Download la farmacognosia

LA FARMACOGNOSIA
La farmacognosia puede definirse como la rama de las ciencias farmacéuticas que estudia las drogas y
medicamentos de origen biológico, sea este vegetal, animal o microbiológico, y sus derivados. Esto abarca los
productos naturales, principalmente de interés medicinal, pero sin limitarse únicamente a tales sustancias.
Tradicionalmente en Farmacia los estudios sobre los productos y materiales usados como medicamentos se
llamaban "Materia Medica". En 1817 el farmacéutico alemán Seydler introdujo la actual denominación de
Farmacognosia para estos temas. La palabra FARMACOGNOSIA etimológicamente significa "conocimiento de
las drogas” (del griego "PHARMAKON"=droga, "GNOSIS"=conocimiento).
Debe tenerse en cuenta que a principios del Siglo XIX no existía Química como ciencia independiente, y que a
medida que las teorías y conocimientos químicos avanzaron, ambas áreas quedaron indisolublemente ligadas.
Muchos de estos temas comunes se conocen como "fitoquímica" o "productos naturales" entre los científicos de
orientación química. Si bien esos títulos son útiles porque abarcan todos los aspectos de la química de las
moléculas aisladas de la Naturaleza, son insatisfactorios en que no comunican en forma clara lo tradicional de la
Farmacognosia dentro de los estudios profesionales vinculados a la Farmacia.
En un sentido amplio la Farmacognosia abarca el conocimiento de la historia, el comercio, la distribución y
geografía, la botánica, el cultivo, recolección, selección, preparación y preservación, la identificación y evaluación
por todo tipo de métodos, la composición química y el análisis, la farmacología y el uso tradicional de las drogas y
sus derivados para mejorar la salud del Hombre u otros animales. Todo tipo de drogas vegetales y otros productos
naturales que tienen valor comercial por sus usos tecnológicos, incluyendo una variedad de productos de uso
comercial, entre ellos colorantes, aromas, condimentos, insecticidas, herbicidas, antibióticos, extractos alergénicos
e inmunizantes biológicos, etc., también pueden ser estudiados dentro de la Farmacognosia.
EVOLUCIÓN HISTÓRICA E IMPORTANCIA ACTUAL.
El uso de plantas para tratar enfermedades y dolencias ha sido una característica del ser humano que es más antigua
que la historia escrita. Se han encontrado restos de plantas medicinales usadas aún hoy día en excavaciones hechas
en lugares habitados prehistóricamente por humanos (lacustres), lo que permite imaginar su uso regular. De la
misma manera, se ha sugerido que el uso de plantas medicinales por algunos otros primates es para combatir
enfermedades parasitarias, por una especie de "Farmacognosia selvática".
El estudio y adecuado conocimiento de las drogas vegetales es seguramente una de las más antiguas de las
"ciencias", junto con la astronomía. El conocimiento adecuado de las plantas fue uno de los primeros en que, por
necesidad, el Hombre desarrollo un interés organizado. Este interés práctico abarcó tanto a las plantas comestibles,
como a las tóxicas y medicinales, y es fácil pensar en las ventajas que podía tener para una sociedad primitiva el
conocer adecuadamente las propiedades de las plantas que crecían cerca de su lugar de vivienda.
El estudio comienza con el uso de drogas vegetales por el hombre primitivo para protegerse de enfermedades. Esto
forma un enorme bagaje de información que en parte ha sido clasificada en forma más "oficial", pero que coexiste
con una sabiduría "popular", que aún se trasmite en forma oral. Todos conocemos yuyos "de viejas", y todos
"sabemos" las propiedades de plantas estudiadas científicamente [no hay que enseñarle a nadie sobre el café
(Coffea arabiga- rica en cafeína) para no dormirse, la carqueja cuando tenemos malestares de estómago, o que no
es bueno comer "bolitas" de paraíso].
Pero a través de la historia las diversas civilizaciones, y las clases dirigentes e ilustradas, procuraron organizar
estos conocimientos en forma utilizable, de manera que fueran "enseñables" a nuevas generaciones, y que fuera
posible saber sobre remedios de lugares que no se había visitado personalmente.
Bolilla 1.- 1 de 13
El herbario (obra escrita con descripciones adecuadas de plantas medicinales) conocido más antiguo es el Pen´t
Sao, escrito en tiempos del Emperador chino Shen Nung (2700 AC), el que contiene 365 drogas (una para cada día
del año). Alrededor del 1700 AC se escribió el famoso papiro de Ebers en Egipto, con la descripción de varios
cientos de drogas. También se encuentran descripciones en la literatura Védica (India), y ya entre el 4000 y el 1000
AC aparecen adecuadas descripciones de plantas medicinales y su acción. Por las inscripciones de los templos se
sabe que desde hace más de 6000 años ya eran conocidas importantes drogas como la mandragora (¡Mandrake!), la
amapola o adormidera (origen del opio y la morfina), el aceite de castor (tartago), muchos aceites esenciales, la
bilis (ácidos biliares), el aloe (antraquinonas), la cebolla, y de las grasas animales como vehículos en ungüentos
curativos, etc.
Los babilonios y asirios tenían registros similares y se han encontrado tabletas (escritura cuneiforme) referidas a
plantas medicinales. Assurbanipal procuró organizar el primer museo en que todos los conocimientos de la época
estaban en diferentes salones del edificio, a cargo de especialistas en cada área. Zarathustra, el filósofo persa del
600 AC mencionaba muchas drogas en sus escritos.
En la antigüedad clásica (Grecia y Roma) el progreso fue menor. Herodoto (historiador griego del 500 AC)
menciona que la Materia Medica había alcanzado altos niveles y se enseñaba en la Escuela de Thebas de Egipto,
pero los griegos no fueron particularmente innovadores en estos estudios. En la educación griega la capacidad de
raciocinio era fundamental, y la experimentación científica como la conocemos hoy no se aplicaba. Los griegos
tenían centros médicos (Aesclepion) en varias de sus ciudades. Eran templos a Apolo (como Dios relacionado a la
Medicina), y a Esculapio y su hija Hygea, como dioses específicos. En estos centros médicos renombrados curaban
los enfermos que venían a ellos, usando diversas técnicas. Eran ademas los centros donde enseñaban a sus
discípulos en la práctica diaria. El más importante fue Hipócrates de Kos (430 AC), que tuvo la originalidad de
comenzar a enseñar a discípulos que no eran sus descendientes y familiares, con lo que estableció las actuales
bases de la enseñanza médica. Hipócrates escribió varios tratados sobre diversos temas, uno de los que está
relacionado con el uso de plantas medicinales cuyas características botánicas y propiedades describe. Con esto es
ademas uno de los fundadores de la Farmacia.
