Sulfuro de Alilo: Una Referencia Integral
1. Identidad y Caracterización Química
Nomenclatura e Identidad Química
El sulfuro de alilo es un compuesto químico con la fórmula molecular C6H10S y un olor que recuerda al del ajo; se encuentra principalmente en miembros de la familia Allium (como el ajo y la cebolla), puede prepararse sintéticamente y suele utilizarse como agente aromatizante. En la literatura científica, "sulfuro de alilo" se usa con mayor frecuencia como abreviatura de sulfuro de dialilo (DAS), el miembro monosulfuro de una serie homóloga de compuestos organosulfurados derivados del ajo. El sulfuro de dialilo (DAS) es un compuesto orgánico de azufre, liposoluble, derivado del ajo, que posee propiedades antioxidantes y exhibe efectos antiinflamatorios, antimutagénicos y de prevención del cáncer.
El sulfuro de alilo, también denominado sulfuro de dialilo (DAS), es un compuesto organosulfurado derivado de algunos miembros de la familia Allium, como la cebolla (Allium cepa). La clase más amplia a la que pertenece el DAS —los sulfuros de alilo— incluye varias moléculas estrechamente relacionadas:
- Sulfuro de dialilo (DAS) — un átomo de azufre que une dos grupos alilo; fórmula molecular C6H10S
- Disulfuro de dialilo (DADS) — dos átomos de azufre; fórmula molecular C6H10S2
- Trisulfuro de dialilo (DATS) — tres átomos de azufre; fórmula molecular C6H10S3
- Sulfuro de alilo y metilo (AMS) — un grupo alilo, un grupo metilo, un átomo de azufre
El sulfuro de dialilo (DAS) es un constituyente dominante de los derivados de alilo presentes en los aceites de ajo. Esta molécula, junto con otros derivados de alilo como el disulfuro de dialilo (DADS) y el trisulfuro de dialilo (DATS), exhibe actividades farmacológicas y biológicas que incluyen efectos antiinflamatorios, anticancerígenos y antiangiogénicos.
El DAS es un compuesto orgánico de azufre, liposoluble y volátil, derivado del ajo, con un olor característico penetrante. El disulfuro de dialilo (DADS, también llamado 4,5-ditia-1,7-octadieno) es un compuesto organosulfurado derivado del ajo y de algunas otras plantas del género Allium. Es un líquido amarillento insoluble en agua y con un fuerte olor a ajo.
Fuentes Botánicas
Los compuestos organosulfurados son moléculas orgánicas que contienen azufre y se asocian con los olores penetrantes característicos de las hortalizas del género Allium, como el ajo y la cebolla. También son abundantes en hortalizas crucíferas como el brócoli y el repollo. Dentro del género Allium, Allium sativum (ajo) es la fuente más rica de sulfuros de alilo y la más estudiada extensamente. Otras fuentes incluyen Allium cepa (cebolla), Allium ursinum (ajo silvestre), puerros, cebollín y chalotes.
Existen dos fuentes principales de compuestos que contienen azufre en alimentos vegetales: las hortalizas Allium, como el ajo, la cebolla y el puerro; y las hortalizas crucíferas, como el brócoli, el repollo y la coliflor. Entre ellas, el ajo es la especie más estudiada, principalmente debido a los múltiples efectos beneficiosos para la salud atribuidos a su consumo. La mayoría de estas propiedades se han atribuido a los compuestos organosulfurados.
Origen Biosintético: Cómo se Forman los Sulfuros de Alilo
Los sulfuros de alilo en el ajo no existen preformados en el diente intacto. En cambio, surgen a través de una cascada enzimática desencadenada por el daño tisular. La enzima alinasa cataliza la reacción que produce alicina, un compuesto químico natural que contiene azufre y que se encuentra en el ajo cuando el tejido es dañado, a partir del aminoácido no proteinogénico aliína (S-alil-cisteína sulfóxido). El aplastamiento o el corte de los dientes de ajo libera la enzima alinasa secuestrada en las vacuolas, la cual entra en contacto con la aliína citosólica y la convierte en un conjunto de tiosulfinatos, siendo el más prominente la alicina.
La alicina, altamente reactiva, inestable y volátil, se descompone para producir un gran número de sulfuros, como el sulfuro de dialilo (DAS), el disulfuro de dialilo (DADS), el trisulfuro de dialilo (DATS), el disulfuro de alilo y metilo (MADS), el sulfuro de alilo y metilo, el ajoeno y las vinilditiínas. La alicina se descompone fácilmente en ácido alilsulfénico (ácido 2-propensulfénico) y tioacroleína (2-propenetial), que entran en una cascada de reacciones que producen disulfuros de alquilo, incluido el disulfuro de dialilo, así como diversos polisulfanos, vinilditiínas y ajoeno.
