Diferencia entre revisiones de «Hinokitiol»

De Wikipedia, la enciclopedia libre
Contenido eliminado Contenido añadido
Creado al traducir la página «Hinokitiol»
(Sin diferencias)

Revisión del 02:28 11 jun 2020

 
Hinokitiol
Archivo:Beta-Thujaplicin-3D-balls.png y Beta-Thujaplicin-3D-spacefill.png
General
Fórmula estructural Imagen de la estructura
Fórmula molecular ?
Identificadores
Número CAS 499-44-5[1]
ChEBI 10447
ChEMBL CHEMBL48310
ChemSpider 3485
PubChem 3611
UNII U5335D6EBI
KEGG C09904 D04876, C09904
Propiedades físicas
Masa molar 164,08373 g/mol

Hinokitiol

Nombres
Nombre IUPAC

2-Hydroxy-6-propan-2-ylcyclohepta-2,4,6-trien-1-one

Otros nombres

β-Thujaplicin; 4-Isopropyltropolone

Identificadores
Número CAS ·       499-44-5
Modelo 3D (JSmol) ·       Interactive image
ChEBI ·       CHEBI:10447
ChEMBL ·       ChEMBL48310
ChemSpider ·       3485
Tarjeta de Información ECHA 100.007.165
KEGG ·       D04876
PubChem CID ·       3611
Tablero CompTox  (EPA) ·       DTXSID6043911
InChI[mostrar]
SMILES[mostrar]
Propiedades
Fórmula Química C10H12O2
Masa Molar 164.204 g·mol−1
Apariencia Cristales incoloros a amarillo pálido
Punto de fusión 50 to 52 °C (122 to 126 °F; 323 to 325 K)
Punto de ebullición 140 °C (284 °F; 413 K) at 10 mmHg
Riesgos
Punto de inflamación 140 °C (284 °F; 413 K)
Excepto donde se indique lo contrario, los datos se dan para materiales en su estado estándar (at 25 °C [77 °F], 100 kPa).
Referencias del cuadro de información

Hinokitiol ( β-tuyaplicina) es un monoterpenoide natural que se encuentra en la madera de los árboles de la familia Cupressaceae. Es un derivado de la tropolona y una de las tuyaplicinas.[2]​ El Hinokitiol es ampliamente utilizado en productos de cuidado y tratamiento bucal por su acción antimicrobiana y antiinflamatoria de amplio espectro. Además, está aprobado como aditivo alimentario para la conservación de alimentos en Japón.

El nombre de Hinokitiol se origina por el hecho de que se aisló originalmente en un hinoki taiwanés en 1936.[3]​ En realidad, está casi ausente en el hinoki japonés mientras está contenido en alta concentración (alrededor del 0,04% de la masa de duramen) en Juniperus cedrus, madera de cedro de Hiba (Thujopsis dolabrata) y cedro rojo occidental (Thuja plicata). Se puede extraer fácilmente de la madera de cedro con disolvente y ultrasonidos.[4]

Hinokitiol está estructuralmente relacionado con la tropolona (tropolone), el cual carece de el isopropyl substituent. que carece del sustituyente isopropilo. Las tropolonas son agentes quelantes bien conocidos. (chelating agentes)

Actividad Antimicrobiana

El Hinokitiol tiene una amplia gama de actividades biológicas, muchas de las cuales han sido exploradas y caracterizadas en la literatura. La primera, y más conocida, es la potente actividad antimicrobiana contra muchas bacterias y hongos, independientemente de la resistencia a los antibióticos.[5][6]​ Específicamente, el Hinokitiol ha demostrado ser eficaz contra Streptococcus pneumoniae, Streptococcus mutans y Staphylococcus Aureus, patógenos humanos comunes.[7][8]​ Además, se ha demostrado que el Hinokitiol posee efectos inhibitorios sobre Chlamydia trachomatis y puede ser clínicamente útil como fármaco tópico.[9][10]​ Estudios más recientes han demostrado que el Hinokitiol también demuestra una acción antiviral cuando se usa en combinación con un compuesto de zinc contra varios virus humanos, incluidos rinovirus, coxsackievirus y mengovirus.[11]

