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FARMACOBOTÁNICA 2022 INTRODUCCIÓN Unidad A. Introducción a la Botánica • Botánica (botanike, der. del gr. botane = hierba) es la ciencia que estudia las plantas (Reino Plantae) Incluye a otros grupos de seres vivos de otros reinos, como las algas (Reino Protista) y los hongos (Reino Mycota). • Farmacobotánica (del gr. phármakon = medicamento y botanike = hierbas o plantas) es la disciplina que estudia las plantas de interés en Farmacia (sobre todo), y también en Bromatología y en Toxicología, es decir las plantas medicinales, alimenticias y tóxicas Porqué Farmacobotánica en Farmacia La presencia de esta asignatura en la Carrera de Farmacia probablemente les genere algunos interrogantes. En primer lugar, porqué deben estudiar esta materia. Las respuestas son sencillas: • las plantas fueron las primeras medicinas con las que contó la Humanidad, y aún producen cerca del 60% de los principios activos (sustancias químicas responsables de la acción de un medicamento) de todo el arsenal terápéutico usado en la medicina oficial. Cataranthus roseus Taxus brevifolia Digitalis purpurea • Además, constituyen casi todos los medicamentos que se venden en las Herboristerías, y los que se emplean en varias de las medicinas alternativas o complementarias. La Herboristería del Rei, en Barcelona, con una fuente de mármol coronada por un busto de Linneo • Por otra parte, muchas plantas presentan productos sumamente tóxicos, en tanto que otras muchas son de vital importancia en la nutrición • El estudio de estas plantas se desarrolla con detalle desde otros puntos de vista en Farmacognosia, en Farmacología y Toxicología y en Bromatología, otras asignaturas del Plan de Estudios Otros interrogantes En segundo término, quizá se pregunten Uds. (o se deberían preguntar al menos): • Qué es una planta (tal como se debe entender en Farmacobotánica) • Cuáles son sus partes • Cómo está organizado su cuerpo internamente • Cómo funciona • Cuáles son sus características botánicas sobresalientes • Qué principios activos produce • Cuál es el lugar de origen de algunas de ellas o dónde se las encuentra o cultiva • Cómo se diferencian entre sí • Cómo se relacionan entre sí y con el ambiente Si bien estas preguntas tendrán sus respuestas a medida que transcurra su aprendizaje a lo largo del Curso, trataremos de responder algunas brevemente para que se ubiquen mejor en la asignatura. Un panorama general sobre las plantas Qué son las plantas; caracteres distintivos • Las plantas son organismos autótrofos (fotosintéticos), anclados al suelo mediante las raíces • Sus células están protegidas por una pared pectocelulósica, de es- pesor variable • Muchas de sus células poseen cloroplastos, orgánulos en los que se acumula la clorofila, una macromolécula que capta la energía de la luz solar • Raíz y tallo forman un cuerpo unificado llamado “cormo” • Tienen su parte aérea predominantemente verde (follaje), formada por vástagos (tallos más hojas) • Son herbáceas o leñosas, según la consistencia de los tejidos (incluso carnosas) Matricaria chamomilla Quercus sp. Echinocactus grussonii • Pueden ser hierbas de poca altura, arbustos (con tallos ramificados desde el suelo) hasta 2-3 m o árboles (con tronco libre de ramas hasta cierta altura) Tilia sp.Rhododendron sp.Equisetum giganteum • Están adaptadas al medio terrestre (terrestres), y más raramente al agua (acuáticas) o al barro (palustres), y excepcionalmente viven sobre otras plantas (epífitas). • De esa manera preservan sus yemas de renuevo, que brotarán en la siguiente temporada • Su reproducción tiene lugar mediante gametas (masculina y femenina), de cuya unión surge una cigota, que a su vez genera un embrión (pequeño cormo contenido en la semilla), acompañado de sustancias de reserva (albumen) que le permiten germinar en condiciones adecuadas. Las partes de las plantas: morfología y función • Las plantas presentan diferencias notorias según el grupo al que pertenezcan y su grado evolutivo, tanto en forma como en funciones de sus partes • En los grupos “inferiores” (algas, hongos y musgos), el cuerpo está formado por el talo, conjunto de células que casi no se diferencian entre