La química de los compuestos organosulfurados del ajo varía según el método con el que se ha procesado. Por ejemplo, la composición de los compuestos organosulfurados cambia cuando el ajo se cocina, se aplasta, se ingiere o se pulveriza. Fundamentalmente, las S-alil-cisteínas hidrosolubles, los tiosulfinatos, los ajoenos y las vinilditiínas, así como los sulfuros de alilo liposolubles, presentes en las diferentes formas del ajo, poseen las actividades biológicas conocidas del ajo.
Descubrimiento Histórico
En 1844, Theodor Wertheim separó mediante destilación por vapor una sustancia de olor penetrante procedente del ajo y la denominó "azufre de alilo". Sin embargo, no fue hasta 1892 que Friedrich Wilhelm Semmler pudo identificar el disulfuro de dialilo como uno de los componentes del aceite de ajo destilado. La estructura de la alicina, un tiosulfinato —el precursor natural de los sulfuros de alilo— fue establecida por Stoll y Seebeck en 1948.
2. Uso Tradicional e Histórico
El interés por los posibles beneficios del ajo tiene orígenes en la antigüedad y constituye uno de los primeros ejemplos documentados de plantas empleadas para el tratamiento de enfermedades y el mantenimiento de la salud. El ajo estaba en uso desde el inicio de la historia registrada y se encontró en las pirámides egipcias y en templos griegos antiguos. Los textos médicos antiguos de Egipto, Grecia, Roma, China e India prescribían aplicaciones médicas para el ajo.
El ajo, uno de los condimentos más populares del mundo, tiene una historia de uso de más de 7,000 años. Sus propiedades culinarias y medicinales se atribuyen en gran medida a su conjunto de compuestos organosulfurados. El ajo se originó en Asia Central y se extendió al Mediterráneo, siendo cultivado desde la antigüedad. Se ha cultivado en Egipto desde al menos 1600 a. C. y actualmente es popular en todo el mundo.
Egipto Antiguo y el Mundo Mediterráneo
Las referencias más antiguas conocidas indican que el ajo formaba parte de la dieta diaria de muchos egipcios. Se administraba especialmente a la clase trabajadora involucrada en labores pesadas, como en la construcción de las pirámides. De hecho, un tema recurrente a lo largo de la historia temprana es que el ajo se daba a las clases trabajadoras, presumiblemente para mantener e incrementar su fuerza, permitiéndoles así trabajar más duro y ser más productivas.
Las fuentes egipcias y romanas antiguas describen el ajo como un remedio natural para la fuerza y la resistencia. Los trabajadores de las pirámides lo consumían para aumentar la resistencia física, mientras que los soldados romanos lo usaban para recuperarse del esfuerzo físico y de las heridas. Hipócrates, el reverenciado médico, prescribía ajo para diversas afecciones. El ajo se administraba a los primeros atletas olímpicos en Grecia, quizás como uno de los primeros agentes "mejoradores del rendimiento".
Los antiguos israelitas usaban el ajo como estimulante en épocas de escasez, potenciador de la presión arterial, calentador corporal y eliminador de parásitos. El Talmud, el libro del judaísmo, prescribe una comida con ajo cada viernes. En la Biblia se menciona una comida con ajo y queso, que solían consumir los segadores.
Medicina Tradicional China y Ayurveda
El ajo (Allium sativum), miembro de la familia Amaryllidaceae, ha sido ampliamente utilizado en sistemas médicos tradicionales, incluyendo el Ayurveda, la Medicina Tradicional China y las prácticas del antiguo Egipto, para el manejo de infecciones, trastornos respiratorios y afecciones cardiovasculares.
Los sistemas tradicionales como el Ayurveda y la medicina tradicional china reconocieron los beneficios del ajo para la digestión, la inmunidad y el control de infecciones, configurando la medicina herbal actual. El Ayurveda y la medicina tradicional china han enfatizado los efectos digestivos y desintoxicantes del ajo, utilizándolo para equilibrar los humores corporales y eliminar parásitos intestinales.
En la medicina ayurvédica específicamente, el ajo (conocido como Lashuna) ocupó un lugar destacado en los textos clásicos. El Charaka Samhita menciona el ajo como tratamiento para los trastornos de vata, particularmente aquellos que afectan las articulaciones y la digestión. El Bhavaprakasha Nighantu lo elogia por su potencia calentadora, calificándolo de beneficioso para el "Krimi" (parásitos), el Shwasa (problemas respiratorios) y el Grahani (intestinos irritables).
Preparaciones Tradicionales
A lo largo de los sistemas tradicionales, el ajo se utilizó en varias formas cuya preparación determinaba qué compuestos de azufre predominaban:
- Ajo crudo aplastado: el más ampliamente utilizado para infecciones, apósitos de heridas y afecciones respiratorias; el aplastamiento libera la alinasa y produce alicina y sus productos de descomposición, incluyendo DAS, DADS y DATS.
- Ajo hervido o cocido: el calor inactiva la alinasa, dando como resultado una mínima cantidad de alicina pero algo de aliína intacta.
- Aceite de ajo (expresado o destilado por vapor): históricamente elaborado prensando o macerando ajo triturado, concentrando los sulfuros de alilo liposolubles.