Otras Actividades

Además de la actividad antimicrobiana de amplio espectro, el Hinokitiol también posee actividades antiinflamatorias y antitumorales, caracterizadas en una serie de estudios de células in vitro y estudios en animales in vivo. El hinokitiol inhibe los marcadores y vías inflamatorias clave, como TNF-a y NF-kB, y se está explorando su potencial para el tratamiento de afecciones inflamatorias o autoinmunes crónicas. Se descubrió que el hinokitiol ejerce citotoxicidad en varias líneas celulares de cáncer prominentes al inducir procesos autofágicos.[12][13]

Investigación sobre el Coronavirus

Los efectos antivirales del Hinokitiol surgen de su acción como ionóforo de zinc. El Hinokitiol permite la entrada de iones de zinc en las células, lo que inhibe la maquinaria de replicación de los virus de ARN y, posteriormente, inhibe la replicación del virus.[11]​ Algunos virus de ARN notables incluyen el virus de la influenza humana, el SARS y el nuevo coronavirus.[14]​ Un estudio probó la eficacia de los iones de zinc con un ionóforo de zinc para inhibir la replicación del SARS, otro coronavirus que comparte muchas similitudes con el nuevo coronavirus. Descubrió que los iones de zinc podían inhibir significativamente la replicación viral dentro de las células, y demostró que la acción dependía del influjo de zinc. Este estudio se realizó con el ionóforo piritiona de zinc, que funciona de manera muy similar al Hinokitiol.

" Actividad antiviral de los ionóforos de zinc piritiona e hinokitiol contra las infecciones por picornavirus "

Un estudio publicado en 2008 en afiliación con la Universidad Médica de Viena y el Departamento de Microbiología Médica del Centro Médico Nijmegen de la Universidad Radboud, mostró que el hinokitiol inhibe la multiplicación del rinovirus humano, coxsackievirus y mengovirus. También mostró que el hinokitiol interfiere con el procesamiento de poliproteínas virales, inhibiendo así la replicación del picornavirus. El estudio también reveló que el hinokitiol condujo a la rápida importación de zinc extracelular en las células, aunque los dos son compuestos estructuralmente no relacionados. El estudio continuó proporcionando evidencia de que el hinokitiol inhibe la replicación de los picornavirus al afectar el procesamiento de las poliproteínas virales y que la actividad antiviral del hinokitiol depende de la disponibilidad de iones de zinc.[15]

Productos que contienen Hinokitiol

El Hinokitiol es ampliamente utilizado en una gama de productos de consumo que incluyen: cosméticos, pastas dentales, aerosoles orales, protectores solares y crecimiento del cabello. Una de las marcas líderes en la venta de productos de hinokitiol para el consumidor es Hinoki Clinical. Hinoki Clinical (Fundada en 1956) se estableció poco después de que la primera 'extracción industrial de hinokitiol' comenzara en 1955.[16]​ Hinoki, actualmente tiene más de 18 gamas de productos diferentes con hinokitiol como ingrediente. Otra marca, a saber, 'Relief Life',[17]​ ha alardeado de más de un millón de ventas con su pasta de dientes 'Dental Series' que contiene hinokitiol.[18]​ Otros productores notables de productos a base de hinokitiol incluyen Farmacéutica  Otsuka, Farmacéutica Kobayashi, Farmacéutica Taisho, Farmacéutica  SS. Además de Asia, compañías como Swanson Vitamins® están comenzando a utilizar el hinokitiol en productos de consumo en mercados como los EE  UU.[19]​ y Australia[20]​ como suero antioxidante y en otros tratamientos.

Dr. ZinX

El 2 de abril de 2020, Advance Nanotek, [21]​ un productor australiano de óxido de zinc, presentó una solicitud de patente conjunta con AstiVita Limited,

[22]​para una composición antiviral que incluía varios productos para el cuidado oral[23]​ que contenían hinokitiol como componente vital. La marca que ahora está incorporando este nuevo invento se llama Dr. Zinx y es probable que lance su combinación Zinc + Hinokitiol en 2020.[24][25]​ El 18 de mayo de 2020, el Dr. ZinX publicó los resultados de una prueba de "Suspensión cuantitativa para evaluación de la actividad virucida en el área médica”[26][27]​ devolviendo una reducción de '3.25 log' (reducción del 99.9%) para una concentración clara en 5 minutos contra el coronavirus felino sustituto de COVID-19.[28]​ El zinc es un suplemento dietético esencial y oligoelemento en el cuerpo. A nivel mundial se estima que el 17.3% de la población tiene una ingesta inadecuada de zinc..[29][30]

