Las cícadas y su relación con algunas enfermedades neurodegenerativas

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  • ARTICLE IN PRESS+ModelNRL-490; No. of Pages 6Neurologa. 2013;xxx(xx):xxxxxx

    NEUROLOGAwww.elsevier.es/neurologia

    REVISIN

    Las ccadas y su relacin con algunas enfermedadesneurodegenerativas

    E. Rivadeneyra-Domngueza, y J.F. Rodrguez-Landaa,b

    a Facultad de Qumica Farmacutica Biolgica, Universidad Veracruzana, Xalapa, Veracruz, Mxicob Instituto de Neuroetologa, Universidad Veracruzana, Xalapa, Veracruz, Mxico

    Recibido el 4 de marzo de 2013; aceptado el 16 de marzo de 2013

    PALABRAS CLAVECcada;Neurotxico;Enfermedadneurodegenerativa;Metilazoximetanol;Alimento alternativo;Alteracin motriz

    ResumenIntroduccin: Las ccadas son plantas que en algunas partes del mundo son empleadas comoalimento fresco o materia prima para la elaboracin de harina con alto valor nutricional.Sin embargo, contienen principios activos como metilazoximetanol, -metilamino-L-alanina,-oxalilamino-L-alanina y cicasina, entre otros, que pueden producir efectos neurotxicos. Elconsumo de ccadas y sus derivados se ha asociado con enfermedades neurodegenerativas,como el complejo demencia-parkinsonismo-esclerosis-lateral amiotrfica y otras enfermeda-des caracterizadas por alteraciones en la motricidad. Por lo tanto, no debemos perder de vistaque todo producto, aunque sea de origen natural, puede ser benfico o perjudicial para la salud,lo cual depender de sus componentes qumicos y de la vulnerabilidad de quienes los consumen.Desarrollo: Se realiz un anlisis de la literatura sobre las propiedades neurotxicas de lasccadas y su asociacin con enfermedades neurolgicas, con el fin de proporcionar informacinestructurada a la poblacin para contribuir a la prevencin de problemas de salud en quienesinteractan con estas plantas.Conclusin: Las ccadas contienen neurotxicos que contribuyen al desarrollo de enfermedadesneurolgicas cuando son ingeridas inadecuadamente, por lo que debemos considerar que si bienalgunos vegetales pueden tener un alto valor nutricional y subsanar el dficit alimentario en laspoblaciones vulnerables, tambin pueden ser txicos e impactar negativamente sobre la salud. 2013 Sociedad Espanola de Neurologa. Publicado por Elsevier Espaa, S.L. Todos los derechosreservados.

    KEYWORDS Cycads and their association with certain neurodegenerative diseasesCmo citar este artculo: Rivadeneyra-Domnguez E, Rodrguez-Landa JF. Las ccadas y su relacin con algunas enferme-dades neurodegenerativas. Neurologa. 2013. doi:10.1016/j.nrl.2013.03.005

    Cycad;Neurotoxic;Neurodegenerativedisease;

    AbstractIntroduction: Cycads are ornamental plants that in some parts of the world are used asfresh food or raw material for producing flour with a high nutritional value. However, theyalso contain active compounds, including methylazoxymethanol, -methylamino-L-alanine, -alanine-L-oxalylamino and cycasin, which may produce neurotoxic effects. Some studies have

    Autor para correspondencia.Correo electrnico: edrivadeneyra@uv.mx (E. Rivadeneyra-Domnguez).

    0213-4853/$ see front matter 2013 Sociedad Espanola de Neurologa. Publicado por Elsevier Espaa, S.L. Todos los derechos reservados.doi:10.1016/j.nrl.2013.03.005

    dx.doi.org/10.1016/j.nrl.2013.03.005dx.doi.org/10.1016/j.nrl.2013.03.005http://www.elsevier.es/neurologiamailto:edrivadeneyra@uv.mxdx.doi.org/10.1016/j.nrl.2013.03.005

  • ARTICLE IN PRESS+ModelNRL-490; No. of Pages 62 E. Rivadeneyra-Domnguez, J.F. Rodrguez-Landa

    Methylazoxymethanol;Alternative food;Motor impairment

    associated consuming cycads and their derivatives with neurodegenerative diseases such asamyotrophic lateral sclerosis/Parkinsonism dementia complex, and other diseases characterisedby motor impairment. Therefore, we must not forget that any product, no matter how natural,may present health risks or benefits depending on the chemical compounds it contains and thesusceptibility of those who consume it.Development: We completed a literature analysis to evaluate the neurotoxic properties ofcycads and their association with neurological diseases in order to provide structured scien-tific information that may contribute to preventing health problems in people who use theseplants.Conclusion: Cycads contain neurotoxic compounds that may contribute to the developmentof neurological diseases when ingested improperly. We must be mindful of the fact that whilesome plants have a high nutritional value and may fill the food gap for vulnerable populations,they can also be toxic and have a negative impact on health. 2013 Sociedad Espanola de Neurologa. Published by Elsevier Espaa, S.L. All rights reserved.