- Ajo en vinagre o vino: preparación antimicrobiana tradicional documentada en textos hipocráticos.
El ajo (Allium sativum), una especia y agente aromatizante alimentario popular, también se ha usado tradicionalmente para tratar diversas dolencias, especialmente infecciones bacterianas, durante siglos en varias culturas alrededor del mundo.
3. Constituyentes Clave y Compuestos Activos
Los sulfuros de alilo que se encuentran en el ajo forman parte de una familia organosulfurada más amplia. El ajo produce más de 20 tipos de compuestos de sulfuro a partir de unos pocos aminoácidos que contienen azufre, con diversas funciones. Los principales sulfuros de alilo liposolubles son DAS, DADS y DATS, formados según se describió anteriormente a partir de la descomposición de la alicina.
Sulfuro de Dialilo (DAS)
El sulfuro de dialilo (DAS) es un compuesto aromatizante derivado del ajo y se convierte secuencialmente en sulfóxido de dialilo (DASO) y sulfona de dialilo (DASO2) por acción del citocromo P450 2E1 (CYP2E1). Esta conversión metabólica es fundamental en el doble papel del DAS como potencial agente quimioprotector y modulador del metabolismo de fármacos. El DAS (C6H10S) es uno de los novedosos compuestos organosulfurados naturales, obtenido principalmente de plantas del género Allium.
Disulfuro de Dialilo (DADS)
El disulfuro de dialilo (DADS) es un compuesto organosulfurado derivado del ajo y de algunas otras plantas del género Allium. Junto con el trisulfuro de dialilo y el tetrasulfuro de dialilo, es uno de los componentes principales del aceite destilado de ajo. Se produce durante la descomposición de la alicina, que se libera al triturar el ajo y otras plantas de la familia Alliaceae. El disulfuro de dialilo (DADS), un componente bioactivo importante del ajo, posee varias funciones biológicas beneficiosas, incluyendo actividades antiinflamatoria, antioxidante, antimicrobiana, cardioprotectora, neuroprotectora y anticancerígena.
Trisulfuro de Dialilo (DATS)
El sulfuro de dialilo, el disulfuro de dialilo y el trisulfuro de dialilo (DATS) son componentes volátiles principales del aceite de ajo. Entre los tres compuestos organosulfurados, se encontró que el DATS era el más potente en la inducción de la hemo oxigenasa-1 (HO-1) y la NAD(P)H:quinona oxidorreductasa-1 (NQO1) en células epiteliales gástricas humanas.
Sulfuro de Alilo y Metilo (AMS)
El sulfuro de alilo y metilo es un compuesto organosulfurado con la fórmula química CH2=CHCH2SCH3. La molécula presenta dos grupos funcionales, un grupo alilo (CH2=CHCH2) y un sulfuro. Es un líquido incoloro con un fuerte olor característico de los sulfuros de alquilo. Es un metabolito del ajo, y el "aliento a ajo" y/o el "olor corporal a ajo" se atribuyen a su presencia.
Destino Metabólico
El DAS experimenta S-oxidación mediada por CYP2E1 para generar sus metabolitos DASO y DASO2. La oxidación adicional del DAS y sus metabolitos en los dobles enlaces terminales los dirige hacia la conjugación con glutatión (GSH). Antes de la ingestión en preparaciones de ajo y después de la ingestión en el estómago, la alicina probablemente se descompone liberando una serie de compuestos volátiles, incluidos el DAS y el DADS. Estos compuestos organosulfurados se metabolizan a alil mercaptano, sulfuro de alilo y metilo, y disulfuro de alilo y metilo, los cuales se han detectado en el aliento humano tras el consumo de ajo.
4. Mecanismos de Acción
Inhibición del Citocromo P450 2E1 (CYP2E1)
El mecanismo molecular más extensamente estudiado y mejor caracterizado del DAS es su inhibición de la enzima metabólica de fase I CYP2E1. El DAS es un inhibidor selectivo del citocromo P450 2E1 (CYP2E1), conocido por metabolizar muchos xenobióticos, incluyendo el alcohol y los analgésicos, en el hígado. El metabolismo del alcohol/fármacos mediado por CYP2E1 produce especies reactivas de oxígeno y metabolitos reactivos, que dañan el ADN, las proteínas y las membranas lipídicas, causando posteriormente daño hepático.
El DAS se convierte secuencialmente en sulfóxido de dialilo (DASO) y sulfona de dialilo (DASO2) por acción del CYP2E1. Se ha demostrado que estos compuestos reducen la incidencia de una multitud de tumores inducidos químicamente en modelos animales. Se hipotetiza que el impedimento de la activación de fase I de los carcinógenos es responsable de la reducción en la incidencia de tumores. En efecto, el DAS, el DASO y el DASO2 son inhibidores competitivos del CYP2E1. El DASO2, además, es un inhibidor suicida del CYP2E1.
