Productos Naturales

Clasificación de los productos naturales basada en la actividad fisiológica.

El interés por los productos naturales se inicia frecuentemente por los intentos para aislar y clarificar el factor fisiológicamente activo de origen animal o vegetal, como ocurrió con los descubrimientos y las investigaciones sobre la morfina (1806), las penicilinas (1939) y las prostaglandinas (1963). Aproximadamente la mitad de las medicinas que actualmente se usan son productos naturales, p.ej. los alcaloides, y los antibióticos, o análogos sintéticos. Por todo ello, se emplea frecuentemente una clasificación que representa la actividad fisiológica, como p.ej. las hormonas, vitaminas, antibióticos y micoxinas. Aunque los compuestos que pertenecen a cada grupo tienen diversas estructuras y orígenes biosintéticos, ocasionalmente se encuentra una estrecha correlación entre tales aspectos y la actividad.

Por ejemplo, entre las variaciones estructurales encontradas en esteroides, los que exhiben actividad cardiotónica (cardenolidas y bufadienolidas) se caracterizan en primer lugar por una unión cis entre los ciclos, en segundo lugar por la presencia de un resto de azúcar en C-3 y, en tercer lugar, por la existencia de una lactona conjugada de 5 ó 6 miembros en C-17.

Clasificación de los productos naturales basada en la biogénesis

Aunque "biogénesis" y "biosíntesis" son términos que se usan algunas veces indiscriminadamente, es habitual utilizar el primer término para una hipótesis, y el último para una ruta sintética probada experimentalmente. Los constituyentes de todas las plantas y animales son biosintetizados en los organismos mediante reacciones enzimáticas. La fuente de carbono más frecuentemente utilizada es la glucosa, la cual es fotosintetizada en las plantas verdes (organismos autotróficos) u obtenida a partir del entorno en los organismos heterotrópicos. Los avances relativamente recientes en bioquímica han clarificado mucho la interrelación entre las reacciones enzimáticamente catalizadas de los "metabolitos primarios" (tales como azúcares, aminoácidos y ácidos grasos) y los biopolímeros (tales como lípidos, proteínas y ácidos nucléicos). Estos metabolitos dan lugar a los "metabolitos secundarios", así llamados porque no es obvio su papel en el metabolismo de muchos organismos.

Cuando en los años 30 nuestro conocimiento de la Química de productos naturales tenía cierta extensión, algunos químicos orgánicos empezaron a elaborar teorías de las rutas biogenéticas de los productos naturales en los organismos vivos en base a su regularidad estructural. El ejemplo más notable fue la “regla del isopreno” propuesta por L. Ruzicka en torno a 1960. Este científico señaló que todos los terpenoides están construidos a partir de unidades de isopreno de 5 carbonos. R. Robinson también por esa época observó varias correlaciones estructurales presentes en grupos de productos naturales; una de sus propuestas, la “teoría policetometilénica” para compuestos fenólicos, constituyó la primera sugerencia de la biosíntesis de la acetogenina (un policétido).

Se conocen en la actualidad tres grandes vías o rutas fundamentales que permiten la biosíntesis de la gran mayoría de los diferentes tipos de productos naturales conocidos:

a.- Ruta del ácido melavónico: A partir de él se forman unidades de prenilo que tras uniones sucesivas conducen a isoprenoides (terpenoides, esteroides, carotenoides)

b.- Ruta del ácido shikímico: A partir de él se forman los aminoácidos y desde ellos los otros compuestos aromáticos más complejos (fenilpropanoides, flavonoides, alcaloides)

c.- Ruta del acetato-malonato (ruta policétida): A partir de malonato y acetato se forman los policétidos (acetogeninas) y ácidos grasos.

Estos compuestos se clasifican atendiendo a diferentes criterios, cumplen funciones muy diversas en los seres vivos y tienen diferentes capacidades como materiales de partida (precursores) para los metabolitos secundarios. Los metabolitos secundarios son, en principio, no esenciales para la vida pero contribuyen definitivamente a la adaptación de las especies y su supervivencia. Son más característicos para un grupo biológico particular, tal como una familia o un género, y aparentemente, la maquinaria sintética puesta en juego aquí está relacionada con la evolución de las especies. El patrón específico de constituyentes en las especies ha sido, de hecho, usado para la determinación sistemática. Este campo de investigación, llamado sistemática bioquímica o quimiotaxonomía, ha tenido un interés creciente durante las últimas décadas. La Química de Productos Naturales se entiende hoy día como aquella que se dedica principalmente a la formación, estructura y propiedades de los productos naturales. No obstante, no hay una línea divisoria clara entre metabolitos "bioquímicos" primarios y metabolitos secundarios.

Histoia

La historia de la medicina tiene su origen en los albores de la humanidad, entendida esta como el conjunto de los seres con raciocinio. El tratamiento de las enfermedades en la prehistoria del ser humano comenzó probablemente, en el íntimo contacto con la naturaleza, con la observación de las costumbres de otros animales y con la experiencia acumulada tras la ingestión accidental o provocada de algunas especies vegetales.

La leyenda de la celidonia (Chelidonium majus) o “hierba golondrinera” citada por Dioscórides: algunas golondrinas exprimen este vegetal en los ojos de sus crías para destruir la membrana ocular que les impide la visión en sus primeros momentos de vida.

Algunas serpientes, a la hora de mudar su piel, acuden a frotarse a un árbol de corteza rugosa y seguidamente a donde crece el musgo para rehidratarse con su humedad.

Ya en las primitivas comunidades humanas los hechiceros y chamanes utilizaban en sus ritos plantas medicinales, sustancias animales, amuletos de sustancias orgánicas e inorgánicas, etc.. Los sanadores estaban familiarizados con la flora del lugar donde residían, y con sus facultades medicinales y tóxicas, sirviendose además del rito, ademanes, indumentaria o palabras mágicas; así el efecto curativo se vería reforzado por la virtud de la magia del hechicero.

La medicina tradicional china y asiática data el uso de la flora medicinal con una antigüedad de unos 10.000 años. Se han catalogado unas 7.000 especies diferentes y se ha desarrollado un peculiar sistema de tratamiento que se basa más bien en el gusto, el olor y la temperatura de la planta, que en los estudios farmacológicos. Entre los textos más antiguos figura el Pen Tsao (año 2.800 a. C.)

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