Catalogación en la publicación – Biblioteca Nacional de Colombia
Metabolitos secundarios, actividad biológica y etnobotánica de plantas de Santa Marta / Víctor Macías-Villamizar ... [et al]. -- 1a ed. -- Santa Marta : Universidad del Magdalena, 2021.
(Ciencias Naturales. Biología)
Contiene glosario selecto. -- Incluye referencias bibliográficas.
ISBN 978-958-746-406-1 -- 978-958-746-407-8 (pdf) -- 978-958-746-408-5 (epub)
1. Metabolitos vegetales - Investigaciones - Santa Marta 2. Plantas - Investigaciones - Santa Marta 3. Taxonomía vegetal I. Macías Villamizar, Víctor Enrique II. Serie
CDD: 581.7140986116 ed. 23
CO-BoBN– a1080313
Primera edición, agosto de 2021
2021 © Universidad del Magdalena. Derechos Reservados.
Editorial Unimagdalena
Carrera 32 n.° 22-08
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Colección Ciencias Naturales, serie: Biología
Rector: Pablo Vera Salazar
Vicerrector de Investigación: Jorge Enrique Elías-Caro
Coordinador de Publicaciones y Fomento Editorial: Jorge Mario Ortega Iglesias
Diseño editorial: Luis Felipe Márquez Lora
Diagramación: Eduard Hernández Rodríguez
Diseño de portada: Andrés Felipe Moreno Toro
Corrección de estilo: Juan Diego Mican González
Santa Marta, Colombia, 2021
ISBN: 978-958-746-406-1 (impreso)
ISBN: 978-958-746-407-8 (pdf)
ISBN: 978-958-746-408-5 (epub)
DOI: 10.21676/9789587464061
Hecho en Colombia - Made in Colombia
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Glosario selecto
Presentación
Propósitos
Competencias
La química de productos naturales
Introducción a la química de productos naturales vegetales
Líneas generales de investigación en química de productos naturales
Importancia para el área de ciencias de la salud
Importancia del uso etnobotánico
Herramientas tecnológicas en la predicción de la actividad biológica
Especies seleccionadas de algunas familias de plantas de Santa Marta
Anacardiaceae
Aspectos morfológicos
Taxonomía
Fitoquímica, actividad biológica y usos en medicina folclórica de especies de la familia
Astronium graveolens
Metabolitos secundarios aislados o determinados
Actividad biológica
Usos etnobotánicos
Spondias mombin
Metabolitos secundarios aislados o determinados
Actividad biológica
Usos etnobotánicos
Annonaceae
Aspectos morfológicos
Taxonomía
Fitoquímica, actividad biológica y usos en medicina folclórica de especies de la familia
Annona squamosa
Metabolitos aislados o determinados
Actividad biológica
Usos etnobotánicos
Cananga odorata
Metabolitos secundarios aislados o determinados
Actividad biológica
Usos etnobotánicos
Apocynaceae
Aspectos morfológicos
Taxonomía
Fitoquímica, actividad biológica y usos en medicina folclórica de especies de la familia
Allamanda cathartica
Metabolitos secundarios aislados o determinados
Actividad biológica
Usos etnobotánicos
Bignoniaceae
Aspectos morfológicos
Taxonomía
Fitoquímica, actividad biológica y usos en medicina folclórica de especies de la familia
Macfadyena unguis-cati o Dolichandra-unguis-cati
Metabolitos secundarios aislados o determinados
Actividad biológica
Usos etnobotánicos
Crescentia cujete
Metabolitos secundarios aislados o determinados
Actividad biológica
Usos etnobotánicos
Bromeliaceae
Aspectos morfológicos
Taxonomía
Fitoquímica, actividad biológica y usos en medicina folclórica de especies de la familia
Bromelia pinguin
Metabolitos secundarios aislados o determinados
Actividad biológica
Usos etnobotánicos
Burseraceae
Aspectos morfológicos
Taxonomía
Fitoquímica, actividad biológica y usos en medicina folclórica de especies de la familia
Bursera simaruba
Metabolitos secundarios aislados o determinados
Actividad biológica
Usos etnobotánicos
Chrysobalanaceae
Aspectos morfológicos
Taxonomía
Fitoquímica, actividad biológica y usos en medicina folclórica de especies de la familia
Chrysobalanus icaco
Metabolitos secundarios aislados o determinados
Actividad biológica
Usos etnobotánicos
Combrataceae
Aspectos morfológicos
Taxonomía
Fitoquímica, actividad biológica y usos en medicina folclórica de especies de la familia
Conocarpus erectus
