Hispanopedia WikiLa umbelulona es una cetona monoterpénica que induce dolor de cabeza y que se encuentra en las hojas del árbol Umbellularia californica , a veces conocido como el "árbol del dolor de cabeza". [ 1 ] [ 2 ]
Se hipotetiza que causa dolores de cabeza al influir en el sistema trigeminovascular a través de TRPA1 . [ 1 ]
Historia
Umbellularia californica es un árbol nativo de California y el sur de Oregón. [ 3 ]
El botánico Archibald Menzies fue el primero en recolectar el aceite a finales del siglo XVIII. En 1826, este árbol fue clasificado como laurel, Laurus regia , por el botánico David Douglas .
En 1833, Hooker y Arnott clasificaron el árbol como Tetranthera californica . Poco después, Nuttal le dio el nombre actual: Umbellularia californica . En 1875, Heaney obtuvo un líquido incoloro (oreodafenol) mediante fraccionamiento a presión reducida. Este aceite del laurel de California tiene un olor penetrante.
Stillman (1880) realizó un fraccionamiento a 215-216 °C. Descubrió que la inhalación de sus vapores puede provocar una dolorosa sensación de frío y fuertes dolores de cabeza. Antiguamente, las hojas del árbol se utilizaban para aliviar dolores de cabeza, de estómago e incluso de muelas.
En 1904, Powers y Lee realizaron otra fracción del aceite del árbol a 217-222 °C. Esto produjo diferentes compuestos: pineno , cineol , eugenol , metil eugenol y una cetona llamada umbelulona. La umbelulona es la sustancia química responsable de los dolores de cabeza que provoca el árbol. Le asignaron la siguiente fórmula estructural:
Fórmula estructural según Powers y Lee, 1904.
En 1908, Tutin adaptó la fórmula estructural, que posteriormente fue corregida ese mismo año por Semmller para dar lugar a la fórmula estructural que se acepta hoy en día:
(A) Fórmula estructural según Tutin, 1908. (B) Fórmula estructural según Semmller, 1908.
Estructura y reactividad
La umbelulona es una cetona monoterpénica que se encuentra en las hojas de Umbellularia californica . Su fórmula es C₁₀H₁₄O y contiene un anillo de ciclopropano y otro de ciclopentano . Solo se conoce un isómero de la umbelulona. A temperatura ambiente , la umbelulona es un líquido lipofílico (aceite). Su punto de ebullición es de 220 °C y su presión de vapor es de 0,159 mm/Hg. La umbelulona presenta una alta afinidad de unión con los tioles. La molécula reacciona con la mayoría de los tioles, como la cisteamina , pero no con todos. [ 1 ]
Reacción entre la cisteamina y la umbelulona.
Síntesis
Una posible síntesis de umbelulona se presenta mediante el siguiente proceso. [ 4 ] La diazometil isopropil cetona reacciona con metacrilato de metilo para dar 1-carbometoxi-2-isobutiril-1-metilciclopropano. Esta reacción produce un rendimiento del 35%. Este compuesto se hidroliza a una mezcla de cis- y trans -2-isobutiril-1-metil-1-ciclopropano. El isómero trans se aísla y reacciona con el reactivo de Grignard de metil cadmio para dar 1-acetil-2-isobutiril-1-metilciclopropano. Este último experimenta una ciclación aldólica al ser tratado con una base diluida para dar umbelulona.
Mecanismo de acción
TRPA1
La umbelulona puede causar fuertes dolores de cabeza al activar el canal catiónico de potencial de receptor transitorio, subfamilia A, miembro 1 (TRPA1) e influir en el sistema trigeminovascular a través del péptido relacionado con el gen de la calcitonina (CGRP). Una vez inhalada, la umbelulona se difunde desde la mucosa nasal hacia la circulación sanguínea. Debido a su alta liposolubilidad, la molécula atraviesa rápidamente las células epiteliales y se absorbe con rapidez en la sangre. Desde allí, la umbelulona puede alcanzar las terminaciones nerviosas sensoriales perivasculares de los vasos meníngeos. La estimulación de estas fibras nerviosas finalmente conduce a la liberación de CGRP, un nociceptor conocido por su capacidad para inducir ataques de migraña y cefalea en racimos. [ 1 ]
La activación del TRPA1 por la umbelulona produce la apertura de este canal iónico. El calcio entra en la célula y la membrana celular se despolariza. La despolarización de la membrana libera CGRP1. El CGRP liberado se une a su receptor, induciendo una vasodilatación local dependiente de CGRP en los vasos sanguíneos cerebrales. Esta vasodilatación aumenta el flujo sanguíneo hacia las membranas externas del cerebro. La unión del CGRP a su receptor también promueve la degranulación de los mastocitos y la infiltración de neutrófilos y otras células inmunitarias. Se cree que el aumento de células inmunitarias y su respuesta inflamatoria son la principal causa de la migraña. Aún se debate si la vasodilatación cerebral contribuye a la aparición de la migraña y las cefaleas. Sin embargo, el efecto vasodilatador y el aumento del flujo sanguíneo pueden utilizarse como un indicador indirecto de la liberación de CGRP y, por lo tanto, de la presencia de migraña y cefaleas.
