Propiedades antimicrobianas de la Alicina del ajo y comparativa sobre las actividades antifúngicas y antibacterianas de tiosulfinatos análogos a la Alicina

En este artículo vamos a revisar dos estudios científicos en los que se analizan las propiedades antimicrobianas del ajo por el efecto de la Alicina y otros Tiosulfinatos. El primero de ellos del año 1999 y el segundo más reciente, del 2018.

Antimicrobial properties of Allicin from Garlic. S. Ankri, D. Mirelman. Microbes and Infection. 1999. 2: 125 – 129.

La formación de los tiosulfinatos en el ajo, ocurre por la acción enzimática de la aliinasa sobre sus precursores, unos derivados de la cisteína. En el caso de la Alicina, este precursor se denomina aliína, y reacciona rápidamente con la aliinasa en presencia de agua para generar Alicina.

Los dientes de ajo carecen de su olor característico hasta que se rompen, cortan o machacan. Esto es debido a que los precursores de los tiosulfinatos se encuentras en las vacuolas celulares, mientras que la enzima aliinasa, se encuentra en el citoplasma, suponiendo prácticamente el 1% del contenido proteico del ajo. Esta organización biológica, favorece que la formación de la Alicina principalmente y de otros tiosulfinatos presentes en el ajo, actúen como una barrera de defensa frente a agentes patógenos presentes en el suelo. De esta manera, cuando estos patógenos intentan penetrar en la célula, su presencia genera la rotura celular y la generación de los tiosulfinatos y éstos actúan como mecanismo defensivo, permitiendo además que el resto del bulbo permanezca intacto y dispuesto para defenderse de posibles ataques posteriores. Este diseño defensivo, ha caracterizado y permitido que el ajo sea una planta tan empleada para el tratamiento de infecciones bacterianas, fúngicas e incluso virales a lo largo de la historia de la humanidad.

La siguiente tabla, nos muestra algunos de estos microorganismos bacterianos sensibles a la acción de la Alicina presente en el ajo y sus concentraciones efectivas:

Tal y como vemos en la tabla anterior, el afecto antibacteriano de la Alicina es bastante amplio, y las concentraciones de respuesta letal, se encuentran incluso por encima de las requeridas por los antibióticos comerciales empleados en la actualidad. Además, se han descrito interacciones sinérgicas entre la Alicina y otros antibióticos como la estreptomicina para el tratamiento de la M. tuberculosis. En este sentido, se postula que los niveles de generación de resistencias a los antibióticos beta-lactámicos es unas 1000 veces superior a la capacidad de desarrollo de resistencias a la Alicina, por sus diferentes mecanismos de acción biológica.

También se ha descrito capacidad anti fúngica de la Alicina frente a diversos hongos tal y como se muestra en la siguiente tabla, presentando como en el efecto antibiótico anterior, sinergias con otras sustancias como la anfotericina B frente al C. neoformans, hongo responsable de la criptococosis, una infección pulmonar que puede desembocar en patologías asociadas de la piel, los huesos y algunos órganos:

El efecto antiparasitario del ajo también es bien conocido desde la historia antigua, ya que son frecuentes las referencias escritas a episodios de tratamientos frente a la disentería con ajo fresco. La Alicina ha mostrado su eficacia frente a la Entamoeba histolytica, la Giardia lamblia, Leishmania major, Leptomonas colosoma y la Crithidia fasciculata; todos ellos, parásitos que pueden causar diferentes cuadros clínicos en humanos con muy diversas afecciones y sintomatología.

Finalmente, es destacable así mismo, la capacidad antiviral de la Alicina frente a: Citomegalovirus, influenza B (gripe), herpes simplex tipo 1 y 2, vaccinia (viruela), la estomatitis vesicuar o el rinovirus humano tipo 2 (resfriado común). Es destacable que el ajoeno, un producto de descomposición de la Alicina, ha mostrado una capacidad antiviral más efectiva que la Alicina.