sí (no es un verdadero tejido). No hay división de funciones en las distintas partes del organismo. Por ejemplo la absorción de agua y sales tiene lugar por toda la superficie (algas) o por células alargadas que penetran en el sustrato. Esa solución es trasmitida de célula a célula, sin que exista un tejido especializado. Tampoco hay flores, frutos ni semillas, y la reproducción tiene lugar mediante células llamadas esporas. El modo de vida es autótrofo (quimiosín- tesis, fotosíntesis) o alótrofo (saprofitismo, parasitismo), y a veces e presentan casos de simbiosis (líquenes, micorrizas, etc.) • Las plantas que llamamos “superiores” (las más comunes, como helechos, gimnospermas y angiospermas) presentan un cormo, es decir un cuerpo constituido por la raíz y el tallo, que muestran una continuidad de tejidos especializados en la conducción del agua y sales disueltas absorbidas del suelo por la raíz (plantas vasculares). Sobre el tallo se presentan otros órganos: las hojas, las flores y luego los frutos y semillas, cada uno especializado en una o pocas funciones. Disciplinas de la Botánica •Morfología vegetal: es la teoría general de la estructura y forma de las plantas •Citología: estudia la constitución de las células (en su estructura fina o ultraestructura) y la composición químico-molecular. •Histología: estudia las agrupaciones de células ( los tejidos) •Anatomía: estudia la estructura interna de las plantas, a través de cortes Hyoscyamus niger, “beleño negro” (Solanaceae) Principio activo: hioscina, un alcaloide tropánico de acción antiespasmódica (ej: metilbromuro de hioscina, en Buscapina, Sertal, etc.) Diversidad vegetal: estudia: 1) la riqueza de formas de los vegetales; 2) su agrupación en un esquema racional, donde una planta está ubicada junto a la que más se le parece; y 3) las relaciones de parentesco de esas plantas considerando el origen de cada grupo La diversidad vegetal se conoce usando las herramientas que le brinda la taxonomía y los esquemas que elabora la sistemática Taxonomía: Comprende el estudio y aplicación de los medios y métodos para determinar la identidad de cada categoría de las plantas (taxones), es decir que realiza las descripciones de las plantas, las dibuja con detalle y elabora las claves para distinguir unas de otras. Sistemática: es el ordenamiento de todas las plantas conocidas en un esquema lógico y comprensible (en gr. Systema), donde cada taxón está junto al que más se le parece Filogenia: el ordenamiento evolutivo de los taxones, establecido estudiando evidencias sobre el origen (fósiles), parentesco genético (estudios moleculares) y relaciones grupales (los caracteres distintivos de cada grupo, llamados sinapomorfías) Otras ciencias que tienen que ver con las plantas: Palinología, Embriología, Informática, Fitoquímica, Microbiología (Virología, Bacteriología, Micología), Agricultura, Farmacognosia, Farmacología, etc. Metabolitos sintetizados por las plantas •Las mayoría de las plantas elaboran sus propias sustancias orgánicas, y lo hacen mediante un complejo sistema de reacciones bioquímicas: el metabolismo vegetal. •Las sustancias así elaboradas son llamadas metabolitos. •Las plantas elaboran dos tipos de metabolitos: primarios y secundarios. Metabolitos primarios • Son llamados así los glúcidos, lípidos y prótidos que forman parte estructural de las plantas y que resultan del llamado “metabolismo primario” • El metabolismo primario involucra procesos bioquímicos como la fotosíntesis, la absorción de nutrientes, la respiración, la traslocación y el transporte de solutos, etc. • Conduce a la síntesis de azúcares ( polisacáridos),ácidos grasos ( lípidos complejos), aminoácidos ( proteínas), nucleótidos ( ácidos nucleicos) • Se presentan en todas las plantas, interviniendo en forma directa en su supervivencia, crecimiento y reproducción. • La imposibilidad de sintentizar alguno de ellos lleva a la muerte del organismo Metabolitos secundarios • Resultan del llamado “metabolismo secundario” • No se presentan en todas las plantas por igual, y cumplen funciones no esenciales • Intervienen en las interacciones entre la planta y su ambiente (defensa, coloración, atracción de polinizadores y agentes