domingo, 30 de noviembre de 2008

FARMACOGNOSIA


FARMACOGNOSIA:

  • La Farmacognosia es la ciencia farmacéutica que se ocupa del conocimiento de las materias primas de origen biológico que el farmacéutico o la industria farmacéutica emplean para la preparación de medicamentos.

Etimológicamente: “Conocimiento de los fármacos”

Pharmakon = remedio o fármaco

Gnosis = Conocimiento
Seydler(1815) utiliza por primera vez el término en su obra Analecta Pharmacognostica y la definió como la ciencia que estudia el conocimiento completo de las drogas medicinales.
Hoy en día la farmacognosia se ha orientado al estudio principalmente de las drogas naturales de origen vegetal y también en la búsqueda en los fondos marinos.

En un sentido más amplio: Estudio de la composición y los efectos de los principios activos y sustancias naturales de origen animal y vegetal, como materias primas de origen biológico, siendo la mayoría de origen vegetal, en su aspecto botánico, cultivo, recolección, conservación, composición química, naturaleza de sus principios activos, ensayos de caracterización y valoración, actividad farmacológica y sus principales aplicaciones”. Se ocupa de especies que se emplean en la industria farmacéutica, utilizando principios activos como modelo para la semisíntesis y síntesis de otros compuestos con actividad terapéutica: anestésicos locales (cocaína, morfina), Hormonas (diosgenina) aceites de origen vegetal (aceite de oliva, aceite de ricino)

Relación con otras ciencias:







CLASIFICACIÓN:

  • Farmacognosia general: Estudia de manera general a las drogas considerando su origen, historia, recolección, selección, desecación, comercio, descripción, composición química, identificación, valoración, conservación y usos.
  • Farmacognosia especial: Estudia a las drogas naturales agrupándolas de acuerdo a su estructura química: gomas, mucílagos, pectinas, glicósidos cardiotónicos, saponinas, flavonoides, cumarinas, cianogenéticos, resinas, aceites esenciales, alcaloides, etc.

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 en relación con el medio ambiente y sus exigencias ecológicas.

RECOLECCIÓN

Flora Espontánea: La recolección de especies silvestres está indicada cuando:

  • Existen poblaciones naturales con alta densidad, por ejemplo plantas aromáticas (muña, wayra muña), plantas antiinflamatorias (“uña de gato”, “yawar soqo”, etc.)‏
  • Cuando los cultivos son difíciles y por tanto antieconómicos.

  • Cuando la demanda sea baja.

  • Se suelen recolectar únicamente los brotes tiernos, hojas y sumidades floridas con objeto de evitar la extinción de la especie en la zona recolectada.

  • En ocasiones, si el cultivo resulta excesivamente difícil o lento y la explotación de la flora espontánea puede inducir un grave riesgo de extinción de la especie vegetal, se hace necesario la búsqueda de los principios activos en otras fuentes vegetales, frecuentemente en especies del mismo género. Ejemplo: la obtención del diterpeno taxol (paclitaxel), único producto que, obtenido directamente de la naturaleza, ha sido aprobada por la FDA, en 1993 por su eficacia en el tratamiento del cáncer al ovario. Este principio activo se encuentra en porcentajes muy pequeños en a corteza del Taxus brevifolia, árbol de crecimiento muy lento y que una vez desprovisto de su corteza muere, por lo que ahora se obtiene a partir de sus precursores extraídos de Taxus bacata.

Flora Cultivada:

  • Aumento de la demanda.
  • Necesidad de disponer de material homogéneo y controlado (en cuanto a su identidad y riqueza en principios activos)‏.
  • Condicionantes socioeconómicos (disponibilidad de mano de obra)‏.
  • Algunas plantas medicinales han sido cultivadas desde tiempos inmemoriales ( adormidera, coca…)‏ Otras, por su importancia para la terapéutica, han sido explotadas recientemente ( digitales, belladona, beleño, estramonio y muchas plantas aromáticas productoras de aceites esenciales)‏
  • El cultivo es en la actualidad la principal fuente de obtención de drogas y para algunos países, sobre todo en el Tercer Mundo, una importante fuente ingresos económicos. Pueden realizarse tanto de plantas autóctonas como de plantas aclimatadas o exóticas.