Los efectos quimioprotectores del DAS se han atribuido a sus efectos inhibitorios sobre la bioactivación mediada por CYP2E1 de ciertos productos químicos carcinógenos. Además de ser un inhibidor competitivo del CYP2E1 in vitro, se sabe que el DAS causa inhibición irreversible del CYP2E1 en ratas in vivo. Se cree que esta última propiedad está mediada por el metabolito del DAS, la sulfona de dialilo (DASO2), que se considera un inhibidor basado en mecanismo del CYP2E1.
El sulfuro de dialilo es un potente inhibidor de la enzima de fase I CYP2E1. El CYP2E1 participa en la activación metabólica de varios carcinógenos ambientales y dietéticos, como las nitrosaminas.
Activación de las Enzimas de Desintoxicación de Fase II y la Vía Nrf2
También se ha demostrado que el DAS induce otras enzimas CYP y de fase II, así como que disminuye la actividad de la catalasa hepática. Más allá de la inhibición del CYP2E1, los sulfuros de alilo activan el factor de transcripción nuclear factor erythroid 2-related factor 2 (Nrf2), que orquesta las defensas antioxidantes celulares.
Los sulfuros de alilo (incluyendo la alicina, el DADS y el DATS) son reconocidos por su capacidad de activar el Nrf2 (factor nuclear eritroide 2 relacionado con el factor 2) e inducir beneficios antioxidantes mediante la regulación positiva de genes impulsados por el ARE (elemento de respuesta antioxidante). Además, se ha comprobado que reducen la respuesta inflamatoria modulando la vía del NFκB (factor nuclear kappa B).
La translocación nuclear mejorada del factor de transcripción Nrf2 se ha identificado como un evento importante responsable de los efectos antioxidantes observados con el DAS. A través de la modulación de la expresión de Nrf2 y la subsiguiente translocación nuclear en el pulmón de rata, el tratamiento con DAS se asoció con una regulación positiva significativa en la actividad y la transcripción de varias enzimas antioxidantes en comparación con los animales no tratados. Se observó un aumento de la actividad enzimática de la glutatión S-transferasa (GST), la glutatión reductasa y la catalasa, mientras que se reportó un aumento de la transcripción de la superóxido dismutasa (SOD), la glutatión peroxidasa y la catalasa en los animales tratados con DAS. Además, las ratas tratadas con DAS exhibieron un aumento en la relación GSH/GSSG, lo que sugiere un incremento en la capacidad antioxidante pulmonar o una reducción del estrés oxidativo.
Mecanismo Antibacteriano
Los principales fitoquímicos que exhiben actividad antibacteriana son compuestos organosulfurados liposolubles que incluyen alicina, ajoenos y sulfuros de alilo. Los compuestos organosulfurados del ajo exhiben una gama de propiedades antibacterianas tales como actividad bactericida, antibiofilm, antitoxina y anti-quorum sensing contra una amplia variedad de bacterias, incluyendo cepas multirresistentes a fármacos (MDR). Los compuestos organosulfurados reactivos forman enlaces disulfuro con grupos sulfhidrilo libres de las enzimas y comprometen la integridad de la membrana bacteriana.
Mecanismos Anticancerígenos
Se ha demostrado que los sulfuros de alilo inducen efectos citotóxicos y apoptóticos en células cancerosas. Sin embargo, la acción mecanística de la prevención del cáncer en los cánceres colorrectales aún no está clara. En conjunto, se ha demostrado que estos sulfuros de alilo inhiben la invasión y la metástasis en células de cáncer de colon, siendo el DATS más eficaz que el DADS y el DAS a concentraciones de 10 y 25 μM.
El aumento significativo mediado por DAS en los niveles de la proteína proapoptótica (bax) y la detención del ciclo celular mediada por p53 se han identificado como vías alternativas que activan la apoptosis.
Generación de Sulfuro de Hidrógeno
Uno de los compuestos químicos generados por el metabolismo de las sustancias derivadas de la alicina es el sulfuro de hidrógeno (H2S), que funciona como sustancia de transducción de señales dentro del cuerpo humano. El H2S se reconoce como un gasotransmisor involucrado en la vasodilatación, la protección cardíaca y la señalización antiinflamatoria, y su generación endógena a partir de los sulfuros de alilo de la dieta se considera uno de los mecanismos subyacentes a los efectos cardiovasculares.
5. Evidencia Científica por Área de Uso
5.1 Quimioprevención del Cáncer
Evidencia preclínica (animal e in vitro): La quimioprevención del cáncer es el área más extensamente estudiada para el DAS y los sulfuros de alilo relacionados. Se ha descubierto que el DAS, un componente aromatizante presente en el ajo (Allium sativum), desempeña un papel en la inhibición de la citotoxicidad y la carcinogenicidad inducidas químicamente en modelos animales. Se ha demostrado que el ajo, así como muchos compuestos organosulfurados derivados de él, poseen una fuerte actividad quimiopreventiva contra cánceres inducidos experimentalmente en piel, esófago, estómago, colon, hígado, pulmón y glándula mamaria.
