1

1

METABOLITI PRIMARI SI SECUNDARI 2

C1

CLASIFICARE ŞI NOłIUNI GENERALE PRIVIND COMPOZIłIA CHIMICĂ ŞI ROLUL METABOLI łILOR

PRIMARI ŞI SECUNDARI ÎN FORMAREA ŞI MENłINEREA ECHILIBRULUI ÎNTRE SPECIILE VEGETALE ŞI ANIMALE

MATERII PRIME DE ORIGINE VEGETALĂ ŞI ANIMALĂ

2

MATERII PRIME VEGETALE SI ANIMALEPrelucrarea materiilor prime naturale in scop terapeutic

are drept obiectiv obtinerea diferitelor categorii de extracte

sau separarea unor substante biologic active pure din

clasele:

- alcaloizilor

- vitaminelor

- antibioticelor

- hormonilor

- enzimelor etc.

2

3

Prelucrarea materiilor vegetale

Utilizare:

material vegetal uscat

plante proaspete stabilizate imediatdupa recoltare

In functie de natura materiei prime vegetale, umiditateaadmisa este de 10-15%:

12-20Fructe

12-13Tulpini aeriene

10-13Flori

10-12Scoarta

8-15Organe subterane

5-14Frunze

Umiditatea admisa, %Organ vegetal

4

Uscarea plantelor medicinale se poate face pe cale naturala sau artificiala.

� uscare naturala:

Uscarea naturala = f (durata, anotimp, conditii atmosferice)

� uscare artificiala

Avantaje fata de uscarea naturala:

- timp mai scurt de uscare

- temperatura reglabila in functie de natura compusilor chimici

! Necesitatea asigurarii unei circulatii continue a aerului cald

In general se folosesc temperaturi de:

o 40-50 °C;

o 30-35 °C pentru produsele cu uleiuri volatile.

(in aer liber)

la soare: rizomi, radacini, flori albe sigalbene, fructe si seminte

la umbra

3

5

� uscare in vid: pastrarea aproape integrala a proprietatilor

- etuva de fonta + pompa de vid

! Produsele dupa uscare nu pot fi impachetate imediat, ci doar

dupa o pastrare a produselor la umiditatea normala din atmosferatimp de 2-3 zile.

� liofilizare: apa este eliminata din produsul vegetal prin

sublimare

� indicata pentru uscarea plantelor aromatice� procedeu economic, consum de energie minim� timp redus de uscare� temperaturi joase

� indicata pentru obtinerea de produse opoterapice (hormoni, plasma) si conservarea unor suse selectionate de bacterii sau ciuperci

� procedeu costisitor

6

→ Procedee de inactivare a sistemelor enzimatice din materialulproaspat recoltat

Stabilizarea produselor vegetale

Procedeului de stabilizare = f (natura echipamentului enzimatic)= f (natura principiilor active)

� Uscarea produselor in etuva, la o temperatura de 60 °C, timp de 1h

� Introducerea pe timp scurt a produsului recent recoltat in alcool fierbinte, la care se adauga carbonat de calciu pentru neutralizare

� Inghetarea produselor asociata cu o conservare in mediu anhidru

� Precipitarea simultana a glicozidelor initiale si a enzimelor cuanumite saruri (ex: sulfatul de amoniu) izolarea heterozidelorcardiotonice din frunzele de Digitalis purpurea, Digitalis lanata

stabilizarea produselor necesare prepararii extractelor

4

7

Extracte vegetale de uz farmaceutic = amestecuri de componenti

obtinute prin extractie solid-lichid din materii prime vegetale

maruntite si prelucrarea ulterioara a solutiilor pana la concentratia

sau consistenta indicata de normele medico-farmaceutice.

mediu apos: macerarea, infuzarea, decoctia

alcool sau alti solventi: macerarea si percolarea� natura solventului

� temperatura

� durata operatiei

Procedeele de extractie difera prin:

ANALIZA CHIMICA CALITATIVA A UNUI PRODUS VEGETAL

10 g PRODUS VEGETAL SE EPUIZEAZA CU ETER

reziduu + alcool

EXTRACT ETERIC PRODUS VEGETAL

(concentrare la 50 mL)

reziduuaromat

20 mL sol.evaporare

10 mL evaporare

3 mLevaporare

3 mL 3 mL evaporare

3 mLevaporare

3 mL evaporare

antrenarecu vaporide apa a 10-25 g

p.v.

reziduu grasse saponifica (distilare)

+ apa + eter

solutie eterica(insaponificabil)

solutiealcoolica

uleivolatil

steroli sautriterpene

caro-tenoide

acizigrasi

alcaloizi,baze

agliconiflavonici

emo-doli

cuma-rine

sterolitriterpene

caro-tenoide

reziduu

ReactiaLIEBERMANN BURCHARD

3 mL sol.evap.