Los romanos, con su sentido utilitario, tuvieron autores que procuraron organizar los conocimientos. Galeno
también hace referencia a la utilización de plantas medicinales en muchas enfermedades, siendo otro de los autores
clásicos que establece las bases de la Medicina clásica.
EL JURAMENTO HIPOCRATICO
Juro a Apolo el médico y a Esculapio e Hygea y a todos los dioses y diosas a quienes pongo por testigos, que
cumpliré con lo mejor de mis habilidades y discernimiento lo que acá prometo. A mi Maestro que me instruyó en
estas artes lo tendré por igual que mis Padres, y a sus hijos varones como hermanos. Si me pidieren, les enseñaré
a ellos esta Arte y toda la sabiduría médica, sin exigir pagos ni compromisos, y también a todos aquellos que
hayan hecho el Juramento Médico, pero no a otros. Dentro de mis posibilidades usaré mis conocimientos médicos
para beneficio de aquellos que sufren, según mi juicio, y evitaré hacer daño o causar injusticias. No daré a nadie
drogas letales, ni aún cuando me lo pida, ni sugeriré su uso. Tampoco suministraré a las mujeres los medios de
abortar. Mantendré mi vida y mi arte puros e inmaculados. No realizaré castraciones ni cuando me lo soliciten, y
dejaré esto a los trabajadores manuales. Entro en muchos hogares, lo que haré para el beneficio y bien de quienes
tienen dolencias, y me abstendré de toda forma de injusticia premeditada y todo tipo de daño por actos sexuales
sobre los cuerpos de mujeres y hombres, sean ellos hombres libres o esclavos. Todo lo que vea y oiga mientras se
desarrolla el tratamiento y aún durante la vida diaria no lo invocaré, sino que lo ocultaré y mantendré para
siempre secreto. Este Juramento mío, que mantendré y nunca violaré, será mi auxiliar durante toda mi vida y
también en el ejercicio de mi Arte, para que tenga el respeto de todos los hombres. Si alguna vez lo transgredo y
cometo perjurio, que sea yo castigado por lo opuesto.”
Bolilla 1.- 2 de 13
Después de la caída del Imperio Romano, hubo un retroceso cultural, y la medicina y los estudios sobre plantas
medicinales volvieron a quedar reducidos a los conocimientos vernáculos, salvo en lo que quedó salvado en los
Monasterios y Abadías de la Iglesia. Muchos de ellos eran lugares de refugio para viajeros, con sus integrantes
dedicados al estudio y al tratamiento de enfermos (hostería y hospital vienen de la misma raíz). En los Monasterios
y abadías se mantuvieron jardines de plantas medicinales, y se mantuvo también el estudio de los autores clásicos.
Sin embargo, su actitud era básicamente conservadora, y salvo algunos alquimistas que comenzaron a introducir la
"experimentación" como base de sus estudios (Teofrasto Paracelso), la Europa medieval de por sí generó pocos
avances científicos.
Nuevos conocimientos de plantas medicinales y otras teorías sobre las ciencias naturales continuaron llegando a
Europa por una parte a través de los grandes viajeros y comerciantes como los Polo y otros navegantes italianos
(genoveses y venecianos principalmente) y del Báltico (Liga Hanseática), y por otra introducidos por los sabios
árabes, que entraron en contacto con los eruditos europeos en la zona mediterránea, pero especialmente en España.
En ese momento, de fines de la Edad Media, de resurgimiento de los estudios sobre los clásicos, se hizo el
Descubrimiento de América, y los españoles introdujeron una enorme cantidad de nuevos alimentos y
medicamentos. De América fueron el maíz, el tomate, la papa, el cacao, el tabaco, la yerba, la quinina, la
ipecacuana, etc. Cuando los españoles llegaron a México se encontraron que los aztecas sabían como usar más de
1200 drogas vegetales, que tenían jardines botánicos de plantas medicinales, que el Imperio Inca había una escuela
médica.
Relaciones con las ciencias básicas y otras disciplinas.
Derivaron del estudio de las plantas muchas de las ramas de la ciencia actual, con las que la Farmacognosia
mantiene muchas relaciones. Es una ciencia aplicada, pero ha sido de vital importancia para el desarrollo de las
ciencias puras como la Botánica, la Química o la Farmacología.
La farmacognosia está muy ligada por orígenes comunes a la Botánica y a la Fitoquímica. Ademas ha sido fuente
de muchos conocimientos a la Farmacología o a la Química Farmacéutica.
Desarrollo reciente.
• química orgánica predominio de medicamentos de síntesis
• vuelta actual a los productos naturales, en pesticidas y tratamiento para el cáncer
• desarrollo de nuevas técnicas de aislamiento e identificación y reconocimiento de actividad biológica.
• búsqueda de nuevas drogas, programas de muestreo, etnobotánica, etnofarmacología
En los siglos posteriores a la Edad Media, los farmacéuticos hacían la recolección directa de las plantas que
utilizaban, y de hecho muchas empresas farmacéuticas y químicas de hoy tuvieron su origen en boticarios de
otrora, y aún llevan sus apellidos (Merck, Squibb, etc.).
La Farmacognosia ha sido revitalizada en las ultimas 3 décadas por avances en disciplinas como la química
orgánica, la bioquímica, la fisiología vegetal, y muchas otras.
Se lograron productos de síntesis con propiedades farmacológicas y fisicoquímicas más adecuadas, pero se basaron
en estudios iniciados con moléculas de origen natural (aspirina). Aún así, si se incluyen los antibióticos, el 25% de
los medicamentos utilizados en países avanzados tiene origen en productos naturales, cifra que es más alta si se
consideran los medicamentos que se basan en estructuras químicas originales naturales.
Esta situación coexiste con el uso directo de plantas medicinales. En algunos países subdesarrollados siguen siendo
la principal fuente de medicamentos. Su uso es evidente en Uruguay (en yuyerias y aún cuando su uso es
considerado menos importante que los medicamentos regulares, se siguen usando en todas las capas sociales (yerba
auxana, marcela, carqueja).