Historia

Descubrimiento

El Hinokitiol fue descubierto en 1936 por el Dr. Tetsuo Nozoe, del componente de aceite esencial del ciprés de Taiwán. El descubrimiento de este compuesto con una estructura molecular heptagonal, que se decía que no existía en la naturaleza, fue reconocido mundialmente como un gran logro en la historia de la química.[31]

Nozoe Tetsuo

Nozoe Tetsuo nació en Sendai, Japón, el 16 de mayo de 1902. A la edad de 21 años, se matriculó en un curso de química en la Universidad Imperial de Tohoku en el departamento de química.[32]​ Después de su graduación en marzo de 1926, Nozoe se quedó como asistente de investigación, pero pronto dejó Sendai para ir a Formosa (actualmente conocido como Taiwán) a fines de junio de 1926.[33]

Los principales intereses de investigación de Nozoe se centran en el estudio de productos naturales, especialmente los que se encuentran en Formosa. El trabajo documentado de Nozoe en Formosa se refería a los componentes químicos de Taiwanhinoki, una conífera nativa que crece en áreas montañosas.[34]​ Nozoe determinó un nuevo compuesto, el hinokitiol, a partir de los componentes de esta especie y lo informó por primera vez en 1936 en un número especial del Boletín de la Sociedad Química de Japón.[35]

Cuando la Sociedad Química de Londres organizó un simposio, "Tropolone and Allied Compounds" en noviembre de 1950, el trabajo de Nozoe sobre hinokitiol se mencionó como una contribución pionera a la química de la tropolona, ​​ayudando así a que la investigación de Nozoe ganara reconocimiento en Occidente.[36]​ Nozoe pudo publicar su trabajo sobre hinokitiol y sus derivados en Nature en 1951 gracias a JW Cook, el presidente del simposio. El trabajo de Nozoe, que comenzó con la investigación de productos naturales en Taiwán y se desarrolló completamente en Japón en los años 50 y 60, introdujo un nuevo campo de la química orgánica, es decir, la química de los compuestos aromáticos no bencenoides.[37]​ Su trabajo fue bien recibido en Japón y, por lo tanto, Nozoe recibió la Orden de la Cultura, el mayor honor para los investigadores y artistas contribuyentes en 1958, a la edad de 56 años.[38]

Un Futuro Prometedor

A partir de la década de 2000, los investigadores reconocieron que el hinokitiol podría ser valioso como producto farmacéutico, especialmente para inhibir la bacteria Chlamydia trachomatis.

El químico Martin Burke y sus colegas de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign y en otras instituciones, descubrieron un uso médico significativo para el hinokitiol. El objetivo de Burke era superar el transporte irregular de hierro en los animales. Las insuficiencias de varias proteínas pueden conducir a una deficiencia de hierro en las células (anemia) o al efecto contrario, la hemocromatosis.[39]​ Utilizando cultivos de levadura con genes agotados como sustitutos, los investigadores examinaron una biblioteca de pequeñas biomoléculas en busca de signos de transporte de hierro y, por lo tanto, de crecimiento celular. El Hinokitiol apareció como el que restauró la funcionalidad de la celda. El trabajo posterior del equipo estableció el mecanismo por el cual el hinokitiol restaura o reduce el hierro celular.[40]​ Luego cambiaron su estudio a mamíferos y descubrieron que cuando los roedores que habían sido diseñados para carecer de "proteínas de hierro" fueron alimentados con hinokitiol, recuperaron la absorción de hierro en el intestino. En un estudio similar sobre el pez cebra, la molécula restableció la producción de hemoglobina.[41]​ Un comentario sobre el trabajo de Burke et al. apodado hinokitiol la "molécula de Iron Man". Esto es apropiado/irónico porque el primer nombre del descubridor Nozoe se puede traducir al inglés como "hombre de hierro".

