Compuestos bioactivos de canela y su efecto en la disminución del síndrome metabólico: revisión sistemática
Fernanda Riós1,
Aurora Quintero1,
Javier Piloni1,
Raquel Cariño2,
Abigail Reyes2
Resumen
Introducción. El síndrome metabólico (SM) aumenta el
ingreso hospitalario y el riesgo de desarrollar COVID-19, los
fármacos utilizados para su tratamiento ocasionan efectos
secundarios por lo que se ha optado por la búsqueda de
alternativas terapéuticas a base de compuestos bioactivos
contenidos en plantas medicinales. La canela se utiliza como
agente terapéutico debido a sus propiedades comprobadas
con diversos mecanismos de acción reportados en el
tratamiento de varias patologías. Objetivo. Documentar los
estudios in vitro, in vivo, estudios clínicos y los mecanismos de
acción reportados del efecto de la administración de extractos
y polvo de canela en las comorbilidades relacionadas con el
SM. Materiales y métodos. Revisión sistemàtica de artículos
en bases de datos electrónicas, incluyendo estudios de canela
en polvo, extractos acuosos, de acetato de etilo y metanol de la
corteza de canela, período de 5 años, excluyendo todo artículo
relacionado a su efecto antimicrobiano, antifúngico y aceite
de canela. Resultados. Las evidencias de los principales
compuestos bioactivos contenidos en la canela validan su
potencial en el tratamiento de enfermedades relacionadas al
SM, con limitados estudios que indagan en los mecanismos
de acción correspondientes a sus actividades biológicas.
Conclusiones. Las evidencias de las investigaciones validan
su potencial en el tratamiento de estas patologías, debido
a sus principales compuestos bioactivos: cinamaldehído,
transcinamaldehído, ácido cinámico, eugenol y, antioxidantes
del tipo proantocianidinas A y flavonoides, los cuales
participan en diversos mecanismos de acción que activan
e inhiben enzimas, con efecto hipoglucemiante (quinasa y
fosfatasa), antiobesogénico (UPC1), antiinflamatorio (NOS
y COX), hipolipemiante (HMG-CoA) y antihipertensivo (ECA). Arch Latinoam Nutr 2023; 73(1): 74-85.
Bioactive compounds of cinnamon and their effect on decreasing metabolic syndrome: systematic review
Abstract
Introduction. Metabolic syndrome (MS) increases
hospital admission and the risk of developing COVID-19.
Due to the side effects caused by the drugs used for its
treatment, the search for therapeutic alternatives based on
bioactive compounds contained in medicinal plants has
been chosen. Cinnamon is used as a therapeutic agent due
to its proven properties with various mechanisms of action
reported in the treatment of various pathologies. Objective.
To document the in vitro and in vivo studies, clinical studies
and the mechanisms of action reported on the effect of
the administration of cinnamon extracts and powder on
comorbidities related to MS. Materials and methods.
Systematic review of articles in electronic databases,
including studies of cinnamon powder, aqueous extracts,
ethyl acetate and methanol from cinnamon bark, over
a period of 5 years, excluding all those articles related to
its antimicrobial, antifungal and antimicrobial effect.
cinnamon oil. Results. The evidence of the main bioactive
compounds contained in cinnamon validates its potential
in the treatment of diseases related to MS, with limited
studies that investigate the mechanisms of action
corresponding to its biological activities. Conclusions.
Research evidence validates its potential in the treatment
of these pathologies, due to its main bioactive compounds:
cinnamaldehyde, transcinnamaldehyde, cinnamic acid,
eugenol, and antioxidants of the proanthocyanidin
A type and flavonoids, which participate in various
mechanisms of action that activate and they inhibit
enzymes, with hypoglycemic (kinase and phosphatase),
antiobesogenic (UPC1), anti-inflammatory (NOS and COX),
lipid-lowering (HMG-CoA) and antihypertensive (ACE) effects. Arch Latinoam Nutr 2023; 73(1): 74-85.
Instituto de Ciencias Agropecuarias, Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo. Avenida Universidad Km. 1 s/n Exhacienda Aquetzalpa, 43600 Tulancingo de Bravo, Hidalgo, Mexico.
Laboratorio de Química Médica y Farmacología, Biología de la Reproducción Centro de Investigación, Departamento de Medicina, Facultad de Ciencias de la Salud, Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo, Pachuca, Mexico.
Ciencias Químicas, Universidad Autónoma de San Luis Potosí. Avenida Manuel Nava No. 6, Zona Universitaria, San Luis Potosí, Mexico.