Bolilla 1.- 3 de 13
Aspectos comerciales
• comercio de drogas crudas
• guerras
• descubrimiento de América
Metabolitos primarios y metabolitos secundarios:
Primarios: De forma muy cruda se dividen en metabolitos primarios o esenciales (grupo que incluye carbohidratos
(azúcares), lípidos (grasas y aceites), péptidos (aminoácidos), vitaminas, ácidos nucleicos, y todos aquellos
compuestos que son imprescindibles para mantener las funciones fundamentales de los seres vivos, su crecimiento
y reproducción. De ellos estudiaremos los carbohidratos y lípidos.
Secundarios: Por otra parte los metabolitos secundarios cuya presencia no tiene que ver con las funciones vitales de
cada individuo, son vinculados al relacionamiento con el medio ambiente y sus exigencias ecológicas.
Aspectos botánicos, geográficos o comerciales
Droga es todo producto que puede ser de uso medicinal (para la prevención, diagnosis, mitigación o cura de
enfermedades).
Drogas crudas. Son drogas vegetales y animales que son partes del animal o planta que no han sufrido otro proceso
más allá de la recolección o secado. Un estudio de drogas crudas o sus derivados debe comenzar con la planta o
animal que los produce por un proceso biosintético inherente.
La fuente geográfica o el hábitat son la región en que crece la planta o animal. En general la mayoría de las drogas
provienen de las regiones tropicales o subtropicales, aúnque las haya distribuídas por todo el Planeta. El hábitat de
una planta es uno de los factores determinantes de la actividad de la droga, ya que en la composición de esta
influyen la altitud, la latitud, el clima, el suelo, etc. Las plantas que crecen en su lugar nativo se llaman nativas o
indígenas de esa región (la marcela es nativa de toda la cuenca del Plata).
Las plantas naturalizadas son aquellas que han sido introducidas y se han adaptado a una zona diferente de la
original.
Esta introducción puede ser accidental (la chicoria en Uruguay) o intencional (la palmera del coquito –Phoenix
canariensis). Existen plantas cultivadas (el trigo o los citrus en Uruguay), muchas de ellas alimenticias, pero
también medicinales.
Para el éxito de un cultivo es necesario estudiar las condiciones bajo las que la planta crece y florece en el estado
silvestre y reproducir o mejorar estas condiciones en forma artificial.
El origen comercial de una droga tiene que ver con su producción y as vías de su comercialización.
Preparación de drogas de uso comercial
Recolección.
Puede ser manual o mecanizada, e importa lo que se desea utilizar de la planta para una adecuada recolección.
Importa la época del año. Para el laboratorio interesa por lo común usar materiales frescos.
Existen alteraciones que pueden ocurrir desde que se recoge la planta hasta que se usa. Esto se debe a que la planta
comienza a morirse, por lo tanto comienzan a actuar sistemas enzimáticos de degradación. Esta actividad
enzimática es la primera causa de descomposición. El grado dependerá de cada planta y como se seca.
Problemas a enfrentar en la extracción:
• enzimas hidrolíticas (ésteres, glicósidos)
• oxidantes que atacan fenoles (oscurecimiento)
• sustancias volátiles que se pierden
• formación de polímeros
• racemización
• almacenamiento, actividad de bacterias, hongos, insectos, roedores.
Estabilización de la droga:
Bolilla 1.- 4 de 13
Primero sacarle el agua (sol, aire caliente) con cuidado. A los 25-30oC actividad máxima de las enzimas.
Calentar a 60 oC para desnaturalizar enzimas, con vapor de agua, en seco, con vapor de alcohol.
Extractos:
• Favorece la conservación (siempre se hace en el laboratorio)
• Tiene la ventaja de menor volumen
• Es entre el 3 y 10 % del marco.
• Queda lignina, celulosa.
• Se evapora (a presión reducida) porque en solución muchos procesos químicos son posibles.
• Queda una pasta donde las reacciones son mucho más lentas (disolución de O2 y el solvente se puede recuperar.
• Las volátiles puede hacerse por destilación y arrastre por vapor. Algunos extractos se venden como tales (ej.
vainilla).
• Las sustancias puras son más estables aún (como cristales).
Como todos los procesos de la serie desde plantación hasta producto purificado son hechos en diversos lados, se
comenzó el control analítico. Los análisis tienen que tener un costo acorde con el producto que se vende. A veces
la actividad no es por un único compuesto, entonces se usan sistemas biológicos. si tenemos que hacer tests
biológicos deben ser reproducibles, confiables, rápidos, etc.
Secado.
Quita la humedad para asegurar una buena conservación, y el mantenimiento de la actividad y calidad de las
drogas. Puede realizarse por secado al aire (al sol o a la sombra), o con calor artificial, teniendo esto la ventaja de
que permite cortar inmediatamente la actividad enzimática interna de las plantas. El secado previene la acción de
las enzimas, de las bacterias, los hongos y otros posibles cambios (oxidación). Fija los constituyentes y facilita el
molido, así como la transformación de la droga en una forma más fácilmente comercializable y transportable. El
éxito del secado depende de dos principios fundamentales: el control de la temperatura, y el flujo de aire. El control
de esta operación está determinado por la naturaleza del material o el aspecto deseado en el producto final.
Con ciertas drogas, como por ejemplo la vainilla, son necesarios y buscados los procesos de exhudación y
fermentación, para dar ciertos cambios en los constituyentes. Tales drogas requieren procesos especiales de secado.
La yerba es secada con fuego vivo, que favorece la destrucción de ciertas enzimas. El calor y el humo
desnaturalizan ciertas enzimas oxidantes que actúan produciendo compuestos de color negro, que aúnque no son
tóxicos, cambian el aspecto y sabor de la yerba.
Selección.
Es el paso final de la preparación de las drogas. Consiste en la remoción de las materias extrañas, como otras partes
de la planta, impurezas o otros posibles adulterantes. En parte se hace durante la recolección, pero deber asegurarse
después del secado y antes del empaquetado. El empaquetado depende del uso final y a veces es típico para drogas
de ciertos orígenes.
Preservación y almacenamiento de las drogas crudas.
