miércoles, 8 de abril de 2015

Bioquímica - Biología Molecular


La ecogonina es un alcaloide tropano que se encuentra naturalmente en las hojas del arbusto de la coca. Tiene una estructura similar a la de la cocaína y es un metabolito y un precursor; como tal cae dentro de substancias controladas.
Desde el punto de vista estructural la ecgonina es un derivado heptaciclo con enlaces de nitrógeno. Se obtiene normalmente de la cocaína por hidrólisis catalizada ácida o básica y cristaliza con una molécula de agua. Los cristales se funden de 198 a 199 °C. En comparación con la cocaína no es adictivo y es el causante del efecto principal de la masticación de las hojas de coca mezcladas con caliza (cocaismo), que es una práctica común en los habitantes de los Andes.
COCA
Origen botánico y geográfico. Procede del Erythroxylon coca, Eritroxiláceas. Es un arbusto de 1 - 3 m de alto, espontáneo de las regiones andinas de Perú y Bolivia, de donde han sido llevadas a numerosas partes para su cultivo, en particular Ceylán y Java.
El uso de la coca data desde hace siglos, como lo demuestra el hecho de haberse encontrado la hoja en bolsas y restos de sepulturas antiguas de América del Sur.
Cuando Francisco Pizarro conquistó Perú, encontró que los indios ya estaban familiarizados con el uso de la coca, cuyas hojas empleaban como masticatorio.
La coca representa para los indígenas una planta de origen divino. De acuerdo a una leyenda incaica, el Hijo del Sol, Manco Capac, fundador del Imperio de los Incas, descendió desde el cielo para posarse sobre las aguas del lago Titicaca y hacerle entrega a los indios de la planta de coca, que consuela al afligido, disminuye el hambre y la sensación de fatiga y de cansancio.
En efecto, la masticación de la hoja de coca disminuye las sensaciones de hambre y de sed, debido a la
anestesia de la mucosa estomacal por la cocaína. Mejora también el trabajo muscular, disminuye la fatiga.
Hay diferentes variedades de coca: la coca de Huanuco o coca boliviana, producida por el E. coca.
La coca peruana o de Trujillo, producida por el E. truxillense.
La coca de Java: E. novogranatense. Su nombre específico recuerda que ella es originaria de Colombia, en otro tiempo Nueva Granada.

CARACTERISTICAS HISTOLOGICAS DEL POLVO DE COCA

a = Cristales prismáticos de oxalato de calcio
b = Epidermis inferior con estomas y papilas
c = Cristales
d = Epidermis inferior con células papiliformes
e = Células papiliformes en el envés

Caracteres macroscópicos

Hojas más o menos elípticas, color verde claro 8-10 cm. de largo, 2-4 de ancho, lampiñas, borde entero, a veces mucronadas, mucrón que desaparece en la hoja seca. Nerviación corriente, pero a ambos lados del nervio medio presentan una línea arqueada muy visible, sobre todo en el envés, cortamente pecioladas.

Características histológicas

Las de una hoja corriente. Debajo de la epidermis superior hay una capa de células en empalizada, algunas de las cuales, divididas en compartimientos, contienen un cristal aislado. En la epidermis inferior las células se alargan en forma de papilas.

Principios activos de la hoja de coca

Contiene alcaloides 0.5 - 2%. Droga oficial: no menos de 0.7% de alcaloides expresados en cocaína. Al lado de la cocaína, diéster de la ergonina, se encuentran pequeñas cantidades de cinamilcocaína y de truxilinas.
Cocaína: metilbenzoilecgonina.
Cinamilcocaína:
                       CH3OH + ác. cinámico + Ecgonina Hidrólisis
Truxilinas:         CH3OH + ác. trixilico + Ecgonina hidrólisis

 

