Constituyentes químicos y actividad farmacológica del ajo (Allium sativum L.)

Las plantas medicinales se han usado desde la antigüedad para la atención de la salud humana en forma de medicinas tradicionales, especias y otros componentes alimenticios. El ajo (Allium sativum L.) es una planta herbácea aromática que se consume en todo el mundo como alimento y remedio tradicional para diversas enfermedades. Se ha informado que posee varias propiedades biológicas que incluyen actividades anticancerígenas, antioxidantes, antidiabéticas, renoprotectoras, antiateroscleróticas, antibacterianas, antifúngicas y antihipertensivas. A. sativum es rico en varios fitoconstituyentes que contienen azufre, como aliina, alicina, ajoenes, vinilditiinas y flavonoides como la quercetina. Los extractos y compuestos aislados de A. sativum se han evaluado para diversas actividades biológicas, incluidas actividades antibacterianas, antivirales, antifúngicas, antiprotozoarias, antioxidantes, antiinflamatorias y anticancerígenas, entre otras. Este articulo examina la composición fitoquímica, farmacocinética y actividades farmacológicas de los extractos de A. sativum, así como su principal componente activo, la alicina.

Las plantas medicinales son buena fuente de moléculas farmacológicamente activas. Recientemente, los antibióticos y la mayoría de las drogas en el mercado han mostrado síntomas no deseados y aparición de microorganismos patógenos resistentes, efectos tóxicos relacionados con los medicamentos, por lo tanto, se ha prestado mucha atención a los extractos de hierbas y moléculas farmacológicamente activas extraídas de diferentes especies de plantas que se utilizan en la medicina tradicional. Se ha informado que muchas especies de plantas ejercen propiedades farmacológicas debido a sus fitoconstituyentes como los glucósidos, alcaloides, saponinas, esteroides, flavonoides, taninos y terpenoides (por ejemplo, monoterpenos, diterpenos y sesquiterpenos). Hoy en día, el ochenta por ciento de la población mundial depende de las medicinas tradicionales como atención primaria de salud.

 El ajo es una especia herbácea anual aromática y una de las hierbas más antiguas que se han utilizado desde la antigüedad como medicina tradicional. Se utiliza como remedio contra varias enfermedades comunes como el resfriado, la gripe, las mordeduras de serpientes y la hipertensión. Sus componentes activos reducen el riesgo de diabetes y enfermedades cardiovasculares, protegen contra las infecciones mediante la activación del sistema inmunitario y tienen propiedades antimicrobianas, antimicóticas, antienvejecimiento y antienvejecimiento, que se confirman con datos epidemiológicos de estudios clínicos en humanos. El ajo también se ha utilizado para cocinar como especia que puede dar sabor a los alimentos durante el proceso de cocción. Además se han identificado otros usos terapéuticos que incluyen el tratamiento de trastornos pulmonares, tos ferina, trastornos estomacales, resfriado, dolor de oído y ayuda a prevenir enfermedades cardiovasculares. Se ha informado que el ajo crudo y sus productos transformados contienen varios compuestos de azufre que se han incluido en varios tipos de preparaciones.

La alicina [S- (2-propenil) -2-propeno-1-sulfinotioato], el compuesto del ajo que contiene azufre más biológicamente activo, es responsable de su olor y sabor. La aliina (S-alil-L-cisteína sulfóxido) es el principal precursor de la alicina, que representa alrededor del 70% del total de tiosulfonatos existentes en los dientes de ajo aplastados. La alicina es un compuesto de azufre soluble en lípidos, que se puede dañar fácilmente al cocinar. También se han informado diversas actividades farmacológicas para los extractos y compuestos aislados de ajo.

Los componentes químicos del Ajo

Los bulbos de ajo contienen cientos de compuestos fitoquímicos que incluyen compuestos que contienen azufre (ver Tabla 1) tales como ajoenos (E-ajoeno, Z-ajoeno), tiosulfonatos (alicina), vinilditiinas (2-vinil- (4H) -1,3-diti vinil- (4H) -1,2-ditiina), sulfuros (disulfuro de dialilo (DADS), trisulfuro de dialilo (DATS)) y otros que representaron el 82% del contenido total de azufre en ajo. S-propil-cisteína-sulfóxido (PCSO), alicina y S-metilcisteína-sulfóxido (MCSO) son las principales moléculas odoríferas de los homogenados de ajo recién molido. PCSO puede producir más de cincuenta metabolitos dependiendo del contenido de agua y la temperatura, la enzima alinasa puede actuar sobre la mezcla de MCSO, PCSO y aliina para producir otras moléculas, como el alil metano tiosulfatos, metil metanostonato y otros tiosulfatos correspondientes (R-S-S-R0), por los cuales R y R0 son grupos alilo, propilo y metilo.

