¿Se puede utilizar la sanguinarina en la nutrición animal?

Los alcaloides son una especie de fitoquímicos naturales derivados de microorganismos, plantas y animales. Al contener 1 átomo de nitrógeno (receptor de protones) y 1 o más iones de raíz de imina (donante de protones), los alcaloides son fáciles de formar enlaces de hidrógeno con proteínas, enzimas y receptores, y tienen efectos biológicos únicos.

La sanguinarina (C20H15O5N) es un tipo de alcaloide de isoquinolina de fenilfenantina, que se encuentra principalmente en la planta de sanguinaria Sanguinaria canadensis, Argemone mexicana, amapola espinosa mexicana, Chelidonium majus, Macleaya cordata y Poppy fumaria (Fumariaceae). Su actividad química se basa en la nucleofilicidad de su grupo imina y puede estar involucrada en la inhibición de oxidasas y/o captación de oxidantes. Se demostró que la sanguinarina posee efectos antibacterianos, antioxidantes y antiinflamatorios y también se usa para controlar la esquistosomiasis, además, puede desarrollarse como un agente para el tratamiento del cáncer de próstata. Él extracto de alcaloides es ampliamente utilizado en medicamentos, bioplaguicidas, medicamentos veterinarios y otros productos, especialmente como plaguicidas derivados de plantas debido a su fácil degradación, menor contaminación y resistencia.

Actualmente, Sanguinarine se ha utilizado en clínicas humanas y animales. En China, la sanguinarina se ha utilizado como aditivo en piensos para sustituir a los antibióticos en la cría de cerdos y aves de corral. Este artículo presentará las principales funciones y mecanismos biológicos de la sanguinarina y su aplicación en la nutrición animal.

Funciones biológicas de la sanguinarina

Antibacteriano

En las pruebas antibacterianas, la sanguinarina mostró actividad antibacteriana sostenida. Erythrorhizine y sus derivados mostraron una fuerte permeabilidad celular y mostraron resistencia a Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Salmonella gallinae, Klebsiella, Mycobacterium foreskin y Candida albicans a la concentración inhibitoria mínima (MIC) de 6.25 μg/mL. Otros estudios informaron que la MIC fue de 1.6 a 6.3 μg/ml y la sanguinarina mostró un efecto inhibidor sobre las bacterias grampositivas. En la aplicación clínica humana, los alcaloides de fenfenidina se usan a menudo para tratar enfermedades periodontales. Los dentífricos y enjuagues bucales con efecto antibacteriano contienen generalmente una concentración de cloruro de sanguinarina soluble en agua al 0.3%. Además, la sanguinarina también inhibe eficazmente la producción de sulfuros volátiles que provocan el mal aliento. Además, la sanguinarina tiene un efecto inhibitorio sobre algunos hongos, como las cepas de trichophyton, microspora Canis, Trichophyton floccus y Aspergillus fumigatum. En comparación con la aureomicina, la sanguinarina tuvo un efecto inhibidor más fuerte sobre algunos patógenos, como la salmonella, Staphylococcus aureus y Escherichia coli, pero tuvo un efecto inhibidor menor sobre los probióticos, como Bacillus subtilis. Además, la sanguinarina tiene un fuerte efecto secuestrante sobre el biofilm de los patógenos antes mencionados (como salmonella, Staphylococcus aureus y Escherichia coli, etc.), lo que proporciona una nueva solución a muchos problemas causados ​​por el abuso de antibióticos en la acuicultura ( como la resistencia a los medicamentos, la contaminación ecológica, etc.).

Los estudios han identificado dos mecanismos antibacterianos de la sanguinarina, es decir, desempeña un papel antibacteriano al alterar el anillo Z e inhibir la división celular. Específicamente, se une a la proteína Z filamentosa sensible a la temperatura de la proteína de división celular bacteriana (FtsZ), que inhibe la formación del anillo Z e induce el alargamiento celular sin afectar la replicación del ADN y la separación bacterioide.

