Download caracterización y gestión de plantas medicinales

INIA Tierra adentro
recursos genéticos
marzo - abril 2010
USO SUSTENTABLE DE RECURSOS FITOGENÉTICOS:
CARACTERIZACIÓN Y GESTIÓN
DE PLANTAS MEDICINALES
Desde la antigüedad se conoce la capacidad de los extractos de algunas plantas para producir una respuesta evidente en
los seres humanos o los animales. Algunos inducen sueño,
otros provocan un vaciado violento del contenido gastrointestinal y, unos pocos, en muy pequeñas dosis, causan la muerte.
Algunos animales, y en forma
muy especial los mamíferos, han
sido capaces de seleccionar
plantas que les ayuden a preservar o restablecer la salud.
Varias teorías han sido propuestas para explicar el fenómeno de la complejidad y diversidad
química de los compuestos encontrados en las plantas. La más
ampliamente aceptada es que
los producen como parte de su
estrategia de supervivencia.
Casi todas las culturas utilizan en una u otra forma sus plantas locales como medicinas. El material vegetal secado, triturado
y extraído, origina productos que hoy día se llaman medicamentos botánicos, hierbas medicinales, o fitoterapéuticos.
Uso tradicional de plantas
medicinales
con fines medicinales; por mu- el interés por la medicina tradiUna planta medicinal es utilizada principalmente para levantar o mantener un buen estado
de salud, evitar o atacar enfermedades y promover la recuperación de daño corporal. Sin embargo, otros fines son también
posibles: nutrición, higiene personal, belleza, apoyo psicológico
e incluso prácticas espirituales.
Las plantas son los principales ingredientes de los medicamentos en los sistemas tradicionales de curación y han servido
de inspiración para importantes
drogas farmacéuticas. Alrededor
de 50.000 especies de vegetales
superiores (una de cada seis conocidas) se han aprovechado
cho el mayor uso de los recursos
naturales en términos de número
de especies.
Casi todas las culturas utilizan en una u otra forma sus plantas locales como medicinas. Algunos de los registros más
antiguos de la humanidad detallan su uso. El material vegetal
secado, triturado y extraído, origina productos que hoy día se
llaman medicamentos botánicos,
hierbas medicinales, o fitoterapéuticos.
Uso moderno de las plantas
medicinales
En las últimas décadas, en el
mundo desarrollado ha resurgido
cional. Muchas plantas antaño
conocidas están siendo usadas
como "productos naturales" o como productos farmacéuticos
convencionales, conteniendo
una sustancia química obtenida
de ellas. Ejemplos de esto último
son la reserpina (disminuye la
presión arterial), extraída de Rauvolfia serpentina; efedrina (descongestionante), obtenida del
arbusto Ephedra; digitalina (utilizada para tratar las irregularidades en el ritmo cardíaco) proveniente de una especie de
Digitalis. Los medicamentos contra el cáncer vinblastina (Alkaban-AQ®, Velban®) y vincristina
(Oncovin®, Vincasar PFS®,
Vincrex®), conocidos como al-
Paul P. Kolodziejczyk, Ph.D.
Visiting Professor
[email protected]
University of Alberta, Edmonton, Canadá.
Gastón Muñoz V.
Bioquímico, Dr.
INIA Carillanca
caloides de la vinca, se extraen
de la planta Catharanthus roseus.
En otros casos, los productos
químicos obtenidos de las plantas se emplean como precursores para crear nuevos compuestos. El caso más conocido es la
aspirina. El ácido acetilsalicílico
es completamente sintético, pero
su desarrollo se basó en el tradi-
31
32
recursos genéticos
INIA Tierra adentro
marzo - abril 2010
cional uso de vegetales como el
sauce (Salix spp.) y la reina de
los prados (Filipendula ulmaria)
para el tratamiento de dolores y
malestares generales, como el
reumatismo. Se encontró que los
extractos de dichas plantas contenían ácido salicílico. Sin embargo, el ácido salicílico, aparte
de tener mal gusto, era mal tolerado por el estómago, causando
úlceras. En 1899, la empresa Bayer, en Alemania, sintetizó y luego introdujo al mercado el actual
derivado de uso clínico.