Autor para la correspondencia: Aurora Quintero Lira, E-mail: [email protected]
Introducción
La Organización Mundial de la Salud (OMS)
define el síndrome metabólico como una
condición patológica caracterizada por presentar
obesidad, resistencia a la insulina, hipertensión e
hiperlipidemia. Se estima que una cuarta parte de
la población mundial la padecen (1), aumentando
el ingreso hospitalario, contagio de COVID-19
(2,3) y la muerte (4,5). Hasta el momento no
existe un tratamiento para este síndrome, solo se controla y previene mediante un régimen
dietético, actividad física y medicamentos;
sin embargo, la población mexicana tiene
poca adherencia a este (6,7) y debido al
confinamiento ocasionado por el COVID-19
este se ha incrementado (8); además la
ingesta constante de medicamentos,
ocasiona efectos secundarios que afectan
la calidad de vida del paciente (9-20),
surgiendo el interés por tratamientos no
farmacológicos mediante compuestos
bioactivos (21,22). La OMS estima que el 80%
de la población mundial utilizan extractos de
plantas para tratar sus problemas de salud
(23-24), entre las que destacan las especias
(3,24) que presentan capacidad de disminuir
la glucosa en sangre (25–28) y el colesterol
total (29–31). La canela se consume en todo
el mundo (3,32,33) y se utiliza en inflamación,
náuseas, flatulencias, cólicos (34), fiebre,
dolor de cabeza y amenorrea (35), además
se le atribuyen múltiples propiedades
biológicas (22,36) por los compuestos
bioactivos que contiene entre los que
destacan los polifenoles contenidos en un
90 % y el cinamaldehído entre un 60–75 %,
otros constituyentes importantes incluyen
el metileugenol, felandreno, benzaldehído,
acetato de cinamilo, kaempferol, catequina,
isorhamnetin, quercetina (23,37), ácido
cinámico, alcohol de cinamilo y cumarina
(38), además contiene vitaminas (A, B,
K y C), minerales como: potasio, calcio,
sodio, magnesio, manganeso, fósforo,
colina, nitrógeno, cobre, hierro y zinc (39) y
antioxidantes (40) que se pueden encontrar
en forma volátil como: trasn-cinnamaldehido,
cis-cinnamaldehído, eugenol, linalol,
borneol, carvacrol, citral, limoneno, cimeno,
safrol, alcohol cinnamílico, cariofileno,
benzaldehído, pineno, acetato de L-bornilo y
terpineol y en forma de fenoles como: ácido
gálico, ácido vanílico, ácido clorogénico,
ácido tánico, ácido cinámico, ácido
sirínico, ácido sinapico, ácido cafeico,
ácido cumarico, ácido p-hidroxibenzoico,
p-hidroxibenzaldehído y ácido ferúlico
(41), además de altos niveles de diferentes
compuestos fitoquímicos con acciones
captadoras de radicales libres, como: epicatequina, canfeno, gamma-terpineno, fenol,
ácido salicílico, taninos, proantocianidinas, oligómeros
de las catequinas y epicatequina. Por lo que esta
revisión tiene como objetivo documentar los estudios
in vitro, in vivo, clínicos y los mecanismos de acción
reportados del efecto de la administración de canela
en las comorbilidades relacionadas con el Síndrome
Metabólico.
Materiales y métodos
Se realizó una revisión sistemática en base a la
metodología "PRISMA" (42), la cual comenzó con la
búsqueda de artículos en las siguientes bases de
datos: PubMed, Science Direct y Google
Scholar, mediante las siguientes palabras clave:
"Cinnamomum", "hipertensión", "diabetes",
"obesidad" y "dislipidemia", en un período desde
Julio a Octubre de 2020, realizando una búsqueda
inicial que consistió en la lectura de los titulos y
abstracts, si parecían tener relación con el tema
en cuestión se descargaban en pdf, obteniendo un
total de 123 artículos, a los cuales se les aplicaron los
siguientes criterios de inclusión para su selección:
a)Artículos originales de Open Access, b) Publicados
de 2015 a 2020, c) Artículos publicados en inglés y
d) Artículos que incluyeran al menos un grupo
control y como criterios de exclusión se establecieron
los siguientes: a) Artículos relacionados con su efecto
antimicrobiano, antifúngico y aceite de canela, b)
Artículos sin el archivo pdf disponible, c) Artículos
publicados fuera del rango establecido (2015-2020) y
d) Artículos de revisión.
