Farmacognosia - Apuntes PDF

Preview

Summary

FARMACOGNOSIAGRADOFARMACIAUSAPUNTESque garantizar antes del uso que es la droga que se cree ya que se va a usar en un paciente. - Investigación → nuevas actividades de moléculas conocidas que pueden tener otros efectos (ej: estatinas en tto del Alzheimer, usado como hipolipemiante), nuevos PA. Model...

Description

FARMACOG NOSIA GRADO FARMACIA US APUNTES

1. Origen y desarrollo. Conocimiento de los fármacos. Sydler, 1815. Ciencia como tal en s. XIX Chinos: 5000 a.C. Sumerios: 3000 a.C. Muchas descripciones de plantas y sus usos. Papiro Ebers: 1500 a.C. Muchas enf con sus descripciones y preparados de plantas (tto). Hipócrates padre de la Medicina actual. Sentó las bases de la medicina como ciencia. Renacimiento: Paracelso → muchas innovaciones, introdujo palabra “quintaesencia” = PA. Algo dentro de la materia que es responsable de la acción. XVIII y XIX → Linneo. “Si ignoras el nombre de las cosas, desaparece también lo que sabes de ellas”. Nomenclatura binominal de las especies. Claud Bernard, sentó las bases de la farmacología. Setúrner, aisló la morfina a partir del opio. XX: Nuevas tecnologías → síntesis química que imita a moléculas naturales. Técnicas espectroscópicas, técnicas cromatográficas (HPLC), biología molecular, ingeniería genetica. Farmacognosia. Ex! Siempre entra en el tipo test. Ciencia farmacológica que se ocupa del estudio de las materias primas de origen natural (biológico) que tienen interés farmacéutico (en terapéutica, toxicológica, tecnología y otras como cosmética, aditivos alimentarios, complementos dietéticos). Es una ciencia multidisciplinar. - Aspectos botánicos → saber solo lo más característico. - Aspectos químicos → saber muy general, bien la naturaleza química de su PA (ej estruct de la morfina) - Farmacoergasia muy poco. Producción de las plantas medicinales, mejora y conservación de las mismas. Son productos orientados a obtener fármacos y es importante la forma de producirlo (cultivo, mejora, recolección, conservación, extracción del PA). - Control de calidad, importante, lo veremos sobre todo en prácticas. - Aspectos farmacológicos → lo más importante. Qué efecto va a tener una droga en el organismo. - Control de calidad, tener en cuenta que lo que tenemos es de calidad y que tiene los PA en las condiciones y cantidades que necesitamos. Hay

que garantizar antes del uso que es la droga que se cree ya que se va a usar en un paciente. - Investigación → nuevas actividades de moléculas conocidas que pueden tener otros efectos (ej: estatinas en tto del Alzheimer, usado como hipolipemiante), nuevos PA. Modelos estructurales para fármacos. Otros intereses de la Farmacognosia. - Industria farmacéutica: obtención excipientes. Ej: Ricinus comunis → aceite de ricino. Para síntesis de otras moléculas. - Industria alimentaria, cosmética, de pinturas, barnices, material quirúrgico, toxicología (plantas alucinógenas y plantas tóxicas). 2.

CONCEPTOS BÁSICOS Y DEFINICIONES.

Droga: Ex! materia prima de origen natural que por su contenido en PA ejerce un efecto cuando es administrado a un organismo vivo (en el vegetal: parte con mayor proporción de PA → cápsula de adormidera (Papaver somniferum), si hacemos una incisión fluye una especie de producto lácteo que es el opio, si lo analizamos podemos aislar de él la morfina, la codeína, papaverina, etc. Son PA responsables de la acción de la droga. La droga es la cápsula de adormidera. Hoja de eucalipto, Corteza de quina… parte del vegetal donde está contenida la mayor parte del PA. También pueden ser animales, como el hígado de bacalao.