Metabolitos secundarios aislados o determinados
Actividad biológica
Usos etnobotánicos
Fabaceae
Aspectos morfológicos
Taxonomía
Fitoquímica, actividad biológica y usos en medicina folclórica de especies de la familia
Samanea saman (Albizia saman)
Metabolitos secundarios aislados o determinados
Actividad biológica
Usos etnobotánicos
Caesalpinia pulcherrima
Metabolitos secundarios aislados o determinados
Actividad biológica
Usos etnobotánicos
Delonix regia
Metabolitos secundarios aislados o determinados
Actividad biológica
Usos etnobotánicos
Lythraceae
Aspectos morfológicos
Taxonomía
Fitoquímica, actividad biológica y usos en medicina folclórica de especies de la familia
Lagerstroemia speciosa
Metabolitos secundarios aislados o determinados
Actividad biológica
Usos etnobotánicos
Malvaceae
Aspectos morfológicos
Taxonomía
Fitoquímica, actividad biológica y usos en medicina folclórica de especies de la familia
Guazuma ulmifolia
Metabolitos secundarios aislados o determinados
Actividad biológica
Usos etnobotánicos
Ceiba pentandra
Metabolitos secundarios o determinados
Actividad biológica
Usos etnobotánicos
Hibiscus rosa-sinensis
Metabolitos secundarios o determinados
Actividad biológica
Usos etnobotánicos
Punicaceae
Aspectos morfológicos
Taxonomía
Fitoquímica, actividad biológica y usos en medicina folclórica de especies de la familia
Punica granatum
Metabolitos secundarios aislados o determinados
Actividad biológica
Usos etnobotánicos
Rhizophoraceae
Aspectos morfológicos
Taxonomía
Fitoquímica, actividad biológica y usos en medicina folclórica de especies de la familia
Rhizophora mangle
Metabolitos secundarios aislados o determinados
Actividad biológica
Usos etnobotánicos
Sapotaceae
Aspectos morfológicos
Taxonomía
Fitoquímica, actividad biológica y usos en medicina folclórica de especies de la familia
Chrysophyllum cainito
Metabolitos secundarios aislados o determinados
Actividad biológica
Usos etnobotánicos
Manilkara zapota
Metabolitos secundarios aislados o determinados
Actividad biológica
Usos etnobotánicos
Scrophulariaceae
Aspectos morfológicos
Taxonomía
Fitoquímica, actividad biológica y usos en medicina folclórica de especies de la familia
Leucophyllum frutescens
Metabolitos secundarios aislados o determinados
Actividad biológica
Usos etnobotánicos
Verbenaceae
Aspectos morfológicos
Taxonomía
Fitoquímica, actividad biológica y usos en medicina folclórica de especies de la familia
Lantana camara
Metabolitos secundarios aislados o determinados
Actividad biológica
Usos etnobotánicos
Zingiberaceae
Aspectos morfológicos
Taxonomía
Fitoquímica, actividad biológica y usos en medicina folclórica de especies de la familia
Alpinia purpurata
Metabolitos secundarios aislados o determinados
Actividad biológica
Usos etnobotánicos
Listado de algunos tipos de actividad biológica (reportadas en la literatura científica) de metabolitos secundarios más comunes en las especies investigadas
Lupeol
Quercetin-3-O-rhamnósido
Quercetina
Ácido elágico
Rutina
β-cariofileno
β-sitosterol
Ácido ursólico
Miricetin-3-O-rhamnósido (miricitrina)
Ácido gálico
Catequina
Predicción de actividad biológica con el PASS (Prediction of Activity Spectra for Biologically Active Substances: predicción de espectros de actividad para sustancias biológicamente activas)
Predicción de actividad o mecanismos de acción de algunos de los metabolitos comunes
Predicción de actividad o mecanismos de acción por metabolito (comunes a las plantas revisadas)
Resultados porcentuales de actividad biológica obtenida por el PASS
Pasos para la utilización del PASS
Ejercicio de aplicación 1: utilización del PASS
Solución
Ejercicio de aplicación 2: utilización del PASS
Solución
Referencias bibliográficas
Anexo: solución de las actividades de aprendizaje (autoaprendizaje)
•ABTS, ensayo: Técnica que utiliza el compuesto azinobis (3-etilbenzotiazolina-6-ácido sulfónico). Se fundamenta en la capacidad de un antioxidante para estabilizar el radical catión coloreado ABTS•+, el cual es formado previamente por la oxidación del ABTS.
