Appunti di Farmacognosia e fitoterapia

Farmacognosia e fitoterapia

Prof.ssa Stefania Preda

Lezione 1: Introduzione

Piante: eucarioti. Il comparto dei prodotti fitoterapici è cresciuto del 6.4%. Sono pluricellulari e vengono classificate in categorie diverse perché hanno avuto la capacità di allargarsi al mondo terrestre. Le cellule sono state osservate per la prima volta nelle piante; i virus sono sempre statici indicati dalle piante. Senza esse non si può vivere: producono la maggior parte di energia chimica, ossigeno. Rappresentano la cura per 4 miliardi di persone; la natura fornisce i principali costituenti attivi (principi attivi) — è molto importante perché dal prodotto naturale con la lavorazione si arriva a prodotti sintetici (laboratori) in larga scala. Il 2020 è stato l’anno dell’organizzazione mondiale delle piante.

Il primo utilizzo delle piante è stato a scopo alimentare, così come l’uomo ha sperimentato il lato tossico delle piante. Negli anni si è scoperto l'effetto antiossidante (azione terapeutica). Molti principi attivi mancano di dati affidabili e quindi non sono controllati (deve prima passare sotto un’analisi di studio). È cambiato il concetto di salute con prevenzione prima che curare, si associa il concetto di benessere fino ad arrivare al stile di vita (insieme di prevenzione e cura).

Farmacognosia: avere conoscenze di botanica, di fitochimica, di farmacologia, tossicologia e arrivare a livello cosmetico, fitoterapeutico ed erboristeria. Ci sono 28 mila piante utili alla medicina.

Fitoterapia: curare con le piante, studia l’utilizzo nella parte clinica. Studia l’attività biologica, le controindicazioni, la posologia e le opportune vie di somministrazione. Non segue credenze religiose, perché deve basarsi su evidenze scientifiche. Vanno descritte le possibilità curative delle droghe sull’uomo, sugli animali e sulle piante. Medico e farmacista devono conoscere posologia e interazione con altri farmaci. I prodotti fitoterapici possono essere utilizzati nei disturbi della menopausa, per patologie reumatiche, cefalee… non si tratta di una medicina alternativa alla medicina ufficiale ma una branca di quella medicina con alla base studi scientifici.

Lezione 2: Introduzione alla farmacognosia

Farmacognosia: conoscenza del farmaco, riconoscimento e descrizione dei farmaci naturali. Entra a pieno diritto tra le materie obbligatorie di farmacia. Recentemente, quando si sono sviluppate nuove conoscenze inizia a essere più circoscritta.

Farmaco: sostanza capace di determinare variazioni funzionali in un organismo vivente, qualsiasi sostanza che si intende usare per modificare ad esplorare sistemi fisiologici o patologici con beneficio di chi lo riceve: può essere naturale, animale o sintetica. Ogni sostanza che viene presentata perché ha proprietà curative o profilattiche delle malattie umane ed animali allo scopo di stabilire una diagnosi o ripristinare la salute.

Con la farmacognosia vengono descritte le droghe o sostanze vegetali impiegate come medicamenti o per la preparazioni. È una materia specialistica nel determinare il riconoscimento di determinati farmaci: si parla di approccio semisintetico (rielaborare una produzione sintetica a base naturale):

• Galantus nivalis: dal (buca neve) si ricava una sostanza alcaloide e viene utilizzato per l’Alzheimer.
• Artemisia annua: l’artemisina, antimalarico. Si ricava come sostanza usata naturale.

Un farmaco può essere:

• Minerale, animale, vegetale
• Semi-sintetico: modificazioni molecolari
• Sintetico: totalmente in laboratorio

Droga: la pianta da cui deriva è chiamata pianta madre. Si può ricavare tramite essiccamento, distillazione (per oli essenziali). Può essere utilizzata una foglia intera, tronco, rami… Può essere l’equivalente di un medievale complesso dotato di più principi attivi. Possono essere anche presenti eccipienti naturali per modulare l’azione del principio attivo.

Droga organizzata: contiene elementi cellulari (foglie, fiori, radici);

Droga non organizzata: non contiene elementi cellulari (estratto, resine, oli, essenze).

Droga organizzata: i nomi delle piante che forniscono la droga sono spesso in latino. Consiste spesso in due nomi.