Las formulaciones de ajo consisten en varios compuestos organosulfurados, N-acetilcisteína (NAC), S-alil-cisteína (SAC) [33] y S-aliado-mercaptocisteína (SAMC), que se derivan de la aliina. En particular, el SAC tiene capacidades antioxidantes, antiinflamatorias, redox, proenergéticas, antiapoptóticas y de señalización, mientras que el SAMC muestra una actividad anticancerosa al prevenir la multiplicación de las células cancerosas. La alicina (tiosulfonato de alilo) es un tioéster de ácido sulfénico y su efecto farmacológico se atribuye a su actividad antioxidante, así como a su interacción con las proteínas que contienen tiol.

Actividades farmacológicas del ajo y sus compuestos relacionados

Actividad antibacteriana

 Se ha reportado gran actividad antimicrobiana del ajo (relacionada al compuesto alicina) contra una gran variedad de microorganismos, incluidas las bacterias resistentes a los antibióticos, Gram-positivas y Gram-negativas, como Shigella, Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella aerogenes, Vibrio, micobacterias, Proteus vulgaris y Enterococcus faecalis. La actividad antimicrobiana de la alicina se debe a su interacción química con enzimas que contienen tiol, por ejemplo, tiorredoxinreductasa, ARN polimerasa, andalcoholdehidrogenasa por oxidación de la proteincisteína o residuos de glutatión en condiciones fisiológicas.

Actividad antifúngica

Los extractos de ajo mostraron un efecto fungicida de amplio espectro contra una amplia gama de hongos, incluyendo especies de Candida, Torulopsis, Trichophyton, Cryptococcus, Aspergillus, Trichosporon y Rhodotorula. Recientemente, se descubrió que el extracto de ajo inhibía la germinación y el crecimiento de Meyerozyma guilliermondii y Rhodotorula mucilaginosa. Otro estudio informó la actividad antifúngica de varios extractos de A. sativum,  contra hongos patógenos humanos Trichophytonverrucosum, T.mentagrophytes, T.rubrum, Botrytiscinerea, especies de Candida, Epidermophyton fl occosum, Aspergillus niger, A. fl avus, Rhopus, Rhopus stolonifera, Microsporum gypseum, M. audouinii, Alternaria alternate, Neofabraea alba y Penicillium expansum. El extracto de ajo actuó al afectar la pared celular fúngica y causar cambios ultraestructurales irreversibles en las células fúngicas, lo que condujo a la pérdida de integridad estructural y afectó la capacidad de germinación. Estos cambios en el contenido citoplasmático conducen a daños en los núcleos y orgánulos celulares que finalmente conducen a la muerte celular.

Actividad antiprotozoaria

 Varios estudios informaron la actividad antiprotozoaria de los extractos de ajo y sus fitoquímicos contra varios parásitos protozoarios. Por ejemplo, un estudio in vitro reveló que los extractos acuosos, etanólicos y de diclorometano de A. sativum exhibieron actividad antihelmíntica contra Haemonchus contortus y el extracto etanólico fue el más efectivo, mientras que el extracto acuoso de ajo mostró una potente actividad contra Trichuris muris y Angiostrongylus cantonensis. Abdel-Hafeez y col. mostró que el extracto de ajo inhibió el crecimiento de Blastocystis spp. in vivo y esta actividad atribuida a que los extractos de ajo contienen varios fitoquímicos, por ejemplo, los tiosulfonatos son uno de los compuestos bioactivos que poseen actividad antibacteriana relacionada con la inhibición de las enzimas tiol que se presenta en varios microorganismos. La alicina también actúa previniendo el ARN del parásito, así como la síntesis de ADN y proteínas.

Actividad antiviral

La actividad antiviral de los extractos de ajo se ha evaluado contra la influenza B, el rinovirus humano tipo 2, el citomegalovirus humano (HCMV), el virus de la parainfluenza tipo 3, el herpes simple tipo 1 y 2, el virus vaccinia y el virus de la estomatitis vesicular.

