Melatonina de microorganismos, algas y plantas como posibles alternativas a la melatonina sintética Parte 2

4.2. Melatonina de plantas

La obtención de melatonina a partir de plantas fue, al parecer, una de las estrategias más exitosas. Se ha detectado fitomelatonina en todas las especies fotosintéticas (plantas, algas y algunas bacterias) analizadas hasta el momento. En algas y plantas, los niveles endógenos de fitomelatonina son muy bajos, entre picogramos y nanogramos por gramo de tejido [110,130]. Por otro lado, los extractos ricos en fitomelatonina pueden tener varias ventajas además de ser naturales, como la presencia de compuestos biológicamente saludables, como antioxidantes, vitaminas, etc. Sin embargo, obtener extractos ricos en fitomelatonina en concentraciones suficientes para cumplir con las expectativas de la industria de los suplementos naturales no ha sido tarea fácil debido a factores contrarios, como el bajo y variable contenido en fitomelatonina. Algunos de los productos vegetales actualmente en el mercado o que tienen posibilidades de futuro se muestran en la Tabla 1.

El glucósido de cistanche también puede aumentar la actividad de SOD en los tejidos del corazón y el hígado, y reducir significativamente el contenido de lipofuscina y MDA en cada tejido, eliminando de manera efectiva varios radicales de oxígeno reactivos (OH-, H₂O₂, etc.) y protegiendo contra el daño causado en el ADN. por radicales OH. Los glucósidos de feniletanoide de Cistanche tienen una fuerte capacidad de eliminación de radicales libres, una mayor capacidad reductora que la vitamina C, mejoran la actividad de SOD en la suspensión de esperma, reducen el contenido de MDA y tienen un cierto efecto protector sobre la función de la membrana del esperma. Los polisacáridos de cistanche pueden mejorar la actividad de SOD y GSH-Px en eritrocitos y tejidos pulmonares de ratones experimentalmente senescentes causados ​​por D-galactosa, así como reducir el contenido de MDA y colágeno en pulmón y plasma, y ​​aumentar el contenido de elastina. un buen efecto de eliminación de DPPH, prolonga el tiempo de hipoxia en ratones senescentes, mejora la actividad de SOD en suero y retrasa la degeneración fisiológica del pulmón en ratones experimentalmente senescentes Con degeneración morfológica celular, los experimentos han demostrado que Cistanche tiene una buena capacidad antioxidante y tiene el potencial de ser un fármaco para prevenir y tratar las enfermedades del envejecimiento de la piel. Al mismo tiempo, el echinacósido en Cistanche tiene una capacidad significativa para eliminar los radicales libres DPPH y puede eliminar especies reactivas de oxígeno, prevenir la degradación del colágeno inducida por radicales libres y también tiene un buen efecto de reparación sobre el daño del anión de radicales libres de timina.

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a. Fitomelatonina de cerezas

La fitomelatonina obtenida a partir de extractos de piel de cereza ácida Montmorency liofilizados fue posiblemente el primer producto de fitomelatonina comercializado (Sleep Support®, Nueva Zelanda) (Tabla 1, producto n.º 5). Este producto contiene alrededor de 14 µg de fitomelatonina por pastilla, una cantidad muy baja para mejorar la calidad del sueño pero todo un logro teniendo en cuenta las cantidades muy bajas de fitomelatonina contenidas en el material vegetal original (~14 ng·g −1 fruta [121]. Sin embargo , algunos estudios sugieren que los productos ricos en cereza pueden tener algún efecto en la mejora del estado antioxidante y la salud del sueño [131,132].

b. Fitomelatonina de semillas de arroz

Con base en estudios de metodología de extracción de fitomelatonina en diferentes variedades de semillas de arroz (Cuadro 1, producto #6), los autores pretenden desarrollar productos saludables ricos en fitomelatonina a partir del arroz, obteniendo una riqueza en extractos de hasta 216 ng·g DW−1 [ 122–124].

