneficiosas para la salud humana, como efectos anticancerígenos, antiobesosos, antidiabéticos, anticardiovasculares, antiinfecciosos, hepatoprotectores y neuroprotectores. Varios estudios clínicos y epidemiológicos en humanos sobre el té han proporcionado pruebas de sus beneficios contra el cáncer y estos resultados han sido respaldados por experimentos con células y animales, aunque también se han notificado estudios que muestran resultados contradictorios. Además, se han propuesto mecanismos moleculares detallados para el mecanismo de acción de EGCG y otras catequinas. Uno de los mecanismos más atractivos es el de las especies reactivas de oxígeno (ROS). Se sabe que el EGCG tiene acciones duales en relación con el ROS como antioxidante y prooxidante. Varias líneas de evidencia han indicado que el EGCG puede eliminar las ROS mediante la recolección de residuos y mejorar la producción de ROS.
En este número especial, Bernatoniene y Kopustinskiene revisaron las propiedades bioquímicas de las catequinas, su actividad antioxidante y los mecanismos de acción involucrados en la prevención de enfermedades causadas por el estrés oxidativo, como el cáncer, las enfermedades cardiovasculares y las enfermedades neurodegenerativas.
Con respecto al efecto anticancerígeno de las catequinas del té verde, Shirakami y Shimizu proporcionaron información actualizada sobre diversos mecanismos, incluidas las actividades antioxidantes, prooxidativas y antiinflamatorias, la modificación inmunitaria y epigenética y la inhibición de los receptores de tirosina cinasa. Señalaron que no está claro si la observación in vitro con altas concentraciones de EGCG puede extrapolarse directamente a la quimioprevención del cáncer en animales y seres humanos debido a su baja biodisponibilidad.
Entre las enfermedades neurodegenerativas, la enfermedad de Alzheimer (EA) es uno de los trastornos más comunes en todo el mundo. El estrés oxidativo es un componente del mecanismo patológico subyacente a la EA. Puede ser causada por una alteración del equilibrio entre ROS y moléculas antioxidantes. Este desequilibrio también puede causar neuroinflamación. Ide et al. resumen de información actualizada y perspectivas de los efectos de las catequinas sobre la EA basadas en mecanismos moleculares, incluidos los relacionados con las propiedades antioxidantes, antiinflamatorias, relacionadas con la proteína quinasa C y la neurotransmisión de las catequinas.
De manera similar, Pervin et al. resumió los hallazgos recientes sobre los efectos beneficiosos de las catequinas en las enfermedades neurodegenerativas. Aunque varios estudios en humanos han apoyado estos efectos, otros no lo han hecho. Estos autores sugieren que la discrepancia puede deberse al ajuste incompleto de los factores de confusión, incluido el método de cuantificación del consumo, la temperatura de las bebidas, el consumo de cigarrillos, el consumo de alcohol y las diferencias en los factores genéticos y ambientales, como la raza, el sexo, la edad y el estilo de vida. Esta cuestión puede aplicarse a los estudios epidemiológicos en humanos sobre otras enfermedades, incluido el cáncer.
Varios estudios epidemiológicos han sugerido que el consumo regular de té verde disminuye las tasas de infección por influenza y algunos síntomas de resfriado, y que hacer gárgaras con catequinas de té puede proteger contra el desarrollo de infección por influenza. Furushima et al. se revisó el efecto de las catequinas del té sobre la infección por influenza y el resfriado común centrándose en estudios epidemiológicos/clínicos, y se indicó la necesidad de estudios adicionales para confirmar la eficacia clínica.
Con respecto a la actividad antiobesidad, muchos estudios han demostrado que el EGCG en el té verde, el EGCG metilado en el té oolong, las teaflavinas en el té negro y los metabolitos de polifenoles en el té oscuro exhiben propiedades de pérdida de peso. Rothenberg et al. propuso una «Hipótesis de Ácidos Grasos de Cadena Corta (SCFA)» para explicar cómo varios tipos de té pueden inducir efectivamente la pérdida de peso. Los AGCC generados en el intestino a través de reacciones entre carbohidratos no digeridos, catequinas y microbiota intestinal pueden mejorar el metabolismo de los lípidos a través de la activación de la proteína quinasa activada por AMP, lo que lleva a su actividad antiobesidad.
Para obtener concentraciones efectivas de EGCG y otras catequinas, los estudios son importantes para revelar la eficacia de la modificación química, los sistemas de administración y la sinergia con otros agentes. Documentos anteriores han demostrado que la modificación química es uno de los métodos prometedores para mejorar su efecto biológico, como lo ejemplifica el EGCG peracetilado, que suprime potentemente la tumorogénesis de colon en ratones . Kaihatsu et al. resumió la actividad antiviral del EGCG y propuso un derivado de ácidos grasos EGCG recién desarrollado como agente eficiente. Los monoésteres de ácidos grasos EGCG mostraron mejores actividades antivirales contra diferentes tipos de virus, probablemente debido a su mayor afinidad por el virus y las membranas celulares.
Mukherjee et al. demostró que una mezcla de curcumina, EGCG y resveratrol en forma liposomal es un agente oncoinmunoterapéutico potencial contra el glioblastoma, aunque la curcumina sola tiene una eficacia antitumoral limitada in vivo debido a su baja biodisponibilidad como la EGCG.