Paclitaxel o Taxol®, aislado
de la corteza de Taxus brevifolia
o tejo del Pacífico, constituye un
ejemplo más reciente. Su extracción de ese árbol es muy limitada, debido a que está presente
en pequeñas cantidades. Así, debe crecer durante 20 años para
luego retirarle la corteza. En
América del Norte hubo preocupación por los efectos de la extracción del compuesto sobre la
conservación del tejo del Pacífico. El paclitaxel no se encuentra
en las hojas de los árboles de
especies del genero Taxus, pero
en cambio están presentes otros
compuestos, conocidos como
baccatinas, especialmente en el
tejo Europeo o Taxus baccata.
Se han elaborado procesos para
extraer las baccatinas de las
hojas y transformarlas químicamente en paclitaxel y docetaxel
(Taxotere), otro compuesto que
está en uso clínico.
No obstante, una gran parte
de la población del mundo todavía se basa en los extractos de
planta entera, o medicina tradicional, como la única fuente asequible de medicinas. Según la
Organización Mundial de la Salud, hasta el 80% de los africanos
ocupa la medicina tradicional
para su atención primaria. Los
remedios naturales son también
populares en muchos países de
occidente.
Una particularidad de la medicinal tradicional consiste en
que la mayoría de las especies
no corresponde a cultivos, sino
Figura 1. Compuestos químicos y productos derivados de árboles de la especie Taxus. Paclitaxel o Taxol®, aislado solo
de la corteza de Taxus brevifolia (tejo del Pacífico). Las baccatinas son compuestos que se encuentran en hojas,
especialmente en el Tejo Europeo o Taxus baccata, a partir del cual se sintetizan paclitaxel y docetaxel (Taxotere®).
que se recolectan en su estado
silvestre. Esto tiene impactos en
el manejo sustentable.
Sustentabilidad
La conservación y el empleo
de la diversidad biológica son
aspectos importantes para la
sustentabilidad de las plantas
medicinales. Si se conservan, seguirán disponibles y proveyendo
beneficios para la salud, constituirán fuentes de ingresos y serán
un apoyo al patrimonio cultural
de numerosas sociedades.
El uso sostenible en relación
con un recurso renovable como
las plantas silvestres, se define
generalmente en términos del
equilibrio entre la demanda y la
oferta para una zona particular
de producción. Esto ocurre cuando la cosecha de los recursos
vegetales se mantiene a tal nivel
que las plantas son capaces de
seguir suministrando sus productos en forma indefinida. La sostenibilidad tiene que ver también
con el aprovechamiento de los
componentes de la diversidad
biológica de un modo y a un ritmo
tales que no se ocasione una
disminución a largo plazo de la
diversidad biológica, manteniéndose así el potencial para satisfacer las necesidades y aspiraciones de las generaciones
presentes y futuras.
El primer concepto tiene el
mérito de la simplicidad (demanda igual o inferior a la tasa de
reposición de los recursos), además de relacionarse directamente con una zona geográfica definida y, por lo tanto, a una cuestión clave como lo es la propiedad de los recursos y su manejo.
La inserción de este concepto
en las comunidades será beneficiosa tanto social como económicamente, ya que solo así ase-
gurarán la disponibilidad a largo
plazo de sus recursos.
La sobreexplotación de plantas medicinales constituye una
amenaza de diversas formas.
Puede conducir a la extinción
local de algunas especies, con
la consecuente pérdida de la diversidad genética y degradación
de los hábitats. Ello alteraría el
equilibrio del ecosistema, favoreciendo el desarrollo de otras
especies invasoras. A largo plazo
se traduce en un perjuicio
económico para la comunidad,
poniendo en riesgo su existencia.
Las plantas medicinales son
básicas para muchas culturas
tradicionales. Cuando escasean
o se extinguen, los recolectores
ven disminuir sus ingresos o bien
los pierden definitivamente. Por
ejemplo, en la zona centro de
Nepal, la mitad de todos los hogares de su parte norte, y más
de un cuarto de la parte media,
INIA Tierra adentro
recursos genéticos
marzo - abril 2010
recolectan plantas medicinales.
Se estima que su venta aporta
entre un 15 y un 30% de los ingresos de las familias más pobres. En Bosnia-Herzegovina, se
calcula que unas 100.000 familias
rurales recogen y venden plantas
silvestres medicinales y aromáticas.
El vínculo entre la conservación y el desarrollo económico
es aun más evidente para aquellas plantas que producen precursores de compuestos farmacéuticos. En efecto, la escasez
de una planta puede llevar a que
se reduzca la oferta de un medicamento vital y de alto valor.
