I triterpeni (C30) sono una vasta classe di composti strutturalmente diversi, tutti derivati dallo squalene. Non si formano per un’estensione della catena (addizione di IPP) ma dall’accoppiamento testa-testa di due molecole di farnesil PP.
TRITERPENI C
30Si trova in gran quantità nell’olio di oliva e nei semi di molte piante. La presenza negli alimenti è messa in relazione ai possibili effetti sui livelli ematici di colesterolo e sulla composizione delle lipoproteine ematiche. Nei vegetali la sintesi di squalene è meno definita rispetto a quella animale, ma la sua formazione è comunque un passaggio obbligato per la sintesi di fitosteroli.
TRITERPENI C
30Composizione
dell’olio di oliva
:Frazione insaponificabile (2%): Frazione saponificabile (98%):
Idrocarburi (SQUALENE)
Lo squalene può costituire fino
TRITERPENI C
30Olio di oliva
Olio di fegato di squalo
Olio extravergine di oliva
Derivati della lavorazione dell’olio di oliva (non alimentare)
Olio di amaranto (non alimentare) Olio di palma
Olio di crusca di riso Olio di arachidi
• Emollientipermettendo il ripristino del film lipidico superficiale
• Lenitive rientrano nella formulazione di prodotti per pelli sensibili e irritabili
• Antiaging grazie alla bassa tendenza alla liperossidazione e alla capacità di agire come scavanger nei confronti dei radicali liberi dell’ossigeno
• Antiossidanti per la capacità di proteggere la cute dall’azione dei ROS
• Protettiveda raggi UV
Lo squalene entra nelle formulazioni cosmetiche e farmaceutiche per le sue proprietà:
Studi clinici e dati di sorveglianza immunologica nei vaccinati dimostrano l’elevata capacità di questo adiuvante nel potenziare la risposta anticorpale contro il virus influenzale, permettendo un notevole risparmio della quantità di antigene adoperato.
Due adiuvanti a base di squalene sono stati approvati per l’uso nei vaccini influenzali in Europa ed altre ditte farmaceutiche che producono vaccini ne stanno sperimentando diverse formulazioni.
(Antonio Cassone e Giovanni Rezza Dipartimento di Malattie Infettive, Parassitarie ed Immunomediate, ISS)
Alcune volte al mese
Alcune volte alla settimana
Ogni giorno
Lo Squalene
contribuisce a conferire molte proprietà benefiche all’olio di oliva
Difesa dalla foto
ossidazione
Attività
antitumorale per
diverse forme di
cancro (es. colon)
Azione preventiva
al cancro alla
mammella
Trattamento delle
malattie
cardiovascolari
TRITERPENI C
30Lanosterolo
È un triterpenoide animale precursore del colesterolo, composto a 27 atomi di carbonio, precursore di un’ampia varietà di prodotti naturali biologicamente importanti come: ormoni sessuali, corticosteroidi, steroli, saponine steroidee glicosidi cardioattivi.
TRITERPENI C
30Cicloartenolo
Il ruolo di intermedio nella biosintesi del colesterolo nelle piante è svolto dal cicloartenolo.
La maggiorparte dei triterpenoidi e steroidi naturali contengono un gruppo ossidrilico in posizione 3
Essi hanno una struttura simile a quella del colesterolo (anello tetraciclico e lunga catena laterale flessibile su C-17). Dal colesterolo differiscono per la presenza di gruppi metilici o etilici nella catena laterale in C-24.
Sebbene siano stati identificati più di 250 fitosteroli diversi, i più comuni sono il
sitosterolo, il campesterolo e lo stigmasterolo, che rappresentano in media rispettivamente il 65, 30 e 3% dell’apporto dietetico
Fitosteroli
24 b-sitosterolo 24 colesterolo stigmasteroloSTEROIDI
Stanoli(steroli saturi) no doppio legame Δ-5
Fitosteroli
I fitosteroli sono composti lipofili ampiamente distribuiti nel regno vegetale, le cui
proprietà ipocolesterolemizzanti sono note fin dagli anni ’50.
I fitosteroli non possono essere sintetizzati per via endogena nell’uomo e derivano quindi esclusivamente dalla dieta.
STEROIDI
Ogni giorno ne introduciamo da 150 a 400 mg in base alla dieta.
Gli alimenti più ricchi in steroli vegetali sono gli oli vegetali, la frutta a guscio, i semi e i cereali.
Fitosteroli
STEROIDI
Alimenti addizionati di fitosteroli
Secondo l’Autorità Europea per la sicurezza alimentare
(EFSA) una quantità giornaliera di 1,5-3,0 g di steroli
vegetali, si è dimostrata efficace per la riduzione del colesterolo. È per questo che sono stati sviluppati alimenti arricchiti con steroli vegetali e cioè alimenti a cui è stato aggiunto un concentrato di steroli vegetali estratti dalle piante.