De esta forma se obtuvieron un total de 60 artículos,
de los cuales 13 corresponden a estudios in vitro, 25
in vivo, 20 clínicos y 2 investigaciones realizadas con
modelos tanto in vitro como in vivo, los cuales se
presentan en la Tabla 1, indicando el tipo de estudio
(in vitro, in vivo o estudio clínico), la forma en que
utilizaron la canela (extracto, polvo obtenido con
molienda, cápsulas, té o fracciones del mismo),
la especie y los compuestos bioactivos que en el
artículo consideran que son responsables del efecto
relacionado a las comorbilidades del síndrome
metabólico.
Tabla 1. Estudios reportados con intervención de canela in vivo, in vitro y ensayos clínicos.
Resultados
Características generales de la canela
La canela es una especia obtenida de
la corteza seca de los árboles del género
Cinnamomum (43) el cual se compone
de aproximadamente 250 especies (44),
comprendiendo cuatro especies principales
zeylanicum, burmanni, saigon y cassia
(32,45,46). Proporciona proteínas, fibra,
componentes volátiles, vitaminas (A, B, K
y C), minerales como potasio, calcio, sodio,
magnesio, manganeso, fósforo, colina,
nitrógeno, cobre, hierro y zinc (39). Contiene
antioxidantes como fenoles, glucósidos
y taninos (47), además de compuestos
bioactivos a los cuales se les han comprobado
los siguientes efectos en la salud humana:
aumento del flujo sanguíneo, antimutagénico,
antitumoral, hipoglucemiante, antilipemiante,
antimicrobiano, diarrea, flatulencias, asma,
bronquitis, infecciones, regeneración de
tejidos, antiinflamatoria, hepatoprotectora
y pérdida de peso (32,48,57,58,49–56). La
Administración de Drogas y Alimentos de
los Estados Unidos declaró que la canela es
considerada como segura (GRAS). Además,
estudios realizados sobre su toxicidad
(41,59,60) indican que es un ingrediente
seguro para usar en alimentos y está
permitido como conservante en la mayoría
de los países con efectos protectores contra
toxinas naturales y químicas.
Efecto hipoglucemiante
La canela ha comprobado la reducción
de hiperglucemia post prandial in vitro
causada principalmente por la gran
cantidad de antioxidantes que contiene
(61) que producen actividad de anti amilasa
moderada (62), como las proantocinidinas
y taninos que disminuyen la resistencia a
la insulina y leptina (63), mientras que el
aldehído cinámico y eugenol inhiben la
enzima α glucosidasa (64). En estudios in
vivo el extracto etanólico de Cinnamomum
zeylanicum redujo 11.6 % el nivel de glucosa
y aumentó 7,2 % el nivel de insulina en
ratas, atribuyendo este afecto a la acción del trans-cinamaldehido presente en la canela (3).
En inducción de diabetes con estreptozotocina
(STZ) (65,66) y aloxano (12,67) el extracto etanólico de
Cinnamomum zeylanicum y extracto de Cinnamomum
osmophloeum disminuyeron el nivel de glucosa en
sangre y hemoglobina glucosilada, ocasionado por
las proantocinidinas tipo A, también se reporta la
restauración del tejido renal y pancreáticocon extracto
metanólico de canela (68). En diabetes gestacional el
cinamaldehído aumentó la secreción y sensibilidad
de la insulina (69). Los estudios clínicos reportan
disminución significativa de glucosa pospandrial y
hemoglobina glicosilada tanto en pacientes sanos,
como prediabéticos y diabéticos con dosis de 500
mg de extracto acuoso, 1,5 y 3 g de polvo en cápsulas
al día(70–77). Estudios adicionales reportan eficacia
con ingesta de 0.5 g y 1 g de canela en polvo durante
3 meses en pacientes con DT2 (Diabetes Tipo 2) mal
controlados (78,79) y pacientes con obesidad (49),
atribuyendo este efecto a los antioxidantes (76,78–80),
catequinas y epicatequina(81) y cinamaldehído (74).
