Estructura química de la espermidina
Manuel Sánchez 1, 2, Lorena Suárez 2, María Moreno-Luque 1, Irene Martínez-Ardines 3, Nereida González 1, Patricia Campo 3, Palmira Huerta-Cima 4, Javier Bordallo 1, 2 y Begoña Cantabrana 1, 2
1 Farmacología, Departamento de Medicina, Universidad de Oviedo.
2 Instituto Universitario de Oncología del Principado de Asturias (IUOPA)
3 Servicio de Salud del Principado de Asturias (SESPA)
4 Hospital Universitario Central de Asturias
Ponencia presentada en el XI Congreso de Fitoterapia Ciudad de Oviedo (13-15 de abril, 2018).
Resumen publicado en: Bachiller LI, Cayunao CI, Vanaclocha B (Eds.). Actas del XI Congreso de Fitoterapia Ciudad de Oviedo. Oviedo: Sociedad Asturiana de Fitoterapia, 2018. ISBN: 978-84-09-01429-3.
Las poliaminas, putrescina, espermidina y espermina, son compuestos policatiónicos que desempeñan importantes funciones biológicas en diferentes especies (1). En eucariotas, la putrescina es producida por decarboxilación de aminoácidos (principalmente ornitina y también arginina), transformándose en espermidina, por la espermidina sintasa, y ésta a espermina por la espermina sintasa (2). Las células disponen de poliaminas mediante síntesis endógena y por absorción de las presentes en el intestino por la ingesta de alimentos (3,4) la secreción pancreática (5) la descamación del epitelio intestinal y las producidas por la microbiota (6). Las células disponen de mecanismos de regulación de la homeostasis intracelular (2).
Estos compuestos son críticos en los mecanismos de división celular, cumpliendo funciones fisiológicas, pero también se han relacionado con diversas patologías hipertróficas y el cáncer (7). A nivel intestinal, las poliaminas se han relacionado con efectos tróficos y la regulación de la motilidad intestinal (8, 9). En modelos experimentales (ratones macho Swiss) determinamos (mediante cromatografía líquida) el contenido en poliaminas en el quimo y el producido por bacterias anaerobias de diferentes porciones del intestino (yeyuno, ciego y colon) y estudiamos su implicación en la modulación de la motilidad intestinal espontánea in vitro, en anillos de yeyuno y colon, centrándonos en la segmentación por ser complementaria en los procesos de absorción intestinal de nutrientes. Se observó variabilidad en el contenido de poliaminas en los tres segmentos intestinales estudiados (la putrescina es inferior en el íleon, la espermidina superior en el ciego y la espermina similar en los tres segmentos), poniéndose de manifiesto una fuente adicional por anaerobios. Estas aminas reducen la amplitud y frecuencia de contracciones, siendo más sensible el colon que el íleon y más eficaces la espermina y espermidina (10). Estos resultados sugieren que las aminas presentes en el contenido intestinal pueden actuar como mensajeros químicos modulando la motilidad y, presumiblemente, la absorción de nutrientes.
El hecho de que las poliaminas, entre otros constituyentes, se hayan relacionado con funciones intestinales (11, 12) y teniendo en cuenta las diferencias existentes entre las leches de diferentes madres (13, 14) y fórmulas infantiles (15) hemos estudiado, durante los primeros 30 días posparto, si el tipo de lactancia puede determinar el contenido en heces de los recién nacidos. Teniendo en cuenta que se absorben su contenido en heces podría indicar la capacidad de absorción intestinal. El estudio se llevó a cabo en mujeres caucásicas sanas de 20-40 años con partos naturales tras la semana 38 y heces de sus recién nacidos, recogidas el mismo día. Se analizaron las poliaminas en las leches maternas o fórmulas infantiles, en función del tipo de lactancia seguida, y en las heces de sus bebés.
El contenido en poliaminas en la leche materna aumenta a partir del tercer día posparto, siendo superior que en las fórmulas infantiles. La espermidina, la principal poliamina, aumenta 4 veces a lo largo del primer mes. En las heces de recién nacidos putrescina y espermidina tienden al aumento desde el día 3 al 7 tras el nacimiento, siendo superiores los valores obtenidos en la lactancia mediante fórmulas infantiles, y sin diferencias desde el día 15 entre ambos tipos de lactancia. Al relacionar el contenido ingerido con la presencia en heces, dependiendo del tipo de lactancia, se observó que los que recibieron fórmulas infantiles el contenido de putrescina y espermidina en heces es inversamente proporcional al ingerido. El análisis sugiere que la administración oral de estas aminas podría predecir su contenido en heces. La cadaverina fue la principal amina primaria en las heces, siendo superior en las fórmulas que en la leche materna, por lo que es un posible indicador del tipo de alimentación utilizado por los recién nacidos.16 Los datos sugieren, que las aminas en las heces podrían ayudar a estimar la cantidad de poliaminas a suplementar en las fórmulas infantiles, para que se asemejen a la leche materna.
