BOTANICA FARMACEUTICACURS NR. 3

VACUOMUL CELULAR (incluziuni ergastice lichide) Vacuolele sunt caracteristice celulei vegetale, desi se pare ca au fost identificate si in celula animala In celulele tinere vacuolele sunt mici si au vascozitate mare In celulele mature exista o singura vacuola mare Vacuolele apar ca rezultat al cresterii si intensificarii schimbului de substante dintre celule si mediul inconjurator Vacuolele: - delimitate la exterior de tonoplast = pelicula lipoproteica - pline cu suc celular (vacuolar) = solutie ce contine substante organice si anorganice Sucul celular are compozitie foarte variata; are pH acid (acizi organici = malic, citric, oxalic, tartric), dar exista si exceptii (suc celular neutru la dovleac, castravete, pepene galben)

Compozitia chimica a sucului celularGlucide Variaza de la specie la specie si iar si in aceeasi planta, dependent de perioada de vegetate Glucoza este forma circulanta, de transport, a glucidelor asimilate prin fotosinteza, de la locul de formare la cel de depozitare Prin polimerizare (policondensare), glucoza da nastere la polizaharide (glucide superioare) Fructoza se gaseste in fructe coapte si dulci (pere, struguri) Zaharoza e un dizaharid raspandit in regnul vegetal Materii prime industriale: - trestia de zahar (Saccharum officinarum) contine 25% zaharoza - sfecla de zahar (Beta vulgaris) contine 20 % zaharoza Inulina este un polizaharid caracteristic plantelor din familia Asteraceae (Inula helenium, Dahlia variabilis, Cichorium intybus, Helianthus tuberosus, Taraxacum officinale), Campanulaceae, unele officinale), Campanulaceae, Lobeliaceae, Lobeliaceae, Apiaceae si Liliaceae Prin hidroliza totala a inulinei se obtine fructoza

Glicozidele (heterozidele) Sunt substante organice alcatuite dintr-o componenta glucidica si o dintrcomponenta de alta natura = aglicon (genol, genina) Lantul glucidic poate sa fie alcatuit din una sau mai multe oze Ex: arbutozida (glucozida hidrochinonei) rutozida (are 2 oze: ramnoza si glucoza) Agliconul poate sa fie foarte diferit Legatura dintre aglicon (care de obicei este un alcool, fenol) si oza sau lantul glucidic, se realizeaza printr-o punte eterica: participa printrhidroxilul glicozidic al ozei si hidroxilul genolului Enzime specifice scindeaza hidrolitic glicozidele la oze si aglicon Ex: - amigdalozida din frunze de Prunus laurocerasus e scindata de emulsina - sinigrozida din semintele de mustar (Brassica nigra) e scindata de (Brassica nigra) catre mirozinaza Exista mare diversitate de glicozide, produsi ai metabolismului secundar Datorita diversitatii structurii agliconului, exista un mare numar de glicozide inzestrate cu actiuni farmacodinamice si intrebuintari foarte diferite: laxative, aperitive, cardiotonice s.a.

ARBUTOZIDA

RUTOZIDA

amigdalozida

emulsinaza + glu+HCN

benzaldehida

Sinigrozida

Mirozinaza

alilsenevol

+ glu + KHSO4

Saponine (saponozide) Sunt tot glicozide a caror aglicon = sapogenina (sapogenol) Prezinta proprietatea caracteristica de a spumifica la agitare cu apa Au propritati tensioactive stabilizeaza emulsiile si suspensiile Au reactie slab acida sau neutra Hemolizeaza globulele rosii din sange Stimuleaza secretiile unor glande (produc sialoree) Au actiune: - diuretica - depurativa - sunt agenti tensioactivi (excipienti, substante auxiliare) Exista 2 tipuri principale de agliconi: steroli si triterpene pentaciclice Raspandire: plante din familiile Caryophyllaceae, Primulaceae, Hippocastanaceae, Araliaceae, Chenopodiaceae, Polygalaceae, Liliaceae

