Aloxano

aloxano, a veces denominado hidrato de aloxano, es un compuesto orgánico con la fórmula OC(N(H)CO)₂C. (OH)₂. Está clasificado como un derivado de la pirimidina. También se conoce el derivado anhidro OC(N(H)CO)₂CO, así como un derivado dimérico. Estos son algunos de los primeros compuestos orgánicos conocidos. Exhiben una variedad de actividades biológicas.

Historia y literatura

El compuesto fue descubierto por Justus von Liebig y Friedrich Wöhler. Es uno de los compuestos orgánicos con nombre más antiguos. Fue preparado originalmente en 1818 por Luigi Valentino Brugnatelli (1761-1818) y fue nombrado en 1838 por Wöhler y Liebig. El nombre "Alloxan" surgió de una fusión de las palabras "alantoína" y "Oxalsäure" (ácido oxálico). El modelo aloxano de diabetes fue descrito por primera vez en conejos por Dunn, Sheehan y McLetchie en 1943. El nombre se deriva de la alantoína, un producto del ácido úrico excretado por el feto en la alantoides, y del ácido oxalúrico derivado del ácido oxálico y la urea, que se encontraron en la orina.

Alloxan fue utilizado en la producción del murexido de tinte morado, descubierto por Carl Wilhelm Scheele en 1776. Murexide es el producto del complejo in situ reacción multipaso de amoníaco aloxantino y gaseoso. Murexide resulta de la condensación del uramil intermedio unisolado con aloxano, liberado durante el curso de la reacción.

Scheele obtuvo ácido úrico de cálculos humanos (como cálculos renales) y llamó al compuesto ácido lítico. William Prout investigó el compuesto en 1818 y utilizó excremento de boa constrictor con hasta un 90% de urato ácido de amonio.

En el capítulo "Nitrógeno" de su memoria La tabla periódica, Primo Levi cuenta de su inútil intento de hacer aloxano para un fabricante de cosméticos que ha leído que puede causar el enrojecimiento permanente de los labios. Levi considera que los excrementos de pitones son una fuente de ácido úrico para hacer aloxano, pero es rechazado por el director del zoológico de Turín porque el zoo ya tiene contratos lucrativos con las empresas farmacéuticas, por lo que está obligado a utilizar pollos como su fuente de ácido úrico. La síntesis falla, sin embargo, "y el aloxano y su nombre resonante seguían siendo un nombre resonante".

Síntesis

Originalmente se obtenía por oxidación del ácido úrico por ácido nítrico. Se prepara mediante oxidación del ácido barbitúrico con trióxido de cromo.

Se puede preparar un derivado dimérico aloxantina mediante reducción parcial de aloxano con sulfuro de hidrógeno.

Efectos biológicos

El aloxano es un análogo tóxico de la glucosa que destruye selectivamente las células productoras de insulina en el páncreas (es decir, las células beta) cuando se administra a roedores y muchas otras especies animales. Esto provoca en estos animales una diabetes mellitus insulinodependiente (llamada "diabetes aloxana"), con características similares a la diabetes tipo 1 en humanos. El aloxano es selectivamente tóxico para las células beta pancreáticas productoras de insulina porque se acumula preferentemente en las células beta mediante la absorción a través del transportador de glucosa GLUT2. El aloxano, en presencia de tioles intracelulares, genera especies reactivas de oxígeno (ROS) en una reacción cíclica con su producto de reducción, el ácido dialúrico. La acción tóxica del aloxano para las células beta se inicia mediante radicales libres formados en esta reacción redox. Los estudios sugieren que el aloxano no causa diabetes en humanos. Otros encontraron una diferencia significativa en los niveles plasmáticos de aloxano en niños con y sin diabetes tipo 1.

Impacto sobre las células beta

Debido a que mata selectivamente las células beta productoras de insulina que se encuentran en el páncreas, el aloxano se utiliza para inducir diabetes en animales de laboratorio. Esto ocurre muy probablemente debido a la absorción selectiva del compuesto debido a su similitud estructural con la glucosa, así como al mecanismo de absorción altamente eficiente de las células beta (GLUT2). Además, el aloxano tiene una alta afinidad por los compuestos celulares que contienen SH y, como resultado, reduce el contenido de glutatión. Además, el aloxano inhibe la glucoquinasa, una proteína que contiene SH esencial para la secreción de insulina inducida por la glucosa.

La mayoría de los estudios han demostrado que el aloxano no es tóxico para las células beta humanas, incluso en dosis muy altas, probablemente debido a los diferentes mecanismos de absorción de glucosa en humanos y roedores.

Sin embargo, el aloxano es tóxico para el hígado y los riñones en dosis altas.