Droga non organizzata: elaborati vegetali, fisiologici o patologici, liquidi che hanno le caratteristiche di non avere prevalente struttura cellulare a differenza delle droghe vegetali organizzate. Possono essere fornite tali quali dal regno vegetale oppure da questo sono ricavate con procedimenti differenti e variamente lavorate prima di essere messe in commercio.

Droga deriva da “TROKEN” ovvero secco. Pianta intera o parti che contiene sostanze chimiche (principi attivi) ad azione farmacologica e sostanze inerti o di scarso interesse.

Principio attivo: molecole che, prodotte dal metabolismo di un organismo vegetale, sono dotate di attività farmacologica. Ci possono essere più principi attivi. L’azione della droga vegetale è riconducibile al complesso (insieme dei componenti chimici della pianta).

Pianta madre: pianta medicinale (sotto uso medico). Possiede attività terapeutica provata. Può avere uso diretto o indiretto; può essere una pianta spontanea o coltivata, quest’ultima da maggiori vantaggi in quanto si ha un controllino dei parametri e quindi miglior efficienza per selezionare la varietà.

Pianta officinale: pianta utile sia in campo farmaceutico, cosmetico alimentare, liquoristico. Le piante possono essere intese come molecole (da utilizzare come farmaci) o preparati totali (fitoterapici, integratori alimentari valeriana).

Il farmaco ha una composizione e dosaggio ben definito, l’efficacia terapeutica, sicurezza d’impiego. Nel prodotto naturale c’è comunque un rischio, avviene in regime di autoprescrizione e vengono ritenuti non dannosi: il loro uso non viene quasi mai riferito al medico curante. Questo utilizzo aumenta il rischio di effetti collaterali.

• Iperico: prodotto naturale utilizzato per la depressione. Può alterare il ciclo mestruale se associato a contraccettivi orali. Deve essere assunto su prescrizione medica;
• Pompelmo: interagisce con gli estrogeni, con farmaci antidepressivi, con anticoagulanti. Non è vietato assumerlo ma bisogna almeno far passare 72 ore dall’assunzione del farmaco.

Lezione 3: Fattori di variabilità delle droghe vegetali

Sono quei fattori che vanno a incidere sul contenuto in principi attivi di un medicamento vegetale: fattori ambientali, periodi di raccolta, conservazione, tecniche estrattive e la fase farmaceutica.

Alla base di queste variabili esistono fattori naturali e artificiali:

• Naturali: genetici e non genetici, endogeni e inoltre ci sono i fattori esogeni;
• Artificiali: la raccolta, preparazione, conservazione e alterazioni, le quali possono essere spontanee, enzimatiche e di invecchiamento;
• Biotici: organismi vivi che hanno un impatto sull’ecosistema.

Specie: è la categoria tassonomica fondamentale che raggruppa piante che hanno caratteristiche morfologiche. Tutti i componenti di una stessa specie a meno che non si tratti di individui altamente selezionati, non sono mai geneticamente omogenei. Quando queste differenze genetiche sono sufficientemente grandi si parla di varietà.

Razza chimica: popolazione chimiche distinte all’interno di una specie con genotipo diverso. Le due varietà di mandorlo amaro e dolce sono morfologicamente uguali ma quella amara contiene amigdalina all’1-3% che la rende tossica (dose fatale: 50-60 mandorle amare). Un’altra è l’essenza estratta dalla pianta varia da albero ad albero anche se questi sono morfologicamente uguali.

Fattori naturali endogeni: i fattori possono essere di selezione, ibridazione e mutazione.

Riproduzione della pianta: miglioramento delle proprietà delle piante coltivate mediante azione sui geni. La nuova varietà della pianta ottenuta dalla riproduzione delle piante è chiamata cultivar, che deve essere ufficialmente registrata prima di essere immessa sul mercato, un esempio è la “Shiro Chan” Camelia Juponica.

Selezione: in una popolazione di individui della stessa specie i singoli membri sono tra loro simili ma non uguali; esistono delle differenze genetiche tra individuo e individuo. Nella popolazione di piante di lavanda le variazioni sono molto minori in un materiale omogeneo (clone) che in una popolazione eterogenea. Nella clonazione gli individui che si formano sono identici come genotipo, se poi vengono collocati in ambienti diversi possono assumere aspetti diversi fra loro (fenotipo).

