FARMACOGNOSIA TEORICOS 2017 RESUMEN TEORICOS 2 …

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Farmacognosia 2017 – FCNyCS - UNPSJB - Dra. María Luján Flores –

Resumen Teóricos 2 (2° Parte), 3, 4, 5 - Unidad 2 -

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www.fcn.unp.edu.ar/sitio/farmacognosia/

FARMACOGNOSIA – TEORICOS – 2017

RESUMEN TEORICOS 2 (segunda parte), 3, 4, 5 - UNIDAD 2

UNIDAD 2 – contenidos generales - origen geográfico – origen comercial

- plantas espontáneas – plantas de cultivo

- factores implicados en la producción

- de la planta a la Farmacia

- fitoquímica

- bioactividad in vitro

RESUMEN DE CLASIFICACIONES

ESPECIFICAS

los 8 criterios vistos anteriormente

GENERALES

s/ hábitat: AUTOCTONAS

ALOCTONAS aclimatadas

exóticas

s/ origen crec: ESPONTANEAS = SILVESTRES

CULTIVADAS

s/ constit gral: ORGANIZADAS - NO ORGANIZADAS

s/ dif celular: VIVOS – ERGASTICOS

s/ OMS: prop dichas – materia prima

s/ trat recibido: CRUDA (= NO TRATADA) – TRATADA

PLANTAS SILVESTRES

Uso recomendado cuando: · la población natural de la especie es abundante y de fácil acceso.

· No es posible o resulta muy caro el cultivo de una especie determinada.

· La demanda de una especie concreta es muy baja y la planta silvestre cubre las

necesidades.

Pero la colección de las plantas silvestres requiere planificación y control.

Desventajas: · Colección cara: requiere personal calificado (que conozca las características de la

especie colectada, el método adecuado de colección, cuándo colectar), se necesita

transportar las plantas colectadas, se precisa desecarlas para conservarlas mejor.

. Disminuye la población natural.

· Baja producción: si la demanda de una determinada droga vegetal es elevada.

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· Crecimiento irregular: no todas las plantas están en el mismo estadío de crecimiento en

el momento de la colección.

· Gran dispersión geográfica: la colección de plantas silvestres no se concentra

generalmente en una zona reducida sino que obliga a abarcar grandes espacios.

· Contenido en principios activos variables.

· Confusiones de identidad si el colector no es un personal calificado.

Plantas de cultivo . Epoca de colección definida.

. Colección homogénea y puede ser mecanizada.

. Selección de especies productivas.

Desventajas: - mayor incidencia de patologías y vulnerabilidad en las plantas, usos de

pesticidas.

- Necesidad de contar con períodos de descanso para los suelos.

Comparación planta espontánea y cultivada

ASPECTOS

CONSIDERADOS

PLANTA

ESPONTANEA CULTIVADA

disponibilidad en disminución en aumento

control de calidad escaso - difícil importante

identificación no siempre en general si

conservación inestable estable

mejoramiento genético imposible posible

manipulación

agronómica

imposible posible

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manipulación postcolecta

poco segura lenta segura inmediata

resistencia a plagas alta baja

Colecta costosa menos costosa

La producción de plantas medicinales mediante cultivos se debe planificar

adecuadamente, por lo que antes de llevar a cabo un cultivo resulta necesario:

• Conocer los factores climáticos y atmosféricos, edáficos y topográficos

relacionados con la ecología de la zona elegida que pueden afectar la producción.

• Proceder a la selección y mejora del material vegetal a cultivar.

• Estudiar detenidamente los métodos óptimos para su multiplicación.

• Determinar los procedimientos de mecanización de los cultivos que facilitarán el

proceso de la colección.

Factores que influencian la producción de metabolitos

ENDOGENOS o INTERNOS • Variedad de la especie: diversidad genética

– Población silvestre vs. población de cultivo

• Etapa de crecimiento del vegetal: diversidad ontogénica

• Parte de la planta productora del /los metabolitos

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EXÓGENOS o EXTERNOS • Factores geográficos = Localización geográfica:

– Latitud

– Altura sobre el nivel del mar

– Topografía y Ecosistemas

– Población silvestre vs. población de cultivo

• Factores climáticos

• Factores edáficos

Factores climáticos y atmosféricos

El clima afecta el crecimiento y desarrollo de las plantas, e incide notablemente en la

biosíntesis de sus metabolitos.

Las variables principales son: T, H, radiación solar, régimen de vientos.

Se utilizan cámaras de cultivo para estudiar variaciones posibles.