Actividad anticancerígena

Se descubrió que el extracto de ajo es un anticancerígeno efectivo y altamente específico en comparación con 33 extractos vegetales contra diferentes células cancerosas. Shang y col.  informaron que los mecanismos anticancerígenos de los extractos de ajo se atribuyeron a la inhibición del crecimiento y la proliferación celular, la regulación del metabolismo carcinógeno, la estimulación de la apoptosis, la prevención de la angiogénesis, la invasión y la migración y, por lo tanto, la reducción de los efectos negativos del agente anticancerígeno. En 1960, se informó que las células tumorales fueron destruidas cuando se incubaron en una solución de alicina. Se informó que la alicina aislada del ajo suprime la metástasis del cáncer colorrectal al mejorar la función inmune y prevenir la formación de vasos tumorales. Además, en el tratamiento del cáncer de páncreas mejora el silenciamiento génico y restringe la proliferación de células cancerosas. Zhang et al.  reveló que la alicina puede prevenir la proliferación y la inducción de la proliferación de células MGC 803 en las células del cáncer gastrointestinal, que pueden lograrse a través de la mejora de la expresión de p38. En particular, Fleischauer y Arab informaron que la ingesta continua de ajo podría disminuir los diferentes tipos de propagación del cáncer, tales como pulmón, colon, estómago, mama y próstata. El Z-ajoeno ha mostrado actividades antiproliferativas contra los diferentes tipos de cáncer. Se descubrió que estimula la apoptosis en las células leucémicas humanas al promover la producción de peróxido, actividades similares a caspasa-3 y caspasa-8.

Actividad contra la enfermedad de Alzheimer

La enfermedad de Alzheimer (EA) es la principal causa de demencia en los ancianos con trastornos neurodegenerativos y cerebrovasculares. La acetilcolinesterasa (AChE) es la enzima principal que convierte la acetilcolina (ACh) en el sistema nervioso en acetato y colina. La reducción de ACh en el sistema nervioso central ha estado involucrado en la fisiopatología notada en EA. Sorprendentemente, el aceite de los bulbos de ajo suprimió la actividad de AChE del sinaptosoma de la corteza cerebral y exhiben propiedades antioxidantes, inhibiendo así la actividad de AChE.

Haideretal. informó que la ingesta prolongada de ajo está relacionada con la promoción de la función de memoria mediante la determinación de los niveles del neurotransmisor, la serotonina. El consumo in vivo de extractos de A. sativum ha demostrado que mejora la memoria al eliminar los radicales libres que causan daño oxidativo e inhiben la enzima AChE. Se observó que la alicina inhibe las enzimas AChE y butirilcolinesterasa (BuChE) (enzimas que descomponen el neurotransmisor colina) que aumentan sucesivamente la concentración de ACh en el cerebro. Por lo tanto, retrasó el deterioro cognitivo y la demencia.

También se ha reportado que el ajo tiene efectos inmunomoduladores, antiinflamatorios y antioxidantes, y esto se centró en el efecto conocido del ajo y sus compuestos relacionados principalmente a la alicina en la inhibición de las enzimas AChE y BuChE. Terapia de combinación de alicina con inhibidores de colinesterasa (CHEI) que incluye; La rivastigmina, la galantamina y el donepezilo son ahora los más utilizados para el tratamiento de la EA, ya que tienen la capacidad de corregir la deficiencia colinérgica observada con la EA. Los antioxidantes como el tocoferol, la selegilina y el ácido ascórbico (vitamina C) fueron considerados como una posible terapia preventiva para EA. Recientemente, se ha demostrado que la alicina tiene un efecto protector sobre el daño neuronal isquémico o traumático controlado por la apoptosis y las vías de estrés oxidativo.

Efecto sobre la dislipidemia

 Se sabe que la dislipidemia es la principal causa de infarto de miocardio y enfermedades cardiovasculares definidas por altos niveles de triglicéridos (TG), LDL, colesterol total (TC) y bajo nivel de HDL. Se ha investigado las preparaciones de ajo y sus fitoquímicos al tratar la hipercolesterolemia al prevenir el colesterol y al inhibir la oxidación de las lipoproteínas de baja densidad (LDL y HDL). Además, el ajo reduce el nivel de colesterol estimulando la excreción de esteroides ácidos y neutros.