I fitosteroli vengono impiegati come ingredienti in diversi integratori per la loro capacità di
ridurre i livelli ematici di colesterolo e in particolare di colesterolo cattivo (ovvero il colesterolo Low density lipoprotein o "LDL", quello caratterizzato da lipoproteine a bassa densità) e il conseguente rischio di aterosclerosi.
Fitosteroli
STEROIDI
Assorbimento dei Fitosteroli
Competono con il colesterolo per la sua solubilizzazione e quindi per l’incorporazione nelle micelle miste, prerequisito per l’assorbimento.
Il risultato è che l’assorbimento di colesterolo si riduce del 30-40% in quanto il colesterolo che nell’intestino non è incorporato nelle micelle è escreto con le feci.
L’organismo compensa per il ridotto assorbimento intestinale incrementando la sintesi del colesterolo a livello epatico. Ma il risultato netto è una riduzione dei livelli ematici di LDL.
Glicosidi cardioattivi
Sono farmaci di origine naturale le cui attività comprendono effetti cardiaci sia favorevoli che tossici
Sono farmaci usati per il trattamento
dell’insufficienza cardiaca.
Il loro dosaggio deve essere controllato con la massima precisione perché la dose terapeutica è molto vicina alla dose tossica (basso indice terapeutico).
L’azione terapeutica dipende dalla struttura dell’aglicone e dal tipo e numero delle unità saccaridiche legate.
Cardenolide (C23) Bufadienolide (C24)
Glicosidi cardioattivi – caratteristiche strutturali
Glicosidi cardioattivi – caratteristiche strutturali
Nucleo steroideo (ciclopentanperidrofenantrene) Preciso sistema di giunzione dei cicli.
I cicli A-B e C-D sono condensati in cis mentre la giunzione dei cicli B-C ha una conformazione trans
La funzione glicosidica è legata in posizione 3
Presenza di una funzione lattonica a,b-insatura localizzata al C-17
A B C D A B C D
STEROIDI
La porzione zuccherina può essere costituita da uno fino a 4 monosaccaridi, alcuni di sono tipici di questo gruppo di composti.
Glicosidi cardioattivi – caratteristiche strutturali
D-glucosio
D-Digitossosio D-Digitalosio D-Cimarosio
L-ramnosio
Glicosidi cardioattivi
Nelle piante i glicosidi cardiaci si ritrovano nelle Angiosperme, sia Monocotiledoni che Dicotiledoni.
I cardenolidi in:
Apocynaceae (Strophantus) Liliaceae (Convallaria)
Scrophulariaceae (Digitalis) I bufenolidi, più rari in:
Liliaceae (Urginea)
Ranuncolaceae (Helleborus)
Digitalis purpurea è un’erba biennale della famiglia delle Scrophulariaceae, cresce nei terreni silicei di tutta Europa occidentale, in Italia è comune in Sardegna.
Droga: foglie raccolte del primo anno di vegetazione all’epoca della fioritura. Le foglie vengono rapidamente essiccate a 60 °C
Glicosidi cardioattivi – Digitalis purpurea
Uso: si utilizza in terapia l’estratto grezzo standardizzato biologicamente o i glicosidi purificati
Il contenuto in glicosidi cardioattivi va dallo 0.15 allo 0.4% e consiste di circa 30 strutture diverse.
La digitossina è il componente utilizzato nella pratica terapeutica come farmaco per l’insufficienza cardiaca congestizia e nel trattamento delle aritmie cardiache, in particolare nelle fibrillazioni atriali.
Glicosidi cardioattivi – Digitalis purpurea
La digossina ha un’azione rapida ed è più velocemente eliminata della digitossina perché più idrofila
Glicosidi cardioattivi – Digitalis purpurea
L’attività farmacologica della digitale consiste in un aumento della forza di contrazione miocardica (effetto inotropo positivo), in una riduzione della frequenza cardiaca (effetto cronotropo negativo), in un aumento della gittata sistolica ed in un’azione diuretica. Il meccanismo d’azione agisce principalmente sull’inibizione della pompa Na+/K+ ATPasi.
Glicosidi cardioattivi – Digitalis purpurea
STEROIDI
EFFETTO INOTROPO POSITIVO (forza di contrazione)
L’indice terapeutico dei digitalici è basso: si usa a basse concentrazioni e può dare problemi di accumulo.
