Mirosinasa

Mirosinasa

Identidad, clasificación química y nomenclatura

La mirosinasa (EC 3.2.3.1) es la enzima beta-tioglucosidasa responsable de la hidrólisis de los glucosinolatos, un grupo de metabolitos vegetales que se producen naturalmente. Su nombre sistemático es tioglucósido glucohidrolasa, y es única entre las glicosidasas en el sentido de que, mientras las O-glicosidasas son extremadamente comunes en la naturaleza, la mirosinasa es la única S-glicosidasa conocida. Más específicamente, la mirosinasa, una tioglucósido glucohidrolasa, es la única enzima capaz de hidrolizar los glucosinolatos, una familia única de moléculas que poseen una función tiohidroximato O-sulfatada de tipo anomérico.

La mirosinasa existe como un dímero con subunidades de 60–70 kDa cada una. A nivel estructural, la estructura de la mirosinasa revela un bolsillo hidrofóbico idealmente situado para la unión de la cadena lateral hidrofóbica de los glucosinolatos, y dos residuos de arginina posicionados para la interacción con el grupo sulfato del sustrato. Con la excepción del reemplazo del glutamato ácido/base general por un residuo de glutamina, la maquinaria catalítica de la mirosinasa es idéntica a la de la beta-glucosidasa cianogénica.

La mirosinasa (tioglucosidasa glucohidrolasa, EC 3.2.1.147) es una glicoproteína que cataliza la hidrólisis de los glucosinolatos. La enzima está codificada por una familia multigénica. La mirosinasa existe en varias formas en las Brassicaceae y está codificada por al menos tres subfamilias de genes, denominadas MA, MB y MC, con la posibilidad de que existan múltiples genes en cada subfamilia. En la planta modelo Arabidopsis thaliana, se han identificado seis genes TGG que codifican mirosinasas clásicas. En la colza (Brassica napus), pueden estar presentes entre 25 y 30 isoformas de mirosinasa.

Fuentes naturales y distribución botánica

La mirosinasa (EC 3.2.3.1) es el nombre trivial de la enzima β-tioglucosidasa responsable de la hidrólisis de los glucosinolatos, un grupo de glucósidos que contienen azufre y que se presentan en todos los miembros de las Cruciferae, incluidas las hortalizas del género Brassica. La familia abarca una amplia variedad de plantas alimenticias: entre las especies agrícolas importantes se incluyen el repollo, el brócoli, la coliflor, la col rizada (kale), las coles de Bruselas, la berza (collard greens), el colinabo, el nabo, la rúcula, el berro de jardín, el berro de agua, el rábano, y especias como el rábano picante (Armoracia rusticana), el wasabi (Eutrema japonicum) y la mostaza blanca, parda y negra (Sinapis alba, Brassica juncea y B. nigra, respectivamente).

No todos los miembros de la familia Brassicaceae contienen cantidades iguales de mirosinasa. Sinapis alba es una fuente particularmente rica de mirosinasa. En un estudio realizado por Atle Bones, se encontró que la semilla de Sinapis alba contenía 10 veces más mirosinasa que la de Brassica napus o Brassica rapa, mientras que trabajos anteriores demostraron que la actividad de la mirosinasa en extractos crudos de semillas de Sinapis alba superaba con creces la de otras fuentes de extracto, incluidas Brassica juncea, Brassica nigra, Brassica napus, Brassica rapa y Crambe abyssinica. Otras fuentes de mirosinasa incluyen los berros, el rábano picante, el wasabi y la Camelina.

Dentro del cuerpo de la planta, la mirosinasa no se distribuye de manera uniforme. Las mirosinasas se localizan principalmente en células específicas denominadas mirosinocitos, observadas por primera vez en 1884 por Heinricher, quien señaló la presencia de células que diferían en morfología y tamaño respecto a las células vecinas y sugirió que contenían mirosinasa, por lo que las denominó células mirosin. A nivel subcelular, las mirosinasas se han localizado en vacuolas conocidas como gránulos de mirosina, y recientemente se ha demostrado que los gránulos de mirosina forman un sistema reticular continuo denominado cuerpo de mirosina.

Las mirosinasas Myr I se localizan generalmente en células mirosin especializadas en todos los tejidos de las especies de Brassica y de A. thaliana, mientras que los glucosinolatos sustrato se localizan en las células de tipo "aleurona" en las plántulas y/o en las "células S" del escapo floral. Los glucosinolatos y la mirosinasa se encuentran normalmente alojados en compartimentos separados dentro de las plantas, pero entran en contacto entre sí al producirse la disrupción del tejido por la masticación de insectos o el daño causado por patógenos, liberando rápidamente grandes cantidades de productos de hidrólisis tóxicos, típicamente isotiocianatos y nitrilos y sus derivados.

Uso tradicional e histórico

Si bien la mirosinasa como enzima aislada es un concepto moderno, las plantas que la contienen —y por lo tanto el sistema glucosinolato-mirosinasa en su totalidad— cuentan con un amplio historial de uso tradicional en muchas culturas. Las mostazas son miembros de la familia Brassicaceae y se encuentran entre las plantas cultivadas más antiguas. Sus semillas son una de las especias más antiguas registradas, con un uso y cultivo que se remonta a más de 5000 años. Las plantas de mostaza se han cultivado y utilizado ampliamente como especia, medicina y fuente de aceites comestibles.

Las tres especies principales cultivadas comercialmente son Sinapis alba (mostaza blanca o mostaza amarilla), Brassica juncea (mostaza parda) y Brassica nigra (mostaza negra), cuyo uso en la industria de alimentos y bebidas ha crecido enormemente debido a sus propiedades nutricionales y funcionales. La mostaza negra desempeña un papel importante en la medicina tradicional desde la antigüedad, utilizada tanto de forma interna como externa; su aceite también se emplea en remedios medicinales. La sinigrina es el principal glucosinolato en las semillas de la mostaza negra y puede hidrolizarse a alil-isotiocianato, lo que produce el característico olor picante e irritante.