Principio activo: Ex! molécula químicamente definida, principal responsable de la actividad biológica de la droga. Ej: morfina, codeína, papaverina… en una misma droga puede haber uno o varios PA, pueden tener la misma actividad (naturaleza química igual pero pueden tener actividades diferentes). La acción del PA extraído por separado es mucho más potente que la acción de la droga. Producto farmacognóstico: Ex! producto de origen vegetal obtenido por procedimientos sencillos a partir de una droga, que contiene principios activos (mezcla sin organización histológica) Hay algunos vegetales que no tienen los PA en los órganos del vegetal: capsula de Adormidera tenemos los alcaloides (PA) en un látex: opio (producto farmacognóstico) que segrega al cortarla. Hoja de aloe cuando la cortamos también es un producto farmacognóstico Sumidad: parte entera de la planta que esta fuera, en el aire. Sustancia medicamentosa: es un producto natural o sintético que tras recibir una FF y con una dosificación determinada, se convertirá en medicamento. No llega a ser medicamento ya que le falta FF y dosificación. Medicamento. Muestra o extracto de la sustancia medicamentosa a la que le he dado una FF y una dosificación y está preparado para su inmediata administración. Ej. Atropa belladona. Droga → hoja de Belladona. Principio activo. Atropina. El opio no es un PA, pues es un látex formado por diferentes compuestos. En una misma especie vegetal

puede haber más de una droga. Dentro de una misma droga (Ej hoja de aloe) puede haber más de un PA Sustancia medicamentosa: Extracto de la hoja Medicamento: Colirio, inyectable de sulfato de atropina 3. IMPORTANCIA EN LA ACTUALIDAD Y PERSPECTIVAS FUTURAS. Solo se conoce un 10% de las Angiospermas. Se están buscando nuevas moléculas. También se buscan nuevas actividades en drogas conocidas: nuevas aplicaciones, como el caso de las estatinas que se pueden usar en otras patologías que todavía no se han probado. Ej: Taxol. Paclitaxel (diterpeno derivado de los taxanos) Taxus brevifolia (corteza de Tejo). Cuando se quita la corteza el árbol se muere, Taxus bacata con precursores se convierte en este PA. Se usa en cáncer de próstata, ovarios y mama. Ej: Camptotecina. Antitumoral. Inhibidor de la topoisomerasa I. Se modifica la molécula por síntesis ya que el natural tiene muchos efectos adversos. EJEMPLOS DE DIFERENTES TIPOS DE DROGAS. - Drogas

raíces.

También

rizomas

o

bulbos

(tallos

subterráneos). Ejemplo: Raíz de Valeriana, raíz de regaliz. Los rizomas pueden ser: Rizoma de ruibarbo. Bulbos: bulbo de escila, bulbo de cebolla y bulbo de ajo. - Órganos aéreos: tallos. Tallo de Dulcamara o Tallo de cola de caballo (diurético). Cortezas: corteza de quina, corteza de cáscara sagrada. Hojas: hoja de eucalipto, hoja de estramonio (burundanga), hoja de sen, hoja de coca (base estructural de

los anestésicos locales, derivados semisintéticos de la cocaína); flor de amapola, flor de manzanilla. Frutos: anís verde, anís estrellado, fruto de papaya. Semillas: semilla de ricino (purgante, es muy tóxico, pero se usa en tecnología farmacéutica), semilla de café. Drogas sumidades: toda la droga en la parte aérea, es el caso del cannabis, sumidad de efedra (efedrina, anfetaminas sintéticas y drogas sintéticas. Derivados de ellas son

descongestionantes nasales y para quitar el apetito). - Productos farmacognósticos: resina de cáñamo indiano, opio (cápsula de adormidera). - Drogas animales: Cántáridas, moscas color verde, poseen cantabidina, con acción vesicante que se usa para destruir los papilomas de los pies. Las cápsulas suprarrenales de los cerdos se usaban para obtener corticoides. De la placenta se obtienen las células madres. Del tiroides también pero en la actualidad no se usan. Esperma de ballena, en cosmética, especie de grasa. Jalea real.

