Víctor Enrique Macías Villamizar - Metabolitos secundarios, actividad biológica y etnobotánica de plantas de Santa Marta

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).