También se ha llevado a cabo una importante investigación sobre las aplicaciones orales de Hinokitiol dada la mayor demanda de productos orales a base de Hinokitiol. Uno de estos estudios, afiliado a 8 instituciones diferentes en Japón, titulado: "Actividad antibacteriana del hinokitiol contra las bacterias patógenas resistentes a los antibióticos y susceptibles que predominan en la cavidad oral y las vías respiratorias superiores" llegó a la conclusión de que "el hinokitiol exhibe actividad antibacteriana contra un amplio espectro de bacterias patógenas y tiene baja citotoxicidad hacia las células epiteliales humanas".[42]

Estudios Relevantes

  • “Zn2 + inhibe la actividad de ARN polimerasa de coronavirus y arterivirus in vitro y los ionóforos de zinc bloquean la replicación de estos virus en el cultivo celular".[43]
  • "Actividad antiviral de los ionóforos de zinc piritiona e hinokitiol contra las infecciones por picornavirus”.[44]
  • "Detección de coronavirus asociado al SARS en lavado de garganta y saliva en el diagnóstico temprano".[45]
  • "Alta expresión del receptor ACE2 de 2019-nCoV en las células epiteliales de la mucosa oral".[46]
  • "Medicación Antiviral"[47]
  • “Agente antiviral y caramelos para la garganta, gárgaras y enjuague bucal usando lo mismo”
  • “Método de actividad antibacteriana y antifúngica, método terapéutico de enfermedades infecciosas y método de conservación de cosméticos”[48]
  • “Efecto protector del hinokitiol contra la pérdida ósea periodontal en la periodontitis experimental inducida por la ligadura en ratones”[49]

Consulte las otras secciones para obtener más información sobre el desarrollo de la investigación…

