La fitoquímica es el estudio de los fitoquímicos , que son sustancias químicas derivadas de las plantas . Los fitoquímicos se esfuerzan por describir las estructuras de la gran cantidad de metabolitos secundarios que se encuentran en las plantas, las funciones de estos compuestos en la biología humana y vegetal, y su biosíntesis. Las plantas sintetizan fitoquímicos por muchas razones, entre ellas, para protegerse de los ataques de insectos y las enfermedades . Los compuestos que se encuentran en las plantas son de muchos tipos, pero la mayoría se pueden agrupar en cuatro clases biosintéticas principales: alcaloides , fenilpropanoides , policétidos y terpenoides .
La fitoquímica puede considerarse un subcampo de la botánica o la química . Las actividades pueden realizarse en jardines botánicos o en la naturaleza con la ayuda de la etnobotánica . Los estudios fitoquímicos orientados al uso humano (por ejemplo, el descubrimiento de fármacos) pueden englobarse dentro de la farmacognosia , mientras que los estudios fitoquímicos centrados en las funciones ecológicas y la evolución de los fitoquímicos probablemente se engloben dentro de la ecología química . La fitoquímica también tiene relevancia para el campo de la fisiología vegetal .
Técnicas
Las técnicas comúnmente utilizadas en el campo de la fitoquímica son la extracción , el aislamiento y la elucidación estructural ( EM , RMN 1D y 2D) de productos naturales , así como diversas técnicas cromatográficas (MPLC, HPLC y LC-MS).
Fitoquímicos
Muchas plantas producen compuestos químicos para defenderse de los herbívoros . A continuación se describen las principales clases de fitoquímicos farmacológicamente activos, con ejemplos de plantas medicinales que los contienen. [ 1 ] Los asentamientos humanos suelen estar rodeados de malezas que contienen fitoquímicos, como la ortiga , el diente de león y la pamplina . [ 2 ] [ 3 ]
Muchos fitoquímicos, incluyendo la curcumina , el galato de epigalocatequina , la genisteína y el resveratrol, son compuestos que interfieren en diversos ensayos y no son útiles en el descubrimiento de fármacos . [ 4 ] [ 5 ]
alcaloides
Los alcaloides son sustancias químicas de sabor amargo, muy extendidas en la naturaleza y a menudo tóxicas. Existen varias clases con diferentes modos de acción como fármacos, tanto recreativos como farmacéuticos. Algunos medicamentos de diferentes clases incluyen la atropina , la escopolamina y la hiosciamina (todas procedentes de la solanácea ), [ 6 ] la medicina tradicional berberina (de plantas como Berberis y Mahonia ), la cafeína ( Coffea ), la cocaína ( Coca ), la efedrina ( Ephedra ), la morfina ( amapola de opio ), la nicotina ( tabaco ), la reserpina ( Rauvolfia serpentina ), la quinidina y la quinina ( Cinchona ), la vincamina ( Vinca minor ) y la vincristina ( Catharanthus roseus ). [ 7 ]

El alcaloide nicotina del tabaco se une directamente a los receptores nicotínicos de acetilcolina del cuerpo , lo que explica sus efectos farmacológicos. [ 8 ]
La belladona , Atropa belladonna , produce alcaloides tropánicos, entre ellos atropina , escopolamina e hiosciamina . [ 6 ]
La dimetiltriptamina (DMT) es un potente compuesto psicodélico presente en varias especies de plantas de todo el mundo, comúnmente encontrada en especies de Mimosa y Acacia , pero también se ha descubierto en gramíneas como Philaris Aquatica .
glucósidos
Los glucósidos de antraquinona se encuentran en la senna , [ 9 ] el ruibarbo y el aloe . [ 10 ]
Los glucósidos cardíacos son fitoquímicos de plantas como la digital y el lirio de los valles . Entre ellos se encuentran la digoxina y la digitoxina , que actúan como diuréticos . [ 11 ]
La senna alejandrina , que contiene glucósidos de antraquinona , se ha utilizado como laxante durante milenios. [ 9 ]
La digital ( Digitalis purpurea ) contiene digoxina , un glucósido cardíaco . Esta planta se utilizaba para tratar afecciones cardíacas mucho antes de que se identificara el glucósido. [ 11 ] [ 12 ]
La digoxina se utiliza para tratar la fibrilación auricular , el aleteo auricular y, en ocasiones, la insuficiencia cardíaca . [ 11 ]
Polifenoles
Los polifenoles de varias clases están ampliamente distribuidos en las plantas, incluyendo antocianinas , fitoestrógenos y taninos . [ 13 ] Los polifenoles son metabolitos secundarios producidos por casi todas las partes de las plantas, incluyendo frutos, flores, hojas y corteza. [ 13 ]
Angélica , que contiene fitoestrógenos
Los polifenoles incluyen fitoestrógenos (arriba y en el medio).
Las antocianinas son una clase de polifenoles que contribuyen al color de muchas plantas.
Los ácidos tánicos son un ejemplo de las numerosas estructuras polifenólicas complejas producidas por las plantas.
Terpenos
Los terpenos y terpenoides de diversos tipos se encuentran en plantas resinosas como las coníferas . Son aromáticos y sirven para repeler herbívoros. Su aroma los hace útiles en aceites esenciales , ya sea para perfumes como rosa y lavanda , o para aromaterapia . [ 14 ] [ 15 ] Algunos han tenido usos medicinales: el timol es un antiséptico y antiguamente se utilizaba como vermífugo (medicamento contra los parásitos intestinales). [ 16 ] [ 17 ]
El aceite esencial del tomillo común ( Thymus vulgaris ) contiene el monoterpeno timol , un antiséptico y antifúngico . [ 16 ]
Los terpenos son polímeros de isopreno.