Ventajas:

  • Permite obtener una materia prima abundante, homogénea y de alta calidad mediante el cultivo de especies seleccionadas.
  • Permite controlar algunas de las variables que pueden afectar la producción (selección de climas apropiados, aporte de nutrientes al suelo, control de plagas) y, por tanto, mejorar el rendimiento en principios activos.
  • Permite la obtención de vegetales en igual estadío de desarrollo, lo que facilitaría las labores de recolección, secado y en algunos casos el procedimiento de extracción.

Desventajas:

  • Fragilidad de las plantas cultivadas y su vulnerabilidad, en ocasiones, al ataque de los parásitos.
  • Necesidad de contar con períodos de descanso del suelo.

Tipos de Recolección:

  • Mecanizada:

  • Abarata costos de producción
  • Se debe establecer espaciamiento entre las filas de la plantación para las máquinas

  • Máquinas segadoras – atadoras para plantas aromáticas, con anchura de corte especial y dispositivos especiales que permiten levantar, agrupar las inflorescencias, la siega y el atado de las sumidades.

Manual:

  • Eleva los costos de producción
  • Se justifica cuando el material es delicado

  • El terreno no permite el ingreso de las máquinas.

Tratamientos especiales:


  • Uso de defoliantes en cultivos de umbeliferas, que permiten recolectar selectivamente los frutos.

SELECCIÓN Y MEJORA DE PLANTAS MEDICINALES

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 u 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.


La selección tiene como objetivo principal conseguir plantas que produzcan un alto rendimiento en principios activos. Además se pretende conseguir plantas con un buen porte y desarrollo que faciliten el proceso de la recolección y plantas que ofrezcan una mayor resistencia a condiciones climáticas y edáficas adversas, así como una mejor resistencia a plagas y enfermedades.


El objetivo fundamental de la mejora vegetal de plantas medicinales es el de disponer variedades, perfectamente adaptadas a las características del cultivo, que proporcionen un material vegetal ajustado a las necesidades de la industria en cuanto a calidad y cantidad y que permitan un cultivo saneado y competitivo.


Mejorar la calidad del producto desde el punto de vista terapéutico (mayor contenido en principios activos y/o menor en productos tóxicos)‏.


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 aunque no son tóxicos, cambian el aspecto y sabor de la yerba.

Eliminación del agua.

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.


CONSERVACIÓN: Factores climáticos y atmosféricos, edáficos y topográficos.

Factores climáticos y atmosféricos:

El clima condiciona en gran medida el establecimiento de un determinado tipo de cultivo en una región, ya que no sólo afecta el crecimiento y desarrollo de las plantas, sino que incide notablemente en la biosíntesis de sus principios activos.

Temperatura: Incide notablemente en el desarrollo y metabolismo de las plantas. Su influencia ha de considerarse no sólo en cuanto a los valores medios, sino teniendo en cuenta las fluctuaciones a lo largo del día y durante el año.

Humedad: El grado de hidratación del suelo y de la atmósfera inciden directamente en el buen desarrollo de las plantas. El exceso y el defecto de agua en el suelo pueden ser factores limitantes para el crecimiento y metabolismo de determinadas plantas medicinales. Esta variable esta relacionado también con el régimen de lluvias.

Radiación solar: La variable luz ha de entenderse tanto desde el punto de vista de la cantidad, es decir, del número de horas de exposición a la luz solar a lo largo del día, como de la calidad (intensidad y tipo de radiación). Está comprobado que este factor influye notablemente en la biosíntesis de los principios activos.


Ejemplo:

Producción de alcaloides en las Solanaceae, está directamente relacionada con el número de horas de insolación.

Naturaleza química: mayor número de horas de insolación de las hojas de menta (Mentha piperita) biosintetizan preferentemente mentona y mentol, mientras que los días cortos producen mentofurano.Sirve para determinar la hora de recolección, y será en el momento que exista un mayor contenido de principios activos.

  • Calidad de la luz (longitud de onda): luz UV induce un incremento de productos polifenólicos como mecanismos de defensa (flavonoides, taninos, etc.).
  • Régimen de vientos: se contempla desde su acción directa o efecto mecánico que ejerce sobre la vegetación (protección de los cultivos), como desde su acción indirecta al modificar otros factores del clima (temperatura).