Ibridazione: incrocio di individui geneticamente diversi della stessa specie o di specie vicine. Si crea così un corredo genetico completamente diverso. L’ibridazione non fornisce caratteristiche stabili —> progenie non uniforme —> scomparsa dell’ibrido. Un esempio è la china, l’ibridazione tra le due specie Succirubra e Legeriana porta ad un ibrido in cui è esaltato il contenuto percentuale di chinina. Questa pratica di ibridazione è particolarmente efficace nelle piante perenni ed ha un tempo di sfruttamento lungo. L’ibridazione non fornisce caratteristiche stabili, progenie non uniformi e scomparsa dell’ibrido.

Mutazione: modificazione spontanea di un gene, può essere (per errore di trascrizione di DNA o RNA) o artificiale (raggi gamma). Viene indotta per rendere la pianta più forte da attacchi patogeni. Un esempio è la poliploidia, multiplo raddoppiamento del contenuto di DNA a partire dal valore base. Un vantaggio sono le maggiori dimensioni della pianta e quindi un maggiore contenuto di principio, ma aumenta la vulnerabilità ai parassiti: la Segale Tetraploide. Gli effetti non sono solo preventivi, si ha un aumento di alcaloidi (Belladonna), oli volatili (Acorus Calonus). I polipeptidi neoformati generalmente richiedono un certo numero di generazioni per stabilizzarsi.

• Fragola: la attualmente coltivata (Fragaria x ananassa) è un ibrido ottoploide originato da un incrocio interspecifico avvenuto, casualmente ormai tre secoli fa. Tutte le varietà oggi coltivate nel mondo appartengono a questa specie, anche se, pur in piccole quantità, significative sono le coltivazioni di F. Vesca Fragolina di bosco e F. Moschata e F. Chinoensis.

I fattori legati a parametri non genetici ha come fattore la raccolta (tempo periodo dell’anno in cui il rendimento delle sostanze è massimo; e inoltre l’età, ad esempio la Canfora è una pianta perenne: la radice viene raccolta in autunno o primavera, il fusto in inverno, la corteccia in autunno-primavera, le gemme in primavera, i fiori in primavera-estate, le foglie in estate-autunno e i semi in estate. La Duboisia è un esempio: foglie e frutti contengono alcaloidi come la scopolamina e iosciamina, con proprietà spasmolitiche e viene raccolta ad ottobre.

Fattori esogeni: il clima, latitudine, altitudine, terreno.

Clima: la luce è un fattore importante nella nutrizione e quindi nella formazione di principi attivi, nella Belladonna gli alcaloidi sono maggiori in estate; la digitale presenta glicosidi maggiori nel pomeriggio. Anche temperatura e umidità sono fattori importanti.

Fitotrone: insieme di ambienti, serre mantenute in condizioni controllate di temperatura, umidità e illuminazione, per lo studio e la sperimentazione sulle piante; rispetto a un ordinario complesso di serre, dispone di mezzi più precisi per realizzare determinate condizioni ambientali ed effettuare controlli e rilievi dei dati.

Latitudine: è importante nella composizione dei lipidi: le piante produttrici di grassi manifestano un maggior contenuto in acidi grassi se coltivata ai tropici e un maggior contenuto in grassi insaturi se coltivate in ambiente subtropicale. Anche l’altitudine è importante: il timo è più ricco di olio essenziale se coltivato in pianura. La cicuta invece nei paesi mediterranei è tossica mentre nei paesi freddi non lo è. Quindi le piante cresciute al di fuori del loro habitat naturale possono aumentare, diminuire o perdere la capacità di produrre principi attivi.

• Terreno: molto importante è il tipo di terreno (50% solido, 25% acqua e 25% aria), può essere di origine:
• Sabbia, ghiaia —> il pH del terreno gioca un ruolo fondamentale. La maggior parte delle piante cresce su un terreno appena più acido di quello neutro (pH 6.0-6.8).
• La camomilla si sviluppa in modo soddisfacente solo in terreni acidi; la digitale è ricca in principi attivi se coltivata in terreni ricchi di magnesio, mentre ne è povera quando cresce in terreni calcarei; la valeriana è poco attiva se cresce in ambiente paludoso; l’altea ha un ridotto contenuto di principi attivi se cresce in terreni umidi.