Se ha demostrado que el DAS y sus metabolitos reducen la incidencia de una multitud de tumores inducidos químicamente en modelos animales. Se hipotetiza que el impedimento de la activación de fase I de los carcinógenos es responsable de la reducción en la incidencia de tumores. Se ha demostrado que estos compuestos reducen la toxicidad inducida por tetracloruro de carbono, N-nitrosodimetilamina y acetaminofén en roedores.
El DAS y el DASO2 inhibieron la bioactivación de la 4-(metilnitrosamino)-1-(3-piridil)-1-butanona (NNK) y la tumorigénesis pulmonar relacionada en ratones A/J. Debido a que el CYP2E1 no desempeña un papel clave en la activación de la NNK, es probable que se trate de la inhibición de otras enzimas CYP activas en el metabolismo de la NNK.
Fortaleza y limitaciones de la evidencia: Todos estos efectos se observan a concentraciones mucho más altas de las que normalmente ingieren los humanos. Las actividades biológicas del ajo y sus compuestos relacionados a concentraciones más bajas que imiten el consumo humano aún deben estudiarse más a fondo. No existen ensayos clínicos humanos a gran escala que demuestren que la suplementación con DAS reduzca la incidencia de cáncer. Existen datos epidemiológicos sobre el consumo total de ajo y el riesgo de cáncer, pero no aíslan la contribución específica del DAS. Por lo tanto, la evidencia sobre la prevención del cáncer por parte del DAS en sí sigue siendo preclínica.
5.2 Salud Cardiovascular
Mecanismo: Se ha propuesto que los compuestos organosulfurados del ajo, incluyendo el DAS, reducen la presión arterial a través de las vías de señalización del sulfuro de hidrógeno y del óxido nítrico. Los suplementos de ajo se han asociado con un efecto de reducción de la presión arterial de significancia clínica en pacientes hipertensos. El mecanismo de acción es biológicamente plausible, en el cual el efecto reductor de la presión arterial del ajo involucra las vías de señalización del sulfuro de hidrógeno y del óxido nítrico.
Evidencia clínica humana (preparaciones de ajo): Los estudios clínicos han utilizado preparaciones de ajo (polvo, extracto envejecido, aceite) en lugar de DAS aislado. En un ensayo controlado aleatorizado, pacientes ancianos con hipertensión sistólica recibieron diariamente placebo o 1, 2 o 4 cápsulas diarias de extracto de ajo envejecido (dosis de 240 mg, 480 mg o 960 mg, respectivamente). La presión arterial sistólica media se redujo significativamente (en 11.8 ± 5.4 mmHg) en el grupo de 2 cápsulas durante 12 semanas en comparación con el placebo (P=0.006). Los investigadores citaron el bajo cumplimiento y la menor tolerabilidad en el grupo de 4 cápsulas como posibles explicaciones para el resultado superior en el grupo de 2 cápsulas.
En un metaanálisis de 18 ensayos controlados aleatorizados (publicados entre enero de 1946 y noviembre de 2013) que investigaron los efectos del ajo sobre la presión arterial, las dosis de polvo de ajo variaron entre 300 y 2,400 mg/día durante 2 a 24 semanas.
La alicina, la S-alil-cisteína presente en el extracto de ajo envejecido, y el disulfuro de dialilo presente en el aceite de ajo son los compuestos activos responsables de los efectos antiaterosclerótico.
Fortaleza de la evidencia: La mayoría de los ensayos clínicos presentan tamaños de muestra pequeños (típicamente n < 100), diseños de un solo centro y duraciones cortas (4–24 semanas), y se observa una ausencia notable de ensayos controlados aleatorizados multicéntricos a gran escala. La mayor parte de la evidencia mecanística proviene de estudios in vitro y en animales que utilizan concentraciones supra-fisiológicas difícilmente alcanzables mediante suplementación oral. Los estudios se basan predominantemente en biomarcadores sustitutos en lugar de resultados clínicos duros (mortalidad, eventos cardiovasculares). Ningún ensayo ha evaluado DAS aislado en humanos para resultados cardiovasculares.
5.3 Actividad Antimicrobiana
Los principales fitoquímicos que exhiben actividad antibacteriana son compuestos organosulfurados liposolubles que incluyen alicina, ajoenos y sulfuros de alilo. Los compuestos organosulfurados del ajo exhiben una gama de propiedades antibacterianas tales como actividad bactericida, antibiofilm, antitoxina y anti-quorum sensing contra una amplia variedad de bacterias, incluyendo cepas multirresistentes a fármacos (MDR).
Estudios in vitro han demostrado actividad de los sulfuros de alilo contra Helicobacter pylori, Staphylococcus aureus, especies de Salmonella, y varios hongos incluyendo Candida albicans. Los efectos farmacológicos documentados in vivo e in vitro incluyen actividades antibacteriana, antiviral, antifúngica, antiparasitaria, antihelmíntica, antiaterosclerótica, antiinflamatoria, antihiperlipidémica, inmunomoduladora, antitumoral, antidiabética, diurética y hepatoprotectora.