Efecto de la presencia de agua: El propósito principal de la preservación de las drogas es evitar la actividad
enzimática sobre el material, la putrefacción y el crecimiento de hongos. Un contenido de agua menor al 5% es
generalmente suficiente para evitar las reacciones enzimáticas y una humedad relativa menor al 75% evita el
crecimiento de hongos y bacterias. Los organismos vivos tienen una considerable cantidad de agua. El agua es el
medio básico para las reacciones bioquímicas y cuando se la elimina completamente de los tejidos las reacciones
no se producen.
Estabilización
por calor
por frío
congelado
liofilizado
Eliminación del agua.
Bolilla 1.- 5 de 13
Como la cantidad de sustrato transformado es proporcional al tiempo, a menudo se acorta el tiempo de desecación
aumentando la temperatura. Las drogas pueden desecarse en un horno o al sol. El uso de altas temperaturas debe
ser cuidadoso, ya que el aumento de temperatura a 40-50 C acelera las reacciones enzimáticas. Con el aumento de
la temperatura aumenta la volatilización de aceites esenciales, la racemización, la destrucción de sustancias
termolabiles (proteínas), la polimerización y la oxidación. Generalmente se prefiere para el secado de drogas el
calor artificial en el rango de 50-60oC, el que es requerido en ciertas Farmacopeas para las drogas cardiotónicas.
Estabilización por calentamiento.
La destrucción de las enzimas puede lograrse por calentamiento pero esto solo puede usarse cuando los
componentes activos son termoestables.
1. Calor seco a 80 C. A esta temperatura coagulan las proteínas, que son inactivadas irreversiblemente.
2. Calentamiento en líquidos a ebullición o a vapor. La droga es agregada gradualmente al líquido en ebullición,
teniendo cuidado de que la temperatura no varíe notablemente del punto de ebullición. El calentamiento de 30
minutos aproximadamente destruye completamente las enzimas. Las plantas contienen a menudo ácidos
orgánicos que pueden llevar a la hidrólisis de glicósidos y ésteres. Para prevenir la hidrólisis se usan agentes
neutralizantes tales como el carbonato de calcio. Los líquidos usados pueden ser el agua, y más comúnmente
los alcoholes de menor punto de ebullición.
La estabilización de las drogas no solo tiene la ventaja de prolongar su actividad, sino que hace que luego no se
decoloren durante el secado. Ademas el tratamiento con calor elimina microorganismos.
Aditivos.
El uso de aditivos que solamente se usan en ciertas drogas, sirve para cambiar el pH (ácido cítrico, ácido láctico),
como antisépticos (SO2, ésteres del ácido p-aminobenzoico), o para cambiar la presión osmótica (glucosa, NaCl).
Composición química de los materiales de origen natural.
Los organismos vivos pueden considerarse como un laboratorio biosintético, no solamente de compuestos
utilizables en la alimentación (carbohidratos, proteínas, grasas), sino también de una gran variedad de compuestos
(glicósidos, alcaloides, aceites volátiles, etc. que ejercen determinados efectos fisiológicos.
Estos compuestos químicos dan a las drogas sus propiedades terapéuticas y se les llama constituyentes activos,
para diferenciarlos de los constituyentes "inertes" que también están en las drogas.
En las drogas vegetales, la celulosa, la lignina, suberina, y cutina son consideradas materia inerte, a veces el
almidón, la albúmina, los colorantes y otras sustancias pueden no tener una actividad farmacología definida, y son
también considerados inertes. En las drogas animales, la queratina, la quitina, la fibra muscular y los tejidos
conjuntivos son considerados inertes.
A menudo la presencia de sustancias inertes puede modificar la absorbilidad y potencia de los constituyentes
activos. Para eliminar estos efectos indeseables en la droga cruda y sus preparados, los principios activos son
extraídos, purificados y cristalizados para uso terapéutico.
Dentro de los constituyentes activos tenemos los farmacotécnicamente activos y los farmacológicamente activos.
Los primeros pueden producir cambios en las preparaciones medicinales (por ej. taninos). Los segundos son
aquellos a los que se les puede asignar la actividad terapéutica de la droga. Pueden ser sustancias químicas simples
o mezclas de principios, la separación de los mismos puede no ser práctica ni ventajosa.
Las drogas simples pueden ser los azúcares, almidones, ácidos, enzimas, glicósidos, alcaloides, hormonas,
proteínas, vitaminas, las mezclas incluyen los aceites fijos, grasas, ceras, aceites volátiles, resinas y bálsamos.
Otra posible clasificación de los constituyentes es en primarios o esenciales y secundarios:
Primarios: sustancias que son necesarias para el funcionamiento químico normal de la célula (metabolitos,
aminoácidos, ácidos grasos, glicéridos, monosacáridos, vitaminas, hormonas, etc.)
Secundarios: sustancias que aparentemente no tienen funciones y que solamente aparecen en especies particulares
(alcaloides, aceites esenciales, antraquinonas, etc.)
Los productos intermedios del metabolismo celular (metabolitos) raramente se acumulan excepto algunos
polímeros (almidón, proteínas, grasas) y generalmente están en bajas concentraciones en las células, siendo
Bolilla 1.- 6 de 13
rápidamente convertidos en otros productos por medio de enzimas específicas. Si por alguna razón un paso de las
secuencias de reacciones bioquímicas no ocurre o ocurre lentamente (por inhibidores de alguna enzima) puede
acumularse un metabolito en una célula (sacarosa en la remolacha azucarera). Este hecho es aprovechado en
algunas industrias biotecnológicas.
En otros casos pueden acumularse metabolitos anormales en algunos tejidos. Este producto secundario puede
formarse como resultado de una imperfección bioquímica de la célula. Esto puede deberse a una falta de
especificidad enzimática que hace que el ataque al sustrato que es transformado pero sobre el que no hay pasos
metabólicos posteriores.
Algunos productos secundarios se forman como resultado de una acumulación inusual de metabolitos específicos
que han sufrido transformaciones espontáneas a compuestos que no son útiles para la planta. Un defecto
metabólico de este tipo, si es moderado, puede no ser perjudicial para la planta.
En otros casos los productos resultantes pueden ser tóxicos salvo que la planta se detoxifique por alguna reacción
posterior. Probablemente los primeros productos anormales accidentales son modificados por la activación de
enzimas no específicas (de OH, deshidrogenación a doble enlace).