El picor que se produce al triturar las semillas de mostaza —que activa la mirosinasa para producir isotiocianatos volátiles— fue históricamente la base de las cataplasmas tradicionales de mostaza utilizadas en la medicina europea y asiática. Dentro de la historia del asentamiento humano en Australia y Nueva Zelanda, diferentes tipos de mostazas de la familia Brassicaceae se han naturalizado, se han adaptado para su uso como alimento, se han incorporado a la medicina tradicional y desempeñan un papel importante en la agricultura. Las mostazas se han consumido durante siglos como hortalizas, y sus productos se han usado como condimentos y como aceites comestibles e industriales. El "aceite de mostaza" picante producido por la reacción mirosinasa-glucosinolato se utilizó como rubefaciente (contrairritante) y se aplicó en tradiciones de medicina popular en Europa y Asia para afecciones respiratorias, dolor articular y como apósito antimicrobiano —aplicaciones que la bioquímica moderna ha vinculado directamente con los isotiocianatos generados por la actividad de la mirosinasa.

Es importante señalar que, en todas estas aplicaciones tradicionales, el sistema glucosinolato-mirosinasa se utilizaba como una preparación integral de alimento completo (semillas, hojas, raíces o cataplasmas) en lugar de como una enzima aislada. El concepto de la mirosinasa como ingrediente suplementario discreto y extraíble es completamente moderno.

Formas comunes y preparaciones en suplementos

En el contexto de la suplementación dietética, la mirosinasa se utiliza no como ingrediente principal por sí misma, sino como una enzima activadora administrada junto con preparaciones ricas en glucosinolatos —más comúnmente glucorafanina (GR) derivada de semillas o brotes de brócoli— para maximizar la conversión de GR en sulforafano (SF). Los suplementos dietéticos se utilizan en ensayos clínicos para administrar dosis constantes de SFN, pero la mirosinasa a menudo está inactivada en los suplementos disponibles. Esto ha dado lugar al desarrollo de preparaciones que conservan o restauran la mirosinasa activa.

Entre las formas encontradas en la literatura y en la práctica se incluyen:

• Extractos de brotes de brócoli (BSE, por sus siglas en inglés) con mirosinasa endógena activa: Elaborados a partir de brotes o semillas de brócoli frescos o cuidadosamente liofilizados, en los que la mirosinasa no se inactiva por calor. Estos se utilizan en varios estudios clínicos de la Universidad Johns Hopkins y otras instituciones. El uso de estos extractos, aunque eficaz, se complica por el hecho de que el sulforafano solo es moderadamente estable con el tiempo, especialmente en solución acuosa. La reactividad del sulforafano se agrava por el hecho de que los extractos liofilizados son higroscópicos, y a medida que se absorbe agua durante el almacenamiento o la formulación prolongados, su vida útil se limita.
• Proteína de mirosinasa exógena (MSP) de semilla de mostaza: La mirosinasa aislada de semillas de Sinapis alba (mostaza blanca) se utiliza como proteína separada añadida a preparaciones ricas en glucorafanina. Los diseños de estudio han empleado un tratamiento cruzado con extracto de brotes de brócoli (BSE) que contiene únicamente glucorafanina, o con proteína de mirosinasa exógena (MSP) añadida; ambos tratamientos han incluido ácido ascórbico.
• Cápsulas de polvo de brócoli liofilizado: Se ha sugerido elaborar tabletas de brassica mediante la liofilización de la hortaliza, un método en el que las enzimas de mirosinasa endógenas no se inactivan en el producto final. Sin embargo, las enzimas contenidas en la tableta no son activas al pH bajo de los ácidos estomacales cuando el suplemento se ingiere, antes de que puedan convertir los glucosinolatos en isotiocianatos.
• Preparaciones con recubrimiento entérico: Se ha demostrado que el recubrimiento entérico mejora la conversión de GR en SF, quizás al proteger la mirosinasa de la acidez del estómago.
• Suplementos de hortalizas Brassica con rábano picante añadido: Un enfoque comercial temprano consistió en añadir mirosinasa exógena incorporando raíz de rábano picante fresca. La fuente más preferible de enzima mirosinasa exógena para este proceso es la raíz de rábano picante fresca. El rábano picante fresco se añade al brócoli fresco y escaldado en un rango del 3 al 10%.

Compuestos activos clave y contexto bioquímico

La mirosinasa en sí no ejerce efectos fisiológicos directos en los seres humanos; más bien, funciona como catalizador biológico que genera moléculas bioactivas a partir de precursores que de otro modo serían inactivos. Comprender su mecanismo requiere entender el sistema glucosinolato-mirosinasa en su conjunto.

Glucosinolatos: los sustratos

Los glucosinolatos son metabolitos secundarios presentes en plantas de la familia Brassicaceae cuya hidrólisis puede producir isotiocianatos, ampliamente reconocidos como compuestos promotores de la salud. Estos glucósidos que contienen azufre se presentan en todos los miembros de las Cruciferae, incluidas las hortalizas del género Brassica. Se han aislado y caracterizado más de 100 ejemplos diferentes, que contienen una variedad de sustituyentes en la cadena lateral R, incluidos alilo (sinigrina), bencilo e indolilo. La glucorafanina es el principal glucosinolato en el brócoli y es el precursor primario del isotiocianato ampliamente estudiado sulforafano.