    I

    LrlexmdeDdpcIScmvdtdneactEit(ehqdntdcap

    Tabla 1 Principales compuestos con actividad txica iden-tificados en algunas cicadales

    Compuesto Efecto

    Metilazoximetanol Inhibe la sntesis de protenas anivel celular. Dana el ADN enneuronas, produce apoptosis yhepatotoxicidad. Dana elepitelio nasal en ratones.Produce carcinognesis. En larata produce actividadelectroencefalogrficacaracterstica de un estatusepilptico, incoordinacinmotriz y reduce el nmero deneuronas en el rea CA1 delhipocampo4,7,10,11,29

    -metilamino-L-alanina

    Produce excitotoxicidad alinteractuar con receptores aglutamato y disfuncin deneuronas corticales ymotoneuronas. Produceprdida de la memoria y laatencin, alteraciones en elhabla, ataxia, confusin ydesorientacin. Adems deconvulsiones yneurodegeneracin15-17,23

    -oxalilamino-L-alanina

    Inhibe la actividad enzimticamitocondrial y el complejo imitocondrial. Produce efectosexcitotxicos al interactuarcon receptores paraglutamato. Producevacuolizacin e hinchamientontroduccin

    as ccadas son plantas con semillas desnudas, conside-adas fsiles vivientes dado que desde su aparicin ena era mesozoica se han mantenido hasta nuestros dasn diferentes regiones del mundo. Se han descrito apro-imadamente 185 especies de ccadas, de las cuales laayora son endmicas. Estas plantas son ornamentalesebido a sus caractersticas exticas, pero tambin sonmpleadas como fuente de alimento por el ser humano.ebido al uso irracional y a sus complejos ciclos repro-uctivos, muchas ccadas se encuentran amenazadas o eneligro de extincin, por lo cual su comercio interna-ional es regulado por la Convencin sobre el Comercionternacional de Especies Amenazadas de Flora y Faunailvestre (CITES). No obstante, las semillas de algunascadas son utilizadas como alimento fresco o comoateria prima para la elaboracin de harinas con altoalor nutricional1, pero contienen cantidades significativase principios activos con alta toxicidad2. En este sen-ido, se ha encontrado la asociacin entre el consumoe semillas de ccadas y sus derivados con alteracio-es motrices y electroencefalogrficas en animales dexperimentacin (tabla 1) y en el ser humano se hasociado con enfermedades neurodegenerativas como elomplejo demencia-parkinsonismo-esclerosis-lateral amio-rfica (DPELA) y otras enfermedades de la motricidad2,3.ntre los principios activos con actividad neurotxicadentificados en las semillas de ccadas se encuen-ra el metilazoximetanol (MAM), -metilamino-L-alaninaL-BMAA), -oxalilamino-L-alanina (L-BOAA) y cicasina,ntre otras. Estas sustancias tambin han servido comoerramienta para explorar la posible etiologa del DPELAue se present con alta frecuencia entre los nativose la isla de Guam, quienes incluan en su dieta algu-os derivados de ccadas3. Por consiguiente, el presenterabajo revisa la relacin entre los txicos de las cca-Cmo citar este artculo: Rivadeneyra-Domnguez E, Rodrguez-Landa JF. Las ccadas y su relacin con algunas enferme-dades neurodegenerativas. Neurologa. 2013. doi:10.1016/j.nrl.2013.03.005

    as y el desarrollo de enfermedades neurodegenerativas,on la finalidad de informar a la poblacin y alertar delgn problema de salud en quienes interactan con estaslantas.

    del axn y dendritas deltlamo, hipocampo, corteza ycerebelo19

    dx.doi.org/10.1016/j.nrl.2013.03.005

  • ARTICLE IN+ModelNRL-490; No. of Pages 6Las ccadas y su relacin con algunas enfermedades neurodegene

    Tabla 2 Algunos efectos asociados al consumo de semillasde ccadas o sus derivados en animales de experimentacin

    Ccada Efecto

    Cycas circinalis En monos, el consumo de harinaelaborada con semillas de estaccadas produjo alteraciones en lospatrones motores y signos de danoneurolgico22

    Dioon spinulosumDioon edule

    En la rata, el extracto acusoelaborado con semillas de esta ccadaproduce hipoactividad motriz encampo abierto e incoordinacinmotora en la prueba de nadoforzado, caracterizado por girossobre su propio eje sin mantener elnado normal28

    En la rata, el consumo del cotiledno la esclerotesta cruda, as como lasemilla liofilizada de esta ccada,produce hipoactividad en campoabierto y actividadelectroencefalogrfica onda-espigaen estructuras cerebrales como elhipocampo y el ncleo septalmedial29