•Aceites esenciales: Fracciones líquidas volátiles (mezcla de metabolitos secundarios), compuesta generalmente por terpenos (y terpenoides), cuya extracción se realiza mediante arrastres con vapor.
•ADV-8: Tipo de virus que afecta la conjuntiva.
•Alopecia: Caída general o parcial de cabellos o pelos.
•ALP: Sigla que procede del nombre inglés alkaline phosphatase (fosfatasa alcalina).
•ALT: Sigla que procede del nombre inglés alanine transaminase (alanina transaminasa).
•Anamocíticas: Referido a la configuración de los estomas, que presentan células irregulares.
•Andromonoicas: Se refiere a vegetales que presentan flores hermafroditas y flores unisexuales masculinas sobre un mismo individuo.
•Angina: Dolor en el pecho de tipo opresivo.
•Ansiolítica: Que disminuye o elimina la ansiedad.
•Antiangiogénica: Contra la angiogénesis. Se refiere a la formación de defectos celulares en los vasos o conductos corporales.
•Antidermatofítica: Evita la aparición de dermatofitosis, la cual es causada por hongos de los géneros Microsporum, Trichophyton y Epidermophyton.
•Antihelmíntico: Que combate los gusanos parásitos o de vida libre.
•Antihistamínico: Que limita la producción de histamina y sus efectos.
•Antimelanogénica: Que causa variación en la concentración de melanina y la actividad de la tirosinasa intracelular.
•Antimicótico (antifúngica): Que elimina (mata) hongos.
•Antinociceptiva: Actúa como analgésico, en especial afectando los receptores del dolor (conocidos como nociceptores).
•Antiséptico: Adjetivo medico, que se relaciona con la utilidad para la antisepsia.
•Antitusivo: Medicamento o sustancia útil en el tratamiento de la tos.
•Artemia salina: Es un animal crustáceo de agua salobre que se utiliza generalmente en la evaluación de la actividad citotóxica.
•AST: Sigla que procede del nombre inglés aspartate transaminase (aspartato transaminasa).
•Astringente: Toda sustancia que estriñe (dificulta la evacuación de la materia fecal) o estrecha los tejidos.
•Bactericida: Que elimina (mata) bacterias.
•Bacteriostático: Que interrumpe el crecimiento de bacterias sin eliminarlas(matarlas).
•cAMP: Sigla que significa adenosín monofosfato cíclico, un nucleótido con función como segundo mensajero.
•Carcinoma de ascitis de Ehrlich (EAC): Se refiere a un tumor que se cultivó en vivo con células de Ehrlich.
•Carminativo: Produce desalojo de los gases del tubo digestivo.
•Células RAW 264.7: Línea celular de macrófagos murinos.
•CMB: Sigla referida a la concentración mínima bactericida.
•Cosmopolita: Que es común a nivel mundial.
•Dehiscentes: Proceso, referido generalmente a frutos, en el que se produce apertura de este en forma espontánea.
•Demulcente: Que ejerce una acción local protectora similar a las mucosidades.
•Diaforético: Que provoca la secreción de sudor.
•Disentería: Trastornos o infecciones intestinales provocados por microorganismos que causan la inflamación de los intestinos.
•Dismenorrea: Referido a la menstruación dolorosa.
•Diurético: Que aumenta la secreción y excreción de orina.
•DPPH, ensayo: Técnica que utiliza el radical libre 2,2-difenil-1-picrilhidrazilo para evaluar la capacidad antioxidante de alimentos y plantas.
•Drupa: Fruto carnoso de forma redondeada que tiene en su interior una única semilla envuelta en una capa leñosa dura o hueso.
•Eczema (eccema): Enfermedad cutánea que causa hinchazón y picazón.