  1. Número CAS
  2. «Effects of leaching on fungal growth and decay of western redcedar». Canadian Journal of Microbiology 55 (5): 578-86. May 2009. PMID 19483786. doi:10.1139/W08-161. 
  3. «Tetsuo Nozoe: chemistry and life». Chemical Record 12 (6): 599-607. December 2012. PMID 23242794. doi:10.1002/tcr.201200024. 
  4. «Screening fungi tolerant to Western red cedar (Thuja plicata Donn) extractives. Part 1. Mild extraction by ultrasonication and quantification of extractives by reverse-phase HPLC». Holzforschung 61 (2): 190-194. 2007. doi:10.1515/HF.2007.033. 
  5. «In vitro antimicrobial and anticancer potential of hinokitiol against oral pathogens and oral cancer cell lines». Microbiological Research 168 (5): 254-62. June 2013. PMID 23312825. doi:10.1016/j.micres.2012.12.007. 
  6. «The mechanism of the bactericidal activity of hinokitiol». Biocontrol Science 12 (3): 101-10. September 2007. PMID 17927050. doi:10.4265/bio.12.101. 
  7. «Evaluation of the Antibacterial Potential of Liquid and Vapor Phase Phenolic Essential Oil Compounds against Oral Microorganisms». PLOS ONE 11 (9): e0163147. 28 de septiembre de 2016. Bibcode:2016PLoSO..1163147W. PMC 5040402. PMID 27681039. doi:10.1371/journal.pone.0163147. 
  8. «Antibacterial activity of hinokitiol against both antibiotic-resistant and -susceptible pathogenic bacteria that predominate in the oral cavity and upper airways». Microbiology and Immunology 63 (6): 213-222. June 2019. PMID 31106894. doi:10.1111/1348-0421.12688. 
  9. «In vitro inhibitory effects of hinokitiol on proliferation of Chlamydia trachomatis». Antimicrobial Agents and Chemotherapy 49 (6): 2519-21. June 2005. PMC 1140513. PMID 15917561. doi:10.1128/AAC.49.6.2519-2521.2005. 
  10. Chedgy, Russell (2010). Secondary metabolites of Western red cedar (Thuja plicata): their biotechnological applications and role in conferring natural durability. LAP Lambert Academic Publishing. ISBN 978-3-8383-4661-8. 
  11. a b «Antiviral activity of the zinc ionophores pyrithione and hinokitiol against picornavirus infections». Journal of Virology 83 (1): 58-64. January 2009. PMC 2612303. PMID 18922875. doi:10.1128/JVI.01543-08. 
  12. «Can Hinokitiol Kill Cancer Cells? Alternative Therapeutic Anticancer Agent via Autophagy and Apoptosis». Korean Journal of Clinical Laboratory Science (en inglés) 51 (2): 221-234. 30 de junio de 2019. doi:10.15324/kjcls.2019.51.2.221. 
  13. «Hinokitiol Inhibits Migration of A549 Lung Cancer Cells via Suppression of MMPs and Induction of Antioxidant Enzymes and Apoptosis». International Journal of Molecular Sciences 19 (4): 939. March 2018. PMC 5979393. PMID 29565268. doi:10.3390/ijms19040939. 
  14. «Zn(2+) inhibits coronavirus and arterivirus RNA polymerase activity in vitro and zinc ionophores block the replication of these viruses in cell culture». PLOS Pathogens 6 (11): e1001176. November 2010. PMC 2973827. PMID 21079686. doi:10.1371/journal.ppat.1001176. 
  15. «Antiviral activity of the zinc ionophores pyrithione and hinokitiol against picornavirus infections». Journal of Virology 83 (1): 58-64. January 2009. PMC 2612303. PMID 18922875. doi:10.1128/jvi.01543-08. 
  16. «Hinoki Clinical History». Hinoki Clinical. Consultado el 19 de mayo de 2020. 
  17. «Real Life Product Line». Anshin Tsuuhan. Consultado el 19 de mayo de 2020. 
  18. «Dental Series Product Page». Rakuten. Consultado el 19 de mayo de 2020. 
  19. «Antioxidant Serum». Swanson Vitamins US. Consultado el 19 de mayo de 2020. 
  20. «Antioxidant Serum AU». Swanson Vitamins Australia. Consultado el 19 de mayo de 2020. 
  21. «Advance NanoTek | Zinc Oxide Powder». Advance NanoTek (en inglés). Consultado el 20 de mayo de 2020. 
  22. «Health And Beauty | AstiVita». Health And Beauty | AstiVita (en inglés). Consultado el 20 de mayo de 2020. 
  23. «IP Australia: AusPat». Australian Government - IP Australia. Consultado el 20 de mayo de 2020. 
  24. «Patent Update AstiVita». Australian Stock Exchange. 20 de mayo de 2020. 
  25. «Zinc + Hinokitiol». Dr ZinX (en inglés). Consultado el 20 de mayo de 2020. 
  26. Barrett, Megan (18 de mayo de 2020). «AstiVita - Testing Results for Dr Zinx Zinc + Hinokitiol Combination». ASX (Australian Stock Exchange). Consultado el 20 de mayo de 2020. 
  27. Barrett, Megan (18 de mayo de 2020). «Dr ZinX Test Results». Dr Zinx Oral Spray. Consultado el 20 de mayo de 2020. 