Taninurile Sunt un grup heterogen de substante, unele asemanatoare cuglicozidele Raspandire: la Gymnospermae si Dycotiledonatae, in diferite organe Dycotiledonatae, - Scoarta (Quercus) (Quercus) - frunze (Hamamelis, Thea) (Hamamelis, Thea) - organe subterane (Geum, Krameria) (Geum, Krameria) - fructe (Prunus spinosa, Juglans) (Prunus Juglans) - seminte (Coffea, Cola) (Coffea, Cola) - formatiuni patologice = galele D. p.d.v. chimic, exista 2 tipuri principale: Taninuri galice, elagice (hidrolizabile) = derivati ai acidului galic = galotaninuri; dau coloratii albastre cu solutia de FeCl3 Taninuri catehice (nehidrolizabile) = derivati ai pirocatehinei si fluoroglucinei; dau coloratii verzi cu solutia de FeCl3 Taninurile precipita proteinele si alcaloizii - tabacirea pieilor - actiune astringenta: - antidiareic si antimicrobian la nivelul tubului digestiv - hemostatic - tratarea arsurilor - gargarisme, colutorii

Epicatehina

Acidul galic

Galat de epicatehina

Pigmenti antocianici (Antocianozide) Confera culoarea specifica florilor, frunzelor si fructelor: rosu,albastru, violet Culoarea acestor pigmenti e dependenta de valoarea pH-ului: pH- acid rosu - bazic albastru

D.p.d.v. chimic sunt derivati de 2-fenil-benzopiran (sau 2-fenil2-fenil2-fenilcroman) cu aparitia ionului specific de piriliu cu reflexe metalice cu acizii anorganici formeaza saruri

Actiune farmacodinamica si intrebuintari:- factori vitaminici P = influenteaza permeabilitatea capilarelor - stimulenti, slab antivirali

Sunt prescrisi in afectiuni venoase si arteriale, in raceli, viroze

cianidol

Acizii organici Sunt raspanditi in plante liberi sau sub forma de combinatii D.p.d.v. istoric sunt printre primele principii active izolatein stare pura din plante (Scheele, 1756) Se gasesc in fructe, organe aeriene si subterane Cei mai raspanditi sunt: acidul formic, acidul malic (mere, formic, visine, tomate, afine etc.), acidul citric (citrice), acidul oxalic (fam. Polygonaceae, Oxalidaceae) liber sau sub forma de Oxalidaceae) oxalati, acidul tartric (Vitis vinifera) vinifera) Acizi speciali: acidul chelidonic, fumaric, meconic, aconitic Utilizari: - in industrie, vopsitorie, ca mordanti - in chimie, ca reactivi - in industria farmaceutica, intra in componenta unor medicamente Unii au actiune terapeutica proprie: - stimuleaza secretiile digestive, favorizand digestia - acizii fumaric si citric au actiune amfocoleretica

Pigmenti flavoniciSunt glicozide al caror aglicon e derivat de 2-fenil-benzopirona sau flavan fenilAu culoare galbena Fac parte impreuna cu taninurile si antocianii din marea clasa a polifenolilor vegetali Cel mai cunoscut reprezentant e rutozida Sunt distribuite in special in flori (Sophora, Tanacetum, Helychrisum, Hypericum), frunze (Betula, Ginkgo, Crataegus, Fagopyrum), dar si alte organe: in fructe (citrice), radacini (Glycyrrhiza glabra) Au actiune de factor vitaminic P: influenteaza permeabilitatea capilarelor sanguine Joaca un rol important in respiratia celulara: intervin in procese de oxidooxidoreducere celulara Absorb radiatiile UV, protejand citoplasma si cloroplastele de acestea Se intrebuinteaza in afectiui venoase, aterosleroza, ca adjuvant in HTA, asociate cu vitamina C (acid ascorbic)

rutozida

Alcaloizii Sunt substante organice azotate, cu atomul de azot cuprinsintrintr-un heterociclu, cu bazicitate redusa;