Aspectos de la regulación
de la oferta
Lo que entra al mercado tiene dos clases de origen: recolección silvestre o cultivo.
Las plantas silvestres se colectan principalmente en los países donde el trabajo es relativamente barato, o bien en sitios de
difícil acceso. Este tipo de manejo requiere de procedimientos
muy bien organizados para la
correcta identificación de las
plantas, almacenamiento adecuado y transporte. Normalmente se requiere de información
bien documentada. Los manuales de procedimientos para los
recolectores y los supervisores
deben estar diseñados de manera que, una vez aplicados, sea
posible una completa trazabilidad. De esta manera, los movimientos de cada lote de materiales vegetales recibidos por el
fabricante podrán ser pesquisados desde su recolección. Es
preciso que todos los procedimientos estén descritos y disponibles, como ocurre con los "procedimientos operativos estándar"
(SOP) comunes en la industria
alimentaria.
El cultivo de plantas medicinales debe realizarse de acuerdo
con las buenas prácticas agrícolas (BPA). La cosecha, transporte
y procesamiento deben seguir
Figura 2. Sistema de código de barras basado en secuencias de ADN para la identificación de especies. En este sistema
se utiliza una región de un gen cuya variabilidad en secuencia permite diferenciar un gran número de especies relacionadas.
En el ejemplo, se toma una pequeña muestra de dos plantas que para el neófito podrían ser difíciles de reconocer, se
secuencia la región genómica involucrada y se comparan. Las secuencias nucleotídicas generan un patrón similar a un
código de barras, único para cada especie.
Thymus mastichina
Mentha aquatica
A
B
A
B
Secuencia nucleotídica del gen mitocondrial de la citocromo c oxidasa I
Bases nucleotídicas:
C
A
los procedimientos de correcta
fabricación (GMP). Aunque en
todo el mundo se reconoce la
necesidad de contar con un etiquetado que acredite la sustentabilidad, hasta ahora no se ha
acordado un sistema para ello.
La Conferencia de las Naciones
Unidas sobre Comercio y Desarrollo (UNCTAD) ha expresado
su interés en la generación de
normas de sustentabilidad para
los productos naturales silvestres y ha establecido principios,
criterios e indicadores en la iniciativa denominada BIOTRADE
(www.biotrade.org).
En Europa, varias agencias
han propuesto una nueva norma
internacional para una Recolección Silvestre Sostenible de Plantas Medicinales y Aromáticas
(ISSC-MAP; www.floraweb.de
/map-pro). La normativa podría
ayudar a establecer un claro
conjunto de procedimientos de
colecta y manejo sostenible de
T
G
plantas medicinales, y crear la
base para la certificación orgánica.
Identificación de plantas y
componentes
Para una adecuada comercialización y procesamiento de
material vegetal recolectado en
su estado silvestre existen al menos tres puntos críticos. El primero, la identificación, que se refiere tanto a la identidad genética
como a la homogeneidad, es
decir, ausencia de material de
origen genético diferente. El segundo punto se refiere a la composición química, lo cual implica
realizar análisis químicos. Estos
últimos aportan datos convincentes de que el material contiene
efectivamente los compuestos
bioactivos (con actividad biológica) esperados, proporcionan
información cuantitativa sobre
el contenido de dichas sustan-
cias, y determinan la cantidad
de contaminantes de origen vegetal (metabolitos vegetales) y
de origen ambiental (metales pesados, agroquímicos). Finalmente, se necesita análisis microbiológicos para establecer la
presencia de agentes microbiológicos potencialmente dañinos,
así como sus componentes tóxicos, incluyendo micotoxinas producidas por hongos o moho.
Código de barras
de la vida
La Universidad de Guelph,
Canadá, en 2003, propuso por
primera vez un sistema para la
identificación de especies tipo
código de barras y basado en el
ADN. Se sustenta en la diversidad de una secuencia corta de
una región genética estandarizada.