Los órganos maduros de una planta realizan extensamente las funciones conectadas con el CO2, asimilación
almacenamiento y transporte. Esto explica por que el contenido de los constituyentes activos generalmente están en
el máximo cuando el crecimiento recién ha terminado. El concepto de que los productos secundarios resultan de
imperfecciones metabólicas es sostenido porque raramente se les puede adjudicar un significado fisiológico
esencial a la presencia de alcaloides, agliconas, aceites esenciales, etc. Ocasionalmente los productos secundarios
desempeñan una función importante para la planta, como en el caso de los aceites esenciales de las coníferas, ya
que sirven como disolventes de las resinas que protegen las heridas.
Variación de la actividad de las drogas.
El contenido en principios activos y la relación entre distintos constituyentes productores de drogas en un
organismo no son valores estáticos, sino que varían durante la vida de la planta en relación a la interacción de
factores internos o externos.
Factores que afectan la composición.
A. Efecto de los factores genéticos o endógenos.
Los miembros de una especie raramente son homogéneos genéticamente. Cuando las diferencias genéticas son
suficientemente grandes se habla de subespecies, variedades, tipos. Tales diferencias se consideran que derivan de
los genes, que pueden ser causa de diferencias no solamente morfológicas sino también de diversidad bioquímica,
es decir pueden dar diferencias en las características y el tipo de constituyentes producidos. Siempre que ocurren
tales diferencias bioquímicas cada tipo particular es denominado "variedad" fisiológica". Para mejorar las
variedades fisiológicas se hacen cruzas de las plantas que poseen las mejores cualidades deseadas.
Selección de variedades.
Mutaciones.
La exposición a radiaciones ionizantes (rayos X, gama, radiactividad), o no ionizantes (UV y ciertos agentes
mutagénicos) algunas veces da una variación en la naturaleza de un gene, obteniéndose así una mutación que puede
cambiar la morfología o la naturaleza bioquímica de una planta.
Poliploidismo.
Es un aumento en el numero de cromosomas sin reducción previa. Puede alcanzarse por medios naturales o
artificiales, por tratamientos generalmente con calor o colchicina u otros agentes. El aumento del numero de
cromosomas puede causar cambios en la constitución del individuo hijo. Puede cambiar el tamaño de la planta o
sus órganos, aúnque también hay cambios fisiológicos. Así en la Datura stramonium la inducción de células
tetraploides hace que la planta hija tenga más de 2 veces el contenido en alcaloides que la planta diploide.
Hibridación.
Bolilla 1.- 7 de 13
Consiste en cruzar individuos de diferente especie para producir una progenie híbrida. Así pueden introducirse
modificaciones deseables morfológicas y bioquímicas. Pueden introducirse genes que le den resistencia a
enfermedades, que aumenten el tamaño, que produzcan más de un componente, que tengan flores de más color, etc.
Debe realizarse en cada generación ya que la autopolinización de un híbrido lleva a progenies no uniformes,
algunas presentando los caracteres de uno solo de las paternos.
B. Efectos ecológicos o exógenos.
Clima o luz.
El crecimiento de las plantas es influenciado por el clima. En tiempo nublado la cantidad de hidratos de carbono
producidos por las hojas esta en proporción a la intensidad luminosa recibida. La abundancia relativa de hidratos de
carbono sirve como materia prima para la biosíntesis de otros componentes secundarios.
Los aumentos de temperatura pueden también afectar las reacciones, las temperaturas bajas tienden a bajar la
velocidad de las reacciones enzimáticas. Si un aumento de la temperatura aumenta más la velocidad de una vía
biosintética que de otra, resulta un desbalance en la producción normal. Pueden acumularse algunos metabolitos
secundarios más que otros.
Altitud o latitud.
El efecto de la latitud es importante para la producción de grasas por la planta. Las grasas de las plantas tropicales
poseen una mayor de ácidos grasos saturados que los de las plantas de climas subtropicales. Así el ácido oleico
predomina en el aceite de oliva, maní, almendra y sésamo. Los ácidos grasos obtenidos de plantas que crecen en
zonas templadas contienen más insaturaciones, así el ácido linoleico predomina en el aceite de semilla de algodón
y girasol.
La máxima instauración aparece en grasas de plantas de clima frío (aceite de lino). Cuando una misma planta crece
en varias latitudes los aceites resultantes tienen diferente instauración.
Alelopatía.
Consiste en dejar que un organismo ejerza su influencia sobre otro. Esta interacción denominada alelopatia pueda
ser beneficiosa o perjudicial. Cuando distintas plantas crecen una al lado de la otra, pueden accionar sobre la
germinación de las semillas recíprocamente, promoviendo o suprimiendo el crecimiento, afectando el desarrollo de
las hojas, o la caída de las mismas o afectando la maduración de los frutos. También se conocen los efectos sobre
el contenido de drogas vegetales.
Este efecto es trasmitido en las plantas por medio de exhalaciones de las hojas o secreciones de las raíces. Así las
manzanas maduras exhalan etileno que favorece la maduración de las manzanas verdes. El crecimiento de la
Belladona fuertemente inhibido por las plantas cercanas de mostaza.
Nutrición.
La disponibilidad de luz de intensidad apropiada y duradera es importante para la nutrición vegetal debido a que
son autotróficos. Existen razones para suponer que si el nivel nutricional de una planta puede tener efecto en la
formación de metabolitos secundarios. Así se obtienen más aceites esenciales si la cosecha esta precedida de varias
semanas de tiempo soleado. El contenido de glicósidos de la Digital es mayor en la tarde que en la noche, ya que
hay mayor cantidad de azucares disponibles para la formación de glicósidos.
Debe tenerse en cuenta, sin embargo que debe haber también otros factores involucrados y no solo la luz. Muchas
de las variaciones estacionales que se producen en plantas medicinales se deben en parte a las variaciones de luz,
temperatura y posiblemente otros factores, como la densidad de población de las plantas, que afecta la
disponibilidad de luz, nutrientes, inorgánicos o agua. El cultivo de plantas medicinales en un clima diferente del
propio presenta algunos problemas. Algunas especies crecen y se desarrollan satisfactoriamente en los nuevos
climas (Papaver), mientras que en otros casos se pierde la capacidad de producir los metabolitos medicamentosos.
Así el Astragalus que da la goma tragacanto cuando es cultivado fuera de su zona habitual. También ha fallado la
producción de Canela fuera de Ceylan.