    En el ganado vacuno, la ingesta deesta ccada produce prdida decoordinacin motriz de lasextremidades posteriores. Las toxinasse acumulan en el cuerpo del ganadoy a largo plazo se debilitan

    bdcCleEebplaedetylsqapeyetypmp

    cepcpl

    cnqccacoaildcdaclcd

    progresivamente y, eventualmente,mueren34

    Desarrollo

    Componentes qumicos de las ccadas y sus efectosneurotxicos

    Las cicadales sintetizan y almacenan diversos principiosactivos con actividad neurotxica y carcinognicas (tabla2); entre ellos, se encuentran glucsidos como el MAM4. Esteprincipio activo es liberado del glucsido principal medianteprocesos enzimticos durante la digestin. La cicasina, un-D-glucsido del MAM, tambin ha sido identificada en lasccadas5,6. La cicasina es el glucsido ms comn en todoslos gneros de ccadas, aunque tambin existen otros enmenor proporcin, como la macrozamina y la neocicasina.La parte txica de la cicasina es el grupo metilazometoxipresente en su estructura, el cual es liberado como MAM,al ser metabolizado en el aparato digestivo por la enzima-glucosidasa derivada de la fauna bacteriana normal delintestino delgado. Por esta razn, la cicasina solo ejercesu efecto txico cuando es ingerida por va oral7. El MAMderiva del metabolismo de la macrozamina, tiene capacidadCmo citar este artculo: Rivadeneyra-Domnguez E, Rodrguezdades neurodegenerativas. Neurologa. 2013. doi:10.1016/j.nr

    txica y carcingena muy alta debido a la presencia delgrupo azo en su estructura qumica. Este compuesto a nivelcelular inhibe la sntesis de protenas y afecta al ADN de lasneuronas vulnerables llevndolas a procesos apoptticos. El

    e(uE

    PRESSrativas 3

    otnico Knut Norstog8 observ que las ccadas endmicase la Isla de Guam producen grandes cantidades de polen, elual contiene altas concentraciones de cicasina y L-BMAA.uando el polen entra en contacto con el epitelio nasal,a cicasina y otras toxinas pueden ser transportadas hastal tejido cerebral y producir ah sus efectos neurotxicos9.n ratones, la administracin intranasal de MAM dana alpitelio olfatorio10 y a largo plazo afectar el tejido cere-ral. Estos hallazgos sugieren que el sistema respiratorioodra ser tambin una ruta de ingreso de las toxinas deas ccadas al organismo; por lo tanto, al estar expuestosmbientalmente por periodos prolongados, al polen destas ccadas, se pueden acumular altas concentracionese la toxina en el epitelio nasal y cerebral. La cicasinas el azoxiglucsido ms ampliamente estudiado a niveloxicolgico y ha permitido el estudio de la mutagenicidad

    carcinogenicidad de otros azoxiglucsidos, tales comoa macrozamina y las neocicasinas11. Los azoxiglucsidoson un riesgo mutagnico cuando son ingeridos, debido aue la fauna intestinal puede deglucosilarlos y hacerlosltamente txicos3. La carcinogenicidad de algunos com-uestos de las ccadas en el ser humano se ha apoyadon los resultados de laboratorio, en los que la cicasina

    el MAM son carcinognicos en varios rganos y en diversasspecies12,13. No obstante, algunos estudios no han encon-rado asociacin entre el consumo de la harina de ccadas

    la carcinogenicidad14, pero estos estudios no excluyen laosibilidad de que en otras muestras de harina o en otros ali-entos derivados de las ccadas se encuentren esos txicos,oniendo en riesgo la salud de quienes los consumen.El medio ms frecuente de exposicin a los txicos de las

    cadas en humanos es a travs de alimentos preparados consta planta. Aunque cuando las ccadas y sus derivados sonreparados adecuadamente, la concentracin de azoxiglu-sidos puede ser baja. Por el contrario, si las ccadas sonrocesadas inadecuadamente podran generar danos sobrea salud debido a sus efectos txicos.

    Las ccadas tambin contienen otro principio activoon actividad neurotxica, el L-BMAA, un aminocidoo proteico con estructura qumica semejante al glutamatoue es reconocido por los receptores NMDA. Dicho amino-ido se encuentra en las semillas de Cycas circinalis (C.ircinalis), incluso se ha detectado en la harina elaborada

    partir de sus semillas15. A pesar de que a la fecha no seonoce en su totalidad la actividad del L-BMAA sobre elrganismo, diversos estudios muestran su excitotoxicidadl interactuar con receptores para glutamato. Las personasntoxicadas con L-BMAA desarrollan disfuncin cortical y deas motoneuronas (una caracterstica de la enfermedade Parkinson), as como anomalas a nivel conductual, aso-iadas a la degeneracin de las motoneuronas16. Los efectosel L-BMAA en el SNC se establecen a travs de sus accionesnticolinrgica, produciendo alteraciones conductuales,on sndromes caractersticos que incluyen la prdida dea memoria y la atencin, alteraciones en el habla, ataxia,onfusin y desorientacin17; es decir, se remedan algunase las alteraciones tpicas de los pacientes con...

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