Introducción a la farmacobotánica: plantas medicinales, tejidos y clasificación

Introducción a la Farmacobotánica

Definición y Alcance

BOTÁNICA (griego botane = planta) es la rama de las Ciencias Biológicas que tiene como objeto el estudio de los organismos denominados PLANTAS.

Ciencias farmacéuticas: conjunto de disciplinas cuyo objeto de estudio es el medicamento.

Farmacobotánica: es el estudio de las plantas que revisten interés en el ámbito de las ciencias farmacéuticas: medicinales, tóxicas, psicoactivas, con empleos cosmético, bromatológico e higiénico.

Farmacognosia: estudia los productos de origen natural empleados en farmacia.

¿Qué son las Plantas?

PLANTAS: Organismos eucariotas, cuyas células están provistas de pared celular celulósica. Poseen doble membrana en el cloroplasto y un arreglo de las membranas tilacoidales en grana. Son autótrofos con clorofilas α- y β- carotenos y xantófilas características. Producen almidón como sustancia de reserva.

Incluye los siguientes tipos de organismos:

• Clorófitos (Algas Verdes)
• Briófitos (musgos, hepáticas y antocerotas)
• Pteridófitos (helechos y plantas afines)
• Espermatófitos (plantas con semillas): Dentro de este último grupo, distinguimos:
  • Gimnospermas (semillas desnudas)
  • Angiospermas (flores y semillas encerradas en un ovario)

Hierbas o Drogas Vegetales (Herbs)

Materiales crudos tales como hojas, flores, frutos, semillas, tallos, maderas, cortezas, raíces, rizomas u otras partes de plantas, los cuales pueden presentarse enteros, fragmentados o pulverizados.

Nomenclatura Botánica

Binomio: género + especie

• Reino: Plantae
• División: Magnoliophyta
• Clase: Magnoliopsida
• Orden: Ranunculales
• Familia: Papaveraceae
• Género: Papaver
• Especie: somniferum

Clasificación de las Plantas

Niveles de Organización

• Citológicos: procariota y eucariota.
• Bioquímicos:
  • Genómica (Genes-ADN): Conjunto completo de genes de un organismo o sus organelas. Secuenciación sistemática del ADN.
  • Transcriptómica (ARN): Conjunto completo de moléculas de ARN mensajero presentes en una célula, tejido u órgano.
  • Proteómica (Proteínas): Total de moléculas proteicas presentes en una célula, tejido u órgano.
  • Metabólica: metabolitos primarios y secundarios (importantes en las plantas).
• Morfológico:
  • Protofitos: Unicelulares o agregados, poiquilohidros, sin células especializadas, procariotas, monadales (móviles, con flagelos), cocales (inmóviles), algas y hongos.
  • Talofitos: pluricelulares poiquilohidros con células vegetativas y reproductivas (algas, hongos y líquenes).
  • Briofitos: pluricelulares poiquilohidros con células especializadas (musgos y hepáticas).
  • Cormófitos: pluricelulares homeohídricos con células especializadas, aparición de tejidos (helechos y plantas con semilla).

Clasificación de los Tejidos Vegetales

Por su Composición

• Tejidos simples
• Tejidos compuestos

Por su Ontogenia

• Tejidos embrionales o meristemas
• Tejidos definitivos o adultos

Por su Función

• Meristemas
• Fundamentales
• Conductores
• Mecánicos
• Protectores
• Secretores

Meristemas Primarios

• Meristemas apicales: Crecimiento en longitud.
  • Meristemas caulinares: crecimiento del ápice caulinar, forman el tallo y hojas. En la fase reproductiva forman los órganos reproductivos.
  • Meristemas radicales: forman el ápice radical por el que crecerá la raíz.
• Meristemas intercalares: en la base de los entrenudos. Responsables de la separación entre los nudos.
• Meristemoides: células aisladas que originan estructuras particulares (estomas, tricomas, etc.)

Meristemas Secundarios

• Cambium vascular: crecimiento en espesor de tejidos internos, aumenta el volumen del sistema conductor.
• Cambium suberoso o felógeno: produce una corteza protectora reemplazando a la epidermis.

Los órganos y tejidos producidos por los meristemas apicales (protodermis, procambium y meristema fundamental) constituyen el cuerpo primario de la planta. Los producidos por los meristemas laterales (cambium y felógeno) constituyen el cuerpo secundario de la planta.

Meristema Caulinar

La parte más apical del meristema está constituida por la túnica, formada por una o dos capas de células, que origina a la protodermis. Por debajo de la túnica se encuentra el corpus: masa de células que ocupa el centro del ápice del meristema. El corpus origina al procambium y al meristema fundamental.

Meristema Radicular

Los meristemas primarios en la raíz se presentan en el siguiente orden, de afuera hacia adentro: protodermis, meristema fundamental y procambium. La raíz no posee la organización TÚNICA-CORPUS, presenta un centro de quiescencia (que contiene células iniciales) y además se encuentra la cofia o caliptra.

Tejidos Vasculares

Xilema

Transporta agua y sustancias disueltas, forma la parte dura de la planta y macroscópicamente es más visible que el floema.