C. Fitomelatonina de semillas de mostaza

Se estudiaron dos variedades de mostaza (Brassica campestris) para comprobar las posibilidades de este material vegetal como proveedor de extractos ricos en fitomelatonina. Las semillas de mostaza amarilla contenían hasta 660 ng·g DW−1, alrededor de tres veces más que las semillas de mostaza negra (Tabla 1, producto #7). Según los autores, los extractos oleosos son seguros para ser utilizados como antioxidantes en complementos alimenticios con interesantes actividades hipocolesterolemiantes e hipoglucemiantes [125,126].

d. Fitomelatonina de plantas aromáticas medicinales (MAPs)

d.1. Fitomelatonina de la hierba de San Juan (Hypericum perforatum)

Curiosamente, recientemente se ha comercializado una nueva fuente vegetal de fitomelatonina. En este caso, aunque no conocemos el proveedor ni los detalles, los extractos ricos en fitomelatonina de la hierba de San Juan (Hypericum perforatum) que muestran una riqueza en torno al 1 por ciento son prometedores si se alcanzan los niveles mínimos de componentes característicos de esta planta como las naftodiantronas. (hipericina y otros) pueden ser garantizados (Tabla 1, producto #8).

d.2. Fitomelatonina de raíces de valeriana

Es bien conocida la eficacia de las raíces de valeriana (Valeriana officinalis) como tranquilizante suave en casos de nerviosismo generalizado, insomnio, inquietud y estados de ansiedad moderados [133]. Recientemente, medimos el contenido de fitomelatonina en raíces naturales y muestras comerciales de valeriana para estudiar la posible contribución de la fitomelatonina como sedante y agente para mejorar el sueño [127]. Se pueden obtener extractos ricos en fitomelatonina de raíces de valeriana, pero la alta variabilidad en el contenido de fitomelatonina de las fuentes crudas (Tabla 2) y su riqueza limitada serán una gran desventaja para fines comerciales (Tabla 1, producto #9).

d.3. Otros PAM

Para obtener extractos de plantas ricos en fitomelatonina, probamos cientos de plantas de diferentes orígenes y variedades. Uno de los patrones que se repiten es la gran variabilidad en los contenidos de fitomelatonina en las muestras de plantas, que influye en su origen, variedad, modo de cultivo y conservación. La Tabla 2 muestra algunos de los contenidos de fitomelatonina en múltiples muestras de la misma especie y de diferente origen o acondicionamiento. Existe una gran variabilidad en los contenidos de fitomelatonina, lo que hace extremadamente difícil obtener una materia prima con garantías para fines comerciales. Asimismo, nuestros datos de cuantificación del contenido de fitomelatonina en diferentes plantas, si bien suelen estar dentro de los rangos dados por la literatura, tienden a diferir considerablemente, siendo muy inferiores a los medidos por otros autores (Cuadro 2).

Dado que los contenidos naturales estimados de fitomelatonina en las plantas no eran muy altos, optamos por producir plantas aromáticas medicinales (MAP) previamente obtenidas para aumentar su contenido de fitomelatonina [129]. De esta forma, hemos podido obtener extractos ricos en fitomelatonina con incrementos en el contenido de alrededor de 60/80 veces respecto a su contenido basal endógeno, lo que los hace interesantes desde el punto de vista comercial (Tabla 1, producto #10). Por lo tanto, nuestras plantas y extractos (producto Bioriex) se han caracterizado por contener varios antioxidantes naturales, como fenoles, flavonoides y carotenoides, y por mostrar actividad de melatonina in vivo en un bioensayo específico de melatonina que determinó la capacidad de los extractos ricos en fitomelatonina para agregarse. melanóforos en peces fueron verificados positivamente [129].