Inicialmente se ha trabajado
con una región 648 pb del gen
33
34
recursos genéticos
INIA Tierra adentro
marzo - abril 2010
Figura 3. Análisis químico de plantas medicinales. De izquierda a derecha, secado del material vegetal, hidrodestilación,
preparación de la muestra para el análisis, análisis mediante cromatografía gaseosa para separar y cuantificar los
compuestos presentes en la muestra, y, finalmente, análisis de espectrometría de masa para identificar cada compuesto
antes detectado.
de la citocromo c oxidasa I (COI),
el cual ha resultado en un código
de barras del ADN eficiente para
la identificación de muchos grupos animales. En las plantas, sin
embargo, las tasas de sustitución
del ADN mitocondrial son bajas,
lo que ha llevado a la búsqueda
de genes alternativos. A partir
de evaluaciones de recuperación, la calidad de la secuencia,
y los niveles de discriminación
de especies, se ha recomendado
recientemente una combinación
de 2 genes: rbcL (ribulosabisfosfato carboxilasa) y matK
(gen que codifica a una madurasa, enzima que ayuda a la conformación y maduración de un
ARN).
El Centro Canadiense de
Códigos de Barras de ADN actualmente codifica más de
100.000 ejemplares por año
(www.barcodeoflife.org). Esta
red nacional incluye alrededor
de 50 investigadores de 42 instituciones, y se ha fijado el objetivo
de registrar más de 10.000 especies tanto de animales como de
vegetales, hongos y protista (organismos, como algas y protozoos, que no pertenecen al reino
animal, vegetal ni hongos) de Canadá en los próximos cinco años.
La iniciativa se ha extendido a
un consorcio mundial para el
"código de barras de la vida"
(www.barcoding.si.edu) que
apunta a la creación de una base
de datos que permita vincular
los especímenes de herbario con
secuencias de ADN universales
y así ayudar a identificar las especies vivas.
Entre las ventajas de la aplicación y difusión del uso de código de barras de la vida se encuentra la posibilidad de analizar
fragmentos pequeños de muestra. Ello implica que se puede
identificar una especie a partir
de un trozo, pieza, subproducto
o deshecho morfológicamente
irreconocible. Además, la metodología no diferencia etapas del
desarrollo, por lo que se puede
identificar una especie en sus
muchas formas (hojas, raíces,
semillas, flores). Un aspecto muy
importante también es la capacidad de diferenciar inequívocamente, sin ambigüedad, especies
que lucen idénticas. Por tales
razones, se han propuesto numerosas aplicaciones prácticas de
la mencionada base de datos.
Para las plantas económicamente importantes, esto se centra en
controlar la calidad de los alimentos y del forraje, y en evitar
la adulteración.
Alternativas de análisis
químico
La industria de procesamiento de plantas medicinales y
aromáticas tiene hoy una gran
variedad de herramientas, tanto
simples como sofisticadas, para
el análisis cualitativo y cuantitativo de material vegetal. La elección del método e instrumentos
depende de las exigencias impuestas por el comprador, la industria o la asociación de comercio, el gobierno y los organismos
reguladores.
Los métodos e instrumentos
para el análisis de los componentes bioactivos presentes en el
material vegetal son específicos
para un determinado grupo de
sustancias químicas. En general,
se aplican técnicas de cromatografía para la separación de moléculas químicas, preferentemente cromatografía gas-líquido,
cromatografía líquida de alta presión, electroforesis capilar. Con
bastante frecuencia se utilizan
para el análisis metodologías que
involucran instrumentos usados
para la separación (cromatografía) al cual se le acopla otro equipo especializado en realizar identificación de moléculas, por lo
general un espectrómetro de masa.
Los procedimientos se realizan de acuerdo a "métodos oficiales" aprobados por organismos reguladores u organismos
internacionales de normalización
(ISO, la FAO, la IUPAC, el Codex
Alimentarius, OCDE, etc.). Los
laboratorios son rutinariamente
examinados por instituciones reguladoras o mediante la participación en pruebas de control.
Como conclusión, se puede
decir que la medicina tradicional
sigue siendo la primera opción
para el cuidado de la salud, por
sobre la medicina convencional
u occidental. La mayoría de los
tratamientos tradicionales se basa en la recolección de hierbas
silvestres, no cultivadas para tales propósitos. En algunas partes
del mundo, esa tarea involucra
a un gran número de personas.
Los métodos modernos de identificación, análisis y procesamiento ayudarán a asegurar la
calidad del producto final, permitirán una mejor identificación de
las plantas, evitarán el desperdicio de material valioso, facilitarán
la trazabilidad y apoyarán la fiscalización contra la extracción
ilegal. El apoyo a comunidades
locales involucradas en la explotación en este tipo de recursos
es clave para mantenerlos y para
asegurar el futuro de la actividad
económica ligada a ellos.