Valorificarea piperinei ca principiul activ al piperului în produsele cosmetice

I.Introducere

Piperina - descriere

I.1. Caracterizare fizico-chimică, biologică și farmacologică

Piperina a fost descoperită în 1819 de către Hans Christian Ørsted, care a izolat-o din fructele de Piper nigrum (familia Piperaceae). Piperina se găsește și în speciile Piper longum și Piper officinarum. [1] Piperina aparține familiei de alcaloizii și derivați ai acestora. Aceștia sunt compuși chimici care conțin atomi de azot în procent mare. În plus față de atomii de carbon, hidrogen și azot, alcaloizii pot conține, de asemenea, oxigen, sulf și mai rar alte elemente, cum ar fi clor, brom și fosfor.

Principalele proprietăți fizico-chimice ale piperinei sunt trecute în tabelul 1.

Tabel 1. Proprietăți fizico-chimice ale piperinei (conform Pubchem [2])

Proprietate fizicăDate

Denumire IUPAC(2E,4E)-5-(1,3-benzodioxol-5-yl)-1-piperidin-1-ylpenta-2,4-dien-1-one

Formula chimică

C17H19NO3

Masa moleculară285.343 g/mol

Stare fizicăSolidă

Punct de topire/punct de îngheţ129 °C

MirosInodor

Culoarepulbere albă până la cristale galben-cafenii

GustIute

Densitatea 1.193 g/cm3

Solubilitate/SolubilităţiSolubilitate în apă: 0.04 mg/mL 18 °C

Solubil în acid acetic, benzen, etanol și cloroform. Puțin solubil în eter

Piperina este alcaloidul responsabil pentru iuțeala din piperul negru și piperul lung, împreună cu chavicină (un izomer de piperină). Aceasta a fost folosită încă din vechi timpuri în diverse forme de medicină tradițională pentru tratarea unor probleme de sănătate, dar și ca insecticid. Piperina este puțin solubilă în apă (40 mg/l, sau 1 g/25 l (la 18°C) dar mai mult în alcool (1 g/15 ml), eter (1 g/36 ml) sau cloroform (1 g/1,7ml ).

Piperina formează, cu acizii puternici, săruri specifici, de exemplu cu HCl formează ace roșu-portocalii. În prezență de iod din iodură de potasiu într-o soluție alcoolică și împreună cu acid clorhidric, piperina formează cristale oțel-albastru. Hidroliza piperinei în mediu acid sau/si bazic formează acid piperic, respective piperidină. [3]

Piperina (2 g, 7 mmol) a fost refluxată cu 100 ml de hidroxid de potasiu etanolic 2 M timp de 25 de ore, iar etanolul s-a îndepărtat prin evaporare sub presiune redusă. Finalizarea reacției a fost monitorizată prin cromatografie în strat subțire (TLC). Masa solidă separată (piperat de potasiu), s-a filtrat și s-a spălat cu etanol rece, și apoi s-a dizolvat în apă caldă și, treptat, s-a acidulat cu acid clorhidric diluat. Precipitatul galben obținut (acid piperic), s-a filtrat și s-a spălat cu apă rece. Produsul brut (2) a fost recristalizat din etanol pentru a rezulta 1,4 g (6,4 mmol) de acid piperic cristalin galben (randament 90%). [4]

Pornind de la acid piperic se realizează sinteza analogilor piperinei amidice: la o soluție de acid piperic (10 mmol) în 25 ml de diclormetan, s-au adăugat 2,0 ml (27,6 mmol) de clorură de tionil. Amestecul a fost ținut sub reflux timp de 1 oră. Excesul de clorură de tionil se îndepărtează sub presiune redusă utilizând un evaporator rotativ. Reziduul obținut (clorură de piperoil) a fost dizolvat în 20 ml diclormetan și s-a adăugat, în picături, amina (10 mmol) sau alcool (10 mmoli) în 20 ml diclormetan. Amestecul a fost agitat timp de 1 oră la temperatura camerei. Solventul s-a evaporat iar reziduul s-a cristalizat din acetat de etil. Randamentul produselor finale a fost în intervalul de 40-65%, conform Figura 1. de mai jos:

Figura 1. Sinteza analogilor piperinei amidice (conform Ayat Samir Hammad, 2015 [5])

Piperina este antipiretică, analgezică, antiinflamatoare, imunomodulatoare, antidepresivă, antitumorală, reglează activitatea tiroidei, este hepatoprotectoare, imunostimulatoare, anxiolitică, antioxidantă, este și un bun insecticid. Piperina potențează unele substanțe medicamentoase, astfel, a crescut în mod semnificativ concentrația plasmatică de refampin, fenitoină, propranolol și teofilină.

Piperina și derivații săi sunt medicamente anticonvulsivante eficiente. Ei au, de asemenea, acțiuni sedativ-hipnotice, tranchilizante, și relaxante musculare și pot intensifica acțiunea depresivă a altor antidepresive, atunci când sunt utilizate în combinație. Antiepilepsirina, unul dintre derivații de piperina, este utilizată ca un medicament antiepileptic în tratarea diferitelor tipuri de epilepsie. S-a dovedit eficient și este utilizat pe scară largă în China. Structura chimică a piperinei și a derivaților săi este diferită de cea a medicamentelor antiepileptice prototip, și, prin urmare, acestea pot deveni un nou grup de medicamente antiepileptice. [6]

Piperina, principiul activ al piperului negru și un aditiv alimentar comun, este capabilă să protejeze ficatul, într-o manieră dependentă de doză, împotriva leziunilor hepatice. [7]

Piperina a arătat, de asemenea, proprietăți protectoare ale mucoasei gastrice [8], dar spre deosebire de capsaicină, mecanismul nu este încă elucidat.

Piperina este un bioamplificator care poate fi izolat din piper negru. Un bioamplificator este un agent care crește biodisponibilitatea și bioeficiența unui anumit medicament cu care este combinat, însă nu are nici o activitate farmacologică tipică proprie la doza utilizată. Piperina crește biodisponibilitatea unor medicamente, cum ar fi barbituricele, coenzima Q10 (CoQ10), curcumina (extract din turmeric), dapsona, etambutol, atenol, fenitoină, propranolol, pirazinamida, rifampicina, ampicilina, etc. Biodisponibilitatea rifampicinei crește cu aproximativ 60%, în prezența piperinei și anume doza se reduce de la 200 mg la 450 mg de rifampicina. Cadila Pharma a lansat deja un medicament numit Risorine conținând 200 mg de rifampicina, 300 mg de izoniazidă (INH) și 10 mg de piperină, în noiembrie 2009. [9]

I.2. Structură și activitate biologică

Iuțeala capsaicinei și piperinei este cauzată de activarea canalului TRPV. În terminațiile nervoase pentru rece se găsesc receptori din clasa TRP. Astfel, receptorii pentru cald din piele sunt TRPV1 - 4 sau receptorii vaniloid care sunt activați de substanțe din clasa vaniloidelor cum ar fi capsaicina. Capsaicina se găsește in boabele de piper, ardei iute, usturoi si activează aceste canale dând senzația de fierbinte. În mod similar acționează și piperina asupra acestor receptori. [10]. Structura piperinei este prezentată în Figura 2.