Appunti del corso di Metaboliti naturali bioattivi

ALCALOIDI

Sono i più conosciuti, studiati fin dall'antichità come molecole di interesse farmaceutico. Il primo studiato e scoperto è stata la morfina - estratta da Papaverum somniferum - uno dei più usati a livello moderno. Ce ne sono di diverso tipo; li troviamo in molte piante, ma anche in alcuni funghi (Amantia muscaria, Claviceps purpurea). Gimnosperme come Taxus e Ephedra (ephedrina, tipo la tirosina) Angiosperme dicotiledoni, molto frequenti gli alcaloidi. Possono essere specie-specifici, famiglia/genere-specifici. Molti anche negli essudati radicali, che esplicano effetti allelopatici. Esempio: farfalla Tyria jacobae si ciba di Senecio vulgaris, li tollera e li stocca addirittura nelle uova come difesa di queste. Alcaloide più conosciuto al mondo, la caffeina. Gli alcaloidi derivano da aa (lisina, trp, tyr), dalle purine (basi), terpenici e polichetidici. Dall'ornitina derivano nicotina e cocaina. Dalla lisina derivano codeina e morfina, che hanno

struttura simile. La codeina è la versione metilata della morfina; è anche molto più versatile, meno potente, usata in sciroppi per la tosse perché agisce a livello del centro che porta lo stimolo della tosse (medulla oblungata).

La morfina è uno degli analgesici più potenti; attiva i recettori per gli oppioidi. Va dosata bene, rischio importanti effetti collaterali.

Anche una certa rana può mangiare questi alcaloidi e stoccarli sottocute, usandoli da difesa in caso di attacco.

Eroina - diacetilmorfina (ha due acetili al posto dei 2 OH a sx della morfina). Queste due acetilazioni portano a un effetto molto più forte della morfina. Supera la barriera ematoencefalica; no usi clinici.

Sanguinarina: effetto sulla placca dentale e protettivo sulle gengiviti, azione antibatterica e antinfiammatoria. Si estrae dalla Sanguinaria canadensis.

Berberina: usata anche come colorante, azione antinfiamamtoria, antibatterica ed effetto positivo su alcune malattie.

agendo anche a livello delle fosfodiesterasi.

Tubocurarina: molecola complessa, è la base di molte miscele per le operazioni chirurgiche - si usa come anestetico/miorilassante. Controlla spasmi muscolari e convulsioni. Importante il dosaggio. Scoperta: gli indios vi intingevano le punte delle frecce con cui sparavano ai nemici, che cadevano a terra.

Alcaloidi tropanici (dall'ornitina)

Cocaina; anestetico oftalmologico. Fino al 1906 la cocacola conteneva 5mg di coca/ 100 mL. Adesso invece c'è la caffeina al posto della coca. Stimola il SNC e aumenta la resistenza fisica.

Mate de coca - foglie usate per adattamento a grandi altitudini

Anche la Mandragora contiene alcaoidi

Nicotina: stessa famiglia di alcaloidi. Stimolata dalle ferite causate dagli erbivori (fitoalessina). Usata come insetticida naturale; estratta da Nicotiana tabacum

Alcaloidi terpenoidi indolici

Formula abbastanza complessa; molecola precursore.

Vinblastina e vincristina: estratte dal Catharantus roseus,

Molto importanti per trattamento di alcuni tumori, tra cui i linfomi. Agiscono infatti sui processi di mitosi, legandosi nel ciclo metafasico e bloccando la replicazione delle cellule tumorali, legandosi alla tubulina e prevenendo la sua polimerizzazione. Altre molecole sono troppo tossiche per essere usate dal pdv farmacologico (es. Ajmalina) - funziona a livello del SN e altre cellule. Ajmalicina invece usata per la sua azione ipotensiva, quindi molecola base di alcuni farmaci per patologie del sangue e della circolazione. Alcune hanno effetto vasodilatatore e possono essere usati come afrodisiaci. Altri usati per il mal di testa. Il chinino è usata come antimalarico, ma ora molti ceppi del Plasmodio della malaria sono diventati resistenti a questa molecola. Si sono cercate altre molecole (Artemisimina). Il chinino ha anche altre applicazioni: è il principale alcaloide della corteccia di Cinchona. È anche usato per la produzione dell'acqua tonica di origine indiana.