Minerales, agua y oxigeno: Los iones inorgánicos son esenciales cumplen funciones como catalizadores, en la
constitución celular, etc., y es fundamental un balance adecuado de estos elementos para la salud de las plantas.
Bolilla 1.- 8 de 13
Las plantas medicinales requieren condiciones de crecimiento especificas para desarrollarse y dar una cosecha
máxima. La disponibilidad de agua afecta la actividad de algunas drogas. Así los mucílagos se producen en mayor
cantidad en suelo seco (adaptación al medio) y frío. La falta de agua tiene un efecto perjudicial sobre la fotosíntesis
produciendo disminución en el crecimiento, pero por otra parte el exceso de agua baja la disponibilidad de oxigeno
en las raíces, afectando su respiración y la absorción de iones.
C. Etapas de desarrollo de la planta.
Los órganos de las plantas jóvenes o viejas dan drogas de diferente actividad. En muchos casos los aceites
esenciales de las flores son producidos por pelos glandulares y llegan al máximo justo antes de que la flor abra,
más que cuando el desarrollo de los pelos glandulares es máximo, para bajar luego de abierta la flor. En algunos
casos el contenido de alcaloides es mayor en plantas jóvenes; pero en general aumenta con la edad de las plantas
cuando son perennes.
Generalmente los órganos jóvenes son más ricos en vitaminas que los órganos completamente desarrollados. El
árbol de alcanfor acumula el alcanfor año tras año, por ello debe explotarse en arboles de más de 40 años para que
el rendimiento sea razonable.
D. Efecto de la preservación y el procesamiento. Cambios que se producen en las drogas crudas durante el
secado.
Actividad enzimática.
Los procesos bioquímicos continúan en la planta aún después de la cosecha, se absorbe oxigeno y se libera CO2.
Estos procesos continúan durante el secado pero las células pierden gradualmente su control y el poder de
coordinación entre las diversas funciones. En el material desecado las enzimas no están completamente destruidas
y pueden recuperar su actividad bajo condiciones apropiadas.
Algunas drogas que contienen glicósidos pierden su actividad durante el secado por la acción de glicosidasas.
Normalmente las enzimas y los sustratos se encuentran juntos en la célula, pero la interacción descontrolada esta
prevenida. En algunas plantas las enzimas y los sustratos están separados (en células distintas), por ejemplo, los
glicósidos de las semillas de mostaza y cuando se rompen las células (molido) las enzimas y los sustratos se ponen
en contacto, teniendo lugar las reacciones químicas. En algunos casos las transformaciones
producidas durante el secado son beneficiosas, por ejemplo las semillas frescas de vainilla no tienen cantidades
apreciables de vainillina y deben someterse a un largo periodo de fermentación durante el cual se hidrolizan los
glicósidos y se oxidan las agliconas a vainillina. De la misma manera cuando las semillas de cacao fermentan se
producen cambios en su color y aroma, los cuales son muy importantes en la calidad del chocolate final. Lo mismo
sucede en la conversión del complejo cafeina-taninos en las hojas de te, durante el secado con fermentación el
tanino es oxidado a flobafenos y se libera la cafeína aumentando la cafeína libre (lo mismo pasa en la nuez de
Cola), después se destruyen las enzimas para que no sucedan otras transformaciones.
Ademas de las hidrolasas otras enzimas pueden deteriorar la actividad de las drogas crudas. En el opio existe una
peroxidasa capaz de producir una disminución del 50% de la morfina lo que puede evitarse calentando el opio a
70oC.
Oscurecimiento.
La cinchona, cascara sagrada, canela y muchas otras cortezas son blanco amarillentas cuando frescas, pero se
vuelven pardas durante el secado. Lo mismo sucede con muchos frutos, hojas y semillas. Junto con el pardeo se
producen cambios en el gusto, olor y actividad. El pardeo es causado por reacciones enzimáticas y no enzimáticas,
que tienen lugar más fácilmente en presencia de oxigeno y a temperatura moderadamente elevada. En las plantas
existen enzimas muy distribuídas, las polifenol-oxidasas, que producen la oxidación de los polifenoles (taninos,
flavonoides, etc.) a las quinonas correspondientes, las que se polimerizan espontáneamente para dar compuestos
coloreados oscuros. Estas reacciones se producen más fácilmente después de la destrucción de los tejidos, por
secado o congelado.
Este tipo de oscurecimiento es inhibido por el ácido ascórbico el cual reduce las quinonas con lo que el
oscurecimiento no tiene lugar esta que se oxida el ácido ascórbico.
Bolilla 1.- 9 de 13
Mientras que la difusión de oxigeno es lenta hacia el interior de los tejidos sanos, la pulverización de las drogas lo
facilita. El pardeo puede deberse también a la interacción de azúcares libres con ácidos libres.
Evaporación.
Durante el desecado según el tiempo, sol, calor, se puede perder una parte de los aceites esenciales por
evaporación, aún más si se realiza un desecado con calor.
Efecto del almacenamiento.
Las transformaciones que se producen en el procesamiento son más rápidas pero como el tiempo de
almacenamiento puede ser largo, las transformaciones pueden llegar a ser importantes. En las semillas las grasas
son parcialmente hidrolizadas a glicerina y ácidos libres por las lipasas. En las semillas vivas esto esta regulado por
lo que los ácidos libres no se acumulan, pero en las semillas muertas esto sucede.
Las transformaciones químicas más importantes son:
1. Procesos enzimáticos
A menos que se hayan usado métodos de estabilización las enzimas de las drogas frescas no son totalmente
destruidas en el secado. Los materiales biológicos desecados son higroscópicos. El contenido en agua aumenta con
las variaciones de la humedad atmosférica en 5 a 15% para los materiales en contacto directo con el aire. Se
pueden disminuir el contenido en agua almacenando las drogas en envases cerrados con agentes desecantes como
el CaCl2 o en envases sellados. El uso de sustancias deshidratantes para el almacenamiento es menos simple por lo
costoso, por lo que las farmacopeas solamente lo exigen para la digitalis, ya que pierde la actividad fácilmente.
Esto no sucede si se establizan las drogas.
2. Procesos oxidativos
El oscurecimiento de las drogas durante el almacenamiento se debe principalmente a reacciones de oxidación que
dan compuestos de color oscuro por lo que debe evitarse el contacto directo con el aire, y evitar las grandes
superficies expuestas (polvos).