- Temperatura

• Hay que considerar no sólo valores medios, sino las fluctuaciones diarias y

anuales, máximas y mínimas

• Ej. albahaca, Ocimun basilicum, no soporta heladas.

- Humedad Incidencia del grado de hidratación de suelo y atmósfera.

Ej. digital, clima húmedo; beleño germina a T° bajas: drogas con alcaloides, clima seco.

- Radiación solar

• Cantidad (h/día) y calidad (intensidad y tipo).

• Ej. Mentha piperita, más h/día, mentol y mentona; menos h/día mentofurano.

• > rad. UV > % de polifenoles

- Régimen de vientos Acción directa en la protección de cultivos.

Acción indirecta en la modificación del clima.

- Factores edáficos

• El suelo tiene distintas partículas y agregados de ellas. Porosidad + composición

química determina la capacidad de retener agua.

• pH ácido > resinas; alcalino > alcaloides.

• Humus (fertilidad, componentes orgánicos del suelo), N2

- Factores topográficos Relieve. > altitud, < T.

Rad. solar y altura. Ej. > efedrina > altitud

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DESDE LA PLANTA A LA FARMACIA

PLANTA MEDICINAL 1- colección: quién?

cuándo y dónde?

qué?

cómo?

2- limpieza = selección

3- conservación:

a) tratamientos inhibición enzimática:

- desecación

- criodesecación o liofilización

- frío

- inhibidores enzimáticos químicos

- trituración con sustancias neutras

b) tratamientos destrucción enzimática:

- alcohol hirviente

- calor húmedo a presión

- calor seco

4- envasado y fraccionamiento

5- transporte y almacenamiento

6- distribución

a) mayoristas: droguerías

herboristerías

laboratorios farmacéuticos

b) minoristas: farmacias: quién, qué, a quién

1- Colección: manual o mecanizada (ver pautas de colección en la Guía N° 2).

% p.a. depende de: - momento del día

- lluvias

- estación

- ciclo de vida

- quién colecta

- parte usada

EPOCA DE COLECTA

En la siguiente tabla se pueden observar ejemplos de la época de colecta adecuada según

la parte usada.

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Parte usada – cuando colectar - sumidades, tallos y hojas: cuando comienza la floración y están completamente

desarrolladas.

- flores: antes de abrirse por completo; a veces se cortan los botones florales y en otras

sólo parte de la flor.

- frutos: se colectan al iniciarse la madurez o completamente maduros.

- semillas: cuando están completamente maduras; si se obtienen de frutos mucilaginosos

deben lavarse.

- cortezas: en primavera u otoño, con tiempo húmedo.

- órganos subterráneos: en período vegetativo; deben lavarse para retirar restos de tierra.

- gomas, resinas y látex: se obtienen por incisión en los vegetales, siempre en tiempo

seco.

- plantas con aceites volátiles: colectar en la mañana, antes de que salga el sol y en

períodos secos.

PASOS A TENER EN CUENTA

1- COLECCIÓN

2- SELECCIÓN (eliminar tierra y sustancias extrañas)

3- CONSERVACION (disminuir humedad, actividad enzimática):

a) Desecación: inhibición de la acción enzimática en forma reversible.

b) Estabilización: desnaturalización irreversible de los sistemas enzimáticos.

CONTENIDO DE HUMEDAD – EFECTOS SOBRE ACTIVIDAD BIOLOGICA

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a) DESECACION O SECADO

- A temperatura ambiente: - al aire libre y al sol

- a la sombra, bajo techo y al abrigo de la luz

- Con calor artificial: - estufas de desecación

- túneles o torres de desecación

- secadero de tolva

En general las temperaturas artificiales adecuadas son para las partes aéreas, 20-40 °C; y

para las partes subterráneas, 30 – 65 °C

SECADOS ESPECIALES

Estufas de vacío

Liofilización o Criodesecación

Microondas

Radiaciones infrarrojas

b) ESTABILIZACION

Con alcohol hirviente: Método de Bourquelot.

Con calor húmedo: con vapor de agua: Método de Goris y Arnauld

con vapor de alcohol: Método de Perrot y Goris.

Con otros disolventes

Con calor seco

Otros: radiaciones UV, corrientes de alta frecuencia, entre otras

4- ENVASADO. 5- TRANSPORTE y ALMACENAMIENTO

ENVASES

Sacos (tela); bolsas de papel; fardos (arpillera); cajas de cartón o madera; bolsas plásticas

o de aluminio.

LUGAR DE ALMACENAMIENTO: limpio, ventilado, protegido de la luz, seco.

Proteger del ataque de roedores, parásitos e insectos.