Factores Edáficos:


Las características físicas y químicas de los suelos influyen de forma importante en la producción de las plantas medicinales:

Características físicas:

  • El suelo está formado por un agregado de partículas de tamaños diferentes (textura) y por la asociación de estas partículas elementales en agregados (estructura).
  • La textura y la estructura unidas a la composición química del suelo, confieren a éste otros caracteres como son : porosidad y grado de aireación, capacidad de retención de agua y temperatura.

  • Un alto grado de humedad puede limitar la producción por los vegetales de productos cuya función sea precisamente actuar como reserva hídrica para ellos. Ejemplo: Raíz de Althea officinalis, que crecen en suelos muy húmedos, que tienen un menor contenido en sustancias mucilaginosas

Características químicas

  • El pH del suelo, es una importante variable a tener en cuenta. Existen plantas acidófilas y plantas que requieren suelos alcalinos.

  • Riqueza en materia orgánica y el contenido en nutrientes minerales, características que pueden ser modificados en los cultivos mediante la administración de distintos tipos de abonos.

Ejemplo:El uso de abonos nitrogenados incrementa la masa vegetal y algunos metabolitos como son los alcaloides.

La incorporación de manganeso y molibdeno a cultivo de digitalis (Digitalis sp.) induce un incremento en el contenido de glicósidos cardiotónicos.

Factores topográficos:

Se contemplan teniendo en cuenta su influencia en el resto de las variables climáticas. La temperatura decrece regularmente con la altitud a razón de 0.55º cada 100 m. de elevación, produciendo una gran biodiversidad por los diferentes pisos ecológicos.

También condiciona la radiación solar que incide sobre la vegetación.

COMERCIALIZACIÓN:

  • El comercio mundial de plantas medicinales con fines terapéuticos se centraliza en Hamburgo (Alemania) y Rotterdam (Holanda), de donde se adquieren acompañadas de su composición que garantice su calidad.
  • El producto comercializado puede ser la propia planta medicinal, generalmente troceada o pulverizada, extractos de diferente naturaleza obtenidos de ella (extractos fluídos, extractos secos, tinturas, etc.) o los principios activos aislados.
  • Como se ha indicado, en la actualidad la participación de los vegetales como fuente de obtención de drogas es mayor. Estos pueden proceder de la flora espontánea o pueden ser cultivados.

PRODUCCIÓN MUNDIAL:

Resulta difícil establecer en datos numéricos la producción mundial de drogas, sobre todo las vegetales, ya que en muchos casos la producción se dedica a fines no exclusivamente farmacéuticos.

  • Ejemplo:
    Café (Coffea sp.).
    Té (Camellia sinensis)

Plantas medicinales estimulantes; las plantas aromáticas empleadas en la industria cosmética y alimentaría.

  • La producción clandestina de alguna de ellas:
    Adormidera (Papaver somniferum).
    Cáñamo (Cannabis sativa)
    Coca (Erythroxylum sp.)‏
  • Incremento en la producción por el descubrimiento de nuevas aplicaciones de una droga conocida (ejem. Corteza de Cinchona sp. “quina”, usado en el tratamiento de malaria resistente a la quina o fuente de quinidina utilizado como antiarrítmico).
  • Políticas de los países desarrollados en coordinación con las organizaciones internacionales( ONUDI, FAO, UNESCO) dirigidas hacia la activación económica de países del Tercer Mundo, mediante la concesión de subvenciones y proyectos de investigación en colaboración con países desarrollados.
    Desarrollo de la investigación y su contribución al conocimiento de nuevas drogas

ENSAYOS FISICOQUIMICOS CUALITATIVOS Y CUANTITATIVOS:
Son ensayos de tipo cualitativo que permiten la identificación de drogas y el reconocimiento de falsificaciones, se caracterizan principalmente metabolitos secundarios.
Metabolitos primarios: son importantes para la vida del vegetal como proteínas, lípidos, carbohidratos, vitaminas, hormonas.
Metabolitos secundarios: no cumplen ningún rol fisiológico en los vegetales: alcaloides, glicósidos, aceites esenciales, resinas, etc.
Sirven para comparar perfiles químicos y diferenciar entre las diferentes especies vegetales.
Carecen de interés diagnóstico detectar clorofila, carotenoides, ácidos fenólicos por que son comunes a todas las plantas.
Estos métodos comprenden:

REACCIONES DE IDENTIFICACIÓN:
Reacciones de coloración o precipitación:

  • Sólo tienen un valor real si previamente se ha realizado un reconocimiento botánico riguroso.
  • Es necesario completarlos con análisis cromatográficos precisos.
  • Se pueden considerar como ensayos rápidos complementarios que forman parte del amplio esquema a realizar en el control de una planta.
  • Se realizan sobre un extracto de la planta, siendo el extracto alcohólico el más utilizado para detectar los principios activos más importantes.