La reacción catalítica

La hidrólisis enzimática generalmente ocurre cuando las células se dañan como resultado de una lesión de la planta o del procesamiento de alimentos, dando como productos β-D-glucosa y el fragmento aglicona. La aglicona es inestable y reacciona más adelante para dar el isotiocianato mediante un reordenamiento de tipo Lossen. Más específicamente, la hidrólisis conduce a la formación de un intermediario aglicona inestable (tiohidroximato-O-sulfonato), glucosa y sulfato. Esta aglicona experimenta un reordenamiento de Lossen espontáneo no enzimático para producir isotiocianatos (ITC), tiocianatos, nitrilos, oxazolidintionas y epitionitrilos, dependiendo de la estructura del glucosinolato y de las condiciones químicas, como el pH, la disponibilidad de iones ferrosos y la presencia de proteínas que interactúan con la mirosinasa.

El pH del entorno de reacción determina de manera crítica la naturaleza de los productos: el mecanismo químico implica un intermediario inestable (tiohidroxamato-O-sulfonato) que se descompone espontáneamente en isotiocianatos u otros compuestos no bioactivos según el pH y los cofactores. A pH ácido se forman compuestos no bioactivos como nitrilos y tiocianatos, mientras que a pH neutro se obtienen isotiocianatos.

El ascorbato como cofactor

El ascorbato es un cofactor conocido de la mirosinasa, que actúa como catalizador básico en la hidrólisis de glucosinolatos. Por ejemplo, la mirosinasa aislada del daikon (Raphanus sativus) demostró un aumento de la V_máx de 2.06 μmol/min por mg de proteína a 280 μmol/min por mg de proteína sobre el sustrato alil glucosinolato (sinigrina) en presencia de 500 μM de ascorbato. El sulfato, un subproducto de la hidrólisis de glucosinolatos, ha sido identificado como un inhibidor competitivo de la mirosinasa. Esto explica por qué muchas formulaciones clínicas de suplementos incluyen ácido ascórbico (vitamina C) junto con los componentes de glucorafanina y mirosinasa.

El mecanismo catalítico a nivel molecular

La mirosinasa es una glucosidasa particular que hidroliza una variedad de 1-tio-beta-D-glucósidos vegetales conocidos como glucosinolatos. Esta enzima, que es la única glicosidasa capaz de hidrolizar estos tioglucósidos naturales, se ha encontrado previamente que muestra fuertes similitudes de secuencia con las O-glicosidasas de la familia 1. Por lo tanto, la mirosinasa ofrece la oportunidad de comparar el mecanismo de escisión enzimática de los enlaces glicosídicos S frente a O. La estructura de la mirosinasa muestra características que ilustran la adaptación de la enzima vegetal al entorno deshidratado de la semilla. El mecanismo catalítico de la mirosinasa se explica por las excelentes propiedades de grupo saliente de las aglicona sustrato, que no requieren la asistencia de un catalizador ácido enzimático.

Producto bioactivo primario: el sulforafano

El mecanismo principal de acción del sulforafano (SF) implica la regulación de la vía del factor de transcripción nuclear derivado de eritroides 2 (NF-E2) relacionado con el factor 2 (Nrf2)-elemento de respuesta antioxidante (ARE); esto, a su vez, regula al alza la expresión de una serie de enzimas antioxidantes, incluidas HO-1, NQO1, GST, γ-glutamil cisteína ligasa (GCL) y glutatión reductasa. Por lo tanto, se ha considerado que el SF actúa como antioxidante indirecto y como inductor altamente potente de las enzimas citoprotectoras de fase II. El SF activa las respuestas antioxidantes y antiinflamatorias induciendo la vía Nrf2 e inhibiendo el NF-κB. También tiene un efecto epigenético al inhibir las HDAC y las ADN metiltransferasas, y modifica la dinámica mitocondrial. Además, el SF preserva la homeostasis del proteoma (proteostasis) al activar el proteasoma, lo que se ha demostrado que conduce a un aumento de la vida útil celular y previene la neurodegeneración.

Otros productos de hidrólisis

Más allá del sulforafano, el sistema de la mirosinasa genera un conjunto diverso de productos dependiendo de la estructura del sustrato y de las condiciones. Los productos de hidrólisis que resultan de la actividad de la mirosinasa sobre los glucosinolatos forman parte del sistema de defensa de la planta contra el ataque de microorganismos, insectos y herbívoros, ya que poseen propiedades insecticidas, fungicidas y bactericidas. El indol-3-carbinol (I3C), que se deriva del glucosinolato glucobrasicina mediante la actividad de la mirosinasa, se estudia de forma separada como agente quimiopreventivo: el I3C es un glucosinolato natural conocido por sus efectos preventivos contra el cáncer y ya se encuentra disponible en preparaciones comerciales como suplemento alimenticio.

Mecanismos de acción (efectos posteriores)

Todos los mecanismos de acción atribuidos a la mirosinasa en un contexto de salud humana están mediados por los isotiocianatos y otros productos que genera, no por una interacción directa de la enzima con el tejido. Las principales vías mecanísticas son las siguientes:

Activación de la vía Nrf2/ARE

Muchos objetivos celulares putativos se ven afectados por el sulforafano, aunque solo uno, la señalización KEAP1-NRF2, puede considerarse un objetivo validado en este momento. El factor de transcripción NRF2 es un regulador maestro de las respuestas de supervivencia celular ante factores estresantes endógenos y exógenos. La modificación de KEAP1 mediada por el sulforafano libera a NRF2 de la degradación y da lugar a la fosforilación de NRF2 y a su translocación nuclear. Dentro del núcleo, NRF2 se une a las regiones promotoras de genes objetivo que contienen secuencias del elemento de respuesta antioxidante (ARE), induciendo finalmente la transcripción de genes citoprotectores que codifican enzimas desintoxicantes de fase II y antioxidantes. Estudios en roedores y cultivos primarios de neuronas han demostrado que el sulforafano regula al alza enzimas antioxidantes clave, como la glutatión-S-transferasa (GST), la NAD(P)H oxidorreductasa 1 (NQO1) y la hemo oxigenasa-1 (HO-1).