•Efecto catártico: Sustancia que acelera la defecación.
•Elefantiasis: Síndrome en el que se produce agrandamiento de algunas partes del cuerpo, originado por afectación del sistema linfático.
•Emenagogo: Que provoca o favorece la menstruación.
•Emético: Que provoca o estimula el vómito.
•Emoliente: De utilidad para ablandar (suavizar) afectaciones como la inflamación, entre otras.
•Ensayo in vitro: Cuando el experimento se realiza en un recipiente de vidrio, esto es, fuera de un organismo.
•Ensayo in vivo: Cuando el experimento se realiza en un organismo vivo.
•Epíteto: Se refiere al nombre específico de una especie y debe escribirse enteramente en minúscula.
•Escorbuto: Enfermedad producida por la carencia o escasez de vitamina C.
•Espasmolítico: Que alivia o calma los espasmos o convulsiones.
•Espermatotóxico: Que suprime la producción de testosterona. Referido a su acción tóxica a los espermatozoides.
•Esquizocarpo: Tipo de fruto seco que no presenta apertura espontánea de una estructura vegetal.
•Expectorante: Que provoca o promueve la expulsión de las secreciones bronquiales.
•Extractos: Producto obtenido del sometimiento de partes de una planta (raíz, tallo, etc.) a la acción de solventes con posterior evaporación de este (del solvente).
•Fiebre biliosa: Enfermedad infecciosa y oportunista de aquellos pacientes que han sufrido de paludismo.
•Foliculitis: Inflamación de los folículos pilosos.
•Forúnculos: Inflamación dolorosa en forma de protuberancia, causada entre otras por una afectación infecciosa de los folículos.
•Fracciones: Producto del proceso de purificación del extracto, generalmente por cromatografía.
•Galactogogo: Útil para aumentar la producción de leche materna.
•Germinación criptocotilar: Que mantiene los cotiledones dentro de la semilla.
•Germinación fanerocotilar: Con cotiledones libres y conspicuos.
•GI50: Sigla referida a la concentración del 50% de inhibición máxima de la proliferación celular.
•Ginomonoicas: Planta que presenta conjuntamente flores hermafroditas y femeninas.
•Hematúrico: Útil en el tratamiento de la anemia.
•Hemiplejia: Parálisis de la mitad del cuerpo.
•Hemorroides: Venas inflamadas en la región rectal que causan dolor y sangrado.
•Hemostático: Que contiene o detiene una hemorragia.
•Hepatoprotectiva: Que actúa con actividad favorable para el hígado (protege al hígado).
•Hermafrodita: Existencia de órganos sexuales femeninos y masculinos en un mismo ser vivo.
•Hidrofíticas: Plantas que crecen en acuáticos.
•Hipocolesterolémica: Útil para la disminución del colesterol.
•HRV-4: Sigla que se refiere al rinovirus relacionado con el resfriado.
•HSV-1: Sigla que se refiere al virus herpes simple.
•CI50: Concentración de un compuesto para inhibir la población de un determinado organismo en un 50%.
•Ictericia: Enfermedad caracterizada por la coloración amarillenta debida a la alteración de la bilirrubina.
•IL-10: Sigla que se refiere a la interleuquina-10, que interviene (coadyuva) en los procesos antiinflamatorios.
•Índice de selectividad: Es el producto de la relación entre la concentración citotóxica y la concentración mínima inhibitoria (50%).
•Inflorescencia cimosa: Es aquella donde todas las flores están en disposición terminal o en forma de cima.
•Inflorescencia racemosa: Es aquella donde todas las flores están en disposición lateral o en forma de cima.
•Inflorescencias: Disposición de las flores sobre las ramas o la extremidad del tallo.
•Inotrópica: Referido al efecto de favorecer o no la contracción del músculo.
•KSHV: Asociado al gammaherpesvirus que se asocia con varios tumores malignos y trastornos proliferativos en humanos, incluidos el linfoma de efusión primaria, la enfermedad de Castleman multicéntrica y el sarcoma de Kaposi.
•Laticíferas: Plantas que poseen estructura que producen látex.
•LD50: En un bioensayo, dosis que provoca la muerte de la mitad de los animales de prueba.
•LDL: Sigla que significa lipoproteína de baja densidad.
