Ergosterol

El ergosterol (ergosta-5,7,22-trien-3β-ol) es un micosterol presente en las membranas celulares de hongos y protozoos , donde desempeña muchas de las mismas funciones que el colesterol en las células animales . Dado que muchos hongos y protozoos no pueden sobrevivir sin ergosterol, las enzimas que lo sintetizan se han convertido en objetivos importantes para el descubrimiento de fármacos . En la nutrición humana, el ergosterol es una provitamina de la vitamina D₂ _; la exposición a la luz ultravioleta (UV) provoca una reacción química que produce vitamina _D₂ .

El ergosterol (ergosta-5,7,22-trien-3β-ol) es un esterol presente en los hongos y recibe su nombre del cornezuelo , nombre común de los miembros del género fúngico Claviceps, del cual se aisló por primera vez. El ergosterol es un componente de las membranas celulares de la levadura y otros hongos , y desempeña muchas de las mismas funciones que el colesterol en las células animales. ^{[ 1 ]} Se cree que su especificidad en los hongos superiores está relacionada con las inestabilidades climáticas (condiciones de humedad y condensación muy variables) que estos organismos encuentran en sus nichos ecológicos típicos (superficies de plantas y animales, suelo). Por lo tanto, a pesar de los requerimientos energéticos adicionales de la síntesis de ergosterol (en comparación con el colesterol), se cree que el ergosterol ha evolucionado como una alternativa fúngica casi ubicua y evolutivamente ventajosa al colesterol. ^{[ 2 ]} Esta ventaja podría estar vinculada a la presencia de dos dobles enlaces conjugados en la estructura (anillo B) del ergosterol, lo que le confiere propiedades antioxidantes. ^{[ 3 ]} Además, la estructura del ergosterol parece haber sido ajustada con precisión para una interacción óptima con los lípidos saturados. ^{[ 4 ]}

El precursor inmediato del ergosterol en las levaduras es el ergosta-5,7,22,24(28)-tetraen-3β-ol. Uno de sus dobles enlaces es reducido por la enzima Δ ^{24(24 1 )} -esterol reductasa , que utiliza nicotinamida adenina dinucleótido fosfato (NADPH) como cofactor . ^{[ 5 ]}

ergosta-5,7,22,24(28)-tetraen-3β-ol

+ NADPH

 

 

H ⁺

 

H ⁺

 

 

ergosterol

+ NADP ⁺

 

El ergosterol es un precursor biológico de la vitamina D₂ _, cuyo nombre químico es ergocalciferol . La exposición de los champiñones blancos a la irradiación UV-C produce aumentos dependientes del tiempo en las concentraciones de vitamina D₂ en los champiñones. ^{[ 6 ] [ 7 ]} Los hongos se cultivan industrialmente para permitir la extracción de ergosterol y su preparación en polvo para su venta como suplemento dietético de vitamina _D₂ y aditivo alimentario . ^{[ 8 ]}

En la década de 1930 , las preparaciones de ergosterol irradiado que contenían una mezcla de previtamina y vitamina D2 _se denominaban viosterol . ^{[ 9 ]}

Debido a que el ergosterol está presente en las membranas celulares de los hongos, pero ausente en las de los animales, constituye una diana útil para los fármacos antifúngicos . El ergosterol también está presente en las membranas celulares de algunos protistas, como los tripanosomas . ^{[ 10 ]} Esta es la base del uso de algunos antifúngicos contra la tripanosomiasis africana occidental .

La anfotericina B , un fármaco antimicótico, actúa sobre el ergosterol. Se une físicamente al ergosterol dentro de la membrana, creando así un poro polar en las membranas fúngicas. Esto provoca la fuga de iones (principalmente potasio y protones ) y otras moléculas, lo que causa la muerte celular. ^{[ 11 ]} La anfotericina B ha sido reemplazada por agentes más seguros en la mayoría de los casos, pero aún se utiliza, a pesar de sus efectos secundarios, para infecciones fúngicas o protozoarias potencialmente mortales.

El fluconazol , el miconazol , el itraconazol , el clotrimazol y el miclobutanil actúan de forma diferente, inhibiendo la síntesis de ergosterol a partir de lanosterol al interferir con la 14α-desmetilasa . ^{[ 12 ]} El ergosterol es una molécula más pequeña que el lanosterol; se sintetiza combinando dos moléculas de farnesil pirofosfato, un terpenoide de 15 carbonos, para formar lanosterol, que tiene 30 carbonos. Posteriormente, se eliminan dos grupos metilo, dando lugar al ergosterol. Los antifúngicos de la clase de los "azoles" inhiben la enzima que realiza estos pasos de desmetilación en la vía biosintética entre el lanosterol y el ergosterol. ^{[ 12 ]}

Algunos protozoos, incluidos Trichomonas y Leishmania, son inhibidos por fármacos que actúan sobre la síntesis y la función del ergosterol ^{[ 13 ].}

El ergosterol en polvo es un irritante mecánico para la piel, los ojos y las vías respiratorias. Su ingestión puede causar irritación gastrointestinal con vómitos, náuseas y diarrea. ^{[ 14 ]}

El ergosterol se convierte en brasicasterol en el hígado de los mamíferos por acción de la DHCR7 , la enzima responsable de producir 7-dehidrocolesterol (provitamina D3 ₎ a partir del colesterol. En este caso, la enzima cataliza una reacción análoga a la inversa de la producción de provitamina _D3 . ^{[ 15 ]}

El ergosterol añadido a una dieta para ratas rica en grasas y azúcares (HFHS) a una concentración muy alta del 1% aumenta los niveles sanguíneos de vitamina D2 _en aproximadamente 4  ng/mL, lo que sugiere que el ergosterol que entra en la piel de los mamíferos se convierte en D2 _cuando se expone a la luz. ^{[ 15 ]} Este mismo tratamiento redujo aproximadamente a la cuarta parte los niveles séricos de D3 _y a la mitad los niveles séricos de 25-OH D3 _. [ ^{15 ] A} esta dosis, el ergosterol tiene un efecto significativo en el metabolismo de los esteroles. Normaliza completamente los marcadores sanguíneos relacionados con el metabolismo de los ácidos biliares a los niveles de control en comparación con el grupo alimentado únicamente con la dieta HFHS. Mostró una normalización significativa (pero insuficiente para igualar el control) de los niveles de LDL-C y TBA. ^{[ 15 ]}

• Hongos y vitamina D