El conocimiento de las plantas medicinales nativas resulta de gran beneficio, pues puede permitir enriquecer el número de drogas medicinales útiles al hombre, por lo cual, el interés del ser humano por conocer dichas especies vegetales data de tiempos muy remotos.
Como ya se mencionó anteriormente, en la naturaleza podemos encontrar un amplio grupo de metabolitos secundarios de especies vegetales: los fenoles, y dentro de ellos encontramos a los flavonoides, los cuales constituyen el grupo de compuestos fenólicos más diverso y ampliamente distribuido en las plantas. Estos metabolitos fenólicos son sintetizados por las plantas durante su crecimiento y desarrollo, y sobre ellos se han centrado expectativas por las variadas actividades que han informado, entre ellas actividad antioxidantes y capacidad secuestrante o scavenger de RL.
Químicamente son fenoles del tipo diaril-propano (Ar-C3-Ar) unidos la mayoría
a una cadena de azúcares. Su estructura básica consta de dos grupos fenilo (A y B)
unidos por un puente de tres carbonos que forma un anillo heterocíclico oxigenado
(anillo C)(Figura 1.6)(Manach y col., 2004).
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En función de los grados de oxidación e insaturación del anillo heterocíclico se pueden diferenciar varias clases de flavonoides y dentro de cada clase se pueden establecer diferencias en base a la naturaleza y número de los sustituyentes unidos a los anillos (Figura 1.7) (Manach y col., 2004; Villar del Fresno, 1999).
Figura 1.7: Principales tipos de flavonoides.
La estructura base puede tener grupos hidroxilos, cuyas posiciones más frecuentes son 3, 5, 7, 3´, 4´, los cuales a su vez pueden estar libres, eterificados con metanol o unidos a distintos azúcares, generalmente como C-heterósidos u O-heterósidos. Las moléculas de flavonoide no unidas a un grupo glúcido se conocen como agliconas, mientras que las formas glicosiladas se denominan glicósidos de flavonoide y son las más frecuentes en las plantas. Se han identificado más de 80 azúcares diferentes unidos a los flavonoides; monosacáridos, disacáridos, trisacáridos e incluso tetrasacáridos. Los azúcares más comunes son glucosa, galactosa, ramnosa, arabinosa, xilosa y ácido glucurónico (Hollman y Arts, 2000; Manach y col, 2004; Villar del Fresno, 1999).
Los flavonoides se encuentran extendidos en el reino vegetal como pigmentos que le dan color a las flores y algunos frutos, pero también se los encuentra en alimentos de consumo cotidiano como frutas, verduras, nueces, infusiones y vinos. El papel exacto de estos metabolitos secundarios en las plantas todavía no está claro, pero se sabe que los flavonoides son importantes para la supervivencia de una planta en su entorno; regulan el crecimiento de las plantas, matan o inhiben el crecimiento de muchas cepas bacterianas, inhiben las principales enzimas virales, y destruyen algunos protozoos patógenos. Asimismo, actúan como atractores visuales, como repelentes,
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fotorreceptores, y como protección contra la radiación UV. Desde el punto de vista farmacológico, estos poseen propiedades como antioxidantes, antimicrobianos, antivirales, antiinflamatorios, presentan efecto protector vascular, gastroprotector, anticarcinogénico, neuroportector, entre otras actividades (Amić y col, 2007;
Procházková y col., 2011). En los últimos años han ido adquiriendo un gran interés en
su estudio debido a su poder antioxidante, o sea su capacidad de reducir RL y quelar metales, no permitiendo la capacidad catalizadora de los RL, y por ende a su posible rol en la prevención de diversas enfermedades.
1.5.1
Actividad antioxidante de flavonoides
Los flavonoides pueden actuar como antioxidantes mediantes dos mecanismos principales: capacidad captadora de RL y quelación de metales, sin embargo otros mecanismos que determinan su capacidad antioxidante son la inhibición de enzimas involucradas en la formación de RL, la activación de enzimas antioxidantes, y la regeneración de antioxidantes endógenos. En general, los flavonoides son antioxidantes en virtud del número y posición de sus grupos hidroxilos fenólicos unidos a las estructuras del anillo, por lo que la glicosilación de estos grupos reduce la capacidad antioxidante en comparación con los aglicones correspondientes, sin embargo existen otras características estructurales particulares que deben cumplir
(Amić y col, 2007; Shahidi y Ambigaipalan, 2015).