Finalmente, se deben hacer algunos comentarios sobre los costos y precios de los productos que contienen melatonina o fitomelatonina química/sintética. La melatonina de síntesis química es actualmente muy barata, con la posibilidad de obtener una calidad aceptable al 95 por ciento de pureza por alrededor de 0,25–0,3 EUR por gramo (o incluso más barato). Por otro lado, la fitomelatonina requiere el uso de cantidades considerables de materia prima, plantas o algas, por lo que se deben procesar varios kg de materia prima para obtener unos pocos mg. Por ejemplo, si las plantas crudas contienen 5 µg de fitomelatonina·g DW−1 (una cantidad considerable, ver Tabla 2) de 1 kg de plantas, podemos obtener cinco pastillas de 1 mg de fitomelatonina. Suponiendo un precio de unos 3 EUR por kg de planta seca, el coste de 1 mg de fitomelatonina sería de 0,6 EUR, unas 2000 veces más cara que la melatonina química, todo ello sin tener en cuenta los costes de manipulación de las plantas. y los procesos de extracción y concentración necesarios para obtener la riqueza adecuada en los extractos. Dar un ejemplo similar con algas cultivadas sería imposible de entender, considerando el contenido mínimo de fitomelatonina en las microalgas (ver arriba). Sorprendentemente, podemos encontrar pastillas de fitomelatonina más baratas en el mercado que las pastillas químicas de melatonina. En este sentido, algunas marcas se sinceran con sus clientes cuando les preguntan por la fitomelatonina, respondiendo: "... mientras esperamos que la ciencia encuentre una fuente (de fitomelatonina) fiable, validada pero también asequible, os ofrecemos esta alternativa sintética que es igual de efectivo, pero sobre todo ¡mucho más barato!". Saber si la melatonina contenida en los complementos alimenticios es sintética o natural despejaría muchas dudas razonables sobre los productos que se encuentran actualmente en el mercado. Para ello, se deben aplicar métodos precisos de detección e identificación de subproductos que se originaron a partir de la síntesis química de la melatonina, esclareciendo así la posible adulteración y no proponiendo aproximaciones isotópicas excéntricas para discernir entre melatonina natural y química, como hemos recibido. . La falta de control por parte de la autoridad competente no facilita la transparencia en el sector de los suplementos dietéticos.

5. Conclusiones y Direcciones Futuras

La melatonina sintética está dirigida a un mercado importante con cantidades muy relevantes de producción, consumo y ventas. Motivada principalmente por el deseo de la población de consumir más suplementos dietéticos naturales, hace unos años surgió la posibilidad de obtener melatonina de fuentes naturales. Las primeras investigaciones se dirigieron a la obtención de fitomelatonina a partir de plantas, aunque la obtención de microalgas fue el primer producto comercializado. Una de las dudas permanentes sobre la fitomelatonina, además de su origen, apunta a su posible adulteración o enriquecimiento con melatonina y/o precursores de síntesis química, no obteniendo así productos 100 por ciento naturales. Actualmente, los estudios y desarrollo de tecnologías para la obtención de melatonina a partir de biofábricas de microorganismos están recibiendo un gran impulso por parte de las multinacionales farmacéuticas. De los dos enfoques publicados, el modelo transgénico de E. coli logró mejores resultados en términos de capacidad de producción de melatonina natural que el modelo transgénico de S. cerevisiae. La aceptación por parte de los consumidores de los futuros suplementos dietéticos que contengan melatonina obtenida mediante OGM presenta un desafío para los comerciantes. Por otro lado, los extractos de plantas ricos en fitomelatonina, incluso de plantas cultivadas orgánicamente, tienen y tendrán mejor aceptación que la melatonina de los OGM. Sin embargo, obtener extractos ricos en fitomelatonina 100 por ciento naturales para satisfacer la demanda del mercado es actualmente un desafío que debe ganarse. Los problemas a resolver son los bajos niveles y la alta variabilidad en los contenidos naturales de fitomelatonina en las plantas estudiadas, los costosos protocolos de concentración a aplicar y la posible presencia de metabolitos indeseables como alcaloides, saponinas y muchos otros. Finalmente, uno de los aspectos más determinantes podría ser que la venta de fitomelatonina (100 por cien natural) al mismo o similar precio que la melatonina química no convence actualmente al consumidor más exigente.

Contribuciones de autor:Conceptualización, MBA y JH-R.; metodología, MG-A. y AEM; software, CA; validación, AC y JH-R.; análisis formal, MG-A., AC-C., ML-L., PS-H. y AEM; investigación, MG-A., AEM y AC; curación de datos, MBA, AC y JH-R.; redacción: preparación del borrador original, MBA; redacción—revisión y edición, MBA, AC y JH-R.; visualización, MBA y JH-R.; adquisición de financiación, MBA Todos los autores han leído y están de acuerdo con la versión publicada del manuscrito.

Fondos:Esta investigación no recibió financiación externa.

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