Au activitate inalta, ca de altfel si toxicitatea In plante se intalnesc de obicei sub forma de saruri cu aciziiorganici (citric, oxalic, malic etc.) sau anorganici (sulfuric) sau sub forma de combinatii cu taninuri (tanati)

Raspandire: mai des la Dicotyledonatae, mai rar la Dicotyledonatae,Monocotyledonatae si Gymnospermae, chiar si la ciuperci Gymnospermae, (Mycophyta) Mycophyta)

Dintre Dicotyledonatae, se gasesc frecvent in familiile Dicotyledonatae,Ranunculaceae, Berberidaceae, Menispermaceae, Annonaceae, Papaveraceae, Loganiaceae, Cactaceae, Apocynaceae, Solanaceae, Rubiaceae etc.

Dintre Monocotyledonatae sunt mai raspanditi la plante dinfamiliile Liliaceae si Amaryllidaceae, iar dintre Gymnospermae Amaryllidaceae, la specii de Taxus si Ephedra

Alcaloizii Rolul lor prezumtiv in plante:- substante de excretie rezultate din metabolismul secundar - substante cu rol de aparare impotriva consumarii lor de catre animale - substante cu rol stimulator al unor procese fiziologice - substante cu rol in sinteza proteinelor

Actiune farmacodinamica si intrebuintari:- se utilizeaza pe scara larga la doze mici; la depasirea acestor doze apar efecte toxice, reactii adverse severe, intoxicatii - sunt stimulenti sau sedativi ai SNC - activi pe sistem Cardiovascular - activi pe sistemul nervos vegetativ simpatic sau parasimpatic - hepatotropi - antimicrobieni - anticancerosi

Alcaloizii Multi alcaloizi au o actiune complexa intervenind prin mecanismediferite la nivelul mai multor organe sau sisteme

Au constituit si mai constituie inca medicamente importante si chiarmodele pentru sinteza de substante active terapeutic

Atropina: Atropina: antispastic si antisecretor gastric, midriatic Cofeina: Cofeina: stimulent, excitant SNC Papaverina: Papaverina: antispastic, calmant al colicilor din sfera abdominala Codeina: Codeina: antitusiv inhiba centrii nervosi superiori ai tusei Morfina: Morfina: analgezic, suprima durerea (antalgic) Efedrina: Efedrina: vasoconstrictor periferic, relaxeaza musculatura bronsica Chinidina: Chinidina: antiaritmic Cocaina: Cocaina: anestezic local Berberina: colereticBerberina: coleretic-colagog, hipotensiv, antimicrobian

papaverina

coniina

Antibiotice, fitoncideSunt substante ce prezinta actune inhibitorie asupra microorganismelor: - bacteriostatice = stopeaza dezvoltarea microbilor - bactericide = omoara microbii Antibioticele sunt distribuite in plantele inferioare (bacterii actinomicete si ciuperci): penicilina, griseofulvina, streptomicina, eritromicina etc. Fitoncidele sunt distribuite in plantele superioare si sunt mai putin utilizate in terapie In afara substantelor descrise anterior s-au mai semnalat ssubstante toximitotice carioclazice, citostatice etc., toate cu aceeasi caracteristica inhibarea diviziunii celulei si nucleului

TAXOL

Colchicina

Vinblastina si vincristina

Podofilotoxina

Importanta bogatiei de substante din sucul vacuolar imbraca

doua aspecte principale: Pentru plante si celule Continutul in glucide solubile confera sucului vacuolar o anumita concentratie, care determina presiunea osmotica, ca si fenomenele de plasmoliza si de turgescenta ale celulelor; aceste fenomene sunt importante pentru metabolismul general al celulelor, si mai ales in bilantul hidric, ca si in rezistenta la frig si seceta De asemenea, in sucul vacuolar, celulele deverseaza substante considerate deseuri metabolice, de care nu mai au nevoie, protejand in acest fel citoplasma d substante toxice (ex. oxalatii) Pentru terapeutica si industria farmaceutica Prin substantele rezultate in urma functionarii metabolismului secundar si care au actiune farmacodnamica proprie, fiind folosite ca medicamente sau substante utile in industrie