Señalización antiinflamatoria

Las actividades antiinflamatorias de NRF2 son complejas e incluyen la regulación transcripcional al alza de enzimas codificadas por genes diana de NRF2, como la leucotrieno B4 deshidrogenasa, pero también la supresión de la expresión de genes que codifican citocinas proinflamatorias principales, como IL-6 e IL-1β. Estudios recientes han demostrado que la vía Nrf2/ARE está involucrada en procesos inmunitarios e inflamatorios, y que el sulforafano ejerce efectos protectores mediante la activación de Nrf2, el cual, en condiciones basales, está anclado al citoplasma por Keap1.

Modulación epigenética

El SF activa las respuestas antioxidantes y antiinflamatorias induciendo la vía Nrf2 e inhibiendo el NF-κB. También tiene un efecto epigenético al inhibir la HDAC (histona desacetilasa) y las ADN metiltransferasas, y modifica la dinámica mitocondrial.

Inducción de enzimas de fase II (quimioprotección)

Se ha considerado que el SF actúa como antioxidante indirecto y como inductor altamente potente de las enzimas citoprotectoras de fase II. La desintoxicación resultante de electrófilos y oxidantes puede proteger contra carcinógenos, el estrés oxidativo y la inflamación.

La microbiota intestinal como fuente alternativa de mirosinasa

El sulforafano se forma mediante la hidrólisis de la glucorafanina por una enzima vegetal llamada mirosinasa, que se inactiva en el estómago de los mamíferos. Dado que estos últimos no poseen enzimas con actividad similar a la mirosinasa, la glucorafanina puede ser metabolizada por la microbiota intestinal en sulforafano, sulforafano-nitrilo, glucoerucina, erucina y erucina-nitrilo. Evidencia emergente sugiere que las variaciones en la composición de la microbiota intestinal influyen significativamente en la eficiencia y el resultado del metabolismo de la glucorafanina, mientras que el sulforafano en sí puede modular reciprocamente la composición y funcionalidad de la microbiota intestinal.

Evidencia científica por área de uso

1. Mejora de la biodisponibilidad del sulforafano

Esta es el área con la evidencia clínica humana más sólida sobre el papel de la mirosinasa. La pregunta central es si la administración conjunta de mirosinasa de origen vegetal con glucorafanina aumenta de manera significativa la absorción de sulforafano en humanos.

Un estudio farmacocinético clave de Johns Hopkins (Fahey et al., PMC4629881) comparó múltiples preparaciones de brócoli en seres humanos. Un extracto de brotes de brócoli que contenía glucorafanina sin mirosinasa vegetal mostró una conversión sustancialmente menor a SF (alrededor del 10%), en consonancia con datos publicados previamente. La biodisponibilidad media de una serie de preparaciones ricas en glucorafanina que carecían de mirosinasa activa fue de aproximadamente el 10% de la dosis, mientras que cuando se incluyó mirosinasa activa en la dosis, la biodisponibilidad aumentó a casi el 40%. También se redujo la variabilidad tanto dentro de cada sujeto como entre sujetos, y cuando la hidrólisis se realizó ex vivo mediante una breve incubación antes de la administración, la biodisponibilidad fue de aproximadamente el 90%, lo que confirma que la hidrólisis probablemente estuvo mediada por la mirosinasa presente en la dosis.

Un estudio clínico cruzado, aleatorizado y más reciente (Scientific Reports, 2026) evaluó específicamente la mirosinasa exógena de semilla de mostaza añadida al extracto de semilla de brócoli. La glucorafanina más mirosinasa, en promedio, duplicó la biodisponibilidad del sulforafano (39.8 ± 3.1%) en comparación con la glucorafanina sola (18.6 ± 3.1%), y aumentó la tasa de conversión en las primeras 8 horas (25.4% ± 2.7%) en comparación con la glucorafanina sola (8.0% ± 2.7%), según la medición de metabolitos urinarios. La recuperación en la recolección de orina de las primeras 8 horas tras la administración de un bolo oral de glucorafanina proveniente de BSE con vitamina C fue 3.2 veces mayor con mirosinasa añadida que sin ella (p = 0.0005). Según el conocimiento de los autores, este fue el primer estudio en humanos en investigar simultáneamente una fuente bien definida de mirosinasa, semillas de brócoli como fuente de glucorafanina, y la predicción de la capacidad de respuesta microbiana intestinal a la glucorafanina.

Un estudio piloto anterior examinó un extracto de brotes de brócoli tratado con mirosinasa en adultos sanos. Los investigadores evaluaron la absorción de SF a partir de un extracto de brotes de brócoli tratado con mirosinasa y fueron los primeros en reportar los efectos de la administración oral dos veces al día sobre la exposición a SFN en adultos sanos. Estos estudios demostraron claramente diferencias en la biodisponibilidad de SFN entre alimentos integrales y suplementos dietéticos. A pesar de tener una biodisponibilidad de SFN menor en comparación con los brotes de brócoli, el extracto tratado con mirosinasa puede ser una fuente aceptable de SFN para su uso en ensayos clínicos que estudien ciertos mecanismos quimiopreventivos del SFN. Los datos demostraron el mantenimiento de los niveles plasmáticos de SFN mediante un régimen de dosificación dos veces al día, lo cual puede ser importante para aumentar o prolongar ciertos beneficios quimiopreventivos asociados con el consumo de SFN.

Fuerza de la evidencia: La evidencia de que la mirosinasa de origen vegetal aumenta sustancialmente la biodisponibilidad del sulforafano en humanos es consistente y está bien documentada en múltiples estudios farmacocinéticos en adultos sanos. Esta es la aplicación mejor respaldada de la mirosinasa en un contexto de suplementación.

