Variaciones cualicuantitativas de metabolitos

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LOS PRINCIPALES FACTORES EXTRÍNSECOS E INTRÍNSECOS QUE PUEDEN AFECTAR 
LA COMPOSICIÓN CUALI Y CUANTITATIVA DE METABOLITOS EN LA PLANTA 
 
 
Las drogas vegetales son materiales biológicos que presentan variabilidad y diversidad química. Las diferencias 
de composición pueden ser tanto cualitativas como cuantitativas. Los factores que intervienen pueden dividirse 
en extrínsecos (relacionados con el suelo, clima, ubicación geográfica, estacionalidad, ritmo circadiano, etc.) e 
intrínsecos (edad, estado fenológico, patrimonio genético, etc.). 
 
 
Fuente: Salvador Cañigueral Folcará. 
 
 
 
FACTORES INTRÍNSECOS 
Son los factores inherentes a la propia planta y a su patrimonio genético. 
 
- La presencia de quimiotipos o razas químicas. 
Se caracterizan por ser individuos con el mismo fenotipo pero con un genotipo diferenciado. Es común observar 
este carácter en las plantas aromáticas, pero también se observa en algunas especies con otros metabolitos 
como, por ejemplo, flavonoides o alcaloides. 
Thymus vulgaris L. (Lamiaceae) nombre vulgar (n.v.) “tomillo”, se conocen siete quimiotipos en relación a su 
composición de las esencias, y se los denomina a cada quimiotipo en relación al componente mayoritario (1,8-
cineol, geraniol, linalol, α-terpineol, carvacrol, timol, terpinen-4-ol/trans-tuyan-4-ol). 
Ferula communis L. (Apiaceae) n.v. “férula”, se utiliza la raíz (antioxidante; antiinflamatorio; analgésico uso 
externo; afrodisiaco; antimicótico y antibacteriano). Se han descripto dos quimiotipos, uno de ellos es venenoso 
por la presencia de prenil-cumarinas (favorecen las hemorragias, hepatotóxico y afecta los riñones) y otro no 
tóxico que presenta ésteres del daucano. 
 
- Hibridización natural entre especies afines. 
El resultado de hibridizaciones entre especies afines trae como consecuencia la sumatoria de compuestos 
existentes en cada uno de los progenitores. Un caso relativamente reciente fue la aparición de híbridos de 
Cucurbita maxima Duch. var zapallito (Carr.) Millán -Curcubitaceae-, el “zapallito de tronco”, que adquirió sabor 
amargo y toxicidad por cruzarse con otra especie productora de cucurbitacinas. 
 
 
- El estado fenológico y la edad de la planta. 
Estado fenológico (vegetativo joven, vegetativo adulto, floración, fructificación). De acuerdo con el estado 
fenológico del individuo (momento biológico) puede haber diferencias en las sustancias que se detectan. 
Estos cambios se deben a la estimulación de determinadas rutas biosintéticas y, consecuentemente, a la 
inhibición de otras. Está comprobado que una determinada sustancia no permanece en concentraciones 
constantes durante todo el ciclo de vida de la planta. Un ejemplo típico es la producción de cianoglicósidos en 
especies del género Cynodon, conocido comúnmente como “gramilla”. A medida que la planta envejece, la 
producción de cianoglicósidos se va haciendo más escasa hasta que se hace indetectable. 
 
Edad: La “raíz de ginseng” (Panax ginseng) contiene un porcentaje relativamente alto de gingenósidos desde 
su primer año de vida, pero como el desarrollo de la raíz se produce entre el 4° y el 5° año de vida, se ha 
establecido que el mayor rendimiento de gingenósidos, y por lo tanto el mejor momento de cosecha, se 
encuentra al final del verano del 5° año de vida de la planta. 
 
 
FACTORES EXTRÍNSECOS 
Son principalmente los factores inherentes al ambiente. 
 
- Variaciones estacionales. 
Puede afectar a la mayor parte de los metabolitos secundarios: aceites esenciales, alcaloides, polifenoles, 
cumarinas, lactonas sesquiterpénicas, iridoides, saponinas, heterósidos cianogenéticos, glucosinolatos, entre 
otros. 
Hypericum perforatum L. (Hypericaceae) n.v. “hipérico”, “hierba de San Juan” (se utilizan las sumidades floridas 
para el tratamiento de depresiones leves) posee hipericinas (hipericina y pseudohipericina) responsables de la 
acción farmacológica. La concentración de las hipericinas totales varían a lo largo del año. La concentración es 
menor en invierno que en verano. 
Valeriana officinalis L. (Caprifoliaceae) n.v. “valeriana” (se utiliza el rizoma y la raíz como sedante), se observó 
que los niveles de ácido valerénico y los valepotriatos alcanzan su máximo en invierno. 
En el caso de los ginsenósidos (saponinas triterpénicas), que son los principales compuestos activos de la “raíz 
de ginseng” (Panax ginseng C.A. Meyer), se ha encontrado que su contenido aumenta en verano. 
 
- Temperatura 
Las plantas son capaces de sobrevivir en un amplio rango de temperatura. Sin embargo, su desarrollo y, por 
tanto, la producción de principios activos puede verse afectados. 
La temperatura tiende a ser más elevada cerca del ecuador, pero a medida que se asciende se produce un 
descenso de 1 °C por cada 200 m de altitud. Para la producción de aceites esenciales, por ejemplo, se necesitan 
altas temperaturas. 
La variación de temperatura entre el día y la noche es también un factor a tener en cuenta. Por ejemplo, para 
la producción de nicotina por parte de Nicotiana rustica L. (Solanaceae) es necesario una temperatura que no 
sea superior a los 30 °C durante el día y que no sea inferior a los 11 °C durante la noche. 
Artemisia annua L. (Compositae) n.v. “artemisia” posee el principio activo artemisinina (una lactona 
sesquiterpénica), que se obtiene de las hojas de la planta. Tiene actividad antimalárica. Después de un estrés 
metabólico fruto de una helada, se produce un aumento en el contenido de artemisinina. 
 