Tot incluziuni ergastice lichide sunt cele care contin substantehidrofobe: uleiuri grase si uleiuri volatile

Uleiuri grase Apar sub forma de picaturi in interiorul celulei, rezultand din activitatea unor leucoplaste speciale oleoplaste (elaioplaste) Se intalnesc in special in semintele plantelor oleaginoase De regula, lipidele vegetale sunt lichide, dar se pot solidifica prin schimbarea temperaturii ambiante (de exemplu, untul de cacao Butyrum Cacao, este lichid in conditiile tropicale ale Cacao, tarilor din care se recolteaza, dar in climatul temperat devine solid) Proprietati fizice - sunt insolubile in apa si alcool la rece (exceptie: uleiul de ricin) - sunt solubile in alcool cald, benzen, eter etilic, cloroform etc. - lasa o pata grasa, translucida pe hartie, pata care nu dispare la incalzire Proprietati chimice - sunt esteri ai glicerinei cu acizi grasi (oleic, lauric, palmitic, stearic, linoleic, linolenic) - la contactul cu aerul se oxideaza si rezulta: - uleiuri sicative = intinse in strat subtire formeaza o pelicula insolubila elastica si transparenta utilizare in vopsitorie - uleiuri nesicative

Uleiuri grase Unele au actiune farmacodinamica proprie:- uleiul de ricin este purgativ - uleiul de croton e un purgativ drastic - uleiul de masline e colagog, cicatrizant (antiulceros) - uleiul de catina e vitaminizant, reepitelizant (tratarea arsurilor), antiulceros - uleiul de in e folosit si el pentru tratarea arsurilor - uleiul de soia,uleiul din germeni de porumb si cel din seminte de luminita (Oenothera biennis) sunt hipolipemiante, (Oenothera biennis) antiaterosclerotice, previn accidentele vasculare, diminueaza riscul de aparitie al infarctului miocardic MAXEPA, EICOSAPEN, EFAMOL Uleiurile vegetale sunt solventi pentru prepararea formelor farmaceutice sau excipienti (de ex. untul de cacao) Se folosesc in industria farmaceutica la prepararea esterilor etilici ai acizilor grasi nesaturati (oleic, linoleic) => vitamina F asigura regenerarea si intretinerea epiteliilor si mucoaselor Sunt folositi de asemenea pentru obtinerea lecitinei vegetale farmaceutice (intretine memoria)

Uleiurile volatilePot apare ca picaturi sau sunt dispuse in formatiuni speciale secretorii (canale, buzunare, celule, peri glandulari) Proprietati fizice: - sunt lichide volatile; lasa pata pe hartie, dar aceasta dispare la incalzire - insolubile in apa sau partial solubile - miscibile cu alcool, lipide, eter etilic, bisulfura de carbon, cloroform etc. Proprietati chimice: - sunt amestecuri de terpene (izopentenil-P-P [C5]) (izopentenil- la aer sufera oxidari => rasini (intermediar => oleorezine) Actiune si intrebuintari - actiune antimicrobiana, antiseptica, dezinfectanta, deodoranta (uleiul de brad, pin, cuisoare, eucalipt eucaliptol, menta - mentol, gomenolul, camfora) - actiune carminativa, stimulenta a digestiei (uleiul Apiaceaelor) Apiaceaelor) - actiune antispastica, calmand colicile (uleiul de menta, anason, melisa, chimion) Sunt utilizate la prepararea medicamentelor si cosmeticelor