Fortaleza de la evidencia: La evidencia antimicrobiana para los sulfuros de alilo es predominantemente in vitro. Los ensayos clínicos en humanos que examinen específicamente el DAS o el DADS como agentes antimicrobianos están ausentes de la literatura publicada. La utilidad clínica de las preparaciones aisladas de sulfuro de alilo para infecciones en humanos no ha sido establecida en ensayos controlados.
5.4 Actividad Antioxidante
El DADS, el DAS y el trisulfuro de dialilo son sulfuros de alilo liposolubles con potencial antioxidante. Los estudios indican que los sulfuros de dialilo pueden activar enzimas metabolizadoras de fármacos como la NQO1 y la HO-1 de una manera que depende de la vía Nrf2/ARE.
Un estudio evaluó el efecto del DAS, presente en el ajo, sobre la expresión de enzimas antioxidantes en el pulmón de rata y la modulación de Nrf2 en células pulmonares MRC-5. El DAS aumentó las actividades de la glutatión S-transferasa, la glutatión reductasa y la catalasa, así como la relación GSH/GSSG, en comparación con el pulmón de ratas control no tratadas (p < 0.05). Los niveles de ARNm de la superóxido dismutasa pulmonar, la glutatión peroxidasa, la NAD(P)H:quinona oxidorreductasa 1 y la catalasa también aumentaron significativamente (p < 0.05) tras el tratamiento con DAS.
Fortaleza de la evidencia: La evidencia antioxidante es sólida en modelos animales y celulares; los datos en humanos sobre el DAS aislado son limitados. Estudios antioxidantes más amplios sobre preparaciones de ajo (incluyendo el extracto de ajo envejecido) muestran efectos medibles en humanos, pero, nuevamente, estos no pueden atribuirse únicamente al DAS.
5.5 Neuroprotección
Se cree que el ajo y los extractos de ajo proporcionan beneficios terapéuticos en trastornos neurológicos debido a sus efectos antioxidantes, antiinflamatorios y neuroprotectores. Gran parte de la evidencia neuroprotectora se refiere al DATS en lugar del DAS específicamente. Se demostró previamente que el trisulfuro de dialilo (DATS) induce muchos genes diana de Nrf2 en células no nerviosas. Los estudios han demostrado que el DATS a 50 μM causó la activación de Nrf2 y de sus genes diana en explantes de médula espinal de rata. El DATS también protegió a las neuronas motoras contra la excitotoxicidad inducida por glutamato.
Estos hallazgos han identificado al DATS como un agente neuroprotector prometedor y sugieren que la activación de la vía de señalización de Nrf2 podría ser una nueva estrategia en las enfermedades neurodegenerativas.
Fortaleza de la evidencia: La evidencia neuroprotectora para los sulfuros de alilo es casi enteramente preclínica (modelos animales y líneas celulares). No se han publicado ensayos controlados en humanos que utilicen DAS o DATS aislados para resultados neurológicos.
5.6 Hepatoprotección y Toxicidad Xenobiótica
El metabolismo del alcohol/fármacos mediado por CYP2E1 produce especies reactivas de oxígeno y metabolitos reactivos, que dañan el ADN, las proteínas y las membranas lipídicas, causando posteriormente daño hepático. Varios grupos han demostrado que el DAS no solo es capaz de inhibir las toxicidades celulares mediadas por alcohol y fármacos, sino también las toxicidades mediadas por proteínas del VIH y por diabetes, mediante la inhibición selectiva del CYP2E1.
Se investigaron los efectos del DAS sobre la hepatotoxicidad e inmunotoxicidad inducidas por tioacetamida. Cuando ratas Sprague-Dawley macho fueron tratadas oralmente con 100, 200 y 400 mg/kg de DAS en aceite de maíz durante tres días consecutivos, la actividad de la p-nitrofenol hidroxilasa selectiva del CYP2E1 se suprimió de manera dependiente de la dosis. Además, las actividades de las enzimas selectivas del CYP 2B se indujeron significativamente con el tratamiento con DAS.
Se realizó un notable estudio de fenotipado en humanos para examinar el efecto del DAS sobre el CYP2E1 in vivo: se estudiaron los efectos de la administración aguda de niveles dietéticos de etanol y del extracto de aceite de ajo DAS sobre la actividad del CYP2E1 en voluntarios, utilizando clorzoxazona como sustrato de prueba. Las diferencias medias entre las actividades basales del CYP2E1 y las tratadas con DAS (0.2 mg/kg) fueron significativamente diferentes (valor p bilateral = 0.0242, n = 8). Asimismo, las diferencias medias entre las actividades basales del CYP2E1 y las tratadas con etanol también fueron significativamente diferentes (valor p bilateral = 0.0005, n = 7). La reducción en la actividad del CYP2E1 in vivo por el DAS es consistente con la inhibición reportada observada in vitro. Este es uno de los pocos estudios en humanos que involucra específicamente al DAS y representa una evidencia preliminar importante de farmacología clínica.