Efecto sobre la diabetes mellitus

Extracto de ajo presento un efecto antidiabético en un estudio con ratones y conejos diabéticos. Otro estudio clínico examinó el efecto antidiabético de la administración de píldoras de ajo a 900 mg / día en pacientes con diabetes tipo II e hiperlipidemia e informaron que las píldoras de ajo disminuyen el colesterol, los lípidos en suero y el azúcar en sangre en ayunas. Además, el disulfuro de alil propilo, la alicina, el sulfóxido de cisteína y el sulfóxido de cisteína S-alilo disminuyeron el nivel de glucosa en la sangre al prevenir la activación de la insulina causada por el hígado, mejorando la secreción de insulina de células beta pancreáticas. Zhai y col. También se informó que el aceite de ajo disminuye la amilasa sérica, el aspartato sérico y las transferasas de alanina y la fosfatasa alcalina en ratas diabéticas.

Efecto sobre la obesidad

La obesidad es el problema de salud más común que puede conducir a muchas dolencias como hipertensión, dislipidemia, trastornos cardiovasculares y síndrome metabólico. Se ha reportado que el uso de extracto de ajo produce una reducción del peso corporal y la masa de tejido adiposo y mejora los perfiles de lípidos en plasma en ratones con obesidad. Además, Lee et al.  revelaron que el efecto antiobesidad de los extractos de ajo se ha atribuido a la estimulación de la proteína quinasa activada por AMP (AMPK), así como al aumento de la termogénesis y la disminución de la expresión de múltiples genes relacionadas a la adipogénesis. Se encontró que el ajoene aislado de los extractos de ajo estimula la apoptosis, disminuye la acumulación de grasa en los adipocitos 3T3-L1 y disminuye drásticamente el aumento de peso corporal en ratones sin afectar la cantidad de ingesta de alimentos.

La actividad antihipertensiva

Varshney Budo informó la función esencial del ajo en el control de los factores de riesgo cardiovascular, ya que se sabe que disminuye significativamente la presión arterial sistólica y diastólica. Las formulaciones de ajo se han usado ampliamente para inhibir y aliviar trastornos cardiovasculares como hipertensión, arritmia, trombosis, hiperlipidemia y aterosclerosis. Varios estudios experimentales y en humanos informaron el efecto antihipertensivo de los extractos de ajo y sus moléculas bioactivas derivadas.

El mecanismo principal del efecto antihipertensivo de los extractos de ajo es que el ajo contiene muchas moléculas de azufre activas que se ha demostrado que estimulan los factores que constriñen y relajan el endotelio y conducen a una presión arterial más baja. También se ha demostrado que el ajo estimula la producción de óxido nítrico (NO) y sulfuro de hidrógeno (H2S) que finalmente conduce a la vasodilatación. Por lo tanto, el ajo se usa como planta medicinal para controlar la presión arterial en todo el mundo. Además, el ajo exhibió un papel significativo en la inhibición de la trombosis, así como en la adhesión o agregación plaquetaria en humanos. Además, se ha informado que el ajo reduce el riesgo de viscosidad plasmática, angina inestable y trastornos oclusivos arteriales periféricos y aumenta la elasticidad de los vasos sanguíneos y la perfusión de los capilares. Se informó que la gamma-glutamilcisteína aislada del ajo disminuye la presión sanguínea al inhibir la enzima convertidora de angiotensina (ECA).

Conclusiones

Esta revisión se centró en los componentes químicos y las actividades farmacológicas de A. sativum. Los compuestos que contienen azufre, como la aliina, la alicina, los ajoenos, las vinilditiinas y los sulfuros, son los principales componentes de los extractos de A. sativum. Se informó que los extractos y compuestos aislados de A. sativum poseen varias propiedades biológicas que incluyen actividades anticancerígenas, antioxidantes, antidiabéticas, renoprotectoras, antiateroscleróticas, antibacterianas, antifúngicas, antiprotozoarias y antihipertensivas. El ajo también es conocido por tener actividades inmunomoduladoras y antiinflamatorias. La alicina, la sustancia activa del ajo, puede inducir agitación, especialmente si se administra en dosis altas. Además de eso, se ha informado que A. sativum afecta la farmacocinética de los fármacos antirretrovirales, así como los anticoagulantes. Por lo tanto, se debe tener debidamente en cuenta al usar el ajo como medicamento para el tratamiento de diferentes enfermedades.

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