- Disponibilidad de agua (Lluvia) 
Está relacionado con el índice pluviométrico anual, la distribución de las lluvias a lo largo del año y su efecto 
en la humedad ambiental. Puede afectar positivamente como negativamente la producción de metabolitos 
secundarios. 
La lluvia continua puede producir pérdidas de sustancias hidrosolubles de las hojas y de las raíces por 
maceración. Estaciones anormalmente húmedas pueden afectar la cantidad de heterósidos e incluso de aceites 
esenciales y generar bajos rendimientos de principios activos. 
En Phytolacca dodecandra L ́Hér. (Phytolaccaceae), una planta originaria de África, empleada como 
antiparasitaria (tratamiento de la esquistosomiasis), las saponinas presentes se ven afectadas positivamente 
en periodos húmedos. 
En el caso del “hipérico” Hypericum perforatum L. (Hypericaceae), las plantas sometidas a un estrés hídrico 
mostraban un incremento en el contenido de los flavonoides y de hipericinas y una disminución de la 
concentración de hiperforina y adhiperforina. 
 
- Altitud 
En general las plantas modifican su crecimiento y su metabolismo si se modifica la altitud en donde 
naturalmente se desarrollan. Plantago lanceolata L. (Plantaginaceae) n.v. “llantén menor” aumenta la 
producción de iridoides en altitudes que superan los 2.000 msnm. 
Hay plantas que son muy exigentes, por ejemplo, el cocotero necesita un clima marítimo, la caña de azúcar 
crece en zonas bajas; en cambio, el cacao necesita de 100 a 200 m de altitud, de 800 a 1.800 m el café y el té 
de 1.000 a 2.000 m de altura. 
Hay especies como la quina que puede crecer al nivel del mar pero no produce alcaloides, y en otras, como la 
menta y el tomillo, la producción de esencia disminuye con la altura. 
El crisantemo es un ejemplo en donde se aprovecha la altitud para direccionar la producción; los mejores 
rendimientos de las inflorescencias (capítulos) y de piretrina de logran a altitudes elevadas, pero cuando se 
desea obtener material vegetal para la multiplicación vegetativa se la siembra a niveles mucho más bajos y en 
condiciones de regadío. 
 
.- Duración del día y características de las radiaciones. 
Las plantas varían mucho en sus necesidades, tanto respecto a la cantidad como a la intensidad de luz 
requerida. 
En ciertos casos, las investigaciones han demostrado que la luz es un factor que influye en la cantidad de 
heterósidos o de alcaloides producidos, por ejemplo, en la belladona y el estramonio el contenido de alcaloides 
es mayor cuando tienen una insolación total.Otro ejemplo lo constituye la menta; las plantas que crecen en 
condiciones de día largo contienen mentona, mentol y trazas de mentofurano como componente principal de 
su esencia, en cambio, cuando crece en condiciones de día corto la esencia presenta mentofurano como 
componente principal. 
Analizar la calidad y la cantidad de las radiaciones en el desarrollo de las plantas permite optimizar las que se 
suministran a cultivos de tejidos, cuando se los utiliza para la producción de metabolitos secundarios. 
 
- Ritmo circadiano 
Es otro factor que afecta la concentración de los metabolitos secundarios. 
Ocimum gratissimum L. (Lamiaceae) n.v. “albahaca de clavo” (quimiotipo eugenol) varía la concentración de 
aceites esenciales desde el 98% a las 12:00 hasta el 11% a las 17:00, lo que demuestra como la luz solar 
afecta la producción de eugenol. 
 
- Nutrientes (Suelo) 
Las diferentes especies vegetales varían en cuanto a sus requerimientos de suelos y de nutrientes. Tres son 
las características básicas de los suelos: físicas, químicas y microbiológicas. 
La características físicas se relacionan con el tamaño de partículas, que determina la capacidad de retención 
de agua. Por ejemplo, el malvavisco (Althaea officinalis L. –Malvaceae-) produce menor cantidad de mucílago 
cuando crece en suelos húmedos. 
Dentro de las características químicas, una de las que merece especial atención la concentración de calcio del 
suelo, como así también la de nitrógeno, potasio, fósforo, principalmente 
Todas las plantas requieren calcio para crecer, pero hay especies que son calcífugas que no pueden crecer en 
suelos gredosos como ocurre con la digital (Digitalis purpurea L. -Scrofulariaceae-). 
Los niveles de nitrógeno en el suelo pueden afectar la producción global de los metabolitos nitrogenados 
(alcaloides, glicósidos cianogénicos, entre otros). 
 
Es interesante observar que cuando hay un aumento de la disponibilidad de nitrógeno se favorece a los 
compuestos nitrogenados y afecta negativamente la producción de compuestos fenólicos. 
En cuanto a las características microbiológicas, cabe mencionar que existe una interacción dinámica entre los 
microorganismos del suelo (bacterias, algas, hongos, metazoos, protozoos) y las plantas. Los metabolitos 
secundarios están involucrados en los mecanismos de regulación de estas interacciones y por eso es necesario 
considerarlas. 
 
- Interacción con herbívoros y patógenos. 
Relacionado con el desarrollo de defensas químicas. 
Los compuestos principales corresponden a metabolitos nitrogenados, terpenos y fenólicos. 
Un ejemplo puede ser el caso de los polifenoles, compuestos involucrados en casi la totalidad de las 
interacciones que una planta establece con su entorno, lo que incluye a las interacciones planta – animal.