Como principal mecanismo de acción de la Alicina sobre sus capacidades antibióticas, antifúngicas y antivirales, está reconocida la reactividad con los grupos tioles (-SH) presentes en las proteínas de membrana o en las enzimas que intervienen en los mecanismos fisiológicos de estos microorganismos.

Comparison of the Antibacterial and Antifungal Activities of Thiosulfinate  Analogues of Allicin. R. Leontiev, C. Jacob, M. Gruhlke, A. Slusarenko. Nature: Scientific Report. 2018. 8: 6763

La Alicina, se considera el principal tiosulfinato responsable de las propiedades que presenta el ajo en su estado crudo. Ha mostrado una gran capacidad anti proliferativa frente a bacterias tanto gram-positivas como gram-negativas, incluyendo bacterias que presentaban resistencias antibióticas y hongos. En cambio, es una molécula altamente inestable y se ha demostrado que pierde su capacidad antibiótica si se le somete a una temperatura superior a los 80 ºC en pocos minutos, al igual que su estabilidad química.

En este trabajo de la Universidad de Saarland en Alemania, se han sintetizado distintos tiosulfinatos con restos alquílos o arilos simétricos en su estructura química. La siguiente tabla nos muestra estas estructuras químicas, su hidrofilia y su estabilidad térmica:

Todos ellos han demostrado su capacidad antibiótica y antifúngica frente a bacterias gram-negativas y gram-positivas, así como frente a hongos de forma análoga y semejante a la Alicina, tal y como se muestra en la siguiente tabla:

Como se aprecia en las tablas anteriores, los tiosulfinatos más estables son los que presentan cadenas más cortas en su estructura química, y de todos ellos que han sido sintetizados, en la naturaleza podemos encontrar el dimetil tiosulfinato y el dipropil tiosultinato. En ambos casos, los tiosulfinatos han presentados mecanismos de acción análogos a los mostrados por la Alicina y su reactividad con los grupos tiol (-SH) presentes en los microorganismos.

En el presente trabajo, también se han estudiado los mecanismos de acción de los tiosulfinatos sintetizados frente a la viabilidad de células A549 de carcinoma epitelial de pulmón humano. Es deseable que si un antibiótico se emplea en el tratamiento de pacientes, exista un equilibrio entre el daño a células patógenas, y un efecto mínimo frente a células sanas. La Alicina es tóxica en determinadas dosis frente a células de mamíferos, pero solo el presente trabajo ha contrastado este efecto sobre otros tiosulfinatos.

La siguiente figura nos muestra cómo todos los tiosulfinatos testados mostraron un efecto dosis-dependiente, sobre la reducción de la viabilidad celular de los carcinomas A549; en cambio, la toxicidad celular era menor para el dimetil-tiosulfinato que para la Alicina o el resto de tiosulfinatos, aunque sin diferencias significativas. Por ello, parece una aplicación clínica adecuada, emplear tiosulfinatos en concentraciones bajas combinadas con otras sustancias terapéuticas.

Esa toxicidad celular no debe entenderse como un peligro para el hombre u otros mamíferos, ya que los tiosulfinatos por su reactividad con el glutatión reducido presente en las células de éstos, generan los denominados s-alquil mercapto glutatión derivados, por lo que la ingesta del ajo no es tóxica en ningún caso con un uso prudente. Y en este sentido, se han demostrado aplicaciones eficaces por inhalación de vapores de ajo rico en tiosulfinatos para el tratamiento de la tuberculosis; especialmente en este entorno celular donde existe una alta circulación de glutatión reducido y las células están sometidas a un alto estrés oxidativo, estableciendo una posibilidad real con altas probabilidades de éxito en combinación con otros antibióticos orales o incluso de forma aislada.

En línea con esta investigación y con el objetivo de aprovechar todos los beneficios del ajo para la salud, se desarrolla una investigación en la Universidad de Castilla La Mancha que en 2009 tiene como resultado la obtención de una patente sobre el proceso de obtención del extracto de ajo, que logra mantener intactas sus propiedades beneficiosas durante al menos 4 años (actividad estable de la Alicina y otros tiosulfinatos), en una presentación con posibilidades comerciales.

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