ALCALOIDES DE LA HOJA DE COCA

Es posible mejorar el rendimiento transformando los diferentes alcaloides en ecgonina, que enseguida es metilada y benzoilada.
Además se encuentran en las hojas derivados de metil pirrolidina: Higrinas y cuscohigrina
Identidad
1) Examen microscópico: Fragmentos de mesófilo, prismas de oxalato de calcio, fragmentos de la epidermis inferior con células en forma de papilas.
2) Reacciones fitoquímicas:
- Reacción con reactivos generales de alcaloides: +
- Con S.R. CI3Au, a una sol. de cocaína colocada en un portaobjetos: se forman cris-tales semejantes a hojas de helecho.
Caracterización de la cocaína: por cromatografía en capa fina en presencia de cocaína patrón o testigo: solución de clorhidrato de cocaína al 1 % . Solvente: cloroformo - acetona -amoníaco concentrado 25-24-1(U/V) Revelador: S.R. Dragendorff.
Con la coca de Bolivia y de Perú se observa una sola mancha (Rf de 0.90), con la coca de Java, varias manchas (cinnamilcocaína, tropacocaína).
Ensayos fisiológicos: Estos no se practican en las hojas, sino con la cocaína. Se determina el poder anestésico del alcaloide sobre la córnea del conejo. Después de haber instilado gotas de cocaína sobre el ojo, el animal no lo cierra
al ser tocada la córnea con un crin fino.
Dosaje de alcaloides totales no volátiles. Se extrae con éter amoniacal en un aparato tipo Soxhlet, en caliente, durante 4 horas. Después de separar el líquido orgánico, se agita con CIH diluido. La solución ácida se alcaliniza con amoníaco y extrae varias veces con éter. Se reúnen los líquidos etéreos y secan con SO4Na2, anhidro, se concentran y evaporan al B.M.
Empleo: La hoja de coca y las preparaciones galénicas no se utilizan. Las hojas se emplean para la extracción del alcaloide, cocaína; que se ha convertido hoy día en una droga de evasión, cuyo tráfico ilícito la ha convertido en una importante mercancía internacional.
La cocaína es un anestésico local. Es un estimulante del S.N.C. que en el hombre se manifiesta por una sensación de euforia, que puede acompañarse de locuacidad, de inquietud y de excitación. La euforia del sujeto es transitoria y es seguida a menudo de una sensación de malestar.
La intoxicación se manifiesta por cefalea, náuseas, palidez; en un segundo tiempo, por convulsiones, con cianosis, disnea, taquiaritmia, la muerte sobreviene por insuficiencia cardiorrespiratoria.
La cocaína produce dependencia síquica, pero poca tolerancia. Es decir, sus usuarios pueden tomar diariamente la misma dosis y lograrán el mismo efecto. El sujeto presenta rápidamente tendencia a tener un comportamiento orientado hacia la búsqueda de la droga y la intoxicación crónica evoluciona hacia una destrucción de la personalidad.
La principal amenaza que para la sociedad supone la cocaína es la pérdida de potencial humano que podría resultar de la difusión de su consumo.
El reglamento de estupefacientes contempla la cocaína por producir dependencia y alterar las condiciones fisiológicas y síquicas del individuo hasta producir un estado especial de euforia.
Acción fisiológica
La cocaína es un anestésico local, actúa' sobre las terminaciones nerviosas sensitivas. En uso interno es un veneno del sistema nervioso central, al comienzo estimula el psiquismo y mejora el trabajo muscular, después es un depresor. En altas dosis se observa agitación, después convulsiones, finalmente depresión del centro respiratorio.
Empleo: La dependencia de la cocaína reviste dos aspectos: el consumo de las hojas de coca y el del alcaloide cocaína.
Las hojas son utilizadas como masticatorio por las poblaciones indígenas de los Andes, en especial Perú y Bolivia; en menor grado en la parte norte de Chile, Colombia y Brasil.
Los conquistadores de esas regiones se valieron de la coca para dominarlas poblaciones indígenas; la masticación de las hojas (representaba una parte de su salario) les permitía soportar sin quejarse los más duros trabajos, especialmente la explotación de las minas. Este hábito está destinado a combatir la fatiga, el hambre, la sed y el rigor del clima de altura. Al disminuir la sensación de hambre trae como consecuencia una mala nutrición y hay una mayor susceptibilidad a enfermedades infecto contagiosas, como la tuberculosis y a cierto grado de deterioro mental. Se trata de poblaciones subalimentadas, que viven en un estado de miseria; el uso de la coca termina por deprimirlos y con agravar su decadencia física y moral. Este consumo sólo podrá reglamentarse con un cambio de las condiciones económicas y sociales de los países productores.
La autoadministración de cocaína clorhidrato, en las grandes capitales de América Latina y de U.S.A., Europa Occidental, va en progreso.
El cocainómano busca la estimulación intelectual, la euforia que produce la inyección subcutánea o la toma de clorhidrato de cocaína (nieve).
(La cocaína es habitualmente. administrada por inhalación, a través de la mucosa nasal, como rape). La fase de excitación es seguida por depresión, lo que arrastra la necesidad de una nueva dosis. Se observa ala larga trastornos visuales, auditivos, alucinaciones, delirio, disminución de las facultades intelectuales, la decadencia moral.
ALCALOIDES DEL NUCLEO DEL
INDOL:
CORNEZUELO DE CENTENO
RAUWOLFIA, VINCA