6- DISTRIBUCIÓN: mayoristas (laboratorios, droguerías); minoristas (Farmacias).

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Fitoquímica aplicada a la Farmacognosia:

METODOLOGIA DE TRABAJO

1- Colección, clasificación, histoquímica, secado, molienda y tamizado

2- Extracción preliminar

3- Extracción exhaustiva

4- Fraccionamiento de los productos obtenidos

5- Análisis de los productos aislados y determinación estructural

6- Evaluación de la posible aplicación industrial en Salud

Screening fitoquímico

Investigación de rutas de biosíntesis

Determinación de la bioactividad primaria y específica

EXTRACCION - HISTORIA

1800 – azúcar de caña, almidón – preparación sencilla.

• comparación de cenizas

• extracción acuosa y evaporación

• Lemery- introdujo el alcohol

• Boyle- intentó aislar alcaloides introdujo K2C03

• Margraaf – aisló sacarosa y otros productos metabólicos

1803- se aisla el primer alcaloide

1823 – se elucida la naturaleza química de grasas. Se comienza a enfocar en

particularidades de las plantas:

Ingredientes activos – alcaloides - importancia

Ingredientes de la dieta – hidratos de carbono, grasas, proteínas

GENERALIDADES

Difusión o transferencia de materia de una fase a otra.

Clasificación de los procesos:

- según el estado de las fases

- según la renovación o no de una o las dos fases

- según la temperatura a la que se expone la muestra

El proceso involucra FACTORES CRITICOS a considerar:

- objetivos perseguidos

- materia prima, muestra (= droga vegetal)

- solvente

- procedimiento o metodología

- control de la difusión celular

- interferencias

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ESPECIFICIDAD DE SOLVENTES

SOLVENTE GRUPOS QUIMICOS PRINCIPALES

éter petróleo, n-hexano,

ciclohexano

aceites fijos, ceras, lignanos

benceno, tolueno, CCl4,

cloroformo, DCM

alcaloides neutros, bases de alcaloides, aceites,

quinonas libres, terpenos, esteroides, flavonoides metoxilados

éter etílico, acetato de etilo,

acetona, n-BuOH

geninas de flavonoides, cumarinas,

derivados de quinonas, sustancias monoglicosilados

etanol, metanol glicósidos, extrae solubles y cosolubles

mezclas hidroalcohólicas glicósidos de flavonoides

Agua saponinas, hidratos de carbono, proteínas,

flavonoides sulfatados

agua acidificada sales de amonio cuaternario y sales, antocianos

agua alcalinizada saponinas, lactonas

ALGUNOS METODOS DE EXTRACCION

Infusión – agua hervida, dejar 20 min: infuso

hojas, flores, ingrediente activo termolábil

Decocción - hervir en agua 20 min: decocto

semillas, cortezas, tallos leñosos, IA termoestable, pero depende de la droga

Maceración - empapar, días, horas, frío o temperatura ambiente o caliente

(DIGESTION), con (TURBOEXTRACCION) o sin agitación

Percolación - materia prima granular, flujo de solvente (café)

PROCESOS SEMICONTINUOS

SOXHLET

EXTRACTORES LIQ – LIQ

DESTILACION – separa por diferencias en propiedad fisico-químicas como punto de

ebullición

. Sencilla

. Múltiple

. Simple

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. Fraccionada

. Por arrastre con vapor de agua

EXTRACCIONES ESPECIALES:

- mecánica

- enfleurage

- sublimación

EXTRACCION PRELIMINAR – MARCHA FITOQUIMICA – SCREENING

FITOQUIMICO – TAMISAJE FITOQUIMICO

EXTRACCION EXHAUSTIVA SECUENCIAL

EXTRACCIÓN CON FLUIDOS SUPERCRÍTICOS: Operación unitaria que combina capacidad de transporte de un gas y solubilidad de un

líquido.

A continuación de una extracción se debe realizar:

SEPARACIÓN, FRACCIONAMIENTO, AISLAMIENTO. Puede ser:

Basada en Propiedades de Grupos Funcionales y Moléculas: - sublimación

- cristalización

- destilación

- liberación fraccionada

Por aumento en la polaridad del solvente

Por técnicas separativas:

- cromatografía

- electroforesis

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CROMATOGRAFIA

Grupo o conjunto de procesos separativos basados en la migración de zonas (s/

Giddings).

• Un método físico de separación

• separación de componentes de una mezcla (soluto) entre dos fases:

Fase estacionaria: no se mueve

Fase móvil: se mueve o transcurre interaccionando

• Los solutos se separan debido a las diferencias de interacción con las dos fases.