dispersores de frutos y semillas, alelopatías, etc.) • Muchos son importantes sustancias medicinales, o venenos, y otros son productos de importancia industrial (aceites, ceras, saborizantes, pegamentos, etc.) • Su falta no es letal para la planta, aunque en ocasiones la imposibilidad de sintetizar algún tipo de metabolito secundario puede limitar la expresión de algunas de las manifestaciones vitales de la planta, como floración, fructificación, defensa ante predadores, atracción de polinizadores, etc. Incluyen 3 grupos de compuestos: • Terpenoides (> 25.000) • Compuestos fenólicos y sus derivados (> 8.000) • y Compuestos nitrogenados (>> alcaloides, unos 12.000) Medicamento “Toda preparación o producto farmacéutico empleado en la prevención, diagnóstico y/o tratamiento de una enfermedad o estado patológico, o para modificar sistemas sistemas fisiológicos en beneficio de la persona a quien se le administra” (Dto. 150/92) Principio activo o droga farmacológica • Es el ingrediente de los medicamentos que tiene actividad terapéutica (WHO). • Se trata de metabolitos secundarios originados por plantas o animales, o bien son de origen semisintético (es decir derivados de productos naturales) o sintético (generados por la industria química). • La legislación argentina (Dto. 150/92) lo define como “toda sustancia química o mezcla de sustancias relacionadas, de origen natural o sintético, que poseyendo un efecto farmacológico específico, se emplea en medicina humana”. Plantas medicinales Digitalis purpurea Son las que contienen metabolitos secundarios (= principios activos) adecuados para tratar enfermedades. Por eso pueden participar en la formulación de medica- mentos (Ej: Digitalis purpurea y D. lanata, usadas como cardiotónicos) Plantas medicinales, definición de la Organización Mundial de la Salud (OMS=WHO) “Son aquellas que, administradas al hombre o a los animales en cualquier forma y vía, ejercen algún tipo de acción farmacodinámica sobre éstos” Hay diversas modalidades de uso de las plantas medicinales, que implican distintas definiciones a nivel nacional e internacional, no siempre concordantes Forma = forma farmacéutica (infusión, comprimido, extracto, etc.) Vía = vía de administración (interna, externa) Acción farmacodinámica: el conjunto de efectos bioquímicos y fisiológicos de un fármaco sobre el organismo, que depende sobre todo del mecanismo de acción de la droga y de su concentración, además de la sensibilidad del organismo ante esa droga. Plantas alimenticias •Son las que almacenan metabolitos primarios (glúcidos, lípidos y/o proteínas), y por ello constituyen la dieta del Hombre y los animales •Solanum tuberosum, “papa” Plantas tóxicas •Las que contienen principios activos (es decir, metabolitos secundarios) que provocan envenenamiento, que tienen una acción nociva sobre el organismo •Abrus precatorius, “huayrurito” Plantas de usos múltiples Carica papaya, “mamón” o “papayo” Strychnos nux vomica, “nuez vómica” Las Plantas Medicinales y la Humanidad • Las plantas medicinales fueron los primeros recursos terapéuticos utilizados para el cuidado de la salud. Hay evidencias de su uso desde 50.000 años atrás. • En muchos casos el hombre primitivo descubrió las propiedades medicinales observando el empleo que algunos animales daban a ciertas plantas. • Aún hoy las plantas constituyen la principal fuente de medicamentos (cerca del 60%, ya sea en la forma de droga cruda, extractos, principios activos aislados de ellas o produtos naturales sometidos a semisíntesis). • Las civilizaciones antiguas (India, China, Japón, Egipto) utilizaron numerosas plantas medicinales y aromáticas, como remedios y en momificación. • En el “Papiro de Ebers” (1550 a.C) se describe unas 500 plantas y se estabelece unas 800 recetas. • En la Biblia se hace referenca a multitud de plantas medicinales y productos aromáticos. • El médico griego Hipócrates (468-377 a.C) usaba unas 400 especies de plantas como remedios. • Discórides (40-80 d.C.) escribió “De Materia Médica”, un manual de plantas medicinales con más de 600 especies, mayormente de la región del Mediterráneo. • En la Edad Media los conocimientos clásicos griegos se perdieron en alguna medida, y