TRPM8
El canal catiónico de potencial de receptor transitorio, subfamilia M, miembro 8 (TRPM8) es un canal iónico capaz de inducir una intensa sensación de frío al activarse. El mentol es el ligando principal de TRPM8, pero dado que la umbelulona presenta ciertas similitudes estructurales con el mentol, también puede activarlo. Sin embargo, esta interacción es débil.
Toxicidad
El aceite de Umbellularia californica contiene entre un 40 % y un 60 % de umbelulona. El contacto con el aceite o la exposición a sus vapores pueden provocar dolor de cabeza e irritación de las mucosas.
La umbelulona puede inducir la conversión de hemoglobina en metahemoglobina . La metahemoglobina es una proteína globina en la sangre que consiste principalmente en hemoglobina férrica ( Fe³⁺ ) , en lugar de la hemoglobina ferrosa (Fe²⁺) habitual . La metahemoglobina tiene una menor capacidad para unirse al oxígeno, pero, en combinación con los otros tres iones ferrosos en la unidad de hemoglobina, la liberación de oxígeno también disminuye. Los glóbulos rojos tendrán menor capacidad para oxigenar los órganos, por lo que aumenta la probabilidad de hipoxia. La metahemoglobinemia es una afección potencialmente mortal cuando los niveles de metahemoglobina superan el 40 %. [ 5 ]
No hay que confundir la Umbellularia californica con la hoja de laurel común ( Laurus nobilis ), que carece de estos efectos tóxicos.
Otras aplicaciones
En 2013, se descubrió una nueva aplicación potencial de Umbellularia californica . El aceite esencial se utilizó por su actividad repelente de mosquitos y larvicida. [ 6 ] Esto motiva una mayor investigación sobre este aceite.
Referencias
- 1 2 3 4 Nassini, R.; Materazzi, S.; Vriens, J.; Prenen, J.; Benemei, S.; De Siena, G.; La Marca, G.; André, E.; Preti, D.; Avonto, C.; Sadofsky, L.; Di Marzo, V.; De Petrocellis, L.; Dussor, G.; Porreca, F.; Taglialatela-Scafati, O.; Appendino, G.; Nilio, B.; Geppetti, P. (2011). "El 'árbol del dolor de cabeza' a través de la umbelulosa y TRPA1 activa el sistema trigéminovascular" . Cerebro . 135 (parte 2): 376– 390. doi : 10.1093/brain/awr272 . hdl : 2158/599801 . PMID 22036959 .
- ↑ Rachel Ehrenberg (3 de noviembre de 2011). "El árbol del dolor de cabeza es un dolor de cabeza: el laurel hincha los vasos sanguíneos craneales" . ScienceNews . Consultado el 22 de junio de 2025 .
- ↑ Howard, Janet L. (1992). "Índice de información sobre especies, Umbellularia californica" . Servicio Forestal de los Estados Unidos, Sistema de Información sobre Efectos del Fuego (FEIS) . Recuperado el 14 de noviembre de 2023 .
- ↑ Smith, Howard E.; Eastman, Richard H. (1956). "Síntesis de un isómero de umbelulona" . Journal of Organic Chemistry . 21 (7): 830. doi : 10.1021/jo01113a019 . ISSN 0022-3263 .
- ↑ "Metehemoglobinemia" . Proyecto EMCrit .
- ↑ Tabanca, Nurhayat; Avonto, Cristina; Wang, Mei; Parcher, Jon F.; Ali, Abbas; Demirci, Betul; Raman, Vijayasankar; Khan, Ikhlas A. (2013). "Investigación comparativa de los aceites esenciales de las hojas de Umbellularia californica y Laurus nobilis e identificación de los constituyentes activos contra Aedes aegypti". Journal of Agricultural and Food Chemistry . 61 (50): 12283– 12291. doi : 10.1021/jf4052682 . PMID 24266426 .
Lecturas adicionales
- Drake, Miles E.; Stuhr, Ernst T. (1935). "Algunas propiedades farmacológicas y bactericidas de la umbelulona". The Journal of the American Pharmaceutical Association . 24 (3): 196– 207. doi : 10.1002/jps.3080240304 .
- Cetonas cíclicas
- Monoterpenos
- Cicloalquenos
- Ciclopropanos
- compuestos isopropílicos
- compuestos bicíclicos