Fitosterolii si fitosteridele Sunt, de obicei, substante lipofile, care se dizolva in uleiurile vegetale, astfel ca le gasim in compozitia acestora Se extrag (impreuna cu lipidele vegetale, cum sunt uleiurile) cu solventi organici (eter de petrol, benzen, cloroform, benzina de extractie etc.) Ex: stigmasterol, campesterol, sitosterol din uleiul de soia, porumb - se pot utiliza pentru obtinerea prin semisinteza a hormonilor steroizi (hormoni sexuali masculini si feminini si corticosteroizi) - folositi la prepararea de medicamente hipolipemiante (scad colesterolul prin competitie) - folositi in tratamentul adenomului de prostata Ergosterolul se gaseste in ciuperci: cornul secarei (Claviceps (Claviceps purpurea), purpurea), drojdia de bere (Saccharomyces cerevisiae) (Saccharomyces cerevisiae) Ergosterolul = provitamina D2; din acesta prin iradiere UV se obtine ergocalciferolul (vitamina D2), factor antirahitic (favorizeaza fixarea Ca in oase) Si ergosterolul poate fi folosit pentru sinteza de hormoni steroizi

ergosterol

ergocalciferol

UV

SITOSTEROL

Incluziuni ergastice solide Formatiuni citoplasmatice care iau nastere din activitatea vitalaa protoplastului Produsi de excretie sau de rezerva ce pot avea forma cristalina sau amorfa I. AMIDONUL - Substanta de rezerva caracteristica regnului vegetal - Dupa locul in care se gaseste poate fi: - amidon primar se intalneste la locul de formare - amidon secundar sau de migratie se intalneste in alte organe decat cele in care se formeaza (parenchim de rezerva seminte, organe subterane) - Granulele de amidon variaza ca forma foarte mult insusire care constituie caracter de specificitate dupa care se pot recunoaste unele plante. Cele mai cunoscute: rotunda, ovala, lenticulara, poliedrica, forma de haltera

Stratificatia caracteristica pentru granulele de amidon se

datoreaza unei alternari de zone hidratate cu zone nehidratate proba cu EtOH conc. datorita deshidratarii complete dispare stratificatia Originea stratificatiei: precipitare ritmica, aflux inegal de amidon stratificatiei: pe parcursul zilei si noptii HILUL punct central sau excentric in jurul caruia sunt dispuse striatiile = originea: rest al leucoplastului din care a luat nastere graunciorul de amidon - localizare si forma variabila (punct, linie dreapta, franta sau ramificata) D.p.d.v. chimic amidonul este un polizaharid ce rezulta prin condensarea a n molecule de glucoza cu formula generala (C6H10O5)n este constituit din 2 fractiuni diferite d.p.d.v. al solubilitatii, a altor proprietati fizice si a structurii chimice: AMILOZA SI AMILOPECTINA prezente in raport de 1:3 1.Amiloza - partea centrala a graunciorului de amidon - moleculele de monomer au o dispozitie liniara - solubila in apa

2. Amilopectina partea externa a granulei de amidon moleculele monomerului dispozitie ramificata insolubila in apa rece, la cald gel = coca de amidon Amidonul de fapt nu este un polimer in adevaratul sens al

cuvantului, ci mai degraba un policondensat Coloratia cu iodul = caracteristica pt amidon; cele 2 fractiuni dau coloratii diferite - amiloza albastru intens - amilopectina coloratie slaba violaceu- purpurie violaceuDe fapt este vorba de un compus de incluziune caruia prin incalzire ii dispare culoare albastra, iar la rece reapare - Structura liniara a amilozei se dispune dupa o spirala in centru un canal liber in care se dispun atomii de iod in siruri fata in fata cu atomii de hidrogen

Hidroliza amidonului - enzimatica sau acida Monomerul amidonului este de fapt maltoza dizaharid format din 2 molecule de glucoza Cei 2 componenti (amiloza si amilopectina) pot fi separati intre ei prin diferite metode: adsorbtie selectiva, electrodializa sau precipitare selectiva; Ex: dizolvarea amidonului in apa fierbinte si apoi precipitarea fractionata cu ajutorul butanolului Unele plante se disting prin continutul mare in amidon: Orez: 70-80% 70Grau: 63-67% 63Porumb: 60-66% 60Fasole: 42-43% 42Cartofi: 13-25% 13-