los remedios empleados fueron siempre las naturales. Las plantas medicinales se cultivaron casi exclusivamente en los conventos, donde también se establecieron los primeros “hospitales”. • En el Renacimiento, los conocimientos clásicos volvieron a Europa, conservados e incrementados por médicos árabes. • El Descubrimiento de América, al igual que la exploración de Asia, aportó gran cantidad de plantas medicinales desconocidas para los europeos. • Luego de la revolución industrial, comienza la síntesis de sustancias medicinales, y se creyó que las plantas no se usarían en el futuro • Luego de la revolución industrial (c. 1780-1840) comienza la síntesis de sustancias medicinales, lo que llevó a pensar equivocadamente que las plantas no se usarían en el futuro • Hacia fines del s. XX resurge el uso de plantas medicinales, así como la búsqueda de nuevos medicamentos naturales y la combinación con remedios sintéticos para vencer la resistencia de algunos patógenos, por ejemplo. • Desde 1978 el empleo de plantas medicinales y medicamentos herbarios es aceptado oficialmente por la OMS con fines profilácticos, curativos, paliativos o diagnósticos. Etapas en el uso de las plantas terapéuticas A lo largo del tiempo, la Humanidad ha pasado por diversas etapas en el conocimiento y uso de las plantas medicinales: • El empirismo de los Cavernícolas • El conocimiento de las etnias “primitivas” • La teoría de las “signaturas” o “signos” (Paracelso) • el método de prueba y error (“Chamanismo”) • Los análisis químicos (fitoquímica, farmacognosia) • la experimentación científica •La validación de acciones terapéuticas: cerca del 75% de las acciones terapéuticas consagradas por el uso en etnias determinadas, han sido validadas científicamente! 1.El Empirismo Los cavernícolas generaron los primeros conocimientos sobre las propiedades de las plantas medicinales, al comienzo observando el comportamiento de animales, que utilizaban algunas de ellas, y luego experimentando en sus semejantes, a lo que se agrega el concepto mágico- religioso del empleo de productos naturales. Ej.: el Códice Badiano, primer libro en el que se vuelca el conocimiento medicinal de las plantas americanas por los habitantes de México, en latín y en náhuatl (el idioma de la región) Aprovechamos hoy la experiencia acumulada por siglos mediante el “chamanismo” y la relación mágico-religiosa con las plantas, que constituyen la “medicina tradicional” •Teoría de las “signaturas” o signos: Desde la antigüedad clásica se asoció la forma de las plantas o sus partes, o de algunos productos animales, con las propiedades terapéuticas, ya que estaban “marcadas” así por los dioses, para que el hombre distinguiera sus virtudes medicinales. El médico Paracelso (s. XVI) restableció el principio “Signatura rerum”, que tiene su origen en la muy antigua medicina. •En estas primeras etapas, se empleó siempre el método de la prueba y el error (un empirismo puro en el que se jugaba la vida del paciente), aunque se agrega: •El uso de los conocimientos acumulados por siglos de experimentación con pacientes por chamanes •el significado mágico-religioso de plantas yprocedimientos aplicados con ellas • y la teoría de los signos (signatura rerum), que “marcaba” el uso de muchos de los elementos terapéuticos disponibles. 2. Etapa de la Experimentación científica Desde comienzos del s. XX cambió el enfoque, realizando: •Análisis químicos de plantas, al azar o sólo de las reputadas salutíferas •Experimentación científica sobre las propiedades farmacológicas de las plantas o sus principios activos, tanto in vitro como in vivo •Progresiva validación de las acciones terapéuticas, con investigación farmacognóstica y farmacológica •Así, cerca del 75% de las acciones terapéuticas consagradas por el uso por grupos étnicos definidos (MT = medicina tradicional), han sido comprobadas científicamente! (datos de la OMS) Importancia de las drogas de origen natural Aproximadamente el 60% de los productos terapéuticos son de origen natural o semisintético, y se encuentran como: •Específicos de la medicina oficial •Fitomedicinas •Plantas medicinales en herboristerías y farmacias (droga cruda, simples o mezclas) •Extractos vegetales