3 mL sol.evap.

reziduu

ReactiaCARR-PRICE

solutie apoasaalcalina

reziduu

acidulare+ eter

reziduu

solutieeterica

ReactiaCARR-PRICE

reziduu

ReactiaLIEBERMANN

BURCHARD

reziduu+

1 mL apa (calda)

0,5 mL + 0,5 mLNH4OH

10%

0,5 mL martor

U.V. fluores-

centintens

U.V. fluores-

cent

+1,5 mL HCl 2%

ReactiaBORNTRAGER1-2 pic.

ReactivMAYER

(BERTRAND)

solutie apoasaacida

ReactiaSHIBATA

+1 mL

CH3OH

reziduureziduu

+1 mL

NH4OH

5

9

Prelucrarea materiilor de origine animala

� Surse:tesuturi

glande

organe

subproduse

extractie solid-lichid (solutii apoase acide; solutii alcooliceacide; solutii de saruri)

Extracte opoterapice

Alegerea materiei prime animale se face in functie de continutul in componenta utila, continut care depinde de:

• specie

• sex

• varsta

• starea de sanatate

• perioada de viata etc.

10

Conservare:

� stabilizatori (cloroform, sare, alcool etilic, fosfat de sodiu etc.)

� → degradarea componentelor active, miros neplacut

� congelare: intre -20 °C si -40 °C, pe o perioada de maxim 6 luni

Transformarea materiei prime animale se poate face imediatdupa prelucrare sau dupa o conservare prealabila.

Compusii activi opoterapici sunt utilizati ca:

→ extracte purificate

→ substante pure

Conditionarea compusilor activi opoterapici se face sub diferite forme:

- produse injectabile

- solutii

- drajeuri

6

Organe, glandesubproduse animale

Prelucrare primara

Materie prima pentru extractie

Extract brut

Extract

Extract concentrat

Medicament de uzoral sau extern

Medicamente parentale

Fitrare, centrifugare

Extractie solid-lichid

Concentrare

Purificare

Uscare(facultativ)

Purificari avansate

Reziduu solid

Extract total(pulbere)

Delipoidare

Faina de carne

Schema generalade obtinere a

extractelor opoterapice

12

pancreas de porc

suplinitor al secretiei pancreatice insuficiente

Principalele produse opoterapice sunt:

Complexul enzimatic, proteaze, lipaze, amilaze:

Insulina: hormon hipoglicemiant, antidiabetic

pancreas de porc

α-Chimotripsina

enzima proteolitica cu efect antiinflamator local si general

pancreasul de vita proaspat

Enzime proteolitice

indicate in deficiente al circulatiei periferice

pancreasul de porc proaspat

7

13

Tripsinaenzima proteolitica, utilizata ca adjuvant in plagi si ulcere

necrotice, abcese, fistule, arsuri, inaintea transplanturilor

pancreasul de bou

Hormon ocitocic

actiune ocitocica

zona posterioara a hipofizelor bovine

stimulator specific al cortexului suprarenal cu eliberare de

hormoni corticosteroizi recomandat in tratamentul

reumatismului poliarticular acut

zona anterioara a hipofizelor porcine

ACTH

14

Extract total (pulbere) din hipofize porcine

actiune vasopresoare, ocitocica, antidiuretica, indicat in diabetul insipid hipofizar

Gamaglobulina

contine imunoglobuline serice umane

Pepsina

enzima proteolitica, stimuleaza functiile motorii si secretorii

ale stomacului si intestinelor, mareste pofta de mancare,

usureaza digestia

stomacul proaspat de porc (mucoasa pepsica)

8

15

Heparina

anticoagulant

mucoasa intestinala de porc

Fibrina

efect anorexigen si cicatrizantsangele bovin

Extract total purificat din ochi de bovine

regenerator al epiteliului cornean

Cerebrolizin

stimuleaza procesele metabolice cerebrale si

normalizeaza functionarea SNC

creier de porc

16

METABOLITI PRIMARI SI SECUNDARI

MetaboliŃi principali:

→ rol esenŃial în metabolismul şi dezvoltare a plantelor

→ se găsesc în toate speciile

Metabolit = compus organic ce intervine in faza initiala, pe parcurs

sau la sfarsitul procesului de metabolism.

