Tema N° 2. Hábitos: Usos de la biodiversidad
Química de productos naturales: base científica de los saberes tradicionales
En cada ser vivo ocurren una serie de reacciones bioquímicas que son esenciales para vivir, crecer y reproducirse. El conjunto de reacciones mediante el cual un organismo fabrica sus propias moléculas (7) y mantiene la vida se conoce como metabolismo. El metabolismo funciona de dos maneras: el proceso anabólico, que usa energía para construir moleculas a partir de otras; y el catabólico, en donde se libera energía al romper las moleculas. A pesar de las características extremadamente diferentes de los distintos seres vivos, las rutas generales para modificar y sintetizar estas sustancias son escencialmente las mismas para todos, con pequeñas modificaciones. Pero no todos los procesos metabólicos en un organismo son igual de importantes, y por eso se conoce como metabolismo primario a aquellas reacciones bioquímicas esenciales para el organismo, y como metabolismo secundario a aquellas reacciones bioquímicas que otorgan ventajas ecológicas a los organismos que la producen.
Un proceso esencial en el metabolismo primario es la fijación de carbono por fotosíntesis, un proceso anabólico que requiere la energía de la luz para construir moléculas de glucosa. Esta molécula es uno de los elementos clave para el crecimiento de las plantas, las que tienen un metabolismo esencialmente autótrofo y anabólico. Los organismos heterótrofos tienen un metabolismo esencialmente catabólico, y digieren las moléculas para obtener su energía. Por otra parte, los compuestos que participan en este metabolismo se denominan metabolitos secundarios, y se producen en ese organismo vivo como respuesta a las condiciones ambientales adversas, ya sean: estrés hídrico, térmico, de superpoblación o excesiva radiación; siendo en general señales químicas frente a pastoreo, plagas, ataque de patógenos y simbiosis con otros organismos. Son muy abundantes y varían entre las especies según su aclimatación a las condiciones ambientales. En sentido amplio, un producto natural está formado por todos los compuestos de la naturaleza. En sentido más estricto, un producto natural sólo es un metabolito secundario (Gutiérrez & Estévez 2009).
La Química de Productos Naturales es una disciplina científica que investiga los metabolitos secundarios de fuentes naturales de origen vegetal, animal, marino, fúngico y bacteriano. Estos son justamente compuestos de interés porque poseen en su estructura química algunas subestructuras que son bioactivas en organismos animales, incluido el hombre (Pomilio 2012). A partir de una sola planta se pueden derivar decenas de productos naturales. Es importante destacar que tienen un importante y significativo valor medicinal y económico, derivado éste último de su uso en la industria cosmética, alimentaria y farmacéutica. Un gran número de estos productos naturales, que ya se usaban en la medicina antigua como remedios para combatir enfermedades, se utilizan en la actualidad como medicamentos, resinas, gomas, potenciadores de sabor, aromas, colorantes, entre otros (Ávalos & Pérez-Urria 2009) Un ejemplo de ello son los alcaloides, como la morfina, la cafeína y la nicotina; otro caso son los flavonoides, que se encuentran en el té verde y son antioxidantes; o los terpenoides, que se caracterizan por tener propiedades aromáticas y son los constituyentes mayoritarios de las esencias de las plantas.
De acuerdo a lo definido por Ávalos & Pérez-Urria (2009) los productos naturales se agrupan en cuatro clases principales: terpenos, fenoles, glicósidos y alcaloides (Tabla 1). En no pocos casos, alguno de estos grupos principales de sustancias generadas por un organismo, puede servir de alimento o proporcionar una utilidad de diversa naturaleza para otro ser vivo; el cual, generalmente, toma provecho de esa sustancia para mejorar su calidad de vida, llegando algunas veces, como consecuencia de ese aprovechamiento, a aniquilar al primer organismo productor. Ese beneficio y su aprovechamiento, se producen siempre como consecuencia de la capacidad de descubrimiento del segundo ser y nunca porque el primero haya tenido entre sus objetivos servir, de alguna manera, al segundo. En otras palabras, “parece totalmente improbable que algún ser en la naturaleza haya generado sustancia alguna con el fin de facilitar o mejorar la existencia de otro” (Muñoz & Fajardo 2005).
Las prácticas ancestrales o tradicionales que permiten generar los alimentos y demás productos necesarios a partir de la naturaleza tienen una base científica, en gran medida desconocida para las comunidades locales. En este sentido, la Química de Productos Naturales pretende comprender el fundamento de los procesos biológicos que desencadenan los usos tradicionales o ancestrales de la biodiversidad, bien los que desencadenan hábitos alimentarios, bien los que abordan la salud integral de un individuo, o bien la transformación de materias primas que pudieran ser ingredientes funcionales para la industria farmacéutica o alimentaria.
Tabla 1. Clasificación de los tipos de productos naturales en sentido estricto según su estructura química (elaboración propia).