Productos Naturales: Significado e Importancia

Primera escena: Nos encontramos en un hospital en alemania. Manuel acaba de tener un accidente automovilístico y está llegando a la sala de emergencia para ser atendido. El accidente le causó varias fracturas y quemaduras graves. Manuel no aguantaba más el dolor. Por tal razón, le pidió a los doctores que hicieran lo posible para que se le aliviara el dolor. Los doctores decidieron administrarle una pequeña dosis de morfina, lo que alivió el dolor de Manuel.

Segunda escena: Jorge, un niño de diez años, se encuentra volando chiringa junto a su padre en el viejo San Juan. Ese día se había pronosticado una ola de calor. Con el propósito de refrescarse, Jorge y su padre deciden ir a comprar mantecado. Jorge siempre ha sido amante del mantecado con sabor a fresa. Al comprarlo, por curiosidad, Jorge decide leer la tablade ingredientes de su mantecado de fresa. Este leía: “crema, azúcar, fresas, ácido carmínico…”.

Tercera escena: Estamos en la Universidad de Puerto Rico, Recinto de Río Piedras. María, una estudiante de segundo año en química, se encuentra estudiando para su examen de química orgánica. Tras varias horas de estudio intensivo, María comienza a sentir un fuerte dolor de cabeza. María saca de su bulto una botella con el nombre de “aspirina”, y se traga dos pastillas con un vaso de agua. En menos de una hora, su dolor de cabeza ha desaparecido.

Todas estas escenas tienen algo en común… Productos Naturales.

Figura 1: Estructura molecular de morfina. Esta fue aislada por primera vez de semillas de amapola “poppy seeds” en 1805(1). Es el analgésico más potente para el dolor crónico, pero su uso es limitado debido a la inducción de tolerancia, y alto riesgo de recaída y abuso(3).

Figura 2: Estructuras moleculares de Salicina, Ácido salicílico, y Aspirina. Esquema de la síntesis de Aspirina a partir de salicina (producto natural aislado de la corteza de sauce “willow bark”). La primera vez que se sintetizó aspirina fue por medio de la acetilación de ácido salicílico, que resulta de calentar una solución que contenga ácido salicílico y ácido acético en presencia de ácido sulfúrico.

*Dato Curioso*: Con el paso del tiempo, aspirina puede descomponerse y volver a ácido salicílico y ácido acético. Si tienes una botella de aspirina vieja en tu casa, ábrela y siente su olor. Puede que huela a vinagre, porque vinagre es ácido acético diluido.

Figura 3: Estructura molecular de ácido carmínico “Carmine”. Este compuesto es aislado del insecto cochinilla “cochineal insect”. El mismo se utiliza principalmente como colorante en comida y en cosméticos.

A lo largo de los siglos, los humanos han confiado en la naturaleza para satisfacer sus necesidades básicas para la producción de alimentos, ropa, fertilizantes y, sobre todo, medicamentos. La mayoría de los medicamentos que se utilizan actualmente existen gracias a los productos naturales. Un producto natural se define como cualquier compuesto orgánico que es sintetizado/creado por un organismo vivo. Los Químicos tienen curiosidad por descubrir qué compuestos proporciona la naturaleza, pero para obtener esta información es necesario aislar los compuestos de su fuente natural y determinar sus estructuras. Un segundo objetivo es la síntesis total del compuesto a partir de moléculas más pequeñas. La síntesis total provee nueva metodología, nuevas reacciones y técnicas. También proporciona fuentes alternas de compuestos naturales y ofrece rutas a análogos relacionados, pero no naturales. En el caso de un medicamento útil, el objetivo sintético es encontrar una estructura relacionada que sea más potente a dosis más bajas con menos efectos secundarios que el compuesto natural.

La disciplina de la farmacognosia, que es el estudio de productos naturales con actividad biológica, proporciona las herramientas para identificar, seleccionar y procesar productos naturales destinados al uso medicinal. Los productos naturales podrían extraerse de células, tejidos y secreciones de microorganismos, plantas o animales. Un extracto crudo (no fraccionado) de cualquiera de estas fuentes contendrá una variedad de compuestos químicos estructuralmente diversos y posiblemente algún compuesto novedoso. Por lo general, un extracto natural tiene alguna forma de actividad biológica que puede detectarse y atribuirse a un solo compuesto o a un conjunto de compuestos relacionados producidos por el organismo. Estos compuestos activos pueden utilizarse en el descubrimiento y desarrollo de fármacos directamente como están, o pueden modificarse sintéticamente para mejorar las propiedades biológicas o reducir los efectos secundarios.

Los productos naturales tienen una gran diversidad estructural y actividades farmacológicas o biológicas únicas debido a los procesos evolutivos que han moldeado su utilidad durante cientos de miles de años. De hecho, la diversidad estructural de los productos naturales, en cierto modo, supera las capacidades de los químicos orgánicos sintéticos dentro del laboratorio.

En fin, independientemente de su complejidad y utilidad en el organismo original, su valor para el ser humano como drogas, hierbas, aromatizantes, colorantes, etc; es indiscutible.

Definiciones:

a. Síntesis: Producción de compuestos químicos a través de reacciones a partir de materiales más simples.

b. Compuesto Análogo: Que tiene una estructura similar a la de otro compuesto, pero que difiere de ella con respecto a cierto componente.

Referencias:

1. Morphine https://www.drugbank.ca/drugs/DB00295

2. Thomson, J. R. So THAT'S How Eating Poppy Seeds Can Make You Fail A Drug Test https://www.huffpost.com/entry/opium-poppy-seeds_n_59709d98e4b0110cb3cc64ae

3. Kim, J.; Ham, S.; Hong, H.; Moon, C.; Im, H.-I. Brain Reward Circuits in Morphine Addictionhttps://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27506251

4. Watson, R. G. and K. Willow Bark: Nature's Aspirin https://www.healthline.com/health/willow-bark-natures-aspirin

5. The Cochineal https://www.kaieteurnewsonline.com/2017/07/23/the-cochineal/

6. Flinn, A. Natural Colors – Carmine & Cochineal https://gentleworld.org/natural-colors-carmine-cochineal/