2. Quimioprevención del cáncer

Las hortalizas crucíferas presentan actividades antimicrobianas, antifúngicas, antioxidantes, antiinflamatorias y anticancerígenas, con efectos quimiopreventivos y quimioterapéuticos contra distintos tipos de cáncer. Una dieta rica en hortalizas crucíferas se asocia generalmente con un menor riesgo de cáncer. Según una revisión general (umbrella review) de 41 revisiones sistemáticas y metaanálisis de 303 estudios observacionales, existe evidencia sugerente de asociaciones beneficiosas en el cáncer gástrico, el cáncer de pulmón, el cáncer de endometrio y la mortalidad por todas las causas. Las hortalizas crucíferas contienen glucosinolatos, que se investigan por su potencial para la prevención del cáncer. Los glucosinolatos son hidrolizados a isotiocianatos por la mirosinasa. Se están investigando los ITC por sus efectos quimiopreventivos y quimioterapéuticos.

Desde el redescubrimiento del sulforafano en 1992 y el reconocimiento de la bioactividad de este fitoquímico, muchos estudios han examinado su modo de acción en células, animales y humanos. El brócoli, especialmente en forma de brotes tiernos, es una fuente rica de sulforafano, y las preparaciones a base de brócoli se utilizan hoy en estudios clínicos que evalúan su eficacia en la preservación de la salud y la mitigación de enfermedades. Las revisiones resumen la biología química del sulforafano como inductor de la señalización de NRF2 y su eficacia como inhibidor de la carcinogénesis, así como los hallazgos de ensayos clínicos que utilizan una serie de preparaciones de brotes de brócoli sobre una serie de criterios de valoración a corto plazo que reflejan una diversidad de acciones moleculares.

Fuerza de la evidencia: La evidencia epidemiológica y observacional que vincula el consumo de hortalizas crucíferas (y por tanto el sistema mirosinasa-glucosinolato) con un menor riesgo de cáncer es sugerente pero no concluyente. La evidencia mecanística en modelos celulares y animales es sólida. Los ensayos clínicos que utilizan preparaciones de brotes de brócoli (que incluyen inherentemente mirosinasa) han establecido principalmente criterios de valoración farmacodinámicos con biomarcadores, no resultados de incidencia de cáncer. No es posible atribuir el efecto directamente a la mirosinasa específicamente, en contraposición al sulforafano que esta produce. La evidencia sobre la prevención del cáncer en humanos a partir de suplementos que contienen mirosinasa sigue siendo preliminar.

3. Efectos antioxidantes y antiinflamatorios

Se ha demostrado que el sulforafano induce mecanismos antioxidantes y protege contra el estrés inflamatorio celular mediante la activación del factor de transcripción NRF2. En condiciones basales, NRF2 está anclado al citoplasma por la proteína 1 asociada a ECH tipo Kelch (Keap1). Mediante interacciones con los residuos de cisteína de Keap1, el sulforafano puede inducir la liberación de NRF2, permitiendo su localización nuclear, donde se une al elemento de respuesta antioxidante (ARE) en la región promotora de diversos genes. Esta cascada regula al alza la producción intrínseca de enzimas antioxidantes del organismo.

Fuerza de la evidencia: La evidencia mecanística en modelos celulares y animales es extensa y está bien caracterizada. La evidencia clínica en humanos sobre resultados antiinflamatorios atribuibles específicamente al sulforafano generado por mirosinasa es más limitada y con frecuencia se restringe a estudios de biomarcadores en lugar de criterios de valoración clínicos.

4. Neuroprotección y neurodegeneración

El sulforafano (SFN) es un isotiocianato presente en las hortalizas crucíferas. El SFN activa las respuestas antioxidantes y antiinflamatorias induciendo la vía Nrf2 e inhibiendo el NF-κB. También tiene un efecto epigenético al inhibir las HDAC y las ADN metiltransferasas, y modifica la dinámica mitocondrial. Además, el SFN preserva la homeostasis del proteoma (proteostasis) al activar el proteasoma, lo que se ha demostrado que conduce a un aumento de la vida útil celular y previene la neurodegeneración.

El aumento de la neuroinflamación y el estrés oxidativo resultantes de una mayor activación microglial se asocia con el deterioro cognitivo relacionado con la edad. Los objetivos de un estudio fueron examinar los efectos del sulforafano bioactivo sobre la vía Nrf2 en microglía BV2 y microglía primaria, y evaluar la expresión de citocinas proinflamatorias en microglía primaria estimulada con LPS de ratones adultos y envejecidos. El SFN aumentó la actividad de unión al ADN de Nrf2 y reguló al alza los genes diana de Nrf2 en la microglía BV2, mientras reducía la interleucina (IL-)1β, IL-6 y la sintasa de óxido nítrico inducible (iNOS) inducidas por LPS.

Fuerza de la evidencia: La evidencia en esta área proviene predominantemente de modelos in vitro y animales. La evidencia clínica en humanos sobre la neuroprotección mediante el sulforafano generado por mirosinasa está surgiendo, pero aún no está establecida. Se están llevando a cabo estudios en trastornos del espectro autista con extracto de brotes de brócoli (que depende de la actividad de la mirosinasa).

5. Protección cardiovascular

El sulforafano (SFN) es un ITC que ha demostrado poseer actividades anticancerígenas tanto en estudios in vivo como epidemiológicos. Datos recientes han indicado que los efectos beneficiosos del SFN en las enfermedades cardiovasculares (ECV) se deben a sus propiedades antioxidantes y antiinflamatorias. El estrés oxidativo desempeña un papel importante en la fisiopatología de los trastornos cardíacos. Varios estudios han destacado el papel fundamental que juega la sobreproducción de especies reactivas de oxígeno o nitrógeno en la patogénesis del daño miocárdico isquémico y la consiguiente disfunción cardíaca.