La tossicità dovuta ad un aumento eccessivo della concentrazione di Ca++ si manifesta
con:
sintomatologia tossica extracardiaca: vomito di origine centrale
sintomatologia tossica cardiaca: bradicardia, aritmia atriale e tachicardia, blocco della conduzione, extrasistole, fibrillazione atriale e arresto cardiaco
Tossicità dei glicosidi cardioattivi
Nei limonoidi sono stati rimossi quattro carboni terminali della catena laterale I quassinoidi hanno perso dieci atomi di carbonio
Limonoidi e quassinoidi
TRITERPENOIDI MODIFICATI
L’olio di neem, come dice il nome, si estrae dal neem. Si tratta di un albero antichissimo originario dell’India, detto anche Azadirachta indica. appartenente alla famiglia delle Meliacee.
Nelle regioni d’origine viene considerato una pianta sacra, la cosiddetta farmacia del villaggio. Altro nome dell’albero di neem è Arishta, ossia “albero che cura tutte le malattie”. Sin dall’antichità, infatti, diverse parti di quest’albero venivano utilizzate per le sue proprietà medicamentose antibatteriche, antibiotiche ed antiparassitarie.
Limonoidi: azadiractina
Dall’India quest’albero fu esportato in diverse regioni del mondo. Ad esempio arrivò in Africa, ai limiti delle aree del Sahara, e servì per limitare l’avanzata del deserto e donare la sua maestosa ombra agli abitanti.
In epoca moderna fu l’entomologo tedesco Heinrich Schmutterer, nel 1959, ad intuire le grandi proprietà dell’albero di neem.
Lo studioso fu chiamato in Sudan a dare il suo contributo per risolvere una vasta
invasione di locuste. Giunto sul posto osservò che gli insetti divoravano le foglie di tutte le piante ad eccezione di quelle dell’albero di neem.
Da qui, iniziarono gli studi sulla pianta per isolare le molecole con le proprietà insetticide.
Limonoidi: azadiractina
Limonoidi: azadiractina
TRITERPENOIDI MODIFICATI
L’olio di neem si estrae dai semi, dove è contenuta la maggiore concentrazione e del
principio attivo.
I semi si trovano all’interno dei frutti che l’albero produce.
Quest’ultimi sono delle drupe di piccole dimensioni. Hanno forma ellissoidale, colore verde giallastro e una lunghezza di circa 2 cm. Come aspetto ricordano un po’ le nostre olive
È il principio attivo dei semi del Neem Ha potenti proprietà antipredatorie verso gli insetti ed è utilizzato in agricoltura biologica come pesticida
Limonoidi tetraciclici: azadiractina
TRITERPENOIDI MODIFICATI
Limonoidi: azadiractina
TRITERPENOIDI MODIFICATI
La sua principale azione è quella di bloccare lo sviluppo degli insetti negli stadi giovanili: la
cosiddetta azione juvenizzante.
In particolare, questo principio attivo interferisce con il sistema ormonale degli insetti,
provocando un effetto chitino-inibitore basato sul blocco dell’ecdisone.
Ciò provoca in molte specie d’insetti alterazioni della muta. Queste non permettono alla
larva di formare la cuticola esterna.
Proprio per questo motivo il principio attivo dell’olio di neem è efficace soprattutto sugli
esemplari giovani, all’inizio del loro ciclo di vita. Sugli esemplari adulti, invece, non ha efficacia comprovata
Limonoidi: azadiractina
TRITERPENOIDI MODIFICATI
Altro effetto di questa sostanza è l’azione repellente e fagodeterrente.
In parole povere, attraverso un meccanismo naturale, se applicata sulla pianta, l’azadiractina limita fortemente l’attrazione per gli insetti.
In alcune specie d’insetti, inoltre, riduce la fecondità delle femmine adulte e quindi
rallenta il ciclo di riproduzione.
La sua azione avviene per ingestione e per contatto.
Inoltre ha un’elevata capacità sistemica sulle piante, ossia resta presente nel sistema
linfatico e quindi esplica la sua azione nel tempo (5-7 giorni).
Nematodi, coleotteri, nottue, dorifora, afidi e cocciniglia, ragnetto rosso.
Limonoidi: azadiractina
TRITERPENOIDI MODIFICATI
Perché l’azadiractina è considerata un principio attivo biologico?
L’azadiractina è considerata una molecola naturale priva di capacità di accumulo
nell’ambiente.
Questo sia a livello di terreno, dove viene decomposta dai microrganismi naturalmente presenti, che in ambiente acquatico.
E’ una molecola altamente fotolabile, cioè si degrada velocemente all’esposizione della
luce solare,
Inoltre è una sostanza atossica per gli organismi vertebrati e ha una tossicità non
significativa per gli insetti pronubi(api e altri impollinatori), a differenza de piretro.