Fluorescencia:
Se utilizan longitudes de onda corta (espectro ultravioleta), produciendo fluorescencia de color amarillo hasta celeste, Ejemplo cumarinas, polifenoles y flavonoides.
Drogas que contienen alcaloides tropánicos: Atropa belladona (Belladona) tiene una cumarina que da fluorescencia azul, mientras que Hyoscyamus niger L. (Beleño) y la Datura stramonium L. (Estramonio) no la tienen.

Microsublimación:
Este ensayo suele realizarse con drogas con principios fácilmente sublimables (antraquinonas, alcaloides).
La determinación del punto de fusión o la producción de determinadas reacciones coloreadas características de los cristales formados sirven para la identificación de la droga.


Análisis cromatografico:


Desde hace algunos años las diferentes técnicas de separación y aislamiento de los componentes de las plantas han pasado a un primer plano como métodos de aplicación general más útiles en el estudio de sustancias orgánicas e inorgánicas.


- El principio de las técnicas cromatográficas se basan en la separación de las sustancias presentes en una mezcla dada, entre dos fases:

Fase Estacionaria, que puede ser sólida o líquida


Fase Móvil, que eluye a través de la primera y que puede ser un líquido, un gas o la combinación de ambos

- Esto permite distinguir entre dos sistemas cromatográficos:


Cromatografía de adsorción

Cromatografía de partición


- La cromatografía se clasifican en:

Cromatografía de papel (CP)

Cromatografía en capa fina (CCF)‏


Cromatografía en columna (CC): Cromatografía de Gas (CG) y Cromatografía

Líquida de Alta Resolución (CLAR o HPLC)


Tamizaje Fitoquímico:


El tamizaje fitoquímico o screening fitoquímico es una de las etapas iniciales de la investigación fitoquímica, que permite determinar cualitativamente los principales grupos químicos presentes en una planta y a partir de allí, orientar la extracción y/o fraccionamiento de los extractos para el aislamiento de los grupos de mayor interés.


El tamizaje fitoquímico consiste en la extracción de la planta con solventes apropiados y la aplicación de reacción de color y precipitación. Debe de permitir la evaluación rápida, con reacciones sensibles, reproducibles y de bajo costo. Los resultados del tamizaje fitoquímico constituyen únicamente en una orientación y debe de interpretarse en conjunto con los resultados del screening farmacológico.


Así cuando una planta revela acción sobre el sistema nervioso central durante el tamizaje farmacológico y presencia de alcaloides en el tamizaje fitoquímico, es bastante probable que la acción farmacológica se deba a la fracción alcaloidal. De la misma manera, el hecho de evidenciarse acción anti-inflamatoria en el tamizaje farmacológico y la presencia de flavonoides en el tamizaje fitoquímico, puede dar lugar a procesos de aislamiento y sometimiento a pruebas más especificas de estos compuestos. Efectos catárticos pueden ser asociados a las antraquinonas. La presencia de glicósidos cianogénicos durante la marcha fitoquímica puede dar lugar a la descartación de la planta por su alta toxicidad.


REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS


  1. Bruneton J. Plantas Medicinales. Fitoquímica y Farmacognosia. Editorial Acribia. Zaragoza. 2001.
  2. Kuklinski C. Farmacognosia. Estudio de las Drogas y Sustancias Medicamentosas. Ediciones Omega. Barcelona. 2000.
  3. Lock de Ugaz O. Investigación Fitoquímica: Métodos en el Estudio de los Productos Naturales. Fondo Editorial de la Universidad Católica del Perú. Lima. 1994.
  4. Valdizán H, Maldonado A. La Medicina Popular Peruana (Contribución al Folklore Médico del Perú). Tomo II. Imprenta Torres Aguirre. Lima. 1922.
  5. Villar del Fresno M. Farmacognosia General. Editorial Síntesis. Madrid. 1999.