(aggiunto per dare gusto amaro). In India usato allo0,007%. Anche effetti antimicrobici. Strychnina: alcaloide molto tossico e attivo sul SNC legandosi ai recettori della glicina. Fino a qualche anno fa usata nel veleno per i topi. Alcaloidi purinici Teobromina: uno degli alcaloidi più utilizzati nell'alimentazione. È un alcalide purinico, presente in molte quantità nel cacao. È una delle molecole più antiche come utilizzo, usate fin dagli Atzechi. "Novel food" introdotto dal 1500. Bevuto soprattutto come bevanda, era però un filtrato molto amara (totalmente diversa dalla cioccolata di oggi). Caffeina: anche lei come la teobromina è accumulata nei frutti (del caffè) tra lo 0.2% e il 2%. Deterrenti per gli animali. Si trova anche nelle foglie e nei cotiledoni (foglioline embrionali), ma non nelle radici. Molto presente però al margine delle foglie (sempre perché dal punto di vista evoluzionistico un erbivoro comincia amangiare dall'estremità delle foglie). Il antagonista dei recettori endogeni dell'adenosina: provoca vasocostrizione e aumenta la pressione sanguigna. Ha un'emivita variabile, a seconda della massa del corpo umano (negli adulti circa 5 ore, ma nei bambini anche 100 ore, non hanno ancora la via per smaltire la caffeina nei reni - pericolo caffeina ingravidanza). Anche possibile composto per bruciare i grassi e usata nel trattamento contro il mal di testa. Additivo in medicine e farmaci. Piante che la producono: caffè, tè (chiamata teina), cacao, Paulinia cupana (volgarmente il guaranà! Contiene moltissima caffeina, soprattutto i semi). Alcaloidi pirrolizidinici Senecionina: dalla pianta Senecio, che appartiene alle Asteraceae. Velenoso per i mammiferi, ad esempio per il bestiame. Diventa tossica dopo l'azione della citocromo P450 monossigenasi nel fegato. Accumulata in alcuni insetti e usata come difesa e feromone. Farfalla che si ciba delSenecio e accumula senecionina. Alcaloidi steroidei sono glicoalcaloidi, legate a una porzione triterpenica che ricorda gli steroidi. Presente anche l'azoto, quindi si tratta di una famiglia di alcaloidi. Un esempio è la solanina, nella famiglia della Solanacee (patate, pomodori, melanzane). Se assunta in grandi quantità ha effetti tossici perché ha effetto inibitorio sulla colinesterasi, effetti a livello GI. Il processo di domesticazione delle patate ha fatto sì che questi alcaloidi steroidei venissero eliminati dal tubero, ma questo non è stato risposto a un'eliminazione anche da altre parti della pianta. Questo ha fatto sì che la pianta risultasse più resistente all'attacco di patogeni erbivori e che il tubero fosse più sicuro per il consumo umano. Quindi questo è stato positivo! Betalaine sono i composti principali della barbabietola rossa. Il rosso è dato proprio da queste molecole colorate, non da.

carotenoidi. Sono molecole utilizzate anche come coloranti naturali (es caramelle gommose). Sono solubili in acqua e derivano dalla DOPA(deidrooxilfenilalanina). Visto che hanno molti doppi legami pare abbiano anche azione antiossidante, paragonandole a vit C ecarotenoidi. Protezione da perossidazione lipidica.

CIANOGENIGLUCOSIDI: Cianuro è tossico, si lega al complesso IV del complesso della catena respiratoria, bloccando la respirazione e uccidendo lacellula. Si lega anche ad altri enzimi importanti.

I glicosidi cianogeni sono importanti molecole di difesa. Esistono vari alimenti che li producono: la manioca (Manihotesculenta), da cui si ricava la tapioca. Usata moltissimo soprattutto in Paesi poveri, è il cibo base. Se non bollita bene a Tadeguate può essere tossica. La cottura infatti previene la formazione di composti tossici. Pare sia ovunque nella pianta ma nonnei semi (soprattutto radici).

Linamarina e lotaustralina: composti glucosidici con relativi agliconi,

Che possono poi essere convertiti in cianuro e causare la morte del mo che si ciba della manioca. Idrolisi dello zucchero grz a glicosidasi, si libera lo zucchero e si forma una cianoidrina. Poi, o per reazione spontanea o per azione dell'aidrossinitrile liasi, si forma un composto chetonico e l'acido cianidrico. La molecola iniziale è inattiva, una pro-tossina. L'acido cianidrico colpirà i suoi target. I glucosidi cianogeni si trovano anche nella mandorla della pesca, nel nocciolo. Presenti anche nelle mandorle classiche. Uno dei più pericolosi è l'amigdalina. Le principali industrie che usano mandorle hanno sistemi di controllo precisi.

GLUCOSINOLATI: Simili ai glucosidi cianogeni; contengono azoto e zolfo e sono glucosioati. La molecola intera non è tossica, ma un enzima porta alla formazione di composti tossici come gli isotiocianati e derivati. Parti esterne di frutti e vegetali, molto legati alla famiglia delle Brassicaceae.

Crucifere. La tioglucosidasi taglia tra glucosio e zolfo, il glucosio è rilasciato ed è rilasciato l'aglicone che per reazione spontanea perde solfato e si formano nitrili e isotiocianati. Origine amminoacidica come parte degli alcaloidi. Derivano da quelli alifatici o aromatici oppure di origine indolica (con nucleo indolico dal Trp). Si ha allungamento della catena amminoacidica e si forma il core centrale. Su questo core vengono effettuate modificazioni secondarie che possono prevedere: per gli alifatici ossigenazioni, alchilazioni, benzilazioni, idrossilazioni; per gli indolici idrossilazioni o metossilazioni, benzilazioni. In natura ci sono 120 diversi glucosinolati. Tipici delle brassicaceae. Sintetizzati soprattutto da alcuni aa come met, trp, phe, tyr. Le piante hanno la mirosinasi, che in presenza di acqua elimina il glucosio producendo l'aglicone e così via. Come con le patate, sono state selezionate per avere contenuto inferiore di glucosinolati. Da un lato si sono

rese di gustomigliore, ma anche problema evolutivo, perchè più facilmente attaccabili e poi se queste molecole sono benefiche noi neingeriamo meno.

Alcuni glucosinolati usati per prevenire alcune tipologie di cancro.

ALIMENTARIPIANTEPRIETA DELLEORO

Ricche di molecole per crescita e sviluppo e produzione di molecole bioattive, utili soprattutto nel caso di malattie cronico-degnerative. Sono stati fatti importanti studi epidemiologici riguardo il consumo di vegetali, e si è evidenziato come chi utilizzauna dieta siprattutto vegetale possa avere benefici a livello della salute.

Alcuni nutrienti sono essenziali, come le vitamine. Altri no.

Verdura: verdure, legumi, erbe aromatiche. Le varie verdure si possono classificare in base alla loro parte edule (verdure afoglia, a fiore vome il carciofo, a frutti come il pomodoro, a fusto come il sedano, a tuberi come la patata, anche se nonproprioamente verdura, a radice come le carote). I legumi sono come semi. Erbe aromatiche

spesso per dare aroma al cibo. Frutta: generalmente è dolce, anche