Efecto antiobesogénico
La canela demuestra con ensayos in vitro un aumento
en el gasto de energía a través de las células musculares
(82), en estudios in vivo se han determinado factores
genéticos asociados con la obesidad a través de
la disminución de sus características genotípicas
y fenotípicas, como la investigación realizada por
Navrinder et al. quien evaluó estos parámetros en pez
cebra, encontrando la disminución del peso corporal
e índice de masa corporal (IMC) atribuyendo este
efecto a la presencia de polifenoles (83). Mientras que
en modelos in vivo realizados en ratas, autores como
Lopes et al. sugieren que el extracto acuoso de canela
atenuó el proceso lipogénico a través de la regulación
de la expresión de factores transcripcionales y
genes involucrados en la lipogénesis (84), mientras
queautores como Kwan et al. refieren que el ácido
protocatecúico, catequina, ácido clorogénico,
esculetina, quercetina e icariinal contenidas en el
extracto etanólico de canela Cinnamomum cassia
induce el adipocito marrón, con lo que se reduce el
peso corporal (85), caso similar al reportado por Song
et al., quien además encontraron que posiblemente el
cinamaldehído ocasionó la disminución en el tamaño
de los adipocitos y aumento de la masa muscular
en ratones obesos (82), presentándose también
en ratas hipotiroideas (27) y con diabetes (12). Los estudios clínicos reportados incluyen cambios en la
circunferencia de cintura y peso corporal (72), además
de reducción en el IMC, relación cintura-cadera y
adiposidad abdominal (49,73), efecto reportado
también en pacientes con Diabetes tipo 2 (DT2) (18),
donde además se observó aumento en la masa magra,
siendo responsable de estos efectos los antioxidantes
contenidos en la canela (12,81).
Efecto antiinflamatorio
La actividad antiinflamatoria de la canela se ha
informado en algunos estudios in vitro identificando
diferentes compuestos bioactivos responsables,
como al ácido cinámico, cinamaldehído (86),
E-cinamaldehído, o-metoxicinamaldehído (35),
trans-cinamaldehído y p-cimeno (87). Mientras
que los estudios in vivo realizados en ratas reportan
disminución en la expresión de diversos mediadores
proinflamatorios (88), tras la inducción de una
neurotoxicidad con formaldehído (89) y de un daño
con acrilamida. Autores como Haidari et al. observaron
reparación de lesión hepática, mientras que en
presencia de dieta alta en fructosa y sobrepeso (90),
mientras que Sohrabi et al. reportaron disminución
de las condiciones inflamatorias (91). Min Seo et al.
sugieren que la canela podría atenuar la inflamación
intestinal (86). Estudios clínicos recientes demuestran
reducción significativa de la inflamación en pacientes
con DT2 (71) y reducción de gravedad y duración de
migraña (92).
Efectos sobre el metabolismo lipídico
Existen pocos estudios in vitro reportados
recientemente de la acción hipolipemiante de
la canela, debido a que este efecto ya ha sido
comprobado mediante la acción de las enzimas
3-hidroxi-3-metilglutaril-coenzima A (HMG-CoA),
reductasa, lipasa, colesterol esterasa y de la
micelización del colesterol por el cinamaldehido
(33). Hoy et al. identifica los compuestos cinamiloiso
butirato y cinnamaldehído como los responsables de
la reducción de triglicéridos (TG) y fosfolípidos (PL) (93).
La mayoría de los estudios in vivo reportados coinciden
que tras la suplementación con canela mejoran los
parámetros bioquímicos de los lípidos, a través de la
disminución significativa en los niveles de colesterol
y triglicéridos en plasma (84,94) presentándose tanto con inducción de diabetes con aloxano (12),
como con esprectrozotocina, donde además
se presentó disminución en lipoproteínas de
muy baja densidad (VLDL) (61) y aumento
en las lipoproteínas de alta densidad (HDL)
(65,95), además de disminución en la
aparición de hígado graso (96). Diversos
autores atribuyen estos efectos al aumento
de expresión de genes relacionados con el
metabolismo de los lípidos (22,83,97). Debido
al efecto antihiperlipemiante y seguridad
hepática comprobados, se han realizado varios
estudios clínicos, observando los mismos
resultados de disminución en los niveles de
colesterol total, LDL, TG y el aumento de HDL
en suero de forma significativa (70,73,98) en
pacientes con sobrepeso y obesidad (49),
mujeres con síndrome de ovarios poliquísticos
(99), pacientes con DT2 (72,74) y pacientes
con hipertensión grado 1 (100). Autores
como Nayak et al. identifican al compuesto
cinamaldehído como el responsable de los
efectos hipolipidémicos asociados con el
aumento en los niveles de adiponectina (101).