Fuerza de la evidencia: Faltan ensayos clínicos en humanos que investiguen específicamente preparaciones que contengan mirosinasa para resultados cardiovasculares. La evidencia es preclínica (celular y animal) y se deriva de estudios sobre el sulforafano en lugar de la mirosinasa directamente.

6. Salud hepática

En la mayoría de los estudios clínicos publicados se utilizaron extractos de brotes de brócoli o preparaciones ricas en glucorafanina, y la administración de estas formulaciones mostró una variación interindividual significativa en la biodisponibilidad del SFN. Entre estos factores, la conversión de glucorafanina catalizada por la mirosinasa ha demostrado grandes diferencias de efecto entre individuos y se considera un factor importante que afecta la biodisponibilidad del SFN.

Fuerza de la evidencia: Los resultados relacionados con el hígado en los ensayos clínicos de extractos de brotes de brócoli (incluidas las preparaciones con mirosinasa activa) incluyen criterios de valoración exploratorios como marcadores de enzimas hepáticas. No se ha establecido evidencia directa y sólida en humanos para el tratamiento o la prevención de enfermedades hepáticas mediante la suplementación con mirosinasa.

7. Salud intestinal e interacciones con la microbiota

Dado que estos últimos no poseen enzimas con actividad similar a la mirosinasa, la glucorafanina puede ser metabolizada por la microbiota intestinal en sulforafano, sulforafano-nitrilo, glucoerucina, erucina y erucina-nitrilo. Evidencia emergente sugiere que las variaciones en la composición de la microbiota intestinal influyen significativamente en la eficiencia y el resultado del metabolismo de la glucorafanina, mientras que el sulforafano en sí puede modular reciprocamente la composición y funcionalidad de la microbiota intestinal. Se supone que el sulforafano alivia la inflamación intestinal y el estrés oxidativo, manteniendo la homeostasis intestinal y la integridad de la barrera intestinal. Se ha reportado el papel del sulforafano en romper el ciclo vicioso del estrés oxidativo y la disbiosis intestinal, lo que demuestra el potencial de los isotiocianatos dietéticos para apoyar la función de la barrera intestinal.

Se ha observado un importante factor de variabilidad interindividual: la administración de glucorafanina como precursor oral de SF da lugar a conversiones altamente variables de GR en metabolitos de SF entre los voluntarios, que van del 1 al 40%, mientras que entre el 70% y el 90% del SF oral se convierte de manera consistente en metabolitos ditiocarbamato urinarios en todos los sujetos estudiados. Esta variabilidad está determinada en gran medida por la composición del microbioma intestinal de cada individuo y su actividad bacteriana similar a la mirosinasa. La adición de mirosinasa vegetal exógena reduce esta variabilidad interindividual al evitar la dependencia de las bacterias intestinales.

Fuerza de la evidencia: La evidencia mecanística e in vitro es sólida. Los datos clínicos en humanos centrados específicamente en resultados de salud intestinal a partir de la suplementación con mirosinasa son limitados y preliminares.

Sistemas corporales y áreas de salud asociadas con la actividad de la mirosinasa

• Sistema gastrointestinal: Sitio de la conversión de glucorafanina catalizada por mirosinasa; modulación del microbioma intestinal por productos del sulforafano; función de la barrera intestinal.
• Sistema hepático: El sulforafano generado por reacciones catalizadas por la mirosinasa se estudia por su capacidad de inducir enzimas de fase II y apoyar la desintoxicación hepática.
• Oncología / quimioprevención: La generación de isotiocianatos mediante la mirosinasa es la base de la investigación sobre prevención del cáncer relacionada con glucosinolatos.
• Sistema inmunológico: Mediante la supresión de NF-κB y la modulación de citocinas mediada por Nrf2 por el sulforafano.
• Sistema cardiovascular: Mecanismos antioxidantes y antiinflamatorios relevantes para la protección cardíaca en modelos preclínicos.
• Sistema neurológico: Efectos neuroprotectores del sulforafano estudiados en modelos de neurodegeneración y neuroinflamación.
• Endocrino / metabólico: Investigación exploratoria sobre el sulforafano y la diabetes tipo 2, la inflamación relacionada con la obesidad; aún no establecida en evidencia clínica.

Formas de dosificación y dosis reportadas en estudios

No se ha establecido una dosis estandarizada específica para la mirosinasa como suplemento aislado. Las dosis reportadas en la investigación clínica se refieren al contenido de glucorafanina/glucosinolato de preparaciones que incluyen mirosinasa activa. La siguiente información de dosificación se reporta a partir de fuentes primarias:

• Estudio cruzado de biodisponibilidad (Scientific Reports, 2026): El diseño del estudio empleó un tratamiento cruzado con extracto de brotes de brócoli (BSE) que contenía únicamente glucorafanina, o con proteína de mirosinasa exógena añadida. Ambos tratamientos incluyeron ácido ascórbico. La glucorafanina más mirosinasa, en promedio, duplicó la biodisponibilidad del sulforafano (39.8 ± 3.1%) en comparación con la glucorafanina sola (18.6 ± 3.1%).
• Estudio de dosificación dos veces al día (Fahey et al., PMC4394840): Los investigadores evaluaron la absorción de SF a partir de un extracto de brotes de brócoli tratado con mirosinasa y fueron los primeros en reportar los efectos de la administración oral dos veces al día sobre la exposición a SFN en adultos sanos.
• Dosis de GR en estudios comparativos farmacocinéticos (PMC4629881): La biodisponibilidad media de las preparaciones de GR que carecían de mirosinasa activa fue de aproximadamente el 10% de la dosis, mientras que cuando se incluyó mirosinasa activa en la dosis, la biodisponibilidad aumentó a alrededor del 40%. Cuando la hidrólisis se realizó ex vivo antes de la administración, la biodisponibilidad se acercó al 90%.
• Estudio piloto de interacción con inhibidores de la bomba de protones (PMC6682992): Se administró un extracto de semilla y brote de brócoli rico en glucorafanina y mirosinasa activa antes y después de que los participantes comenzaran a tomar omeprazol, un potente inhibidor de la bomba de protones utilizado como antiácido.
• Formulaciones de suplementos de rábano picante (literatura de patentes): El rábano picante fresco se añade al brócoli fresco y escaldado en un rango del 3 al 10%, y de manera más preferible en un rango del 3 al 8%, como fuente de mirosinasa exógena.