•Lepra: Enfermedad infecciosa crónica producida por la bacteria Mycobacterium leprae.
•Leucorrea: Es un flujo no sangrante que procede del aparato genital femenino.
•Lianas: Se refiere a las plantas trepadoras.
•Línea celular AD-5: Sigla que se refiere a adenovirus oncológico serotipo 5.
•Línea celular HCT-116: Referido al cáncer de colon.
•Línea celular K-562: Referido al cáncer de sangre (leucemia).
•Línea celular MCF-7: Referido al cáncer de mama.
•Línea celular SW-480: Referido al cáncer de colon.
•Línea celular P-388: Referido al cáncer de sangre (leucemia).
•Línea celular OAW42: Referido al cáncer de ovario.
•Línea celular HeLa: Referido al carcinoma de cérvix.
•Línea celular K562: Referido a la leucemia humana.
•Línea celular MKN-45: Referido al adenocarcinoma gástrico.
•Línea celular SMMC-7721: Referido al carcinoma hepático.
•Línea celular T47D: Referido al cáncer de mama.
•Línea celular 95-D: Referido al cáncer de pulmón humano.
•Línea celular A2780: Referido al cáncer de ovario.
•Línea celular A-549: Referido al cáncer de pulmón.
•Línea celular HepG2: Referido al carcinoma hepático.
•Línea celulares KB: Referido al carcinoma epidermoide nasofaríngeo.
•Línea celular VERO: Linaje de células epiteliales aisladas del riñón del mono verde africano.
•Mastitis: Proceso inflamatorio doloroso de las mamas producto de la infección.
•Menorragia: Alteración menstrual caracterizada por el sangrado abundante.
•Mesofíticas: Plantas que viven en un medio entre seco y húmedo.
•Metabolito secundario: Son aquellos compuestos orgánicos sintetizados por el organismo que no tienen un rol directo en el crecimiento o reproducción de este.
•Microorganismos Gram (-): Bacterias que no se tiñen de azul oscuro o violeta por la tinción de Gram.
•Microorganismos Gram (+): Bacterias que se tiñen de azul oscuro o violeta por la tinción de Gram.
•Moluscicida: Que ocasiona la muerte de un molusco.
•MPO: Sigla que se refiere a la mieloperoxidasa (enzima del tipo oxidorreductasa).
•MTT, ensayo: Técnica colorimétrica que emplea el colorante (familia de sales de tetrazolio) bromuro de 3-(4,5-dimetil-2-tiazoil)-2,5-difeniltetrazólico para evaluar citotoxicidad.
•MΦs: Sigla referida a macrófagos.
•Otitis: Inflamación del oído.
•Oxiuriasis: Enfermedad causada por un parásito de la familia Oxyuridae que se alberga en el intestino del ser humano.
•p38-MAPK: Sigla que se refiere a la proteína quinasa activada por mitógeno p38.
•Pericarpio: Morfológicamente, es la parte del fruto que envuelve a la semilla.
•PGE2: Tipo de prostaglandina.
•Pirexia: Estado febril.
•Polinización entomófila: La que se desarrolla por medio de insectos.
•Polinización ornitófila: La que se desarrolla por medio de aves.
•PPARγ2: Sigla que se refiere a los receptores activados por proliferadores peroxisomales.
•Psoriasis: Afección cutánea que provoca enrojecimiento, escamas plateadas e irritación de la piel.
•Regiones pantropicales: Ubicación geográfica en todos los continentes mayores (en regiones tropicales y subtropicales).
•Regiones holoárticas: Ubicación geográfica en la región del norte.
•Regiones paleotropicales: Ubicación geográfica en zonas del continente africano y asiático.
•Regiones subtropicales: Ubicación geográfica cerca a los trópicos.
•Regiones tropicales: Ubicación geográfica en zonas que rodean al ecuador (entre trópico de Cáncer y trópico de Capricornio).
•STZ: Sigla que se refiere a la estreptozotocina (inductora de la diabetes).
•Taenicida (tenecida): Referida al control del parásito tenia.
•TBARS, método: Método utilizado en la evaluación antioxidante, el cual traduce ácido tiobarbitúrico.
•Timpanitis: Inflamación del tímpano.