Anti-inflamación

La inflamación es una respuesta defensiva de los tejidos vivos con sistema vascular a los factores de lesión, y la sanguinarina tiene una fuerte actividad antiinflamatoria. También se ha demostrado que el clorhidrato de hemaglutinina inactiva directamente los fagos de tipo 1017 y T2 que actúan sobre E. coli. El factor nuclear kappa B (NF-κB) es un regulador bien conocido que participa en la expresión de más de 200 genes y se ha asociado con la actividad de muchas enfermedades inflamatorias, incluido el cáncer. NF-κB existe en el citoplasma como un complejo heterotriplete compuesto por subunidades P50, P65 e IκBa en un estado inactivo. Cuando se activa, la subunidad IκBa se fosforila, ubiquitina y degrada secuencialmente para liberar el complejo heterodímero P50-P65, que se transporta al núcleo. La inflamación se produce sobre la base de la estimulación por otros factores proinflamatorios, como lipopolisacárido, factor de necrosis tumoral (TNF), interleucina-1, etc. Se trataron células ml-1a de médula ósea humana con factor de necrosis tumoral para activar rápidamente NF-κB . Este proceso de activación es completamente inhibido (dependiendo de la dosis y el tiempo de tratamiento) por el alcalino, que no inhibe la unión de la proteína NF-κB al ADN pero inhibe directamente la vía que conduce a la activación de NF-κB (que inhibe la fosforilación de la subunidad IκBa).

antitumoral

Las propiedades antitumorales de la sanguinarina han sido confirmadas recientemente por investigadores. Los datos in vitro mostraron que la concentración de sanguinarina en la mayoría de los casos fue inferior a 10 μmol/mL. La sanguinarina induce la división celular para que se detenga en diferentes momentos o induce la apoptosis de varias células cancerosas. Los estudios clínicos también han demostrado que el cáncer de próstata se puede tratar en combinación con inhibidores de la ciclooxigenasa (COX-2) y sanguinarina. La sanguinarina también se ha desarrollado como agente para tratar lesiones causadas por la exposición a los rayos UV, como el cáncer de piel.

Antioxidacion

La sanguinarina tiene un fuerte efecto antioxidante, que puede eliminar eficazmente los radicales libres y proteger el daño oxidativo de las proteínas y el daño por carbonilación. También puede inhibir significativamente el daño oxidativo de los lípidos y el ADN. También se ha demostrado que la hematoglifina inhibe la escisión oxidativa inducida por phobolol, en la que la enzima más importante es el complejo de nicotinamida adenina dinucleótido fosfato (NADPH) oxidasa. La sanguinarina puede ejercer su función antioxidante al bloquear la actividad de la NADPH oxidasa, lo que sugiere que la sanguinarina es un inhibidor de enzimas en lugar de un eliminador de oxígeno activo. Dado que la NADPH oxidasa juega un papel importante en la generación de ROS inducida por la angiotensina Ⅱ, se especula que la sanguinarina puede inhibir la producción de ROS al disminuir la expresión de NADPH oxidasa.

parásito

Se ha informado que la sanguinarina tiene un buen efecto letal sobre una variedad de parásitos. La sanguinarina tiene un buen efecto letal sobre la tiña mediana de los peces, y la tasa de muerte puede alcanzar el 100 % en condiciones de laboratorio, y la concentración media efectiva (EC50) es de 0.37 mg/L. Además, la sanguinarina también tiene el efecto de antiplasmodio, tripanosoma, ameba y leptospira mortal. Se ha informado que la sanguinarina tiene una fuerte actividad contra el esquistosoma, y ​​la concentración de sanguinarina contra Schistosoma mansoni adulto in vitro es de 10 μmol/L. Además, el estudio SEM mostró que la sanguinarina causó una severa erosión y colapso de la superficie del cuerpo del gusano. Se ha informado que el mecanismo del efecto asesino de caracoles de la sanguinarina puede ser que los cambios en el contenido de glucógeno hepático y algunas actividades enzimáticas importantes causadas por la sanguinarina pueden provocar daños en la función hepática de la oncomelania hupensis. La sanguinarina puede dañar la superficie corporal y la ultraestructura del dactylogyrus, y también afectar el sistema enzimático antioxidante del dactylogyrus y reducir su capacidad antioxidante.