homeopáticos (tinturas) •Tisanas •OTRAS DEFINICIONES Y CONCEPTOS •Medicina Tradicional “Todo el conjunto de conocimientos, aptitudes y prácticas basados en teorías, creencias y experiencias indígenas de las diferentes culturas, sean o no explicables, usados para el mantenimiento de la salud, así como para la prevención, el diagnóstico, la mejora o el tratamiento de enfermedades físicas o mentales.” (WHO). Son claros ejemplos las medicinas tradicionales de China, India, Japón, etc. • Medicina Oficial o Científica • Es la práctica médica aceptada por la Sociedad organizada (país o región), que se enseña en las Facultades de Medicina y se desarrolla en centros de sanidad pública. • Generalmente coincide con la medicina científica, en que las enfermedades se previenen o curan en base a conocimientos científicos (etiología y fisiopatología de cada proceso), aplicándose un tratamiento eficaz y seguro. En otros países comprende algunas prácticas tradicionales, alternativas o complementarias. • Es la llamada Alopatía (gr. alós = distinto), que emplea elementos que contrarestan los síntomas. •Medicinas Complementarias o Alternativas Es un conjunto amplio de prácticas de atención de salud que no forman parte de la propia tradición del país y tampoco están integradas en el sistema sanitario oficial. A veces se usa erróneamente como sinónimo de “medicina tradicional” Incluyen productos y prácticas médicas distintos de los usados en tratamientos de la medicina oficial Ej.: acupuntura, medicina herbaria, iridología, aromaterapia, quiropraxis, masoterapia, etc. •Homeopatía Es la disciplina médica que estimula las fuerzas defensivas del propio organismo (es decir, el sistema inmunitario), utilizando en dosis muy pequeñas, sustancias que en una persona sana provocarían síntomas semejantes a los que muestran los enfermos (del gr. hómoios = semejante). Fue ideada por el médico alemán Samuel Hahnemann (1755-1843). Tiene remotos antecedentes en prácticas veterinarias de tribus africanas, y sobre todo se basa en minuciosas observaciones del propio Hahnemann y sus continuadores. OTRAS DEFINICIONES Y CONCEPTOS DE IMPORTANCIA EN FARMACOBOTÁNICA •Farmacopea: Es el libro oficial de cada país, que codifica los principios activos, excipientes y productos farmacéuticos empleados en ese territorio, y que contiene las especificaciones que éstos deben cumplir para demostrar y mantener su calidad y resguardar la salud de la población. Farmacopea Argentina (FA). Hoy está vigente en el país la VII edición de la Farmacopea Argentina (se encuentra on- line en www.anmat.gov.ar), que incluye 490 monografías de materias primas, 254 de productos terminados, 29 de medicamentos herbarios, 12 de hemoderivados, 18 de productos biológicos, 4 de productos médicos, 18 de productos radiofarmacéuticos y 21 de sueros y vacunas. • Constituyentes con actividad terapéutica conocida Sustancias químicamente definidas o grupos de sustancias químicamente caracterizadas (ej: alcaloides, flavonoides, u otros) responsables (total o parcialmente) de la actividad terapéutica de las drogas vegetales o medicamentos herbarios. •Droga vegetal: Todo material de origen vegetal (plantas vasculares, algas, hongos y líquenes, exudados resinosos o gomosos, látex, mucílagos, ceras, etc.), fresco o desecado, entero, fragmentado o molturado, no procesado, considerado apto para fines terapéuticos y por ello empleado como medicinal. Se define por la parte usada y el nombre científico de la especie a que corresponda. • Preparados de drogas vegetales: Los obtenidos a partir de drogas vegetales, aplicando procesos industriales (molienda, extracción, destilación prensado o expresión, raspado, fermentación, purificación, concentración, fraccionamiento, etc.), excluyendo los productos puros aislados de esas drogas, y obteniendo así polvos, extractos, aceites fijos o esenciales, jugos o zumos, exudados procesados, etc. • Medicamento Herbario: “El medicamento que contiene como ingrediente activo una o más drogas vegetales, o uno o más preparados de drogas vegetales, o una o más drogas vegetales asociadas a uno o más preparados de drogas vegetales” (Disp. 5418/15 ANMAT). Nota: antiguamente fueron designados “Fitoterápicos”, pero