Grauncioare de amidon (coloratia cu iod)

Grauncioare de amiodon (solutie Lugol)

Grauncioare de amidon in tuberculul de cartof

Importanta amidonuluialiment de baza regnul animal sursa energetica plante valoare economica: industria hartiei, textila, fabricarea de clei fabricarea alcoolului = fermentatie industria fermentativa a amidonului conduce si la acetona si acid lactic (sursa principala: amidonul de cartofi, porumb, grau) Aplicatiile farmaceutice (glicerolat de amidon) - actiune proprie emolient (inmoaie) - utilizat ca topic (actiune locala) - in cosmetica: pudre - excipent in prepararea unor forme farmaceutice: comprimate, drajeuri, pilule, pulberi, pudre

II.ALEURONA Rezerva proteica a plantelor In semintele plantelor (oleaginoase) Originea: se formeaza in plastidele cu continut bogat in

albumine In timpul germinarii semintelor aleurona se dizolva, trece in solutie D.p.d.v. structural graunciorul de aleurona prezinta o masa fundamentala proteica in care se includ 2 formatiuni: a) globoid (sferic) b) cristaloid (cu aspect cristalin) Se deosebesc 2 tipuri de aleurona: - granule simple, omogene (cu un singur component) - granule compuse, heterogene (cu globoid si cristaloid) D.p.d.v. chimic: globoidul = din fitol ester fosforic al inozitolului (saruri de calciu si magneziu) cristaloidul = natura proteica apare prin cristalizarea partiala a unei parti din proteine

Ricin - aleurona

INOZITOL

Raspandire: Aleurona heterogena: Ricinus communis (ricin) heterogena: Linum usitatissimum (in) Papaver somniferum (mac) Aleurona omogena: Theobroma cacao (cacao) omogena: (cacao) Triticum vulgare (grau) Vitis vinifera (struguri) seminte cotiledoanele embrionului unor leguminoase

III. Incluziuni cristaline Cristale rezulta din metabolismul celulei vegetale Nu participa la structura citoplasmei Se pot intalni si in componenta membranei Cele mai raspandite: sarurile de calciu si siliciu Dintre sarurile de calciu cea mai raspandita este oxalatul de intrcalciu cristalizeaza intr-un numar mare de forme Sunt prezente si la plantele inferioare si la cele superioare Lipsesc la un numar redus de reprezentanti ai lumii vegetale: Bryophyta (muschi), unele Monocotiledonate (Najadaceae, Cyperaceae), iar dintre Dicotiledonate (unele Scrophulariaceae si Lentibulariaceae) Formarea oxalatului de calciu: acidul oxalic din plante este neutralizat de calciu din aport exogen Oxalatul de calciu totdeauna are forma cristalina, cristalizand in sistem monoclinic: cristale prismatice solitare /grupate = macle

Uneori cristalele sunt asa de mici incat nu se distinge clar sistemul decristalizare: NISIP CRISTALIN (unele Solanaceae (Atropa, Solanum), Cinchona (Atropa, succirubra) succirubra) cristale de forma aciculara in manunchiuri = RAFIDII: Ampelopsis RAFIDII: (Parthenocissus), Polygonatum multiflorum, Arum maculatum, Aloe ferox, Aloer arborescens, Convallaria majalis De multe ori cristalele se intrepatrund (macleaza) generand URSINE (DRUZE, ROZETE) de oxalat de calciu. Ex: Saponaria officinalis radacina, Rheum palmatum rizom, Datura stramonium frunza, Althaea officinalis radacina - Specificitatea cristalelor de oxalat de calciu recunoasterea unor produse vegetale (importanta pentru farmacognozia practica) - Dovedirea compozitiei chimice a cristalelor de oxalat de calciu microchimic prin tratare cu solutie diluata de acizi minerali se dizolva; cu acid sulfuric se transforma in cristale de sulfat de calciu

RAFIDII

Rafidii

Druze