Efecto antihipertensivo
El estudio in vitro de Ranjini et al. reportan que
posiblemente el cinamaldehído y cinamato
inhibieron significativamente la enzima
convertidora de angiotensina (102), similar
a la disminución que se obtiene al tomar el
fármaco captopril; con lo que se promueve
su uso en el control de la presión arterial y
reducción de enfermedades cardiovasculares
con menores efectos secundarios
relacionados a los fármacos antihipertensivos
(17–20). Los estudios in vivo reportados por
Sedighi et al. así como la reducción de infarto
al miocardio, a través de la mejora en la lesión
miocárdica inducida por isquemia mediante
extracto de Cinnamomum zeylanicum (103),
así como el aumento en el grosor de la aorta
encontrada por Nayak et al. efectos que se le
atribuyen a la presencia de ácido cinámico,
metileugenol y cinamaldehído (101). Con lo
que se comprueba el potencial de la canela en
la reversión de daño cardíaco y aterogénico.
Los estudios clínicos reportados revelan
la disminución significativa en la presión arterial (72,91) enmujeres con hipertensión
(104), pacientes con síndrome metabólico
(73) y DT2 (74).
Mecanismos de acción
De los 60 artículos consultados, 29 de ellos
sugieren diferentes mecanismos de acción
a través de los cuales los compuestos
bioactivos de la canela median sus efectos
en las comorbilidades relacionadas con el
síndrome metabólico: diabetes, obesidad e
inflamaciónlos cuales se representan en la
Figura 1 e hiperlipemiante y antihipertensivo
en la Figura 2. En ambas figuras se observa que
el compuesto cinamaldehído interviene en
las cinco condiciones, presentando actividad
hipoglucemiante al activar la enzima quinasa,
permitiendo la unión de la insulina a las
células, así como la inhibición de la enzima
fosfatasa, conduciendo a una fosforilación de la glucosa (5,48) y a la regulación del ácido
ribonucleico mensajero (ARNm) del receptor gamma
activado por el proliferador de peroxisomas (PPARg)
mejorando la sensibilidad a la insulina (49). Con efecto
antiobesogénico estimula el tejido adiposo pardo
interescapular, aumentando el termogénico (UCP1)
y proteína visceral que disminuye la distribución
de grasa corporal (50). En inflamación suprime
la enzima óxido nítrico sintasa (NOS) que relaja el
músculo liso de la pared vascular e inhibe la adhesión
de plaquetas provocando una disminución de la
inflamación; y la enzima ciclooxigenasa (COX) inhibe
la formación de sustancias inflamatorias (51,52).
Como hipolipemiante inhibe la enzima HMG-CoA
reductasa deteniendo la biosíntesis de colesterol
en el hígado, suprimiendo la peroxidación lipídica
(34,46,53,54) y tiene efecto sobre hipertensión al
activar la enzima convertidora de angiotensina
(ECA) que promueve las reacciones del sistema
renina-angiotensina-aldosterona que inducen la
dilatación de los vasos periféricos disminuyendo la
presión arterial (55–57).
Conclusiones
Este artículo de revisión recaba evidencias de
investigaciones reportadas en modelos in vivo, in vitro y casos clínicos de canela, validando su potencial
en el tratamiento de enfermedades relacionadas al
síndrome metabólico, debido a sus principales
compuestos bioactivos: cinamaldehído, transcinamaldehído,
ácido cinámico, eugenol, y
antioxidantes del tipo proantocianidinas A y
flavonoides, los cuales participan en diversos
mecanismos de acción que activan e inhiben enzimas
con efecto hipoglucemiante(quinasa y fosfatasa),
antiobesogénico (UPC1), antiinflamatorio (NOS y
COX), hipolipemiante (HMG-CoA) y antihipertensivo
(ECA), con lo que mejora la sensibilidad a la insulina,
disminuye grasa corporal, disminuye e inhibe la
formación de sustancias inflamatorias, suprime
síntesis de colesterol e induce la dilatación sanguínea.
Por lo que la canela demuestra su uso potencial como
coadyuvante en el tratamiento de las comorbilidades
del síndrome metabólico.
Figura 1. Mecanismos de acción de los compuestos bioactivos de la canela en las comorbilidades de diabetes, obesidad e inflamación. (Autoría propia)Figura 2. Mecanismos de acción de los compuestos bioactivos de la canela en las comorbilidades de hiperlipidemia e hipertensión. (Autoría propia)
Declaración de conflicto de interés
Los autores declaran no conflicto de intereses.
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Aurora Quintero1 
