Acidul Orotic, Un Nou Promotor Folosit In Inducerea Experimentala a Carcinomului Hepatic

1. Acidul orotic, un nou promotor folosit in inducerea experimentala a carcinomului hepatic

Un studiu a demonstrat aparitia in procent de 100% a carcinomului hepatic la 334 de soareci carora li s-a dat hrana imbogatita cu 1% acid orotic timp de 13 luni. Posibilul mecanism care a determinat apritia acestei maladii a fost aparitia unui dezechilibru in sinteza nucleotidelor, mai precis sinteza excesiva a nucleotidelor pirimidinice si scaderea sintezei de nucleotide purinice, astfel fiind alterat atat genomul cat si organizarea membranei celulare.

Rao PM1, Nagamine Y, Roomi MW, Rajalakshmi S, Sarma DS, 1Department of Pathology, University of Toronto, Ontario, Canada.

Rao PM, Nagamine Y, Roomi MW, Rajalakshmi S, Sarma DS. Orotic acid, a new

promoter for experimental liver carcinogenesis. Toxicol Pathol. 1984;12(2):173-8.

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11478319

2.

Acidul orotic a fost izolat din laptele de vaca in anul 1905 de catre Biscaro si Belloni in Italia. Cincizeci de ani mai tarziu, oamenii de stiinta italieni au descris activitatea de promovare a cresterii a acidului orotic la animalele care sufereau de deficit de vitamina B12. Acidul orotic este precursorul nucleotidelor pirimidinice care sunt implicate in multe reactii biochimice, ele servind si ca substrat al ARN polimerazei.

Biosinteza acestor pirimidinice sunt bine reglmentate. Perturbarea traseului biosintetic sau blocarea unor nuclotide pirimidinice individuale pot duce la perturbari metabolice si structurale grave ale celulelor.

In ultimele doua decenii interesul fata de acidul orotic a crescut in urma mai multor studii care au demonstrat actiunea protectoare, terapeutica sau efectele benefice ale acestei substante in diferite afectiuni ale organelor, cum ar fi: diferite forme de insuficienta hepatica, encefalopatie sau alte afectiuni ale creierului care pot duce la dificultati in procesele de memorare.

In timp ce laptele de vaca si cel comercializat sub forma de lapte praf contin o cantitate relativ mica de acid orotic (50-100/litru), in laptele matern el se gaseste doar in urme. In ultimii ani s-au dezvoltate mai multe tehnici pentru a determina concentratia acidului orotic in diferite produse pe baza de lapte.

Pe langa importanta sa in sinteza acizilor nucleici si a altor substante care contin pirimidice, au aparut tot mai multe dovezi care indica faptul ca acidul orotic ar putea fi un factor important de crestere la animale. Rolul fiziologic al acidului orotic a fost studiat pentru prima oara in Italia, Suedia si Statele Unite, urmate apoi de Germania si Ungaria.

Oamenii de stiinta italieni si-au concentrat atentia pe actiunea acidului orotic de promovare a cresterii la soarecii care prezentau deficit de vitamina B12. Acidul orotic si vitamina B12 s-au dovedit a avea efecte similare. Astfel, acidul orotic creste concentratia de derivati ai folatilor si influenteaza enzimele implicate in sinteza si utilizarea intermediarilor lor. De asemenea, acidului orotic determina si o crestere la nivelul ficatului a cantitatii de ARN concomitent cu stimularea ARN polimerazei ADN dependenta. Aceste descoperiri au dus la premisa ca acidul orotic creste sinteza de ARN mesager.

Acidul orotic a fost utilizat ca agent terapeutic in icterul neonatal, infarct miocardic si diferite forme de insuficinta hepatica. Efectele terapeutice ale substantei au fost studiate timp indelungat, de avand rezultate benefice, din moment ce administrarea sa a dus la cresterea nivelului de precursori de pirimidine, precursori ai acizilor nucleici si cofactori pirimidinici esentiali pentru conversia carbohidratilor, lipidelor si a unor metaboliti. Acest lucru are ca efect o crestere a ratei si capacitatii diferitelor cai metabolice in care sunt implicate bazele pirimidinice precum si promovarea cresterii organismului.

Sinteza de novo a bazelor pirimidinice: Organismele animale si multe microorganisme nu necesita aport exogen de baze pirimidinice deoarece ele pot sintetiza aceste baze pornind de la precursori Precursorii acidului orotic au fost identificati de catre Reichard si Lagerkvist.