• Fattori biotici: allelopatia —> convivenza di specie diverse nello stesso ambiente. Condizionamento o interazione di un essere vivente alla crescita e allo sviluppo di un altro essere vivente. Le piante vegetano le une accanto alle altre e questo può influenzare la germinazione, lo sviluppo delle foglie e del fiore, la maturazione del frutto.
• Simbiosi: genomi differenti: la simbiosi è la maturazione tra organismi vegetali terrestri + funghi = micorizia, vantaggi: si ha una maggiore superficie radicale, elevata resistenza agli stress idrici, assorbimento di fosforo, utilizzo di ammonio e azoto organico, azione indiretta sull’efficienza fotosintetica e maggior resistenza alle malattie fungine; alghe + licheni; coralli + funghi = alghe + celenterati =

Lezione 4: Preparazione e conservazione delle droghe

La preparazione di una droga è l’insieme delle procedure a cui vengono sottoposte le droghe vegetali per la produzione dei principi attivi e quindi di farmaci estrattivi. I metodi di preparazione sono diversi e dipendono dal tipo di droga impiegata. Si distinguono metodi di preparazione di tipo meccanico ed estrattivo che vengono spesso usati in successione per l’estrazione dei principi attivi. Essi variano in base al tipo di droga e alla lavorazione che deve subire successivamente. Infatti le forme farmaceutiche in cui si vendono i prodotti fitoterapici sono numerose e possono essere suddivise in due grandi categorie:

• Solide: polveri, capsule, compresse
• Liquide: soluzioni estrattive (tisane, infusi, decotti…)

Per la preparazione sia di polveri che di estratti la droga di partenza potrebbe essere essiccata o fresca. La macinazione (frantumazione, triturazione, polverizzazione) si effettua su droghe secche; la spremitura e centrifugazione si effettuano su droghe fresche.

• Frantumazione: consiste nel ridurre il materiale vegetale in più o meno grossi frammenti; si applica soprattutto con materiali duri e consistenti (legni, radici…);
• Triturazione: consiste nel ridurre una droga in particelle minute; si applica alle droghe erbacee, alle foglie, fiori, gemme, bulbi, tuberi e frutti;
• Polverizzazione: consiste nel ridurre in polvere le droghe frantumante o triturate. Essa facilita l’estrazione dei principi attivi dal momento che, maggiore è la finezza della droga più rapida sarà l’estrazione dei principi attivi;
• Macinazione: consente di ridurre le parti della pianta in una polvere di particelle di dimensioni più o meno omogenee. Tale operazione viene eseguita nei mulini. Dopo la macinazione, per assicurare un’appropriata grandezza delle particelle il materiale deve essere setacciato;
• Centrifugazione: si effettua adoperando piccoli torchi o apposite centrifughe e si ottengono succhi vegetali e oli essenziali;
• Spremitura: è un’operazione sia di preparazione che di estrazione che si effettua sulla droga fresca: la droga viene sottoposta a pressione in modo da far lacerare il tessuto e farne uscire il contenuto. È usata per ottenere succhi vegetali, oli essenziali, oli…

Estrazione: per estrazione si intende il metodo di separazione in cui il materiale solido o liquido viene messo a contatto con un solvente liquido per trasferire uno o più componenti nel solvente.

Tecniche di estrazione a freddo

• Macerazione: estrazione effettuata ponendo la droga secca nell’opportuno solvente (alcol, etere, aceto…) a temperatura ambiente per un tempo opportuno (circa 1 settimana);
• Percolazione: consiste nel far diluire il solvente (alcol o acqua) attraverso uno stato uniforme di droga polverizzata e umidificata e preventivamente sottoposta a macerazione all’interno del percolatore (24-48 ore). La velocità di percolazione deve essere bassa in modo tale che il solvente a contatto con la droga, abbia il tempo di estrarre i principi attivi. Generalmente si impiega una velocità di 20 gocce di solvente al minuto per 1 kg di droga. Si utilizza per droghe costose, per l’estrazione di principi attivi particolarmente ricercati. Non si può utilizzare per droghe che tendono a rigonfiarsi e droghe povere di fibra.

Tecniche di estrazione a caldo

• Infusione: si ottiene un infuso: si versa, sulla droga opportunamente polverizzata, acqua alla temperatura di ebollizione lasciando poi a contatto con l’acqua fino al raffreddamento. Si impiegano le parti tenere e delicate della pianta (foglie, fiori, ramoscelli).
• Decozione: [continua nel testo originale]