El sulforafano en sí, generado por la mirosinasa a partir de la glucorafanina, se excreta en gran medida por la orina: el SF oral proveniente de extractos de brotes o semillas de brócoli se convierte en metabolitos DTC urinarios, y entre el 70% y el 90% de la dosis se excreta de manera consistente en la orina de todos los sujetos estudiados.

Consideraciones de seguridad e interacciones notables

Inactivación térmica

Una propiedad crítica relevante para la seguridad es la sensibilidad de la enzima al calor, que determina cuánta mirosinasa activa está realmente presente en cualquier preparación o alimento. El sistema glucosinolato-mirosinasa en las plantas Brassica puede alterarse térmicamente en múltiples niveles debido al calentamiento o la cocción. El calor puede provocar la inactivación total o parcial de la mirosinasa, la filtración de glucosinolatos o sus metabolitos en el medio de cocción, la pérdida de cofactores enzimáticos y la degradación térmica o volatilización de los metabolitos. El grado de cambio puede correlacionarse con el método y la duración de la cocción, el grado de disrupción celular, y la estructura y estabilidad de los precursores glucosinolatos.

Los estudios en repollo encontraron que la mirosinasa era más estable después del salteado (stir-frying), con hasta un 65% de actividad residual. La cocción al vapor y en microondas resultó en una pérdida de más del 90% de la actividad de la mirosinasa en algunas variedades. El salteado provocó la mayor disminución en la concentración de glucosinolatos, con pérdidas de hasta el 70%. Los repollos cocidos al vapor conservaron la mayor cantidad de glucosinolatos después de la cocción, hasta el 97%. La mirosinasa del brócoli tiene la menor estabilidad térmica en comparación con otras fuentes de mirosinasa, mientras que es más alta en el caso de la mirosinasa de la colza. La inactivación térmica de la mirosinasa del repollo verde comenzó a los 35 °C.

Acidez gástrica e inhibidores de la bomba de protones

Una interacción clínicamente importante involucra el ácido gástrico y los medicamentos supresores de ácido. Los investigadores examinaron si la acidez gástrica afectaría la actividad de la mirosinasa, administrada junto con la glucorafanina, para convertir la glucorafanina en sulforafano. Se administró un extracto de semilla y brote de brócoli rico en glucorafanina y mirosinasa activa antes y después de que los participantes comenzaran a tomar omeprazol, un potente inhibidor de la bomba de protones utilizado como antiácido. La acidez gástrica parece atenuar la biodisponibilidad de la glucorafanina, evidenciado por la excreción de más SF y sus metabolitos después de que los participantes comenzaran a tomar omeprazol. El recubrimiento entérico mejoró la conversión de GR en SF, quizás al proteger la mirosinasa de la acidez del estómago. Esto significa que el entorno gástrico ácido inactiva parcialmente la mirosinasa antes de que pueda actuar sobre la glucorafanina, y que las personas con acidez gástrica naturalmente más baja (o aquellas que toman medicamentos supresores de ácido) pueden, paradójicamente, presentar una conversión mejorada de sulforafano a partir de preparaciones que contienen mirosinasa.

Cabe destacar que hubo efectos insignificantes de la edad, el sexo, el origen étnico, el IMC, el consumo de hortalizas, y la frecuencia y calidad de las deposiciones sobre la conversión. Una mayor masa corporal se correlacionó con una eficiencia de conversión reducida.

Variabilidad interindividual en la conversión microbiana intestinal

La inclusión de mirosinasa activa es fundamental en los ensayos clínicos porque, aunque las bacterias intestinales productoras de mirosinasa pueden convertir los glucosinolatos no hidrolizados en sus isotiocianatos correspondientes, la tasa de conversión es altamente variable y está sujeta a diferencias interindividuales en las poblaciones de bacterias intestinales. La adición de mirosinasa exógena de origen vegetal reduce, pero no elimina por completo, esta variabilidad.

Preocupaciones sobre la formulación y estabilidad del producto

El uso de extractos de brotes de brócoli, aunque eficaz, se complica por el hecho de que el sulforafano solo es moderadamente estable con el tiempo, especialmente en solución acuosa. La reactividad del sulforafano se agrava por el hecho de que los extractos liofilizados son higroscópicos, y a medida que se absorbe agua durante el almacenamiento o la formulación prolongados, su vida útil se limita a menos que se estabilicen químicamente, se mantengan fríos, o se elaboren con frecuencia durante el estudio. Es difícil y costoso estabilizar y formular el sulforafano para ensayos clínicos prolongados y, en particular, para intervenciones a largo plazo.

Efectos secundarios gastrointestinales leves

Se ha observado una alta incidencia de malestar estomacal leve en un ensayo clínico de inclusión de SFN con α-ciclodextrina. Esto se atribuye a los productos isotiocianatos de la actividad de la mirosinasa en lugar de a la enzima en sí misma.