Los aceites esenciales pueden sufrir cambios en sus características por exposición al aire, y pueden volverse
viscosos por adición de oxigeno a los dobles enlaces, con formación de aldehídos, cetonas y ácidos. En el aceite de
almendras amargas el benzaldehído, que es el componente principal, es convertido en parte a ácido benzoico
cuando es almacenado con aire, y el ácido benzoico cristaliza separándose del aceite. La adición de oxigeno a los
dobles enlaces de los terpenos da peróxidos.
Para evitar la oxidación de los aceites durante el almacenamiento deben ser envasados en botellas llenas hasta el
tope.
Un importante problema de la tecnología alimentaria es la oxidación post-mortem del ácido ascórbico,
carotenoides y tocoferoles. Esa oxidación es utilizada en algunos casos para mejorar la droga. La corteza fresca de
cascara sagrada contiene algunos principios activos en la forma reducida (antranoles) que poseen actividad irritante
sobre la mucosa, provocando nauseas o vómitos, durante el secado parte de estos productos son oxidados a
antraquinonas y la
oxidación continua durante el almacenamiento. Muchas farmacopeas recomiendan que la droga este almacenada
por lo menos un año antes de su uso, para eliminar así la actividad nociva.
3. Enranciamiento de las grasas
Todas las transformaciones que tienen lugar durante el almacenamiento de las grasas se denominan
enranciamiento. Durante este proceso se forman nuevos compuestos que pueden cambiar la consistencia, sabor y
aroma, pueden inutilizar las grasas como alimentos, drogas y vehículos farmacéuticos. Algunos productos del
enranciamiento son químicamente activos (peróxidos) y pueden transformar a los compuestos activos del aceite en
compuestos inactivos. Ej. la vitamina A y los ácidos no saturados.
Existen tres tipos de rancidez:
a. Acida
Bolilla 1.- 10 de 13
Debida a la formación de ácidos grasos libres, generalmente producida por lipasas. Este proceso es una hidrólisis.
En las plantas las grasas están en intimo contacto con agua, aún cuando el agua es insoluble en las grasas, siempre
hay pequeñas cantidades de agua dispersa.
Las lipasas son necesarias para una rápida transformación de las grasas durante la maduración y germinación de la
semilla. Ellas son parcialmente extraídas junto con los aceites. En las semillas vivas la actividad de las lipasas esta
controlada por mecanismos vitales, pero en las semillas molidas hay descontrol por lo que se produce la rancidez.
b. Cetónica o aldehídica
La rancidez oxidativa posee un importante papel en el deterioro de las grasas. El contenido acuoso de las grasas
proporciona un buen medio de cultivo para microorganismos, aún cuando el contenido acuoso de las grasas sea
menor (por debajo del 0.01%) estos pueden desarrollarse en la superficie.
Ademas su desarrollo esta facilitado por la presencia de proteínas. Por acción de los microorganismos sobre las
grasas se forman metil cetonas que poseen un fuerte olor desagradable.
c. Peroxídica
Cuando las grasas están expuestas al aire en presencia de luz, absorben oxigeno aumentando de peso y haciéndose
más viscosas, si contienen glicéridos no saturados. Las grasas insaturadas lentamente se convierten en materiales
sólidos. Es lo que sucede durante el secado de las grasas untuosas. Como resultado de la absorción de oxigeno, el
índice de iodo baja. La energía es un
importante factor que acelera el proceso de rancidez, ya que en la oscuridad la absorción de oxigeno es mucho
menor que a la luz. El oxígeno es adicionado a los dobles enlaces para dar peróxidos que por arreglo intramolecular
se transforman en aldehídos, responsables del olor. La absorción de oxigeno por radicales libres es iniciada por
irradiación UV.
Oxidantes y antioxidantes.
Muchas sustancias que pueden estar en concentraciones mínimas en la grasa afectan la velocidad de oxidación por
lo que se llaman oxidantes, o si la retardan, antioxidantes.
Los antioxidantes deben ser liposolubles no toxicos y no deben comunicar olor ni sabor a la grasas. Con este fin se
usan carotenos, ácido gálico y ácido ascórbico. El antioxidante natural más importante es el tocoferol o vitamina E.
Los flavonoides también son buenos antioxidantes naturales.
4. Volatilización
El punto de saturacion para los aceites esenciales en el aire a temperatura ambiente es bastante bajo, pero debido al
gran volumen de aire que puede circular sobre una droga descubierta, se produce rápidamente la perdida de los
mismos. Esto puede obviarse con un almacenamiento hermético.
5. Racemización
En los productos naturales la mayoría de los alcaloides se presentan en la forma L, que generalmente es la
fisiológicamente activa. En las solanaceas se produce la racemización a temperatura ambiente.
La forma racémica de la L hiosciamina es la atropina que tiene menor actividad.
Los alcaloides del ergot también se racemizan durante el almacenamiento, perdiendo actividad.
Análisis de drogas naturales.
Hay tres razones por las cuales el análisis de las drogas vegetales es necesario:
1.- variación bioquímica en la formación del producto en el organismo.
2.- deterioro durante el tratamiento y almacenamiento
3.- adulteraciones (por sustitución, disimulo de deterioro, o mezcla con otros componentes)
Los objetivos del análisis farmacognóstico son:
1.- establecer la identidad y fuente correcta de la droga (variación bioquímica)
2.- pureza, ausencia y limites de materias extrañas (adulteración)
Bolilla 1.- 11 de 13
3.- calidad cantidad de componentes activos (deterioro)
Identificación. Esta basada en la morfología de la planta, hojas, raíces, rizomas, tubérculos, cortezas, flores,
semillas y frutos.
1. Características físicas. Consistencia y textura en drogas celulares, solubilidad, índice de saponificación,
fluorescencia al UV, en drogas no celulares.
2. Análisis organoléptico, sabor o olor.
3. Estructuras microscópicas. Dimensiones y variación histológica en drogas enteras, presencia o ausencia de
ciertos tipos de células (parenquimas, colenquima, fibras, vasos, tricomas, células epidérmicas, células
excretoras, etc., inclusiones celulares (granos de almidón, cristales de CaC2O4, gránulos de aleurona, gotas de
aceite en drogas pulverizadas.
