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Los
metabolitos secundarios, también llamados metabolitos especializados, toxinas, o
productos secundarios, son compuestos
orgánicos producidos por bacterias, hongos o plantas que no están directamente
involucrados en el crecimiento, desarrollo o reproducción normal del organismo.
En cambio, generalmente median interacciones ecológicas, lo que puede producir
una ventaja selectiva para el organismo al aumentar su capacidad de
supervivencia o fecundidad. Los metabolitos secundarios específicos a menudo se
restringen a un conjunto estrecho de especies dentro de un grupo filogenético, en otras palabras, una sustancia
particular producida como un metabolito secundario es propia de un grupo de
especies relacionadas evolutivamente. Los metabolitos secundarios a menudo juegan un papel importante en la
defensa de las plantas contra la herbivoría y otras defensas entre especies.
Los humanos usan metabolitos secundarios como medicinas, saborizantes,
pigmentos y drogas recreativas (Bourgaud, Gravot, Milesi, &
Gontier, 2001; Seigler, 2012; Verpoorte & Memelink, 2002).
El término
metabolito secundario fue acuñado por primera vez por Albrecht Kossel, premio
Nobel de medicina y fisiología de 1910 en 1910 (Jones, 1953). Treinta años después, el botánico
polaco Friedrich Czapek describió los metabolitos secundarios como productos
finales del metabolismo del nitrógeno (Hartmann, 2008; Henriksen et al.,
2022).
O sea que
nos naturales se pueden clasificar dentro del grupo de los metabolitos
secundarios siendo principalmente agrupados dentro de una categoría especial
denominado poliinos.
Según
Ferdinand Bohlmann, el primer compuesto acetilénico natural, el éster de
dehidromatricaria, se aisló de una especie de Artemisia en 1826. En los casi
dos siglos que siguieron, se han descubierto e informado más de mil acetilenos
naturales.
Figura 6‑1. Artemisia absinthium
(en latín medieval aloxinus), llamada comúnmente Ajenjo (Cangrejo),
asensio, ajorizo, artemisia amarga o hierba santa, es una planta herbácea
medicinal, del género Artemisia, nativa de las regiones templadas de
Europa, Asia y norte de África. Conocida desde muy antiguo ya por los egipcios,
transmitida después a los griegos, esta hierba ha sido denominada la «madre de
todas las hierbas» en la obra Tesoro de los pobre1 dadas sus múltiples aplicaciones
curativas. Se utiliza como tónico, febrífugo y antihelmíntico, así como en la
elaboración de la absenta y del vermut.
Los poliinos,
un subconjunto de esta clase de productos naturales, se han aislado de una
amplia variedad de especies de plantas, cultivos de hongos superiores,
bacterias, esponjas marinas y corales (Shi Shun & Tykwinski, 2006).
Estos
productos químicos tienen diversas actividades biológicas: aromatizantes y
pigmentos, repelentes químicos y toxinas, y aplicaciones potenciales para la
investigación biomédica y farmacéutica. En las plantas, los poliinos se
encuentran principalmente en el clado Campanulidae, especialmente en las
familias del girasol, la zanahoria y el ginseng y la campanilla. Sin embargo,
también se pueden encontrar en algunos miembros de las familias del tomate, el
olax y el sándalo (Shi Shun & Tykwinski, 2006). El poliino más antiguo que se
aisló fue el éster de dehidromatricaria (DME) en 1826; sin embargo, no se
caracterizó por completo hasta más tarde (Minto & Blacklock, 2008).
Los diinos
y triinos, especies químicas con el enlace RC≡C–C≡CR′ y RC≡C–C≡C–C≡CR′
respectivamente, ocurren en ciertas plantas (Ichthyothere, Chrysanthemum,
Cicuta, Oenanthe y otros miembros de Asteraceae y familias
de las apiáceas). Algunos ejemplos son la cicutoxina, la enantotoxina y el
falcarinol, siendo estas sustancias altamente tóxicas.
Figura 6‑2. Conium maculum llamada
comúnmente cicuta, es una especie herbácea bienal de la familia de las
apiáceas. Es típica de terrenos baldíos, escombreras y bordes de caminos. Las apiáceas
(Apiaceae), son una familia de plantas herbáceas y arbustos fanerógamas
perteneciente al orden de las apiales. Esta familia está constituida por unos
418 géneros y más de 3257 especies aceptadas extendidas por todo el mundo,
aunque son poco frecuentes en zonas tropicales, desérticas y en Australia.
La
cicutoxina, por ejemplo, es un compuesto químico venenoso de origen natural
producido por varias plantas de la familia Apiaceae, incluida la cicuta
de agua (especie Cicuta) y la gota de agua (Oenanthe crocata) (Minto & Blacklock, 2008). El compuesto contiene grupos
funcionales de polieno, poliino y alcohol y es un isómero estructural de la
enantotoxina, que también se encuentra en la gota de agua. Ambos pertenecen a
la clase química C17-poliacetilenos (Minto & Blacklock, 2008). Provoca la muerte por parálisis
respiratoria resultante de la alteración del sistema nervioso central (Minto & Blacklock, 2008). Es un potente antagonista no
competitivo del receptor del ácido gamma-aminobutírico (GABA). En los seres
humanos, la cicutoxina produce rápidamente síntomas de náuseas, emesis y dolor
abdominal, generalmente dentro de los 60 minutos posteriores a la ingestión.
Esto puede provocar temblores, convulsiones y la muerte.
Los
alquinos se encuentran en algunos productos farmacéuticos, incluido el anticonceptivo
noretinodrel. Un triple enlace carbono-carbono también está presente en
medicamentos comercializados como el antirretroviral Efavirenz y el antifúngico
Terbinafina. Las moléculas llamadas eneo-diinos presentan un anillo que
contiene un alqueno ("eno") entre dos grupos alquinos ("diino").
Estos compuestos, como la caliqueamicina, son algunos de los fármacos
antitumorales más agresivos que se conocen, tanto que la subunidad eno-diine a
veces se denomina "cabeza nuclear". Los eno-diines se reorganizan a
través de la ciclación de Bergman, lo que genera intermediarios radicales
altamente reactivos que atacan el ADN dentro del tumor (Minto & Blacklock, 2008).