In timpul studiilor in vitro efectuate pe ficat, acesta utilizat amoniac, anionii bicarbonat si aspartat pentru a sintetiza componentele pirimidinice ale ARN-ului mesager. Toate aceste substane au fost marcate inainte, pentru a le putea detecta prezenta ulterior. Dupa incubarea unei parti de ficat care continea aceste componente marcate cu orotat extracelular, in acesta din urma s-au gasit izotopi astfel incat acidul orotic a fost recunoscut ca intermediar in sinteza de novo a bazelor pirimidinice. Orotatul marcat a fost degradat chimic iar moleculele au fost identificate ca fiind precursorii ciclului orotat, dupa cum este reprezentat si in urmatoarea schema:

Fig…: Formula structurala a acidului orotic cu indicarea precursorilor sai

Studiile efectuate si pe bacterii indica faptul ca, carbamoil aspartatul (cunoscut si ca ureidosuccinat) este un intermediar in biosinteza pirimidinelor, produsul final al sintezei de novo fiind nucleotidele ureidinice (nucleotidele care contin uracil).

……………utilizeaza bazele pirimidinice si purinice pentru sinteza acizilor nucleici si are o activitate foarte crescuta in numeroase tipuri de celule. Enzima uridin kinaza are un rol cheie in calea…..si concentratia sa un indicator al eficientei sistemului care utilizeaza bazele pirimidinice preformate. Enzima adenozin kinaza joaca un rol similar in utilizarea bazelor purinice preformate. Cu toate acestea, trebuie mentionat pe langa uridin kinaza, respectiv adenozin kinaza, in…………..sunt implicate si alte enzime cum ar fi deoxinucleozid kinaze, fosforilaze si fosforiboziltransferaze, indeplinind si acestea functii importante.

La nivelul ficatului, acidul orotic inhiba formarea lipoproteinelor cu densitate foarte mica fara sa afecteze insa sinteza partii proteice lipoproteinelor. Grasimea acumulata in ficat reprezinta grasime nou formata, nu mobilizata din alte tesuturi.

Concomitent cu acumularea de trigliceride in ficatul soarecilor care au primit odata cu alimentatia si acid orotic, s-a observat si cresterea nivelului de peroxizi (lipoperoxizi si lipohidroperoxizi). Alterarile lipidelor si nucleotidelor de la nivelul ficatului in cazul unei diete care contin acid orotic pot fi prevenite dar si inversate prin administrarea de sulfat de adenina sau alopurinol. Pe langa aceste substante, diferite medicamente cu rol in scaderea cantitatii de lipide pot fi administrate pentru a preveni depunerea de trigliceride la nivelul ficatului.

Mecanismul care sta la baza patogenezei „ficatului gras” este blocarea eliberarii trigliceridelor din ficat in plasma. Din moment ce trigliceridele sunt eliberate in plasma sub forma de lipoproteine, principala cauza a „ficatului gras” o reprezinta un defect in sinteza sau eliminarea lipoproteinelor.

Čihák, Alois and Reutter, Werner (1980). Orotic acid, MTP Press Limited, Lancaster, England, 3-30 pp

3.

Acidul orotic este un derivat pirimidinic, mai exact un derivat de uracil. Denumirea sa, conform IUPAC, este acid 2,4 dioxo-pirimidin-6 carboxilic. Are masa moleculara 156,09626 g/mol si masa moleculara C5H4N2O4.

Acidul orotic se prezinta sub forma de pulbere cristalina sau cristale de culoare alba.

Lewis, R.J. Sr.; Hawley's Condensed Chemical Dictionary 14th Edition. John Wiley & Sons, Inc. New York, NY 2001., p. 822

Are punctul de topire la 345,5°C.

Lewis, R.J. Sr.; Hawley's Condensed Chemical Dictionary 14th Edition. John Wiley & Sons, Inc. New York, NY 2001., p. 822

Solubilitatea in apa este de 1,820 mg/litru la temperatura de 25°C.

Yalkowsky, S.H., He, Yan., Handbook of Aqueous Solubility Data: An Extensive Compilation of Aqueous Solubility Data for Organic Compounds Extracted from the AQUASOL dATAbASE. CRC Press LLC, Boca Raton, FL. 2003., p. 36

Prin incalzire, acidul orotic se descompune cu degajare de vapori toxici ce contin oxizi de azot.

Substanta are reactivitate chimica datorita gruparii carboxil, gruparii amidice si ciclului alifatic nesaturat.