Fortaleza de la evidencia: El estudio de inhibición del CYP2E1 en humanos proporciona evidencia farmacológica de prueba de concepto a niveles dietéticos de DAS. Los efectos hepatoprotectores en modelos animales están bien documentados; su traducción a la hepatoprotección clínica en humanos requiere mayor investigación.
6. Sistemas Corporales y Áreas de Salud Asociadas
Con base en la literatura revisada por pares disponible, los sulfuros de alilo (principalmente DAS, DADS, DATS) se han estudiado en relación con los siguientes sistemas corporales:
- Sistema hepático: inhibición del CYP2E1, hepatoprotección contra toxinas químicas, desintoxicación xenobiótica.
- Sistema cardiovascular: modulación de la presión arterial (a través de las vías del H2S y del óxido nítrico), efectos antiateroscleróticos, inhibición de la agregación plaquetaria (principalmente el ajoeno y el DATS).
- Sistema inmunitario: modulación inmunitaria; actividad antimicrobiana y antibiofilm; actividad antifúngica.
- Tracto gastrointestinal: inhibición de Helicobacter pylori, uso antiparasitario en la medicina tradicional.
- Sistema nervioso central: neuroprotección mediante la activación de Nrf2/HO-1 y protección contra la excitotoxicidad por glutamato (datos preclínicos, principalmente con DATS).
- Sistema pulmonar: regulación positiva mediada por Nrf2 de las enzimas antioxidantes en el tejido pulmonar.
- Investigación oncológica: quimioprevención del cáncer mediante la inhibición del CYP2E1, la inducción de enzimas de fase II, la apoptosis y la detención del ciclo celular (preclínico).
Numerosos estudios han revelado varias propiedades únicas del DAS en cuanto a sus efectos promotores de la salud. El DAS ha demostrado ser anticancerígeno, antimicrobiano, antiangiogénico e inmunomodulador, según lo evidenciado por múltiples investigaciones. El sulfuro de dialilo también puede impedir el estrés oxidativo y la inflamación crónica, según sugiere la literatura. Los estudios también han explorado que el DAS podría frenar el desarrollo de enfermedades crónicas como el cáncer, y enfermedades neuronales y cardiovasculares, mediante la modulación de vías mecanísticas involucradas en la patogénesis.
7. Formas de Dosificación y Dosis Reportadas
Preparaciones que Contienen Sulfuros de Alilo
El ajo fresco y los polvos secos se utilizan típicamente en la preparación de alimentos y como especias, pero también pueden presentarse en tabletas. Los aceites destilados por vapor y los extractos envejecidos se utilizan en tabletas, cápsulas de gelatina blanda o líquidos.
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Polvo de ajo (secado, deshidratado): estandarizado según el rendimiento de aliína o alicina. Las dosis más comúnmente utilizadas en ensayos clínicos controlados que examinaron factores de riesgo cardiovascular oscilaron entre 600 y 900 mg/día, proporcionando de 3.6 a 5.4 mg/día de alicina potencial.
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Aceite de ajo destilado por vapor: el aceite de ajo de uso medicinal se prepara principalmente mediante destilación por vapor. El aceite de ajo destilado por vapor consiste en mono- a hexasulfuros de dialilo, alilmetilo y dimetilo. Esta forma es particularmente rica en DAS, DADS y DATS.
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Extracto de ajo envejecido (AGE): el ajo crudo en rodajas almacenado en etanol al 15–20% durante más de 1.5 años se denomina extracto de ajo envejecido. Este proceso causa una pérdida considerable de alicina y un aumento de la actividad de ciertos compuestos más nuevos, como la S-alil-cisteína, la S-alilmercaptocisteína, la aliixina y el selenio, que son estables y significativamente antioxidantes. Por lo tanto, el AGE contiene cantidades mínimas de sulfuros de alilo como el DAS; sus principales compuestos activos son hidrosolubles (SAC, SAMC).
Dosis Reportadas en Estudios
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DAS en estudio farmacológico humano sobre CYP2E1: 0.2 mg/kg de peso corporal de DAS, administrado por vía oral en un estudio de fenotipado en humanos (n = 8), redujo significativamente la actividad del CYP2E1 en comparación con el valor basal (p bilateral = 0.0242).
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DAS en estudios de hepatotoxicidad en ratas: en ratas Sprague-Dawley macho tratadas oralmente con 100, 200 y 400 mg/kg de DAS en aceite de maíz durante tres días consecutivos, la actividad del CYP2E1 se suprimió de manera dependiente de la dosis.
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Estudio pulmonar de Nrf2 con DAS (rata): tras el tratamiento con DAS (administración oral durante 7 días), la concentración plasmática del DAS (Cmax) se midió en 15 ± 4.2 μM.