Breve historia

• Tswett – 1903: observación inicial de separación de extracto vegetal en barra de tiza

• Poco trabajo en los siguientes 28 años

• Kuhn-Lederer -1931: separación de clorofilas de carotenoides

Desarrollo cronológico de la cromatografía

• 1903. Tswett describe los principios

• 1931. Lehderer y Kuhn - Aplicación en pigmentos

• 1936. Primer libro de cromatografía

• 1938. Uso de CCF e Intercambio iónico

• 1939. Primeras resinas sintéticas de intercambio iónico

• 1941-1944. Primera C. Papel (CP)

• 1950. Se describe la CL fase reversa

• 1959. C. Permeación en gel

• 1965. Instrumento HPLC

Componentes del Sistema Cromatográfico

• Fase estacionaria: sólido, líquido, polar, no polar, iónica

• Fase móvil: líquido, gas, fluido supercrítico

• Soporte: activo: papel; inactivos: placa de vidrio, plástico, aluminio (CCF); Tubo de

vidrio; HPLC: Tubo de acero inoxidable (CC).

• Muestra: contiene solutos o sustancias a separar.

• Proceso: temperatura, humedad, presión, fuerza centrífuga, tipo de desarrollo, equipo.

• Revelador: universal: para CCF yodo; para HPLC detector I. Refracción; específico:

para CCF luz UV 254 nm, luz visible, Dragendorff para alcaloides, Kedde para

cardiotónicos, ninhidrina para aminoácidos, cloruro férrico; para HPLC: detector UV-

Vis, fluorómetro, E. de masas entre otros.

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CLASIFICACION GENERAL

GENERALIDADES

. Sistemas planares de desarrollo ascendente, descendente, bidimensional.

. Sistemas que utilizan columnas convencionales de laboratorio.

. Sistemas instrumentales.

. Valor del Rf y hRf

. Tiempo de retención (Tr) y Tiempo de retención relativo (Trr)

. Adsorción – Partición

FACTORES QUE AFECTAN AL Rf

1- FASE ESTACIONARIA

- Calidad y presencia de impurezas

- Naturaleza del cromatoplato, espesor,

homogeneidad y preparación (extemporanea)

- Grado de activación en TLC de adsorción

2- FASE MOVIL

- Composición y naturaleza

- grado de saturación de vapor en el tanque

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3- TEMPERATURA

4- DISTANCIA DE DESARROLLO

5- RELACION MASA/SUPERFICIE EN LA PLACA

TIPOS DE CROMATOGRAFIA USUALES EN FARMACOGNOSIA

Puede ser en fase común (“normal) o en fase reversa.

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Puede ser en fase común, en fase reversa o en fase normal.

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CROMATOGRAFIA DE AFINIDAD

- Basada en Propiedades de Grupos Funcionales y Moléculas

- Interacción entre dos moléculas

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CROMATOGRAFIAS ESPECIALES

COLUMNA SECA

INSTRUMENTALES:

- HPLC

- CG

- FSC

OTRA METODOLOGÍA DE SEPARACIÓN Y AISLAMIENTO

Basada en Propiedades de Grupos Funcionales y Moléculas - ELECTROFORESIS

• campo eléctrico

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CARACTERIZACION ESTRUCTURAL

• NMR – determina el patrón de unión carbono-hidrógeno de las moléculas.

• IR - determina la presencia de distintos grupos funcionales en las moléculas

orgánicas.

• UV/Vis – para identificar el grado de conjugación en las moléculas; también para

cuantificar una sustancia en solución. Ley de Lambert - Beer.

• Principios: las moléculas absorben energía y esa energía se desplaza en forma

translacional, rotacional o vibracional o puede generar ionización de las

moléculas, dependiendo de la frecuencia de la radiación electromagnética que

recibe. Las moléculas excitadas son inestables y rápidamente vuelven al estado

original liberando esa energía como radiación electromagnética.

La longitud de onda y la intensidad de la radiación electromagnética absorbida o

emitida puede ser plasmada en un espectro. El análisis espectral genera información cuali

y cuantitativa del material en estudio.

ESTUDIOS DE ACTIVIDAD BIOLOGICA IN VITRO – PRIMARIOS Y

SECUNDARIOS – se verá en el desarrollo de los grupos químicos principales.

NOTA. El presente material es un resumen de los teóricos correspondientes. Para

su estudio se utilizará con ese fin y deberá ser completado con los libros de texto y

material bibliográfico complementario de algunos temas entregado por la Cátedra.

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