Genética
A diferencia de las bacterias y los hongos, la mayoría de las vías metabólicas de las plantas no se agrupan en clústeres de genes biosintéticos , sino que se encuentran dispersas como genes individuales. Se han descubierto algunas excepciones: glicoalcaloides esteroideos en Solanum , policétidos en Pooideae , benzoxazinoides en Zea mays , triterpenos en Avena sativa , Cucurbitaceae , Arabidopsis y diterpenos momilactónicos en Oryza sativa . [ 18 ]
Referencias
- ↑ "Angiospermas: División Magnoliophyta: Características generales". Encyclopædia Britannica (volumen 13, 15.ª edición) . 1993. pág. 609.
- ↑ Meskin, Mark S. (2002). Fitoquímicos en la nutrición y la salud . CRC Press. pág. 123. ISBN 978-1-58716-083-7.
- ↑ Springbob, Karen; Kutchan, Toni M. (2009). «Introducción a las diferentes clases de productos naturales» . En Lanzotti, Virginia (ed.). Productos naturales derivados de plantas: síntesis, función y aplicación . Springer. pág. 3. ISBN 978-0-387-85497-7.
- ↑ Baell, Jonathan; Walters, Michael A. (24 de septiembre de 2014). "Química: Estafadores químicos frustran el descubrimiento de fármacos" . Nature . 513 (7519): 481– 483. Bibcode : 2014Natur.513..481B . doi : 10.1038/513481a . PMID 25254460 .
- ↑ Dahlin JL, Walters MA (julio de 2014). " Los roles esenciales de la química en el triaje de cribado de alto rendimiento" . Future Medicinal Chemistry . 6 (11): 1265– 90. doi : 10.4155/fmc.14.60 . PMC 4465542. PMID 25163000 .
- 1 2 "Atropa Belladonna" (PDF) . Agencia Europea para la Evaluación de Medicamentos. 1998. Archivado del original (PDF) el 17 de abril de 2018. Recuperado el 26 de febrero de 2017 .
- ↑ Gremigni, P.; et al. (2003). "La interacción del fósforo y el potasio con las concentraciones de alcaloides en las semillas, el rendimiento y el contenido mineral en el lupino de hoja estrecha (Lupinus angustifolius L.)". Plant and Soil . 253 (2). Heidelberg: Springer: 413– 427. Bibcode : 2003PlSoi.253..413G . doi : 10.1023/A:1024828131581 . JSTOR 24121197 . S2CID 25434984 .
- ↑ "Receptores nicotínicos de acetilcolina: Introducción" . Base de datos de la IUPHAR . Unión Internacional de Farmacología Básica y Clínica. Archivado del original el 29 de junio de 2017. Consultado el 26 de febrero de 2017 .
- 1 2 Hietala, P.; Marvola, M.; Parviainen, T.; Lainonen, H. (agosto de 1987). "Potencia laxante y toxicidad aguda de algunos derivados de antraquinona, extractos de sen y fracciones de extractos de sen". Pharmacology & Toxicology . 61 (2): 153– 6. doi : 10.1111/j.1600-0773.1987.tb01794.x . PMID 3671329 .
- ↑ John T. Arnason; Rachel Mata; John T. Romeo (11 de noviembre de 2013). Fitoquímica de las plantas medicinales . Springer Science & Business Media. ISBN 9781489917782.
- 1 2 3 "Ingredientes vegetales activos utilizados con fines medicinales" . Departamento de Agricultura de los Estados Unidos . Consultado el 18 de febrero de 2017 .
- ↑ "Digitalis purpurea. Glucósido cardíaco" . Universidad de Texas A&M. Archivado del original el 2 de julio de 2018. Recuperado el 26 de febrero de 2017.
El hombre al que se le atribuye la introducción de la digital en la práctica de la medicina fue
William Withering
.
- 1 2 "Flavonoides" . Centro de Información sobre Micronutrientes, Instituto Linus Pauling, Universidad Estatal de Oregón. 1 de febrero de 2016. Consultado el 11 de octubre de 2023 .
- ↑ Tchen, TT (1965). "Reviewed Work: The Biosynthesis of Steroids, Terpenes & Acetogenins ". American Scientist . 53 (4). Research Triangle Park, NC: Sigma Xi, The Scientific Research Society: 499A– 500A. JSTOR 27836252 .
- ↑ Singsaas, Eric L. (2000). "Terpenos y la termotolerancia de la fotosíntesis" . New Phytologist . 146 (1). Nueva York: Wiley: 1– 2. Bibcode : 2000NewPh.146....1S . doi : 10.1046/j.1469-8137.2000.00626.x . JSTOR 2588737 .
- 1 2 3 "Timol (CID=6989)" . NIH . Consultado el 26 de febrero de 2017.
El timol es un fenol obtenido del aceite de tomillo u otros aceites volátiles que se utiliza como estabilizador en preparaciones farmacéuticas y como agente antiséptico (antibacteriano o antifúngico). Antiguamente se utilizaba como vermífugo.
- ↑ Roy, Kuhu (1 de septiembre de 2015). "Suplementación con tallo de Tinospora cordifolia en la dislipidemia diabética: un ensayo controlado aleatorizado abierto" . Functional Foods in Health and Disease . 5 (8): 265–274 . doi : 10.31989/ffhd.v5i8.208 . ISSN 2160-3855 .
- ↑ Lacchini, Elia; Goossens, Alain (2020-10-06). "Control combinatorio del metabolismo especializado de las plantas: mecanismos, funciones y consecuencias". Annual Review of Cell and Developmental Biology . 36 (1). Annual Reviews : 291–313 . doi : 10.1146/annurev-cellbio-011620-031429 . ISSN 1081-0706 . PMID 32559387. S2CID 219947907 .
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