Parece evidente la existencia de efectos funcionales de las poliaminas (y otras aminas biógenas), a nivel intestinal. No obstante, se requieren estudios para establecer los valores de ingesta fisiológicos, con utilidad clínica, a fin de no incurrir en potenciales riesgos en patologías asociadas con alteraciones en el metabolismo de poliaminas (17, 18).
Referencias
1. Michael AJ. Polyamines in Eukaryotes, Bacteria, and Archaea. The Journal of biological chemistry. 2016;291(29):14896-903.
2. Pegg AE. Functions of Polyamines in Mammals. The Journal of biological chemistry. 2016;291(29):14904-12.
3. Atiya Ali M, Poortvliet E, Stromberg R, Yngve A. Polyamines in foods: development of a food database. Food & nutrition research. 2011;55.
4. Larque E, Sabater-Molina M, Zamora S. Biological significance of dietary polyamines. Nutrition (Burbank, Los Angeles County, Calif). 2007;23(1):87-95.
5. Loret S, Brolet P, Pierzynowski S, Gouders I, Klimek M, Danielson V, et al. Pancreatic exocrine secretions as a source of luminal polyamines in pigs. Experimental physiology. 2000;85(3):301-8.
6. Jacobs DM, Gaudier E, van Duynhoven J, Vaughan EE. Non-digestible food ingredients, colonic microbiota and the impact on gut health and immunity: a role for metabolomics. Current drug metabolism. 2009;10(1):41-54.
7. Handa AK, Fatima T, Mattoo AK. Polyamines: Bio-Molecules with Diverse Functions in Plant and Human Health and Disease. Frontiers in chemistry. 2018;6:10.
8. Ray RM, Johnson LR. Regulation of intestinal mucosal growth by amino acids. Amino acids. 2014;46(3):565-73.
9. Wild GE, Searles LE, Koski KG, Drozdowski LA, Begum-Hasan J, Thomson AB. Oral polyamine administration modifies the ontogeny of hexose transporter gene expression in the postnatal rat intestine. American journal of physiology Gastrointestinal and liver physiology. 2007;293(2):G453-60.
10. Sanchez M, Suarez L, Andres MT, Florez BH, Bordallo J, Riestra S, et al. Modulatory effect of intestinal polyamines and trace amines on the spontaneous phasic contractions of the isolated ileum and colon rings of mice. Food & nutrition research. 2017;61(1):1321948.
11. Buts JP, De Keyser N, Kolanowski J, Sokal E, Van Hoof F. Maturation of villus and crypt cell functions in rat small intestine. Role of dietary polyamines. Digestive diseases and sciences. 1993;38(6):1091-8.
12. Wang J, Li GR, Tan BE, Xiong X, Kong XF, Xiao DF, et al. Oral administration of putrescine and proline during the suckling period improves epithelial restitution after early weaning in piglets. Journal of animal science. 2015;93(4):1679-88.
13. Atiya Ali M, Strandvik B, Sabel KG, Palme Kilander C, Stromberg R, Yngve A. Polyamine levels in breast milk are associated with mothers’ dietary intake and are higher in preterm than full-term human milk and formulas. Journal of human nutrition and dietetics : the official journal of the British Dietetic Association. 2014;27(5):459-67.
14. Plaza-Zamora J, Sabater-Molina M, Rodriguez-Palmero M, Rivero M, Bosch V, Nadal JM, et al. Polyamines in human breast milk for preterm and term infants. The British journal of nutrition. 2013;110(3):524-8.
15. Buts JP, De Keyser N, De Raedemaeker L, Collette E, Sokal EM. Polyamine profiles in human milk, infant artificial formulas, and semi-elemental diets. Journal of pediatric gastroenterology and nutrition. 1995;21(1):44-9.
16. Suarez L, Moreno-Luque M, Martinez-Ardines I, Gonzalez N, Campo P, Huerta-Cima P, et al. Amine variations in faecal content in the first weeks of life of newborns in relation to breastfeeding or infant formulas. (No Publicado, Enviado). 2018.
17. Arruabarrena-Aristorena A, Zabala-Letona A, Carracedo A. Oil for the cancer engine: The cross-talk between oncogenic signaling and polyamine metabolism. 2018;4(1):eaar2606.
18. Sivashanmugam M, J J, V U, K NS. Ornithine and its role in metabolic diseases: An appraisal. Biomedicine & pharmacotherapy = Biomedecine & pharmacotherapie. 2017;86:185-94.