•TNBS: Sigla que proviene del nombre en ingles del compuesto “2,4,6-trinitrobenzenesulfonic acid” (ácido 2,4,6-trinitrobencenosulfónico).
•TNF-α: Sigla que proviene del nombre en ingles del compuesto “Tumour Necrosis Factor alpha” (factor de necrosis tumoral-alfa).
•Usos etnobotánicos: Aprovechamiento de las plantas en la medicina popular.
•Valores de Ki: Valor de constante inhibitoria.
•Verocitotoxina Escherichia coli enterohemorrágica (O157: H7): Toxinas causadas por un tipo de Escherichia coli que provoca diarrea e inflación del colon.
•Vinblastina: Fármaco que actúa contra la mitosis en el tratamiento de la proliferación de células cancerígenas.
•Vomitivo: Que provoca el vómito.
•Vulnerario: Utilizado en el tratamiento de llagas y heridas.
•Xerofíticas: Que crecen en medio ecológico árido (seco).
Se ha reportado la presencia de diversas especies pertenecientes diferentes familias en Santa Marta. Concretamente, el libro Catálogo ilustrado de flora del Distrito de Santa Marta (Carbonó de la Hoz, 2004) presenta una lista en la que caracteriza a nivel morfológico dichas especies. Por ello, considerando la importancia que puede representar para futuros estudios fitoquímicos, y más específicamente para el estudio experimental de la diversidad química, y dado el potencial biológico e incluso de apoyo académico, nos permitimos mostrar una revisión de algunas de estas especies (reportadas en el catálogo en mención) a nivel de estudio de metabolitos secundarios, actividad biológica (extractos, fracciones o compuestos aislados) y usos etnobotánicos.
En Colombia, diferentes grupos investigación fitoquímica han desarrollado escritos (artículos o libros) donde relacionan, esencialmente, el aislamiento y la elucidación estructural de metabolitos secundarios, paralelo en muchos casos al ensayo de la actividad biológica (bioensayos). Como resultado de esta variedad de estudios (en especial fitoquímicos), se han realizado publicaciones, entre las que podemos mencionar el libro Metabolitos secundarios presentes en algunas plantas de Colombia (Cuca-Suárez y Macías-Villamizar, 2016). Sin embargo, a nivel regional son escasos o tal vez nulos, en particular, los aportes compilados de plantas de Santa Marta (Magdalena), a pesar de la gran diversidad de estas asociadas a la presencia de diferentes pisos térmicos dentro de la Sierra Nevada de Santa Marta y a diversos entornos ecológicos (referenciados en el catálogo ilustrado mencionado).
Se pretende que este libro no solo motive, sino que paralelamente sirva de guía para la búsqueda de los posibles metabolitos secundarios presentes en plantas de la región y, en forma simultánea, permita explorar la actividad biológica diversa (inherente a la presencia de dichos metabolitos), con soporte en la revisión de los bioensayos realizados a nivel mundial y que se encuentran reportados en artículos de investigación consultados en diferentes bases de datos científicas. En ese sentido, se pretende resaltar la importancia que amerita el potencial biológico que pueda orientarse al estudio fitofarmacéutico de diferentes especies del Distrito Turístico, Cultural e Histórico de Santa Marta, la diversidad química de metabolitos secundarios y el uso etnobotánico. Así pues, la revisión de la temática descrita en el texto servirá de apoyo a varias asignaturas y optativas, entre las que se encuentran Química de Productos Naturales Vegetales, Bioquímica y Biomedicina, etc.
Adicionalmente, se seleccionaron los metabolitos secundarios más comunes entre las especies reportadas en el presente trabajo y, mediante la utilización de la herramienta PASS (del inglés Prediction of Activity Spectra for Biologically Active Substances), se determinó la probabilidad que se tiene para ensayarlos en diferentes tipos de actividad biológica. Con este trabajo se trata entonces de dar orientación sobre la diversidad de tipos de metabolitos secundarios, refiriéndose tanto a la actividad biológica de sus extractos, fracciones o compuestos purificados como al uso en medicina folclórica de algunas plantas que hacen parte de la flora de Santa Marta. Ahora bien, aunque se mencionan diversas especies, no se trata de una búsqueda totalizada de todos los metabolitos secundarios y de la actividad biológica relacionada. Por otro lado, también se incluyen diferentes actividades de autoaprendizaje como forma de aumentar la empatía hacia las temáticas tratadas y posibilitar de forma activa el entendimiento del texto.