la legislación argentina (en armonía con el mundo) desechó ese término a favor de “Medicamentos herbarios” que hace referencia a productos más cercanos al estado natural de las plantas. Medicamento herbario de uso tradicional: El que, empleado en las condiciones de uso y dosis (posología) tradicionales, demuestre poseer efectos farmacológicos verificables y carezca de efectos nocivos, de acuerdo a la experiencia adquirida a lo largo de años de utilización por etnias tradicionales. El concepto de Medicamento Herbario incluye: 1) hierbas 2) material herbario 3) preparaciones herbarias y 4) productos herbarios terminados cuyos principios activos son partes de plantas, u otros materiales vegetales, o combinaciones de esos elementos (WHO). •1. Hierbas: materiales vegetales brutos (hojas, flores, frutos, semillas, tallos, madera, corteza caulinar, corteza radical, raíces, rizomas, tubérculos radicales o caulinares, y o/partes de plantas, enteros, fragmentados o pulverizados). Ej: flores de manzanilla (nombre farmacopeico: Flos chamomillae) (nombre botánico: Matricaria chamomilla) 2. Materiales herbarios: hierbas, jugos frescos, gomas, aceites fijos, aceites esenciales, resinas y polvos secos de hierbas, en algunos casos sometidos a procedimientos específicos. Ej: aceite de Eucalipto (n. farmacopeico: Aetheroleum Eucalypti) (n. botánico: Eucalyptus globulus y otras sp.) 3. Preparaciones herbarias: materiales herbarios triturados o pulverizados, o extractos, tinturas y aceites grasos de materiales herbarios. Constituyen la base de los productos herbarios terminados. Se obtienen mediante extracción, fraccionamiento, purificación, concentración y otros procesos biológicos o físicos. 4. Productos herbarios terminados: son preparaciones herbarias hechas a partir de una (simple) o más (mezcla) hierbas. Pueden contener excipientes, pero no serán considerados productos herbarios terminados o en mezclas aquellos a los que se haya añadido sustancias activas químicamente definidas, incluidos compuestos sintéticos o constituyentes aislados de materiales herbarios. OTROS CONCEPTOS DE IMPORTANCIA • Asociación: Agrupación de principios activos o drogas en un mismo producto terapéutico, orientada a complementar las acciones individuales de cada uno hacia una acción farmacológica definida. A menudo, cuando se asocian productos naturales se logra una sinergia notable. Ej: boldo + carqueja + alcachofa (a veces zanahoria o hinojo) en alcoholaturo (Hepatalgina y otros) eficaz colagogo-colerético • Sinergia, Sinergismo: interacción que tiene lugar entre componentes de un extracto, o una asociación de principios activos, que potencian un efecto terapéutico,o atenúan la toxicidad o los efectos secundarios del tratamiento con esos productos. (Sinérgico es el agente o sustancia que presenta sinergia. Se opone a antagonista). Nota: los efectos de algunos extractos o asociaciones de drogas se explican sólo por esta sinergia, ya que los principios activos aislados no causan esos efectos terapéuticos, o no son tan intensos. •Cosméticos: Los productos destinados al cuidado de la piel, cabello y otras partes externas del organismo, así como los destinados a prevenir el envejecimiento de células cutáneas o reparar su degradación. •Suplementos dietarios: Aquellos que ingeridos además de la dieta normal, ayudan a conservar cierta condición física, o a alcanzar un mayor rendimiento intelectural, físico, etc. Generalmente son productos naturales, incluso plantas medicinales, acompañados de sales minerales, vitaminas u otros factores de la nutrición. Nutracéuticos: Aunque este término no tiene entidad legal en Argentina, en países anglosajones se aplica para designar productos alimenticios o sustancias aisladas de ellos, que además de la función nutritiva cumplen (o pueden cumplir) también una función terapéutica. Son usados frecuentemente en nuestro país, especialmente como suplementos dietarios, y generalmente son evaluados con este último carácter por las autoridades sanitarias, prevaleciendo el criterio de alimento y no de medicamento, con lo cual las condiciones de aceptación para el mercado son menos estrictas.
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