TEMA 2. FARMACOERGASIA: ESTUDIO DE LA PRODUCCIÓN DE DROGAS Y PRINCIPIOS ACTIVOS. 1. FARMACOERGASIA I. OBTENCIÓN DE GROGAS VEGETALES. Por flora espontanea (plantas silvestres). Crecen espontáneamente en cualquier sitio. En España crecen mucho las plantas aromáticas. Mucho más resistente a plagas y más sano. Por cultivos programados de plantas medicinales. En la actualidad la mayoría son programados. Prioridades en cultivos medicinales. - Alto contenido en PA. Mejoras siempre encaminadas a mejorar el contenido en PA. - Alto grado de homogeneidad del material → ser lo más parecidos posibles todos los vegetales Se consigue en cultivos programados, pero éstos también son menos resistentes. - Incrementar la masa vegetal - Mayor resistencia a plagas Secundarios. Interesan más en agricultura - Mayor resistencia a los cambios climáticos Ventajas programación: - Se pueden controlar variables como clima, suelo o plagas. - Se puede obtener una materia prima con mayor cantidad de PA - Permite conseguir ejemplares más homogéneos y en el mismo estadio de desarrollo. Todos se plantan a la vez y crecen a la vez. Inconvenientes: mayor fragilidad y mayor vulnerabilidad y necesidad de periodos de descanso en el suelo. Factores que afectan a los cultivos: lo que nos interesan son los metabolitos 2ios. Están en muy poca cantidad y hay que realizar técnicas para mejorar la calidad y la cantidad de dichos PA. - Climáticos: temperatura, humedad, radiación solar, vientos → influyen en la biosíntesis (en el contenido y la calidad de PA). Hay plantas que necesitan mucha agua y otras, como los plantago que no la necesitan. También

depende del tipo de radicación que le llegue a la planta. Los vientos pueden cambiar la sensación térmica o favorecer por ejemplo la polinización. - Edáficos (composición del suelo). Ej de factores físicos: grado de porosidad, aireación, capacidad retención de agua, Tª. Y químicos como pH, %MO y contenido en minerales. - Topográficos. Ej: relieve, grado de radiación, inclinación del suelo, condiciones térmicas. METODOS DE SELECCIÓN Y MEJORA DE LOS VEGETALES OBTENIDOS DEL CULTIVO PROGRAMADO DE PLANTAS MEDICINALES.

(esquema cultivos)

SELECCIÓN NATURAL O CONSERVADOR Recolecto los vegetales mejores, los cruzo y vuelvo a cultivarlos, pudiendo mejorar los factores extrínsecos (Tª, luz), consiguiendo así razas químicas, cuando se repite este proceso se obtiene material de alta calidad. Se va a tardar mucho tiempo ya que hay que dejar que el suelo descanse. También está la reproducción vegetativa o asexual → con esquejes. Algunos vegetales tienen células totipotenciales (tienen todo el material genético necesario para poder reproducirse sola). Sirve más que para mejorar para conservar. Por otro lado se pueden tener con factores extrínsecos, con este método, razas químicas como Cassia angustifolia y Digitalis purpurea.

SELECCIÓN ARTIFIFICIAL O CREADOR. Consiste en la manipulación del material genético sin que se lleguen a dar plantas transgénicas. Es una forma muy aleatoria, quiere decir que se basa en que se dé o no una mutación (suerte). MUTACIONES. Uno de los genes se cambia, se modifica, y modifica otro enzima diferente. Se puede dar de forma espontánea (muy poco útiles ya que no sabemos cuando se va a dar, ni el gen que se muta), puede ser también inducida (por rayos X, por ejemplo), se producen mutaciones que no van dirigidas a un objetivo concreto, siempre de forma aleatoria. -Génicas. Espontaneas. Aleatorias, tiene q darse primero la mutación (suerte), y luego que esa mutación sea la que nos interese (más suerte) Inducidas. Irradiar las plantas, y también aleatoriamente es como se producen las mutaciones - Cromosómicas. Ex! Poliploidia: multiplicar por 2 el número de cromosomas: 2n → 4n. Para tener vegetales mucho más grandes. Esta poliploidia se hace con un alcaloide (colchicina) consiguiendo vegetales muy desarrollados, ya que multiplicamos el material genético. Ej: si el PA está en el fruto, podemos hacer el fruto más grande para incrementar la cantidad de PA. HIBRIDACIONES. Cruzar 2 especies que ya hemos ido mejorando. Tenemos 2 caracteres que nos interesan pero en 2 especies diferentes, una con un carácter y otra con otro. Obtenemos ejemplares con características de los dos, eso siempre probando ya que no se obtiene siempre la característica que se busca. Ej: Lavandula angustifolia X Lavandula latifolia = Lavandula x intermedia. Menta x piperita. 2. FARMACOERGASIA II. BIOTECNOLOGÍA: OTROS PROCEDIMIENTOS DE MEJORA, TÉCNICAS IN VITRO. 2.1. CULTIVOS IN VITRO DE CÉLULAS VEGETALES PRINCIPALMENTE. Ex!