Se debe aclarar que la actividad biológica referida a los metabolitos mencionada en el presente texto se referirá específicamente a la de los metabolitos secundarios, los cuales deben diferenciarse de los metabolitos primarios, tal como se representa en el diagrama 1.
Diagrama 1. Diferencias entre metabolitos primario y secundario
Fuente: elaboración propia con base en Dewick (2002).
El texto pretende cumplir con algunos propósitos, tales como:
•Contribuir al estudio fitoquímico de plantas de la región.
•Conocer los diferentes tipos de metabolitos secundarios de plantas de Santa Marta.
•Listar para permitir la comparación entre la diversidad de resultados de ensayos biológicos de extractos, fracciones o metabolitos aislados.
•Resaltar el potencial fitofarmacológico de los metabolitos secundarios presentes en algunas especies vegetales de la ciudad.
•Predecir la actividad biológica que pueden tener diferentes especies con base en los metabolitos secundarios que han sido reportados.
•Servir de soporte a investigaciones sobre química de productos naturales.
•Motivar al lector a la adquisición de conocimiento mediante el desarrollo de actividades de autoaprendizaje.
El texto pretende desarrollar en el lector, entre otras, las siguientes competencias:
•Relacionar los grupos de compuestos aislados de productos naturales con su potencial biológico y su uso etnobotánico.
•Proyectar futuros trabajos de investigación que involucren el aprovechamiento de los productos naturales de la región.
•Incentivar el estudio químico de las plantas con miras a investigaciones del tipo interdisciplinar.
•Familiarización con la terminología utilizada en la química y en el estudio de la actividad biológica de productos naturales.
•Complementar estudios previos (bioquímica, química orgánica, etc.) analizando la diversidad estructural de metabolitos secundarios y su actividad biológica.
•Desarrollar planes estratégicos de estudios químicos de plantas con base en la predicción de actividad biológica de especies de Santa Marta.
La investigación en química de productos naturales incluye diversos aspectos, como pueden ser: aislamiento e identificación de metabolitos secundarios (que incluye varias etapas) y actividad biológica (asociada en muchos casos al estudio del uso en medicina folclórica) (diagrama 2).
Diagrama 2. Estudio de la química de los productos naturales
Fuente: elaboración propia con base en Rostagno y Prado (2013) y Giacoman-Martínez et al. (2019).
Una mirada global de introducción a la química de los productos naturales puede orientarse a través de los aspectos descritos a continuación.
El estudio de la química de los productos naturales vegetales está relacionado con la búsqueda de información científica de los diversos metabolitos secundarios presentes en plantas. Su abordaje cognitivo está ligado a diferentes líneas generales que comprenden la interpretación del mecanismo de acción biológica, la caracterización de los compuestos con potencial actividad biológica y el estudio de las estrategias sintéticas para el desarrollo de modificaciones estructurales u obtención de nuevos compuestos. Por lo tanto, el estudio de los metabolitos secundarios es un proceso sinérgico y científico que articula las líneas mencionadas (Cuca-Suárez y Macías-Villamizar, 2016).
No obstante, el estudio de la química de productos naturales, y en especial la determinación o el aislamiento de los metabolitos secundarios, implica en muchos casos la utilización de técnicas de análisis preliminar. Estas se emplean como forma de evidenciar, en el extracto y en una etapa inicial, los posibles tipos de compuestos. Dicha clase de procedimientos se conocen como “análisis fitoquímico preliminar” y demandan el desarrollo de diferentes ensayos de detección (diagrama 3).
Diagrama 3. Análisis fitoquímico preliminar y metabolitos secundarios analizados
Fuente: elaboración propia con base en Dewick (2002).
En ciencias de la salud se han desarrollado diversos estudios para evaluar la actividad biológica. Por ejemplo, en el campo de la odontología (al igual que en otras disciplinas del área de la salud) existen múltiples reportes a nivel de uso etnobotánico (Valdez Grefa, 2017). De este modo se encuentran investigaciones en torno al efecto bactericida del extracto etanólico del botoncillo —Acmella repens— sobre Porphyromona gingivalis (Benalcázar, Cabrera y Balseca, 2016), o que observan el efecto bacteriostático del extracto de semillas de cacao (Theobroma cacao L.) sobre el crecimiento de Streptococcus mutans (Mariani, Jaimes y Fernández, 2010).