= substanta strict necesara proceselor biochimice de

crestere, mentinere in activitate si inmultire a

celulelor vii.

Metabolitii sunt preluati din mediul inconjurator sau pot fi

biosintetizati chiar de celule.

Metaboliti secundari = substante produse de un organism care nu sunt

direct implicate in functiile fiziologice primare (ex. respiratia, definirea

si transcrierea genetica, transferul si depozitarea de energie, creştere,

fotosinteza, reproducere si alte procese esentiale vietii.

→ joaca rol in calitatea si cantitatea vietii

9

17

Metabolitii secundari implica formarea unei diversitati de

molecule complexe cu masa moleculara relativ redusa in majoritea

cazurilor prin transformarea acelorasi surse si intermediari ca in

cazul metabolismului primar.

Clasificarea metabolitilor secundari se poate face pe baza:- structurii chimice (de exemplu, prezenta nucleelor aromatice, a zaharurilor);- compoziŃiei (prezenta sau nu a azotului);- solubilitatii lor în solvenŃi diferite;- caii de biosinteza.

O clasificare simplă include trei grupuri principale: - terpene (sintetizate pe calea acidului mevalonic, compus aproape în întregime din carbon şi hidrogen), -compusi fenolici (glicozilati sau nu): lignina, flavonoide, antociani etc.- compusi azotati (extrem de diversi, pot conŃine, de asemenea, de sulf): alcaloizi si glucosinolati.

18

Exemple de metaboliti secundari frecvent intalniti:� nicotina� cofeina� arome (vanilina si aldehida cinamica)� pigmenti (indigo si kaki)� piretrul (insecticid natural obtinut din galbenele si varietati de crizanteme)� cauciucul (latex natural obtinut din scoarta copacului de cauciuc)� coloranti� substante odorante si aromatizante� alcaloizi

10

19

� Agenti mediatori ai interactiunilor cu mediul rol in stabilirea

si mentinerea relatiilor cu mediul inconjurator, in cresterea sanselor

de supravietuire ale organismului producator sau ale urmasilor

acestuia (antibiotice, alcaloizi, derivati terpenici, flavonoide, derivati

fenolici etc.)

- atragerea polenizatorilor

Prin identificarea activitatilor fiziologice ale acestor compusi, in

corelatie cu prezenta lor in anumite organisme, se poate realiza o

clasificare generala a metabolitilor secundari:

� Hormoni si agenti de semnalizare: rol in reglarea cresteriisi in diferentiere, in activarea unor raspunsuri ale organismelor, cum ar fi: aparare, dobandirea rezistentei, declansarea biosintezeiunor compusi etc. (terpenoide, derivati fenolici etc.)

� Feromoni

20

� Numerosi metaboliti secundari vegetali inhiba germinarea

semintelor si dezvoltarea altor plante = alelopatie.

� Rol in stimularea hranirii (ex. frunzele de dud → compusi olfactivi(terpenoide si flavonoide)

� Rol de aparare (ex.: toxine). Multi din acesti metaboliti care se gasesc in plante, animale si microorganisme au proprietatifarmacologice, fenomen previzibil, tinand cont ca acesti metaboliti au fost elaborati in ani de selectie naturala si detin functii specifice.

-impotriva agentilor patogeni sau erbivorelor (ex. menta)

11

21

Nucul (Juglans regia) elimina in mediu o substanta volatila, juglonacare determina disparitia unor plante ierboase din jur.

Atunci cand o samanta germineaza, se pot elibera substante care sainhiba capacitatea de germinare a altor plante din aceeasi specie.

Alelopatia reprezinta un set de interactiuni biochimice,directe sau indirecte, pozitive sau negative, stabilite intreplante superioare (inclusivmicroorganisme) prin intermediul diferitilormetaboliti secundari (ex. compusi fenolici, flavonoide, terpenoizi şi alcaloizi).

= competitia dintre plante pentru germinare şi creştere

22

Metaboliti secundari

Medicamente

Substante cu proprietatiodorante si aromatizante

Substante cuproprietati tinctoriale

Erbicide, pesticide

Hormoni de cresterea plantelor