Consideraciones tiroideas

Algunos productos de hidrólisis de glucosinolatos distintos del sulforafano —específicamente las oxazolidintionas y los nitrilos— se han asociado con efectos goitrogénicos a ingestas muy altas. Sin embargo, esto es una función de precursores específicos de glucosinolatos (particularmente en la colza/canola) más que de la mirosinasa en sí. La enzima cataliza indiscriminadamente la hidrólisis de todos los glucosinolatos presentes, y la naturaleza de los productos depende del perfil de sustrato, el pH y los cofactores presentes.

Criterios de exclusión en ensayos clínicos

Los criterios de exclusión en al menos un ensayo clínico riguroso sobre mirosinasa incluyeron diarrea o consumo de antibióticos orales en las 4 semanas previas, y el uso de inhibidores de la bomba de protones (IBP), antiácidos u otros medicamentos relevantes. Esto refleja las interacciones conocidas de estos factores con la actividad de la mirosinasa y el metabolismo de los glucosinolatos.

Resumen de la fuerza de la evidencia

La función más rigurosamente establecida de la mirosinasa en un contexto de suplementación es como potenciador de la biodisponibilidad de los isotiocianatos derivados de glucosinolatos, particularmente el sulforafano. Múltiples estudios farmacocinéticos en humanos demuestran que incluir mirosinasa activa en un suplemento que contiene glucorafanina aumenta sustancialmente la recuperación urinaria de sulforafano —aproximadamente 4 veces más en algunos estudios en comparación con preparaciones sin mirosinasa—. Todos los demás resultados de salud asociados con la mirosinasa están mediados por las moléculas posteriores que esta genera (principalmente sulforafano y otros isotiocianatos), y la fuerza de la evidencia para esos resultados varía desde preliminar (neurológico, cardiovascular) hasta sugerente a partir de la epidemiología, pero aún no establecida en ensayos de intervención (quimioprevención del cáncer), hasta bien caracterizada mecanísticamente pero sin grandes ensayos clínicos (efectos antioxidantes/antiinflamatorios). Ninguna evidencia clínica respalda atribuir algún efecto sobre la salud directamente a la proteína mirosinasa en sí misma, en contraposición a sus productos enzimáticos.

Referencias

• Cottaz S et al. Studies on the mechanism of myrosinase. Journal of Biological Chemistry (1995). PubMed
• Cottaz S et al. Mechanism-based inhibition and stereochemistry of glucosinolate hydrolysis by myrosinase. Biochemistry (1996). PubMed
• Broekaert N et al. Crystal structures of Sinapis alba myrosinase. Structure (1997). PubMed
• Studies on the Mechanism of Myrosinase. Journal of Biological Chemistry (1995). JBC
• Molecular Docking of Potential Inhibitors of Broccoli Myrosinase. Molecules (2018). PMC
• Myrosinase. Wikipedia
• Fahey JW et al. Absorption and chemopreventive targets of sulforaphane in humans following consumption of broccoli sprouts or a myrosinase-treated broccoli sprout extract. Cancer Prevention Research (2015). PMC
• Fahey JW et al. Sulforaphane Bioavailability from Glucoraphanin-Rich Broccoli: Control by Active Endogenous Myrosinase. PLOS ONE (2015). PMC
• Fahey JW et al. Bioavailability of Sulforaphane Following Ingestion of Glucoraphanin-Rich Broccoli Sprout and Seed Extracts with Active Myrosinase: A Pilot Study of the Effects of Proton Pump Inhibitor Administration. Nutrients (2019). PMC
• Mastaloudis A et al. Exogenous myrosinase from mustard seed increases bioavailability of sulforaphane from a glucoraphanin-rich broccoli seed extract in a randomized clinical study. Scientific Reports (2026). PubMed
• Dinkova-Kostova AT, Fahey JW et al. KEAP1 and done? Targeting the NRF2 pathway with sulforaphane. Free Radical Biology and Medicine (2018). PMC
• Bai Y et al. Sulforaphane Protects against Cardiovascular Disease via Nrf2 Activation. Oxidative Medicine and Cellular Longevity (2015). PMC
• Klomparens EA, Ding Y. Sulforaphane - role in aging and neurodegeneration. Ageing Research Reviews (2019). PMC
• Therapeutic potential of sulforaphane in liver diseases: a review. Frontiers in Pharmacology (2023). PMC
• Glucoraphanin conversion into sulforaphane and related compounds by gut microbiota. Frontiers in Physiology (2025). PMC
• The Impact of Domestic Cooking Methods on Myrosinase Stability, Glucosinolates and Their Hydrolysis Products in Different Cabbage Accessions. Foods (2021). MDPI
• The Impact of Domestic Cooking Methods on Myrosinase Stability. Foods (2021). PMC
• Glucosinolates, a natural chemical arsenal: More to tell than the myrosinase story. Frontiers in Microbiology (2023). Frontiers
• Biologically Active Compounds in Mustard Seeds: A Toxicological Perspective. Nutrients (2021). PMC
• Brassicaceae Mustards: Traditional and Agronomic Uses in Australia and New Zealand. Molecules (2018). PMC
• The myrosinase gene family in Arabidopsis thaliana: gene organization, expression and evolution. Plant Molecular Biology (1997). Springer
• Overexpressing the Myrosinase Gene TGG1 Enhances Stomatal Defense Against Pseudomonas syringae and Delays Flowering in Arabidopsis. Frontiers in Plant Science (2019). PMC
• Arabidopsis Myrosinase Genes AtTGG4 and AtTGG5 Are Root-Tip Specific. International Journal of Molecular Sciences (2016). PMC
• Myrosinase — an overview. ScienceDirect Topics
• Thermal and high hydrostatic pressure inactivation of myrosinase from green cabbage: A kinetic study. Food Chemistry (2012). ScienceDirect
• Sulforaphane induces Nrf2 target genes and attenuates inflammatory gene expression in microglia from brain of young adult and aged mice. Experimental Gerontology (2016). PMC