• Xilema primario (X1): deriva del procambium (protoxilema y metaxilema) (engrosamientos anulares, helicoidales).
• Xilema secundario (X2): deriva del cambium vascular (solo en crecimiento secundario).

Tipos celulares:

• Vasculares: Traqueas o vasos, traqueidas (reticulados, escalariformes, punteados).
• No vasculares: células parenquimáticas y fibras esclerenquimáticas.

Floema

Tejido complejo que transporta los productos de la fotosíntesis, azúcares y materias orgánicas elaboradas a través de la planta, desde su sitio de producción hasta donde serán consumidas.

• Floema primario (F1): protofloema y metafloema del procambium.
• Floema secundario (F2): del cambium vascular en crecimiento secundario.

Tipos celulares:

• Vasculares: tubos cribosos y células cribosas participan en la conducción de savia elaborada.
• No vasculares: células parenquimáticas con función de transporte y reservante. Fibras floemáticas con función mecánica.

Tejidos Aislantes

Clasificación

• Primarios:
  • Externos: epidermis e hipodermis.
  • Internos: endodermis.
• Secundarios: peridermis.

Epidermis

Presenta paredes primarias, con la pared exterior cubierta por cutícula. Recubre externamente el cuerpo de la planta y permite el intercambio de gases. Es un tejido complejo, con células unidas sin espacios intercelulares. No tiene crecimiento secundario y se origina en la protodermis. Puede ser uniestratificada o pluriestratificada.

Formas: epidérmica, oclusivas, buliformes, tricomas, glándulas y aguijones.

Células oclusivas: se presentan de a pares, simétricas, dejando una abertura: poro estomático u ostiolo, constituyendo el estoma. Poseen pared primaria desigualmente engrosada.

Células buliformes: presentes en gramíneas y monocotiledóneas, son muy grandes, sin cloroplastos, de pared delgada y con cutícula. Poseen una gran vacuola con mucha agua, interviniendo en el enrollamiento.

Aguijón: púa derivada de la epidermis, no poseen tejidos vasculares.

Pelos y tricomas: Apéndices epidérmicos que se originan en meristemoides.

• Unicelulares: Papilares, alargados o filiformes, ramificados, estrellados.
• Pluricelulares: Alargados simples, ramificados, estrellados peltados, escuamiformes peltados o no, lanosos.

Pelos especializados: glandulares, urticantes, radicales.

Exodermis

Evita la pérdida de agua de la raíz al suelo.

Hipodermis

Se origina en el meristema fundamental, en pares con lignina o suberina.

Peridermis

Capas celulares producidas por el felógeno (felógeno, súber y felodermis).

Súber: Es pluriestratificado con células muertas. Presenta incrustaciones de suberina en las paredes celulares. Suberina: polímero hidrófobo compuesto por ésteres de ácidos grasos y alcoholes. Con poros suberosos o lenticelas.

Estructuras Secretoras

Existen estructuras secretoras especializadas: glándulas, pelos glandulares, epidermis glandular o células glandulares.

Mecanismos de Secreción

1. Pasiva: por ósmosis.
2. Activa:
   • Holocrina: el producto es liberado por ruptura de las células.
   • Granulocrina: el producto es secretado por movimiento de vesículas hacia el exterior de la membrana plasmática.
   • Ecrina: el producto es secretado al exterior por medio de bombas moleculares y modificaciones ultraestructurales.

Sustancias Ergásticas

Participan en la defensa del organismo, el mantenimiento de la estructura celular o constituyen sustancias de reserva.

• Almidón, inulina:
• Lípidos: gotas dentro de cloroplastos y elaioplastos o como esferosomas.
• Aleurona: gránulos proteicos en semillas.
• Cristales:
• Gomas: sustancias de resina ácida con mucho peso molecular.
• Taninos: gránulos finos o gruesos en vacuolas.
• Resinas:

Estructuras Secretoras Internas

• Células secretoras (idioblastos):
• Espacios secretores: cavidades oleíferas.
• Laticíferos: células individuales o en grupos que acumulan látex.
  • Laticíferos unicelulares: no articulados y no ramificados.
  • Laticíferos pluricelulares: articulados, anastomosados y no anastomosados (Papaver somniferum).

Tipos de látex: opio, caucho, chicle, gutapercha.

Estructuras Secretoras Externas

• Tricomas:
• Hidatodos: secretores de sal con base unicelular.
• Secretores de mucílago: en idioblastos o estructuras especializadas.
• Secretores de terpenos:
• Coléteres:
• Nectarios: florales y extraflorales.
• Osmóforos: sustancias volátiles.

Pared Celular

Estructura extracelular celulósica que proporciona soporte, limita su volumen y actúa como barrera contra infecciones. Presenta plasmodesmos para la conexión con otras células.

• Laminilla media: pectina – Ca-Mg.
• Pared primaria: contiene celulosa, hemicelulosas, pectina.

Procesos de: lignificación, cutinización, suberificación, gelificación, pigmentación, mineralización.