Shi et al. se proporcionó una visión general de los materiales y técnicas utilizados para encapsular EGCG. La estabilidad, biodisponibilidad y función de EGCG se pueden mejorar mediante encapsulación. EGCG encapsulado en proteínas mostró una liberación sostenida en parte debido a la inhibición de la actividad de las enzimas digestivas. EGCG encapsulado en carbohidratos mostró una mejora de la mucoadhesión, la permeación intestinal, la administración dirigida a los tejidos y la inhibición del flujo activo. EGCG encapsulado en lípidos mostró una estabilidad mejorada y liberación sostenida, y fue absorbido directamente por las células epiteliales. Por lo tanto, la encapsulación de EGCG con materiales de grado alimenticio sería útil para mejorar la biodisponibilidad y la funcionalidad de EGCG.
Una dosis excesiva de catequinas puede causar efectos desfavorables como hepatitis . Kaleri et al. se informó que el cobre dietético puede reducir la hepatotoxicidad del EGCG, posiblemente mediante la regulación ascendente de la actividad de la ceruloplasmina que conduce a niveles reducidos de ROS, lo que sugiere su utilidad en la promoción de aplicaciones de EGCG.
La modificación química de la gelatina usando EGCG promueve la formación ósea in vivo. Honda et al. se propuso que las esponjas de gelatina modificadas por EGCG fabricadas (EGCG-GS) tienen el potencial de ser aplicables a la terapia regenerativa. Su estudio sugirió que el calentamiento al vacío mejora la capacidad de formación ósea de EGCG-GS, posiblemente a través de la reticulación deshidrotérmica de EGCG-GS, que proporciona un andamio para las células, lo que conduce al efecto farmacológico sostenido de EGCG.
Además de los mecanismos relacionados con ROS, se cree que la interacción catequina-proteína está involucrada en los mecanismos por los cuales las catequinas ejercen sus actividades biológicas. Saeki et al. se revisó cómo las interacciones EGCG-proteína pueden explicar el mecanismo por el cual el té verde/EGCG puede exhibir efectos beneficiosos para la salud. Varios métodos, incluidos los ensayos de puntos, la cromatografía de gel de afinidad, la resonancia de plasmones de superficie, los análisis de acoplamiento computacional (CDA) y el análisis cristalográfico de rayos X (XCA), han proporcionado evidencia para mostrar las interacciones EGCG-proteína y cómo el EGCG puede encajar u ocupar la posición en o cerca de sitios funcionales e inducir un cambio conformacional, incluido un cambio conformacional cuaternario. Estos autores sugieren el EGCG como un compuesto de plomo para el diseño de fármacos.
Nakano et al. discutimos cómo la CDA y la XCA, entre los métodos mencionados anteriormente, son útiles en las estrategias de diseño de nuevos fármacos de catequinas. CDA y XCA han revelado que la fracción galoil ancla la catequina a la hendidura de las proteínas a través de interacciones con sus grupos hidroxilos, lo que explica la mayor actividad de las catequinas galoiladas, como EGCG y galato de epicatequina, en comparación con las catequinas no galoiladas (Figura 1).
Shimamura et al. reveló la interacción entre catequinas y enterotoxina A estafilocócica mediante resonancia de plasmón de superficie, espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier, calorimetría de titulación isotérmica y CDA. Los datos indicaron que el grupo hidroxilo en la posición 3 del grupo galoilo en la estructura de la catequina es responsable de la afinidad de unión con el Tyr91 en los sitios activos de la toxina, proporcionando información valiosa relacionada con la prevención de intoxicaciones derivadas de alimentos.
La evidencia transversal y retrospectiva indica que el consumo de té puede mitigar la pérdida ósea y reducir el riesgo de fracturas osteoporóticas. Chen et al. propuso que el EGCG podría ser un nutriente importante en la modulación de la reabsorción ósea, ya que el EGCG a 1-10 µM disminuyó la osteoclastogénesis y la actividad de la fosfatasa ácida resistente al tartrato a través del activador del receptor del factor nuclear-kB (RANK)/ligando RANK/osteoprotegrina. Lin et al. informó que el EGCG puede aumentar la expresión de ARNm de la proteína morfogenética ósea 2 y los genes relacionados con la osteogénesis posteriores, incluidos la fosfatasa alcalina, la osteonectina y la osteocalcina, lo que conduce a una mineralización mejorada.
Chen et al. se examinó la estabilidad y la bioaccesibilidad de los polifenoles de la corteza de Acacia mearnsii después de tratamientos in vitro de digestión mimética a gastrointestinal. Después de la digestión intestinal simulada, el contenido total de polifenoles y las actividades biológicas disminuyeron significativamente en comparación con los del extracto no tratado, lo que se atribuyó a la degradación de las proantocianidinas. Sin embargo, la retención de la capacidad antioxidante y la actividad inhibidora de la α-glucosidasa sugieren que los polifenoles derivados de la planta parecen tener el potencial de ser útiles para la salud humana.
«Kangzhuan» es el tipo más popular entre los productos de té tibetano. Xie et al. reportó que un extracto acuoso liofilizado de» Kangzhuan » posee propiedades antioxidantes o citoprotectoras. Estos efectos pueden atribuirse principalmente a la presencia de componentes fenólicos, incluido el ácido gálico y cuatro catequinas. Estos componentes fenólicos pueden experimentar transferencia de electrones, transferencia de H+y vías quelantes de Fe2 + para exhibir efectos antioxidantes o citoprotectores.
La teaflavina y sus ésteres galoílicos son los pigmentos rojos en el té negro que poseen una variedad de beneficios para la salud similares a los que se encuentran en las catequinas del té verde. Se han desarrollado varios métodos biosintéticos para la producción en masa de teaflavinas. Takemoto y Takemoto proporcionaron información actualizada sobre métodos sintéticos para las teaflavinas y sus beneficios para la salud, alentando estudios futuros para revelar su mecanismo de acción detallado y desarrollar nuevos suplementos.