4. Análisis químico: Se pueden realizar en algunos ensayos directos como el que usa FeCl3 para la identificación
de taninos, y el test de la osazona para glucosa, pero en general deben aislarse las sustancias antes de realizar el
ensayo. Los métodos de aislamiento dependen de la naturaleza del compuesto en cuestión.
5. Ensayos biológicos
6. Control de calidad: Pureza, Humedad, Residuos botánicos, Insectos, Fibra cruda
7. Actividad
Análisis químico. Extracción, destilación a contracorriente, precipitación de derivados poco solubles, destilación,
absorción e intercambio iónico. En el análisis de las drogas crudas son muy útiles la microdestilación, sublimación,
precipitación, ensayos a la gota, cromatografía de absorción en papel. En el caso de drogas no particulares (grasas,
aceites esenciales, resinas, es útil para la identificación la determinación de una serie de valores tales como índice
de iodo, punto de fusión,
índice de saponificación, índice de acetilo, índice de ésteres, solubilidad, viscosidad, materia insaponificable,
índice de refracción, densidad, poder rotatorio.
Ensayos biológico. Se sigue usando porque es lo que realmente interesa ya que a veces no es la presencia de cierto
compuesto sino la acción conjunta de varios lo que sirve (se realizan sobre organismos vivos)
Control de calidad. La identificación no debe confundirse con la calidad de una droga. Así el extracto de corteza
de cáscara sagrada o de digitalis que haya estado almacenado en una bolsa 50 años, sigue siendo cáscara sagrada o
digitalis, pero son inútiles como drogas. El control de calidad requiere el establecimiento de dos propiedades:
pureza y actividad.
Pureza y Actividad.
Pureza. Las drogas crudas en su forma entera son más difíciles de adulterar que las pulverizadas. Es por eso
que en el mercado mundial se trabaja con polvos. La cantidad de materia extraña presente en las drogas
pulverizadas puede ser determinada aproximadamente por los siguientes métodos:
Cenizas. Es el residuo de la mineralización de la droga. El residuo originado por los elementos inorgánicos que
estén presentes en la planta puede designarse como "ceniza fisiológica". Varia entre limites definidos de
acuerdo con el tipo de suelo y su valor puede ser alterado con tierra, arena u otras drogas. La proporción de
ceniza insoluble en HCl es la ceniza insoluble en ácidos y es una medida de la arena existente en la droga. Este
valor es más importante como medida de la calidad de la droga que la ceniza fisiológica.
Materia orgánica extraña. Se determina retirando todas las partes de la muestra que no deben estar presentes.
(tallos, peciolos y lo que sea, y pesándolas.
Infestación por insectos. Constituye un problema durante el almacenamiento. Pueden ser determinados
sacándolos manualmente y pesándolos. Para eliminarlos se trata la muestra con agua, calentando a ebullición,
se agrega nafta y flotan los insectos.
Bolilla 1.- 12 de 13
Fibra cruda. Es una medida del contenido de celulosa, lignina y corcho en los tejidos de la planta.
Materia extractiva. Muchas veces se tienen drogas de buena calidad mezcladas con extractos de drogas
adulteradas. Esta adulteración puede ser detectada por el color y el contenido de materia extractiva. Un
contenido excesivo de estas ultimas indica impurezas.
Actividad.
Métodos físicos o químicos.
Los métodos químicos empleados en el análisis de drogas puras son del mismo tipo que los usados para
compuestos químicamente puros (gravimetría, hidrovolumetría, colorimetría, espectrofotometría, cromatografía,
etc.), pero en muchos casos debe primero alcanzarse una determinada concentración del compuesto ensayado para
eliminar interferencias de otros
constituyentes. En los últimos años el desarrollo de métodos de separación y aislamiento por medio de adsorción,
intercambio iónico y cromatografía de gases han facilitado muchos análisis.
El uso del IR hace necesario el aislamiento previo.
Métodos bioquímicos
Muchas drogas puede no ser determinadas por métodos químicos, ya sea por la presencia de interferencias o por la
ausencia de un método químico adecuado y por el hecho de que la actividad de la droga es debida a una mezcla de
sustancias.
En tales casos se recurre a métodos bioquímicos los cuales se basan en la habilidad de una droga de provocar una
respuesta especifica en un sistema biológico determinado (microbios, plantas, tejidos vivos). Evidentemente la
respuesta de un test debe ser medible y la dosis debe ser elegida de tal modo que la intensidad de la reacción pueda
ser relacionada con la dosis. Dado que la respuesta de un solo individuo de una especia a una misma dosis es
variable, el grado de sensibilidad del organismo es, dentro de ciertos limites, también variable. Por este motivo la
respuesta de un solo individuo no tiene significado sustancial en la medida de la actividad. Pero si se usan varios
organismos en el ensayo puede obtenerse un valor significativo para cada nivel de dosis, eliminando así los efectos
de las fluctuaciones de las respuestas de cada individuo. El número necesario de ensayos debe ser determinado por
métodos estadísticos sobre la base de la variación encontrada para cada tipo de ensayo.
En orden de minimizar las variaciones en las respuestas se usan individuos homogéneos, tales como animales
provenientes de una misma cría, del mismo sexo, edad, o microbios provenientes de un mismo cultivo.
Series utilizadas en farmacognosia:
Anal. Chem.; Acta Chem.Scand.; Aust.J.Chem.; Canad.J.Chem.; Experientia; Helv.Chim.Acta; J.Agr.Food Chem.;
J.Chem.Soc.; J.Chromatog.; J.Org.Chem.; J.Amer.Chem.Soc.; Tetrahedron; Tetgr.Letters; Phytochemistry;
J.Nat.Prods.; Science; Naturwissen.; Nature; Proc.Nat.Acad.Sci.; Chem.Abs.
Bibliografía general:
Gibbs, R.D. Chemotraxonomy of Flowering Plants. Vols. i - IV
Hegnauer. Chemotaxonomie der Pflanzen. Vols. I-VI
Kingsbury. Poisonous Plants of the US and Canada
Bruneton, J. Elementos de Fitoquímica y de Farmacognosia. Ed.
Esp. Acribia. Zaragoza.1991
Ramstad, E. Modern Pharmacognosy. McGraw-Hill. New York. 1959
Evans, W.C. Farmacognosia Trease & Evans. 13 Ed. Interamericana. Mexico. 1991.
Bolilla 1.- 13 de 13