Incrementar la producción de un determinado PA. Obtenemos un ejemplar completo de una sola célula. Para obtener un clon o como fuente de obtención de células con ese material genético para luego usar otras técnicas como ingeniería genética o para realizar cultivos. El material vegetal puede ser un trozo de la hoja, del tallo, de la raíz… a ese trozo se le llama “explanto”. Lo cultivamos en un medio de cultivo con nutrientes y un agente gelificante. Cuando van pasando los días las células se empiezan a reproducir formando una masa de células.

Cogemos un pequeño trozo llamado explanto y lo cultivo con agar, nutrientes lo incubamos a unas condiciones especificas para que prolifere. Al cabo de un tiempo tendremos una masa indiferenciada de células todas con la misma información genética que el cultivo de origen (cultivo de callo). Utilidades cultivo de callos: - Obtener una planta completa añadiendo al agar una serie de nutrientes, vitaminas que se sabe que son las mismas que usan la naturaleza para que se forme la planta. Medio en sólido. - Obtener células en suspensión con ese material. Se hace cogiendo una pequeña porción de cultivo de callo y ponerlo en un medio líquido que este en agitación. Así se dispersan las céulas y se quedan flotando, obteniendo células aisladas. Mediante una enzima podemos quitar la pared vegetal y queda solo el protoplasto (células vegetales sin pared celular), que es muy vulnerable a un cambio genético, y ya desde ahí podemos obtener distintas cepas. También se puede hacer en esas células ingeniería genética, introduciendo el gen que nosotros queremos. CONDICIONES ELEMENTALES PARA LLEVAR A CABO UN CULTIVO VEGETAL IN VITRO. Medio de cultivo adecuado: sales minerales, azucares, vitaminas y antioxidantes, hormonas o fitorreguladores, auxinas, giberelinas… - Condiciones de asepsia estrictas - Factores medioambientales controlados: T, luz O2 Ejemplo de cultivo in vitro de Catharanthus roseus, gran cantidad de alcaloides (antitumorales). Los diferentes colores de las cepas se obtienen de un mismo explanto. VENTAJAS DE LOS CULTIVOS IN VITRO EN LA MEJORA DE PLANTAS: - Mayor disponibilidad del material vegetal. No hay que esperar el tiempo de maduración, floración… más rapidez de obtención. - Eliminación de influencias climáticas, topográficas o geopolíticas. Todos los factores ambientales están controlados con una estufa. - Mayor control de calidad del producto final

INCONVENIENTES - Técnicas caras: material específico. - Personal altamente cualificado - Puesta a punto compleja y costosa. 2.2. INGENIERÍA GENETICA: OBTENCION DE PLANTAS TRANSGENICAS. Se

ha

conseguido

resistencia

a

plagas,

a

herbicidas;

alimentos

enriquecidos; alimentos imputrescibles y con capacidad antigénica por el silenciado de los genes que lo producen. Se hacen con plásmidos y enzimas de restricción. Con E. coli introducimos el plásmido y obtenemos lo que queremos.

1. Se tiene que obtener un donante de ADN. 2. Troceado del ADN. 3. Inserción de los trozos en un plásmido bacteriano. 4. Obtención de diferentes colonias bacterianas y selección de la colonia. 5. Inserción del plásmido en A. tumefaciens. 6. Inserción del cultivo de células vegetales. Ejemplos: planta del tabaco resistente a glifosato, consigue que no tenga insectos, pero la planta se queda muy pequeña. Se hacen transgénicos con plantas resistentes al glifosato y no se queda la planta pequeña. Otro tipo de planta transgénica es el maíz, se ha obtenido el transgénico que se le ha introducido un gen resistente a este insecto. Alimentos enriquecidos en vitaminas, arroz amarillo con beta-caroteno (vitamina A), en países subdesarrollados se les administra este arroz con provitamina A. otros tienen capacidad antigénica, para que no les afecte, por ejemplo E.coli, al tomarlo se hace inmune a unos patógenos determinados. También se pueden silenciar genes, como es el caso del café sin cafeína para hacerlo descafeinado, se silencia un enzima y no se obtiene café con cafeína. Tomates, para que no se estropeen. Atropa belladona, los dos PA que tiene son atropina y escopolamina, se produce mucho más de la primera y lo que se hace es que en la misma planta, en su metabolismo transforma atropina en escopolamina y se enriquece en ese gen, hay plantas que producen más cantidad de escopolamina. PRINCIPALES VENTAJAS DE LA INGENIERIA GENETICA. - Se pueden incorporar genes de cualquier procedencia. Se puede aplicar de forma directa son alterar los demás. - Permite introducir un solo gen preservando todos los demás. - El proceso se realiza mucho más rápido que las mejoras tradicionales.