Asimismo, cabe mencionar estudios sobre la utilización de la medicina natural y tradicional en pacientes con procesos ortodóncicos que padecían afecciones de la mucosa oral (Barrera Miclín y Kindelán Barrera, 2014), así como en aplicaciones estomatológicas (Puig Capote, Rodríguez Gutiérrez, Tan Suárez, Espeso Nápoles y Barciela Calderón, 2009), en lesiones inflamatorias bucales (Rodríguez et al., 2014) y de actividad antifúngica contra la candidiasis oral (Abílio et al., 2014). Además, el uso de los productos naturales también se ha aplicado para evaluar el efecto en otras anomalías a nivel de salud. De este modo se ha registrado, por ejemplo, su efecto antioxidante (Mercado-Mercado, Carrillo, Wall-Medrano, López-Díaz y Álvarez-Parrilla, 2013), su contribución a la reducción del colesterol (Arroyo et al., 2007), su actividad antihipertensiva (Arroyo et al., 2008), entre otros, que en muchos casos van asociado al uso etnobotánico. En ese contexto, las plantas, y en especial las medicinales, serán objeto de estudio para muchos investigadores, por diversas razones que podemos resumir en el diagrama 4.
Diagrama 4. Razones para el estudio de las plantas medicinales
Fuente: elaboración propia con base en Bermúdez, Oliveira-Miranda y Velásquez (2005).
Los reportes del uso etnobotánico de plantas son el resultado de diversas formas de adquirir la información (consenso de informantes, ubicación subjetiva, sumatoria de usos, etc.), las cuales denotan (o evidencian) la utilización diversa (en medicina folclórica) de las plantas en Colombia. De este uso merecen destacarse aplicaciones de las plantas como alimento, combustible, material de construcción, elementos farmacológicos, entre otras (Marín-Corba, Cárdenas-López y Suárez-Suárez, 2005).
Este conocimiento etnobotánico y de la actividad biológica lleva a considerar al recurso vegetal, concretamente el de Santa Marta, mediante una revisión selectiva de su actividad biológica, como fuente potencial de compuestos que podrían ensayarse con fines fitofarmacológicos. Ineludiblemente, esto implica abordar diferentes actividades como la antimicrobiana (antibacteriana, antifúngica y antiviral), la antioxidante, la antiinflamatoria, entre otras. Ahora bien, cabe notar que la investigación etnobotánica integra un concepto amplio e implica el desarrollo diferentes etapas para su desarrollo, tal como se ilustra en el diagrama 5.
Diagrama 5. Etapas del estudio etnobotánico
Fuente: elaboración propia con base en Rodríguez, Valdés, Hernández y Soria (2019).
Los conocimientos obtenidos a partir de la actividad biológica están soportados, en muchos casos, por herramientas tecnológicas. Una de ellas es el PASS (del inglés Prediction of Activity Spectra for Biologically Active Substances) (Filimonov et al., 2014), un recurso en la web que permite, con base en la estructura (plana o con estereoquímica definida), predecir el espectro de actividad biológica de compuestos orgánicos. Con esta herramienta es posible predecir más de 4.000 tipos de actividades biológicas, entre las que se incluyen los efectos farmacológicos, los mecanismos de acción, los efectos tóxicos y adversos, la interacción con enzimas metabólicas y transportadoras, la influencia en la expresión génica, etc.
En PASS, (Pa) se refiere a la probabilidad de actividad, mientras que (Pi) expresa la probabilidad de inactividad. Para efectos de interpretación de los datos obtenidos de la herramienta y la predicción de las diferentes actividades biológicas, se consideran representativos dos valores de relación Pa vs. Pi: Pa>Pi=0,3 y Pa>Pi=0,7. Ahora bien, aunque en el texto nos referiremos a una sola herramienta (PASS), es preciso mencionar que existen otros recursos tecnológicos para la predicción de actividad biológica que varían en el grado de sensitividad, como se ve en el diagrama 6.
Diagrama 6. Herramientas bioinformáticas comunes para la predicción de actividad biológica
Fuente: elaboración propia.