Metabolitos Secundarios

Los metabolitos secundarios son compuestos que una planta produce más allá de la maquinaria central de crecimiento y reproducción; no son necesarios para la supervivencia básica de cada célula, pero median la interacción de la planta con su entorno, en defensa, señalización y protección. Muchos de ellos son los constituyentes farmacológicamente activos que hacen de las plantas una fuente de medicamentos.

Definition

Los metabolitos secundarios son compuestos orgánicos producidos por las plantas que no están directamente involucrados en el crecimiento, desarrollo o reproducción normales, pero que típicamente cumplen funciones ecológicas y con frecuencia poseen actividad biológica de interés farmacéutico.

Scope

Este tema abarca el concepto de metabolismo secundario (especializado) en plantas, cómo difiere del metabolismo primario, los orígenes biosintéticos que organizan las principales clases de compuestos y por qué estas moléculas son fundamentales para la farmacognosia de productos naturales. Es material de referencia sobre química vegetal, no una guía clínica.

Core questions

• ¿Qué distingue el metabolismo secundario del primario?
• ¿De qué vías biosintéticas surgen las principales clases de metabolitos secundarios?
• ¿Por qué los metabolitos secundarios son desproporcionadamente importantes como prototipos de fármacos?

Key concepts

• Metabolismo primario versus secundario
• Funciones ecológicas y defensivas
• Producción constitutiva versus inducida
• Vías del shikimato, mevalonato, MEP y policétidos
• Diversidad química a partir de precursores compartidos
• Quimiotaxonomía

Mechanisms

Los metabolitos secundarios se construyen a partir de intermediarios del metabolismo primario —acetil-CoA, aminoácidos aromáticos y unidades isoprenoides— que se desvían hacia vías dedicadas. La vía del shikimato alimenta los fenólicos y muchos alcaloides, las vías del mevalonato y del metileritritol-fosfato alimentan los terpenoides, y los aminoácidos siembran la mayoría de los esqueletos de alcaloides. La elaboración enzimática, la oxidación y la conjugación generan entonces la amplia diversidad estructural que caracteriza a esta clase. La producción a menudo se regula de forma ontogénica y se induce por estrés o ataque, lo que es consistente con sus funciones ecológicas en defensa y señalización.

Clinical relevance

Dado que muchos fármacos son metabolitos secundarios o derivados de ellos, esta clase constituye el principal reservorio del que se nutre la farmacología de productos naturales. La entrada explica por qué la química vegetal produce moléculas medicinalmente activas; es descriptiva y no una base para el diagnóstico, la dosificación o las decisiones de tratamiento.

Evidence & guidelines

La evidencia aquí es química y biosintética —estudios de aislamiento, elucidación de vías y revisiones de productos naturales como fuentes de fármacos—, más que evidencia de ensayos clínicos. Las revisiones que documentan la contribución de los productos naturales a los fármacos aprobados resumen la importancia práctica del campo.

History

El reconocimiento de que las plantas producen compuestos más allá de los necesarios para el crecimiento se cristalizó en el siglo XX a medida que el estudio biosintético mapeaba las vías que conectan los intermediarios primarios con los productos especializados. La conceptualización de estos compuestos como funcionalmente ecológicos, en lugar de residuos metabólicos, reconfiguró la forma en que se entendía su diversidad y valor farmacológico.

Seminal works

• newman-2007
• dewick-2009

Frequently asked questions

¿Por qué se les llama metabolitos 'secundarios'?

El término los distingue de los metabolitos primarios esenciales para la vida celular básica; los metabolitos secundarios no son necesarios para la supervivencia de cada célula, pero cumplen funciones especializadas, a menudo ecológicas.

¿Son los metabolitos secundarios lo mismo que los productos naturales?

En farmacognosia, los términos se superponen en gran medida: la mayoría de los 'productos naturales' vegetales de interés farmacéutico son metabolitos secundarios, aunque el campo más amplio de los productos naturales también incluye compuestos de microbios y otros organismos.