Hay una gran limitación en el campo farmacéutico, (esquema de biosíntesis del PA en el vegetal). Ingeniería metabolica: requiere el completo conocimiento de la ruta metabólica por la que se biosintetiza el metabolito secundario (Atropa belladona). Produce altos niveles de hiosciamina y muy poca escopolamina. 3. FARMACOERGASIA III. RECOLECCION MATERIAL . Es importante el momento de la recolección, que tiene que ser cuando haya más cantidad de PA → farmacopea. El procedimiento puede ser mecanizado o también manual con un personal cualificado. Hay algunas plantas que cambia el tipo de órgano, depende de la planta: frutos carnosos o secos, cortezas, órganos subterráneos, productos resinosos, hojas con productos hidrosolubles no recolectar con lluvias. CONSERVACION. Aplicar uno u otro según termolabilidad, estabilidad. Los sistemas enzimáticos necesitan de agua para producir la degradación. Lo que queremos es un material vegetal, cortado en el que todos los procesos que se dan son se degradación. Desecación: inactivación enzimática de forma reversible. Retiramos el agua. Es el que más se usa. Ventajas: no se altera el material vegetal, ni los PA ni la naturaleza de los componentes (es más natural) Inconvenientes: Pero si aparece humedad, esas enzimas vuelven a actuar, vuelve a actuar la humedad y los procesos enzimáticos se ponen en marcha y el material se puede degradar. Procedimientos: -A Tª ambiente → al aire libre con sol o a la sombra bajo abrigo (se introducen en unas construcciones con muchos orificios: secaderos, naves en las que se establecen corrientes de aire en las puertas y ventanas, ejemplo, hojas de tabaco. Las plantas aromáticas no se pueden secar así). Es muy barato, pero no se pueden hacer con todos los materiales del material ya que pueden afectar las condiciones climáticas, plagas, animales… las

cortezas, por ejemplo, se pueden secar así, ya que no se vuelan con el viento. -Con calor artificial , con la Tª que controlamos: estufas o túneles de secado. Más caro pero menos riesgos. -Con túneles de secado. A nivel industrial. -Otros procedimientos: IR, estufas de vacío, liofilización o criodesecación Ex! (consiste en hacer una congelación, en la

que paramos los sistemas enzimáticos + evaporación por vacío, no por calor). El material queda en modo de polvo y queda en el mismo estado que teníamos antes de comenzar el proceso. La liofilización o criodesecación es la más usada en la industria farmacéutica y en productos sanitarios. Ejemplo: gel de aloe. Conserva todas las propiedades. El producto liofilizado se mantiene siempre conservado mientras no le llegue humedad. Se usa mucho en productos de hospital excipientes de inyectables, medicamentos (amoxicilina liofilizada que tienes que echar agua) aunque es caro. Estabilización: Ex! desnaturalización irreversible de los sistemas enzimáticos (son los que hacen que la planta se degrade), el proceso es irreversible y no se degrada el material del vegetal. Mucho más agresivo, por lo que está limitado a muy pocas drogas. Ventajas: el material no se va a alterar aunque aparezca agua. Inconvenientes: más agresivo, se usan Tª altas que pueden modificar las moléculas que tienen las materias primas Procedimientos - Alcohol hirviendo (Bourquelot). 30 min / 100ºC. Puede haber PA que sean solubles en ese alcohol lo que provocaría pérdidas. - Calor húmedo. Vapor de agua 5 min / 100ºC. - Calor seco. ALMACENAMIENTO Condiciones muy controladas: protegidos de humedad, luz, insectos, roedores y con mucha ventilación. Según su condición el envase en el que se guardara (sacos, cajas, envases herméticos). Es importante que estos pasos estén controlados para asegurar la calidad y la pureza del material q estamos tratando. EJERCICIOS DE AUTOE...