Como captadores o scavengers de radicales libres
Estos compuestos pueden actuar como donantes de hidrógeno o electrones en reacciones de terminación que rompen el ciclo de generación de nuevos RL, deteniendo las reacciones en cadena en las que están implicados dichos radicales. Para que un flavonoide antioxidante (FOH) tenga actividad antirradicalaria debe cumplir
una característica básica que es generar un radical más estable y menos dañino (RH)
luego de reaccionar con la especie radical (R•). Esta reacción se basa en una transición
redox en la que está implicada la donación de un electrón (o un átomo de hidrógeno)
a la especie radicalaria. Como resultado se formará un radical fenoxilo derivado del flavonoide (FO•) que es menos reactivo ya que se estabiliza por resonancia con los
electrones π del anillo aromático (Figura 1.8), y puede ser recuperado gracias a la
colaboración de otras moléculas antioxidantes como la vitamina C. Además, en el caso de los radicales aroxilo generados a partir de 3’,4’-diOH flavonoides, éstos pueden reaccionar con un segundo radical (R•) adquiriendo una estructura de quinona estable (Amić y col., 2007; Halliwell, 2007; Shahidi y Ambigaipalan, 2015).
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Figura 1.8: Esquema general delmecanismo captador o scavenger de RL.
Así, las características estructurales que determinan la capacidad de los flavonoides para captar radicales son (Figura 1.9) (Amić y col., 2007; Procházková y col., 2011;
Shahidi y Ambigaipalan, 2015):
* La presencia de dos grupos hidroxilo en posición orto (3’, 4’) en el anillo B, que
donan un hidrógeno/electrón para estabilizar la especie de radical.
* La presencia de grupos hidroxilo en las posiciones 3 y 5 del anillo.
* La presencia en el anillo del doble enlace entre los carbonos 2 y 3 y, junto con el
grupo 4-ceto. Estas estructuras son importantes para la deslocalización de electrones y estabilización del radical fenoxilo, siempre que además estén presentes los dos orto-hidroxilos en el anillo B.
Esto hace que flavonas y, sobre todo, flavonoles se muestren como los más activos; sin embargo, otros flavonoides que no cumplen estos requisitos (derivados del flavano)
también poseen actividad antirradicalaria.
Figura 1.9: Principales requerimientos estructurales para actividad antioxidante. En violeta, hidroxilos en posición orto del anillo B. En naranja, el grupo 4-ceto conjugado con el doble
enlace C2-C3. En celeste, grupos hidroxilo.
Como quelantes de metales
Los flavonoides también pueden actuar como quelantes de metales Cu2+ y Fe2+
(Figura 1.10). Esta acción requiere la presencia de grupos hidroxilos cercanos en el
anillo aromático. De este modo, los o-dihidroxifenoles son secuestradores efectivos de iones metálicos e inhiben la generación de RL por la reacción de Fenton.
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Figura 1.10: Esquema general del mecanismo de quelación de metales.
Generalmente, los siguientes grupos funcionales se consideran importantes para la actividad quelante de metales (Figura 1.11) (Amić y col., 2007; Procházková y col.,
2011; Shahidi y Ambigaipalan, 2015):
* La presencia de grupos hidroxilo en posición orto (e.j. 3’-4’ o 7-8).
* El grupo 4-ceto combinado con el hidroxilo en posición 3 o con el hidroxilo en
posición 5, son sitios de acomplejamiento con metales
Figura 1.11: Principalessitios de unión de metales (adaptado de Amić y col., 2007).
Los flavonoides participan, por un lado, en funciones básicas para el correcto funcionamiento del organismo, pero a la vez pueden actuar como agentes oxidantes dañando diversas estructuras celulares. Los mecanismos en los que se basa este efecto son la formación de un complejo flavonoide hierro redox lábil, o de un radical fenoxilo lábil que por autooxidación, en presencia de altos niveles de metales de transición, puede generar O2•‒, y formas quinonas inestables, las cuales a su vez,
pueden conjugarse con cisteína o ácidos nucleicos generando efectos prooxidantes. Otros mecanismos involucrados son la oxidación de antioxidantes de bajo peso molecular o daño directo en el ADN. El carácter antioxidante o prooxidante viene determinado por la estabilidad redox del radical formado a partir del flavonoide original, la concentración y estructura del flavonoide, y las condiciones fisiopatológicas del organismo. Si bien se cree que la actividad prooxidante es directamente proporcional al número total de grupos hidroxilo en la molécula del flavonoide, requerimiento estructural similar al necesario para poseer actividad antioxidante, en general se necesitan grandes concentraciones del flavonoide para observar efectos prooxidantes y si bien diversos estudios indican que los polifenoles pueden tener efectos tóxicos, es mucho más amplia la bibliografía que hace referencia a su capacidad
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como antioxidantes y su participación en el mantenimiento de una buena salud. De cualquier forma, es necesario evaluar cada situación en particular para determinar el efecto predominante (Procházková y col., 2011; Saeidnia y Abdollahi , 2013).
Dado que la principal fuente de flavonoides es el reino vegetal, se presentarán los antecedentes de las especies vegetales con las que se trabajó en el presente trabajo de tesis.