Aplicación de la sanguinarina en la nutrición y alimentación animal

Desempeño que promueve el crecimiento

Aplicación de sanguinarina como aditivo para piensos en nutrición animal y piensos como sustituto de antibióticos. La sanguinarina se metaboliza en dihidrosanguinarina sin daño potencial en el cuerpo, y la dihidrosanguinarina no se reoxida a sanguinarina en el ambiente interno. El uso de sanguinarina en lugar de antibióticos puede mejorar el rendimiento de crecimiento de los animales. La sanguinarina de 0.75 mg/kg en la dieta tiene el mejor efecto en los lechones destetados, aumentando el peso corporal y la ganancia diaria al mismo tiempo que disminuye la relación alimento/ganancia. De manera similar, en comparación con los pollos de engorde alimentados con la dieta basal, el peso corporal final, la ganancia diaria promedio y la tasa de conversión alimenticia de los pollos de engorde alimentados con la dieta basal suplementada con 0.30 y 0.75 mg/kg de sanguinarina mejoraron significativamente. Además, en comparación con el grupo de control, la sanguinarina dietética mejoró significativamente el rendimiento de crecimiento de la carpa. El posible mecanismo de la sanguinarina para mejorar el rendimiento del crecimiento animal es el siguiente:

1) La sanguinarina inhibe irreversiblemente la actividad de la L-aminoácido descarboxilasa en el tracto gastrointestinal, reduce la degradación de los aminoácidos aromáticos, mejora la eficiencia de utilización del triptófano y la fenilalanina en el intestino delgado, mejora la tasa de retención de proteínas y aumenta la alimentación. ingesta de alimentación de los animales a través de la vía triptófano-hidroxitriptamina, favoreciendo así el crecimiento de los animales.

2) Los efectos antibacterianos y antiinflamatorios de la sanguinarina pueden aliviar eficazmente el estrés del destete, proteger la salud intestinal y reducir la tasa de diarrea de los lechones destetados, lo que puede ser la razón principal para mejorar el rendimiento del crecimiento de los animales.

3) Puede ser que la sanguinarina aumente la longitud relativa del yeyuno y el íleon, reduzca el peso relativo del yeyuno y cambie la morfología intestinal, promoviendo así la absorción efectiva de nutrientes y mejorando la digestibilidad de la dieta, mejorando así el rendimiento del crecimiento.

4) Puede ser que la función antioxidante de la sanguinarina reduzca la respuesta antioxidante del músculo, reduzca el estrés oxidativo y mejore el rendimiento del crecimiento.

Triptófano alternativo

Además de algunas propiedades comunes de los alcaloides, la sanguinarina tiene ciertos efectos sobre el metabolismo del triptófano. La posible forma en que la sanguinarina puede afectar el metabolismo del triptófano es que todos tienen una estructura de anillo similar que contiene nitrógeno, que puede unirse a enzimas clave del metabolismo de los aminoácidos aromáticos. La sanguinarina puede inhibir competitivamente la actividad de la triptófano descarboxilasa y reducir el metabolismo del triptófano. Sobre la base de una dieta baja en proteínas, la absorción neta de aminoácidos totales y aminoácidos esenciales en la vena porta puede incrementarse sin suplementos de triptófano en lugar de sanguinarina, pero la absorción neta de nitrógeno ureico en plasma en la vena porta no puede verse afectada. Además, las dietas bajas en proteínas suplementadas con sanguinarina tendieron a aumentar el contenido sérico de triptófano y, hasta cierto punto, afectaron la actividad de la triptófano descarboxilasa intestinal y redujeron significativamente el contenido de skocianina. La skocianina es un producto de degradación bacteriana del L-triptófano. La reducción del contenido de skocianina no solo puede mejorar el entorno de alimentación de los animales y el rendimiento del crecimiento, sino también reducir la contaminación ambiental.

Safety

Algunos alcaloides son altamente tóxicos y hay muchos casos de intoxicación humana. La toxicidad de la sanguinarina mostró que la tasa de mortalidad de ratas de 100 g inyectadas con 2 mg de clorhidrato de sanguinarina alcanzó el 100%. Mientras tanto, la sanguinarina puede cegar los ojos de las ratas albinas. La sanguinarina también es tóxica para algunos sistemas enzimáticos. La sanguinarina inhibe la oxidación de piruvato, lactato y succinato. La toxicidad in vivo causada por la sanguinarina se puede proteger mediante la inyección de etilenglicol con 15 a 20 minutos de anticipación, mientras que el daño al sistema enzimático in vitro no se puede reparar, pero se puede prevenir un daño mayor. Además, el uso excesivo (10 mg/kg) de hemagarina es tóxico para el hígado e induce una entrada dependiente de la concentración de iones de calcio extracelulares que conducen a la contractura del miocardio. Sin embargo, los estudios también han demostrado que la sanguinarina es segura en animales cuando se toma por vía oral en una dosis diaria de 5 mg/kg de peso corporal.

Referencia:

sciencedirecte: Efectos sobre la salud de los alcaloides de las plantas medicinales africanas