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Extracto de ajo envejecido (ensayos clínicos): en un ensayo controlado aleatorizado, se administraron dosis diarias de 240 mg, 480 mg o 960 mg de extracto de ajo envejecido (que contenían 0.6 mg, 1.2 mg o 2.4 mg de S-alil-cisteína, respectivamente) durante 12 semanas. La presión arterial sistólica media se redujo significativamente (en 11.8 ± 5.4 mmHg) con la dosis de 480 mg en comparación con el placebo (P = 0.006).
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Metaanálisis de polvo de ajo: en un metaanálisis de 18 ensayos controlados aleatorizados, las dosis de polvo de ajo oscilaron entre 300 y 2,400 mg/día durante 2 a 24 semanas.
Nota: Las dosis mencionadas anteriormente son las reportadas en la investigación citada y no deben interpretarse como dosis humanas recomendadas específicamente para el DAS. Ningún organismo regulatorio o de salud ha establecido formalmente un valor de referencia dietético humano o una dosis terapéutica para el sulfuro de dialilo aislado.
8. Consideraciones de Seguridad e Interacciones Farmacológicas
Tolerabilidad General
El DAS ha mostrado reacciones alérgicas y toxicidad apreciables, ya que también puede afectar a las células normales. Por lo tanto, su uso en la prevención y el tratamiento del cáncer es limitado. El propio DAS experimenta un metabolismo mediado por el CYP2E1 y produce metabolitos de azufre tóxicos. Por lo tanto, existe un riesgo potencial en el uso del DAS como régimen terapéutico.
El DAS causa toxicidad a dosis relativamente altas y con tiempos de exposición prolongados. Estas observaciones de toxicidad se han realizado principalmente en modelos celulares y animales; los datos sobre la toxicidad en humanos por exposición dietética al DAS son limitados. Las preparaciones de ajo en su conjunto se consideran generalmente seguras a dosis alimentarias y de suplementación baja, pero dosis más altas pueden causar síntomas gastrointestinales.
Interacciones Farmacológicas Mediadas por CYP2E1
Debido a que el DAS es un potente inhibidor del CYP2E1, tiene la capacidad teórica de alterar el metabolismo de fármacos y sustancias químicas que son sustratos del CYP2E1. El CYP2E1 es una enzima metabólica clave para muchos xenobióticos, como el alcohol y el acetaminofén. La inhibición del metabolismo mediado por CYP2E1 de estos sustratos, especialmente en casos de sobredosis, es de importancia crucial para prevenir la citotoxicidad. Esta doble acción implica que el DAS podría, teóricamente, reducir la hepatotoxicidad inducida por acetaminofén en dosis altas, pero también podría alterar el metabolismo de fármacos terapéuticos eliminados por el CYP2E1, lo que plantea preocupaciones sobre posibles interacciones.
Varios grupos han demostrado que el DAS no solo es capaz de inhibir las toxicidades celulares mediadas por alcohol y fármacos, sino también las toxicidades mediadas por proteínas del VIH y por diabetes, mediante la inhibición selectiva del CYP2E1; sin embargo, debido a las toxicidades conocidas del DAS, su uso como modalidad de tratamiento para la toxicidad mediada por alcohol/fármacos y por VIH/diabetes tiene solo una relevancia clínica limitada.
Autotoxicidad de los Metabolitos del DAS
El DAS y el DASO experimentan una extensa oxidación in vivo en el átomo de azufre, el carbono alílico y los dobles enlaces terminales. El CYP2E1 cataliza preferentemente la oxidación del átomo de azufre. El DASO2 experimenta una activación adicional mediada por CYP2E1 del enlace pi olefínico, una reacción que transforma muchas olefinas terminales en potentes inhibidores del P450 basados en mecanismo. Se hipotetiza que este evento metabólico final con el DASO2 conduce a la destrucción autocatalítica del CYP2E1.
Preocupaciones sobre Olor y Tolerabilidad
El sulfuro de alilo y metilo (un metabolito del DAS y otros compuestos organosulfurados del ajo) es responsable del "aliento a ajo" y/o del "olor corporal a ajo". Esta es una consideración práctica de tolerabilidad para los suplementos que contienen DAS o aceite de ajo. En estudios clínicos, los voluntarios tratados con extracto de ajo envejecido manifestaron buena tolerabilidad y aceptabilidad. Publicaciones recientes consideran que el extracto de ajo envejecido es una formulación más tolerable y segura en comparación con las preparaciones de ajo crudo o de aceite de ajo con alto contenido de DAS.
Variabilidad entre Preparaciones
El sabor y el olor del DADS y de los demás constituyentes del aceite de ajo limitan significativamente la concentración de ingredientes activos (el aceite de ajo suele estar muy diluido, con cápsulas que a menudo contienen más del 99% de aceite vegetal). Una comparación de suplementos dietéticos de aceite de ajo encontró un rango de 50 a 1 en su contenido total de sulfuros de alilo. Esta variabilidad hace difícil estandarizar la dosificación entre las preparaciones comerciales.
Referencias