  28. Administration, Australian Government Department of Health Therapeutic Goods (7 de mayo de 2020). «Surrogate viruses for use in disinfectant efficacy tests to justify claims against COVID-19». Therapeutic Goods Administration (TGA) (en inglés). Consultado el 20 de mayo de 2020. 
  29. «Estimating the global prevalence of zinc deficiency: results based on zinc availability in national food supplies and the prevalence of stunting». PLOS ONE 7 (11): e50568. 29 de noviembre de 2012. Bibcode:2012PLoSO...750568W. PMC 3510072. PMID 23209782. doi:10.1371/journal.pone.0050568. 
  30. «Mineral intakes of elderly adult supplement and non-supplement users in the third national health and nutrition examination survey». The Journal of Nutrition 132 (11): 3422-7. November 2002. PMID 12421862. doi:10.1093/jn/132.11.3422. 
  31. «Hinokitiol Discovery». Hinoki. Consultado el 20 de mayo de 2020. 
  32. «The Effect of Rice Husk Charcoal and Sintering Temperature on Porosity of Sintered Mixture of Clay and Zeolite». Indian Journal of Science and Technology 11 (8): 1-12. 1 de febrero de 2018. ISSN 0974-5645. doi:10.17485/ijst/2018/v11i8/104310. 
  33. Murata, Ichiro; Ito, Sho; Toyonobu; Asao (2004). «Tesuo Nozoe (1902–1996». European Journal of Organic Chemistry (European Chemical Societies Publishing): 899-928. 
  34. Nozoe, Tetsuo (March 1936). «Über eie Farbstoffe im Holzteile des "Hinokl"-Baumes. I. Hinokitin Und Hinokitiol (Vorläufige Mitteilung)». Bulletin of the Chemical Society of Japan 11 (3): 295-298. doi:10.1246/bcsj.11.295. 
  35. «Hinokitiol (β-Thujaplicin) from the Essential Oil of Hinoki [Chamaecyparis obtusa (Sieb. et Zucc.) Endl.]». Journal of Essential Oil Research 10 (6): 711-712. November 1998. ISSN 1041-2905. doi:10.1080/10412905.1998.9701018. 
  36. «Substitution products of tropolone and allied compounds». Nature 167 (4261): 1055-7. June 1951. Bibcode:1951Natur.167.1055N. PMID 14843174. doi:10.1038/1671055a0. 
  37. Kaji, Masanori (17 January 2018). «Development of the Natural Products Chemistry by Tetsuo Nozoe in Taiwan». Igniting the Chemical Ring of Fire. World Scientific. pp. 357-368. ISBN 978-1-78634-454-0. doi:10.1142/9781786344557_0012. 
  38. «Professor Tetsuo Nozoe and Taiwan». Chemical Record 15 (1): 373-82. February 2015. PMID 25597491. doi:10.1002/tcr.201402099. 
  39. «Hinokitiol». American Chemical Society (en inglés). Consultado el 20 de mayo de 2020. 
  40. «Restored iron transport by a small molecule promotes absorption and hemoglobinization in animals». Science 356 (6338): 608-616. May 2017. Bibcode:2017Sci...356..608G. PMC 5470741. PMID 28495746. doi:10.1126/science.aah3862. 
  41. Service, Robert F. (May 2017). «Iron Man molecule restores balance to cells». Science Magazine (en inglés). AAAS. Consultado el 20 de mayo de 2020. 
  42. «Antibacterial activity of hinokitiol against both antibiotic-resistant and -susceptible pathogenic bacteria that predominate in the oral cavity and upper airways». Microbiology and Immunology 63 (6): 213-222. June 2019. PMID 31106894. doi:10.1111/1348-0421.12688. 
  43. «Zn(2+) inhibits coronavirus and arterivirus RNA polymerase activity in vitro and zinc ionophores block the replication of these viruses in cell culture». PLOS Pathogens 6 (11): e1001176. November 2010. PMC 2973827. PMID 21079686. doi:10.1371/journal.ppat.1001176. 
  44. «Antiviral activity of the zinc ionophores pyrithione and hinokitiol against picornavirus infections». Journal of Virology 83 (1): 58-64. January 2009. PMID 18922875. doi:10.1128/JVI.01543-08. 
  45. «Detection of SARS-associated coronavirus in throat wash and saliva in early diagnosis». Emerging Infectious Diseases (en inglés estadounidense) 10 (7): 1213-9. July 2004. PMC 3323313. PMID 15324540. doi:10.3201/eid1007.031113. 
  46. «High expression of ACE2 receptor of 2019-nCoV on the epithelial cells of oral mucosa». International Journal of Oral Science 12 (1): 8. February 2020. PMC 7039956. PMID 32094336. doi:10.1038/s41368-020-0074-x. 
  47. Dong, Liang C.; Pollock-Dove, Crystal; Wong, Patrick S. L. (2009), «CHRONSET™: An OROS® Delivery System for Chronotherapy», Chronopharmaceutics, John Wiley & Sons, Inc., pp. 175-186, ISBN 978-0-470-49839-2, doi:10.1002/9780470498392.ch8 .
  48. «Acavenging activities of α-, β-, γ-thujaplicins against active oxygen species». Chemical & Pharmaceutical Bulletin 45 (12): 1881-1886. 1997. doi:10.1248/cpb.45.1881. 
  49. «Protective effect of hinokitiol against periodontal bone loss in ligature-induced experimental periodontitis in mice». Archives of Oral Biology 112: 104679. April 2020. PMID 32062102. doi:10.1016/j.archoralbio.2020.104679.