Lewis, R.J. Sax's Dangerous Properties of Industrial Materials. 9th ed. Volumes 1-3. New York, NY: Van Nostrand Reinhold, 1996., p. 2537

Efectul acidului orotic si orotatului de magneziu in dezvoltarea si progresul cardiomiopatiei ereditare la cobai

Studiul se refera la potentialul efect terapeutic al acidului orotic si al orotatului de magneziu in degenerarea miocardului si aparitia bolilor congestive cardiace la hamsteri. Doua grupuri de hamsteri, diferite ca varsta (grupul 1 reprezinta hamsteri mai mici de 1 luna si grupul 2 mai mari de 6 luni) au fost folositi in acest experiment care a durat 30, respectiv 50 de zile. Acidul orotic sau sarea sa cu magneziul a fost incorporat in concentratie de 10% in mancarea cobailor. S-a observat atat microscopic cat si macroscopic schimbarile care apar la nivelul cordului. Aceste schimbari, corelate cu rezultate electrocardiogramelor efectuate au aratat ca tratamentul cu orotat de magneziu a redus semnificativ nivelul de afectare al inimii, prin stabilizarea activitatii electrice a inimii, cu o semnificativa intarziere a aparitiilor cardiopatiei congestive. Prevenirea afectarii cardiace a fost mai putin evidenta la hamsterii care au avut inclus in dieta orotatul de magneziu, dar ambele preparate s-au dovedit a fi la fel de eficiente in prelungirea vietii hamsterilor care au suferit de cardiomiopatie ereditara.

Jasmin G, Proschek L; Cardiovasc Drugs Ther 12 (Suppl 2): 189-95 (1998) 1Département de pathologie, Université de Montréal, Québec, Canada.

Jasmin G, Proschek L. Effect of orotic acid and magnesium orotate on the

development and progression of the UM-X7.1 hamster hereditary cardiomyopathy.

Cardiovasc Drugs Ther. 1998 Sep;12 Suppl 2:189-95.

Farmacologie si biochimie – absorbtie, distributie si excretie

Dupa administrare intraperitoneala, acidul orotic se absoarbe complet la 20 de minute dupa injectare. O cale alternativa de administrare ar fi cea subcutanata……….

Metode de obtinere si utilizare

O prima metoda de obtinere este reactia de condensare a ureei cu esterul monoetilic al acidului oxalacetic in metanol.

O'Neil, M.J. (ed.). The Merck Index – An Encyclopedia of Chemicals, Drugs, and Biologicals. 13th Edition, Whitehouse Station, NJ: Merck and Co., Inc., 2001., p. 1230

Cea mai veche metoda de obtinere insa este condensarea ureei cu dietil-oxalacetat, reactie urmata de hidroliza alcalina a produsului de reactie.

Acidul orotic mai poate fi obtinut din sarurile sale, alcaline, prin tartare cu acizi minerali.

O alta sinteza porneste de la condensarea cloroacetoacetilclorinei cu uree, rezultand 6-clorometiluracil, care prin oxidare cu peroxid de hidrogen in mediu alcalin duce la obtinerea acidului orotic.

Acidul orotic este produs prin biosinteza de diferite microorganisme cum ar fi Corynebacterium sau Brevibacterium.

Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. 6th ed.Vol 1: Federal Republic of Germany: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. 2003 to Present, p. V15 229 (2003)

Informatii toxicologice

La un grup de soareci tratati cu fenobarbital timp de 3 zile si hraniti simultan cu mancare ce continea 1% acid orotic, s-a observat cresterea semnificativa a cantitatii de fosfatidilcolina microzomala din ficat, de fosfatidiletanolamina, ARN si proteinele totale precum si cresterea activitatii citocromului P450 comparativ cu un alt grup de soareci carora li s-a administrat fenobarbital 3 zile, fara a le fi administrat acidul orotic in hrana. Acest efect ii este atribuit stimularii sintezei de fosfatidilcolina la nivelul ficatului indusa de acidul orotic. In absenta fenobarbitalului, acidul orotic a fost indicat ca si cauzator al cresterii unor anumite componente din reticulul endoplasmatic neted, dar nu si al activitatii citocromului P450. De asemenea, acidul orotic a dus la scaderea activitatii fosfatidiletanolamina-N-metiltransferazei microzomale, ceea ce ar fi putut contribui la cresterea cantitatii de fosfatidiletanolamina din ficat. Ipoteza propusa ar fi aceea ca disponibilitatea fosfolipidelor este un factor care limiteaza raspunsul hepatic la fenobarbital. Cand o cantitate mai mare de fosfolipide este disponibila pentru biogeneza reticulului endoplasmatic, toate actiunile fenobarbitalului, inclusiv inductia enzimelor citocromului P450 sunt amplificate.

