Estudios de la interaccion de compuestos fenólicos gabaérgicos con membranas a través de 1H-RMN

REINER G.N.; DE PAULA E ; FRACETO LF; GARCÍA D.A.

Mar del Plata

Congreso; XXIX Congreso Argentino de Química; 2012

Asociación Química Argentina

IntroducciónLos principales mecanismos moleculares involucrados en la actividadestimulatoria e inhibitoria del Sistema Nervioso Central incluyen la neurotransmisiónGABAérgica, glutamatérgica y colinérgica, siendo el receptor GABAA el principalreceptor inhibitorio de dicho sistema [1,2]. Nuestro grupo ha descripto que varioscompuestos fenólicos derivados del propofol, un conocido agente gabaérgico, poseenefectos positivos sobre el receptor GABAA [3-6]. Por otra parte, demostramos queestos compuestos son altamente lipofílicos con capacidad para interactuar conmembranas modificando sus propiedades [7-9]. De esta manera, teniendo en cuentaque el receptor GABAA está inserto en una estructura supramolecular altamentedinámica como la membrana biológica, es posible sugerir que en los efectosfarmacológicos demostrados para este tipo de compuestos podrían subyacerfenómenos inespecíficos como disparadores de la modulación de la organizaciónmolecular, la cual, en última instancia, podría ser la responsable al menos en parte dela modulación del receptor. Por esta razón, en el presente trabajo se analiza por 1HRMNla interacción entre algunos compuestos fenólicos, con probada actividadfarmacológica, con modelos de membrana.MetodologíaLos compuestos fenólicos incluídos en este trabajo fueron: eugenol, timol,propofol y carvacrol y clorotimol. Propofol es un compuesto de síntesis, clorotimol esun monoterpenoide derivado de timol. Timol y carvacrol son extraídos de aceitesesenciales de numerosas especies de tomillo (género Thymus) y de orégano (gen.Origanum) respectivamente, mientras eugenol se encuentra en numerosas especiescomo la albahaca y el clavo de olor (gen. Ocimum y Syzygium) [10,11].Fueron colectados espectros 1D de 1H-RMN (500 MHz) de cada compuestopuro, de vesículas unilamelares de fosfatidilcolina de huevo (EPC) y de muestrasconteniendo el compuesto más vesículas unilamelares de EPC. Previamente, fuerondeterminados además los coeficientes de partición EPC/agua de cada compuesto paraseleccionar la relación molar a usar en los experimentos de RMN.A partir de estos espectros, se realizó la asignación de picos para los átomosde hidrógeno tanto de EPC como de cada compuesto fenólico, de acuerdo con losdatos de la literatura [12-14]. A partir de los valores de desplazamientos químicos (CS)de los hidrógenos de cada compuesto, determinados en agua o en presencia de EPC,se calculó el cambio de desplazamiento (CS), siendo realizado además esteprocedimiento para los hidrógenos de EPC.También fueron determinadas las variaciones en los tiempos de relajaciónlongitudinal (T1) de los átomos de hidrógeno como medida de la interacción de loscompuestos con las vesículas de EPC [12,13].ResultadosAlteraciones en los corrimientos químicos de los hidrógenos (CS≠0) indicaríanvariaciones en el ambiente químico de los núcleos, considerándose como mássignificativas alteraciones mayores a 0.05 ppm [13]. El análisis de los datos mostróque los hidrógenos de los compuestos, en general, presentan variaciones significativasen los valores de CS cuando están en presencia de vesículas fosfolipídicas, indicandoque interactúan con las mismas. A partir de los valores de T1 es posible determinar elgrado de movilidad de las distintas partes del compuesto cuando interaccionan con loscomponentes de la membrana y viceversa. Los resultados mostraron una disminuciónen los T1 de la mayoría de los hidrógenos de los compuestos fenólicos lo que revela suinteracción (inmovilización de la molécula entera) con la bicapa lipídica.Por otro lado, también fueron detectados cambios en CS y T1 de los hidrógenosde la molécula de EPC en presencia de los diferentes fenoles. El efecto de cortoalcance de corriente del anillo, causado por el anillo aromático de los fenoles, afectaríael ambiente electrónico de los hidrógenos de EPC modificando los CS, lo cual aportainformación directa sobre la localización preferencial de los compuestos dentro de lamembrana [13]. Así, los datos reflejan que todos los fenoles se ubicarían entre elglicerol y la molécula de colina, ocupando clorotimol y propofol posiciones másprofundas en esta misma región. Del mismo modo, los cambios encontrados en T1para EPC nos indicarían que existen variaciones en la dinámica molecular de lamembrana (menos movilidad) en presencia de estos compuestos, principalmente en lazona de las cadenas hidrocarbonadas y glicerol.ConclusionesLos resultados descriptos indican que todos los compuestos se insertan en lasvesículas fosfolipídicas de EPC, ubicándose preferentemente en la zona de lascabezas polares (colina) y el glicerol, ocupando los compuestos más lipofílicos(propofol y clorotimol) posiciones más profundas en esta región. Esta localización delos fenoles induciría la reducción de la repulsión entre cabezas polares permitiendo unmayor acercamiento intermolecular y disminuyendo finalmente el grado de movilidadde las cadenas hidrocarbonadas. Este resultado concuerda con lo descriptorecientemente por nuestro grupo, utilizando capas monomoleculares fosfolipídicas yepifluorescencia [8].Referencias1. Mac Donald and Olsen (1994). Biochem Pharmacol. 68,16752. Rudolph and Mohler (2004). Annu Rev Pharmacol Toxicol. 44, 475.3. Sánchez et al. (2004). Coll Surf B. 34, 774. García et al. (2006). Neuropharmacol. 50, 255. García et al. (2008). Eur J Pharm. 600, 266. Reiner et al. (2010) XXII Reunión Anual de la Sociedad Argentina de Investigaciónen Neurociencias.7. Reiner et al. (2009) J Pharm Biomed Anal 49, 686.