Malgrado la sua bassa tossicità, è comunque bene utilizzare la sostanza nelle ore serali, quando questi insetti non sono attivi.
Il principio attivo dell’olio di neem ha tempi di carenza (o di sicurezza) che variano dai 3 ai
Limonoidi: azadiractina
Insect
Plant Mammal
Famiglia di ormoni steroidei vegetali
I BR sono stati scoperti nel corso di studi volti ad identificare sostanze che promuovessero la crescita nei pollini
POLLEN EXTRACT CONTROL
L’estratto di polline di colza (Brassica
napus) promuove in fagiolo l’allungamento
degli internodi del fusto (1941)
BRASSINOSTEROIDI
Nel 1979 identificata la struttura
Brassinolide (BL) A partire dal polline
Brassinolide (BL) 1979
Castasterone (CS)
L'ormone di riferimento è il brassinolide, una molecola a 28 atomi di carbonio che sembra avere i ruoli biologici più marcati.
Anche il castasterone è un ormone biologicamente attivo.
BRASSINOSTEROIDI
Prodotti in: Polline Antere Semi Foglie Fusti Radici Fiori Tessuti giovani230 Kg polline di colza
10 mg BL
I BR sono presenti in basse concentrazioni
Relazioni struttura-attività
Funzione glicolica cis-vicinale in C2 e C3 Anello B lattonico a sette termini
Gruppi idrossilici in C22 e C23 della catena laterale Modifiche gruppo funzionale in C24
Brassinolide (BL) 1979
Effetti fisiologici dei BRASSINOSTEROIDI (BR)
• promuovono distensione e divisione cellulare nel fusto
• promuovono e inibiscono la crescita della radice in funz della conc
• promuovono lo sviluppo dello xilema
• necessari per lo sviluppo del tubetto pollinico • promuovono la germinazione dei semi
Castasterone (CS)
BRASSINOSTEROIDI
Brassinolide (BL) 1979
Effetti fisiologici dei BRASSINOSTEROIDI (BR)
• promuovono distensione e divisione cellulare nel fusto
• promuovono e inibiscono la crescita della radice in funz della conc
• promuovono lo sviluppo dello xilema
• necessari per lo sviluppo del tubetto pollinico • promuovono la germinazione dei semi
Castasterone (CS)
BRASSINOSTEROIDI
Promuovono lo sviluppo dello xilema
Reprinted from Szekeres, M. et al. (1996) Brassinosteroids rescue the deficiency of CYP90, a cytochrome P450, controlling cell elongation and de-etiolation in Arabidopsis. Cell 85: 171–182with permission from Elsevier.
Wild type
Mutanti BR-deficienti mostrano un
pattern alterato del tessuto
vascolare: sovraproduzione di floema (p) e sottoproduzione di xilema cpd
p
p
x
x
Necessari per lo sviluppo del tubetto pollinico Filament elongation Pollen development Pollen tube elongation
Image credits: Safro; Graham Matthews; Szumlanski, A.L., and Nielsen, E. (2009). The Rab GTPase RabA4d regulates pollen tube tip growth in Arabidopsis thaliana. Plant Cell 21: 526-544.
I BRs contribuiscono alla resistenza ai patogeni Pathogen response genes PATHOGENS BRs RESISTANCE BRs inducono la risposta ai patogeni insieme ad altri
ormoni ed elicitori
BR treated Control
Il trattamento con BRs induce una
maggiore resistenza ad alcuni
patogeni, inclusi virus, funghi e batteri
I BRs contribuiscono alla tolleranza agli stress ambientali Antioxidants STRESS BRs Tolerance Heavy metals (OUT) Heavy metals (IN) Uptake Detox BRs CELLULAR DAMAGE BRs contribuiscono alla produzione di antiossidanti BRs interferiscono con l’assorbimento dei metalli pesanti o promuovono la loro detossificazione
In agricoltura, la manipolazione dei livelli di BR:
• può incrementare le rese dei raccolti
• Architettura della pianta, dimensioni del fusto, orientamento delle foglie • Resistenza ai patogeni e a stress ambientale
• Fruttificazione del pomodoro
I BRs contribuiscono alla maturazione dei frutti usati in viticoltura I livelli endogeni di BRs aumentano durante la maturazione BRs esogeni accelerano la maturazione; inibitori la rallentano
Symons, G.M., Davies, C., Shavrukov, Y., Dry, I.B., Reid, J.B., and Thomas, M.R. (2006). Grapes on steroids. Brassinosteroids are involved in grape berry ripening. Plant Physiology 140: 150-158.