Haines DS et al; Biochem Cell Biol 68 (9): 1146-9 (1990)

https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/Orotic_acid#section=Chemical-and-Physical-Properties

4. Doza si timpul minim de expunere necesare pentru ca acidul orotic introdus in hrana sa promoveze hepatocarcinogeneza

Pentru a deterrmina timpul minim necesar de expunere la acid orotic pentru ca acesta sa promoveze hepatocarcinogeneza, unui grup de 344 de soareci i-a fost administrat intraperitoneal solutie de NaCl 0,9% timp de 18 ore dupa o hepatectomie partiala. Dupa o convalescenta de o saptamana, 172 de soareci au inceput sa fie hraniti cu hrana normala, iar ceilalti 172 au fost hraniti cu alimente ce contineau in plus acid orotic 1%. Acestia din urma au fost trecuti pe hrana normala dupa 5, 10, 20, 29 respectiv 40 de saptamani de expunere la acid orotic. Toti soarecii au fost sacrificati dupa 54 de saptamani de la inceperea experimentului. Rezultatele au indicat faptul ca toti soarecii au dezvoltat noduli hepatici, indiferent daca au fost sau nu expusi la acid orotic. Totusi, incidenta carcinomului hepatocelular a fost mult crescuta la animalele expuse la o dieta continand acid orotic, de la 42% la soarecii expusi timp de 10 saptamani pana la 75 % la soarecii expusi timp de 40 de saptamani. Mai mult, aceasta expunere a dus la o crestere a posibilitatii de aparitie a metastazelor pulmonare.

Laconi E1, Denda A, Rao PM, Rajalakshmi S, Pani P, Sarma DS. 1Department of Pathology, University of Toronto, Ontario, Canada.

Laconi E, Denda A, Rao PM, Rajalakshmi S, Pani P, Sarma DS. Studies on liver

tumor promotion in the rat by orotic acid: dose and minimum exposure time

required for dietary orotic acid to promote hepatocarcinogenesis. Carcinogenesis.

1993 Sep;14(9):1771-5.

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/8403198

(1.) Posibilul mecanism care a determinat aparitia carcinopmului hepatocelular a fost aparitia unui dezechilibru in sinteza nucleotidelor, mai precis sinteza excesiva a nucleotidelor pirimidinice si scaderea sintezei de nucleotide purinice, astfel fiind alterat atat genomul cat si organizarea membranei celulare.

Rao PM1, Nagamine Y, Roomi MW, Rajalakshmi S, Sarma DS, 1Department of Pathology, University of Toronto, Ontario, Canada.

Rao PM, Nagamine Y, Roomi MW, Rajalakshmi S, Sarma DS. Orotic acid, a new

promoter for experimental liver carcinogenesis. Toxicol Pathol. 1984;12(2):173-8.

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11478319

5.

6.

7.

8.

12. Vitamina B13 – Acid Orotic

Acidul orotic, numit si vitamina B13, previne imbatranirea precoce, unele tulburari hepatice si ajuta in procesele de memorie. Se gaseste in forma naturala in lapte, drojdie de bere, in radacinoase si in zer.

Specialistii spun ca acidul orotic este produs chiar de organismul uman, rolul sau fiind acela de a declansa o sinteza intre proteine si acidul nucleic, substanta ce imbunatateste capacitatea de concentrare, mai ales in cazul varstnicilor.

B13 se metabolizeaza in organism in acid folic si vitamina B12 si poate fi de ajutor in prevenirea atacurilor de cord, a sclerozei si a problemelor cu ficatul. Este de asemenea considerat un adjuvant in tratamentul sclerozei multiple.

Acidul orotic, afirma specialistii, este folosit si ca ingredient in cosmetica, in suplimentele nutritionale si in cercetarile biochimice.

http://www.vitamix.ro/vitamine-minerale/vitamina/vitamina-b13-acid-orotic

13. Ii pe net – prospect

14. Ii pe net – APP

15. Ii pe net – APP 2

16.

Orotatul de magneziu dihidrat (prezent in Magnerot) are formula moleculara C10H6N4O8Mg∙2H2O, avand masa moleculara 370 mol/litru.

Este o pulbere cristalina alba sau aproape alba, greu solubila in apa, practic insolubila in etanol sau eter.

Poate fi identificat cu ajutorul spectrului IR. In UV (VIS?) prezinta o absorbtie specifica la 295-320 nanometri.

Efectuand analiza calitativa a acestei substante nu trebuie sa fie prezenti aminoacizii, anionul sulfat nu trebuie sa depaseasca 200 ppm, iar metalele grele nu trebuie sa depaseasca 20 ppm.

Se pastreaza in recipiente bine inchise la o temperatura care sa nu depaseasca 25°C, protejat de actiunea directa a razelor solare si umiditate. Analizele calitative si cantitative se refac dupa 3 ani de la obtinerea substantei.

http://www.globalcalcium.com/products/magnesium-orotate