La droga está formada por el esclerocio del hongo Claviceps purpurea.
El esclerocio, estado de reposo del hongo, se presenta como un cuerpecito largo, arqueado, de corteza de color negro violáceo, fusiforme, de 1-4 cm de largo.
El cornezuelo de centeno es una droga de formación patológica: en primavera nacen del esclerocio pequeños pedicelos repletos de esporas, las que son llevadas por el viento hasta el ovario del centeno, donde germinan desarrollando filamentos denominados hifas, cuyo conjunto, el micelio, invade el ovario formándose una masa de aspecto de miel, la que al final de la primavera se condensa formándose el esclerocio, que se mantendrá en reposo hasta el próximo año. De esta manera se logran los cornezuelos naturales; para alcanzar mayor y mejor cantidad de principios activos se obtienen también por cultivo artificial: se inyecta una suspensión acuosa que lleva esporas desarrolladas en un medio rico en azúcar, en la espiga. Se utilizan diversas cepas de Claviceps, especialmente C. paspali.
El interés terapéutico de esta droga data de la antigua medicina china, que la utilizaba en obstetricia hace 3.000 años. En Europa aparece alrededor del siglo XVI.
Aspecto microscópico: al microscopio se observa un tejido constituido por las hifas del hongo entrelazadas formando un pseudoparénquima, con pequeñas gotitas de aceite. La droga presenta un olor desagradable, que se acentúa por rancidez.
Constituyentes:
- Agua y sales minerales.
- Azúcares: glucosa y trehalosa.
- Alcoholes esteroidales: ergosterol y otros.
- Aminoácidos: triptófano, valina, histidina y otros.
- Alto % de lípidos: de 20 a 30 %, lo que da a la droga un olor desagradable por enranciamiento.
- Pigmentos, derivados de cromonas o antraquinonas.
- Alcaloides. La droga posee un porcentaje variable si es de cultivo espontáneo. En los cornezuelos cultivados el % de alcaloides puede alcanzar un 1 % .
Los alcaloides son derivados de un núcleo tetracíclico: la ergolina, una indolquinoleína octahidrogenada. A partir de la síntesis en la planta se pueden derivar los alcaloides del ácido lisérgico o isolisérgico. Los derivados del ácido lisérgico sé epimerizan fácilmente dando origen a derivados del ácido isolisérgico. Su diferenciase basa en la existencia de dos C asimétricos (en 5 y 8). La nomenclatura de estas series da el nombre a los alcaloides derivados del ácido lisérgico: terminados en "ina", y para los alcaloides derivados del ácido isolisérgico.
La diferencia fundamental entre ambas series de alcaloides es su acción fisiológica: los derivados del ácido lisérgico son levógiros, fisiológicamente activos; los derivados del ácido isolisérgico son dextrógiros y prácticamente inactivos.
Según su solubilidad y estructura, los alcaloides del cornezuelo se dividen en dos grupos:
- Alcaloides de estructura polipeptídica (80%) insolubles en agua.
- Alcaloides de estructura no polipeptidica (20 %) solubles en agua.
Como producto final de hidrólisis, los alcaloides danácido, NH3, ácido pirúvico o dimetil pirúvico y AA en el caso de los del grupo de alcaloides polipeptídicos. Los alcaloides del grupo no polipeptídicos están formados por ácido lisérgico unidos al 2-aminopropanol por una función anida.
Los alcaloides insolubles en agua se subdividen en dos subgrupos, según den por hidrólisis ácido pirúvico o dimetilpirúvico:
1º Subgrupo de la ergotamina y 2° Subgrupo de la ergotoxina que comprende los alcaloides ergocomina,
ergocristina y ergocriptina.
En el grupo de los solubles en agua se encuentra la ergometrina o ergonovina, que posee diversos nombres según el país que lo aísla y utiliza.
Identificación de la droga: Al microscopio solamente se observa el falso parénquima y las gotitas de aceite.
Reacciones fitoquímicas. Los alcaloides dan las reacciones generales de alcaloides.
Reacción de Van Urk. Es necesario desgrasar previamente el polvo de la droga con éter de petróleo, el residuo desgrasado se trata con éter en medio amoniaca) para extraer los alcaloides al estado de bases.
La solución filtrada se trata con ácido tártrico al 1 % . A 1 ml de la solución acuosa de tartrato de alcaloides se le agrega igual volumen de reactivo de Van Urk (pdimetilaminobenzaldehído en H2SO4). Se obtiene una coloración azul, de máxima intensidad después de 30' de reposo.
Reacción de la escleroeritrina. En el polvo de cornezuelo puede reconocerse un pigmento de naturaleza antraquinónica: Se agita 5' 1 g de polvo con 20 ml de éter y gotas de H2SO4 al 20%, se filtra y agita el filtrado con solución saturada fría de NaH2CO3. La solución acuosa se colorea de rosado.
Acción fisiológica y usos: Se destina a la extracción de los alcaloides; éstos se utilizan como tales o se obtienen de ellos algunos derivados de hemisíntesis.
Los alcaloides polipeptídicos son estimulantes de las fibras musculares lisas especialmente de las uterinas y de las de los vasos sanguíneos, por ello tienen propiedades ocitócicas y además producen vasoconstricción periférica. También tiene efecto simpaticolítico (son b bloqueadores adrenérgicos). De todos los alcaloides citados el más activo es la ergotamina.
Al hidrogenarse estos alcaloides, los efectos se invierten: los 9 -10 dihidroalcaloides tienen menos efecto constrictor, predominando el efecto de bloqueo adrenérgico con mayor relajación.
Se usan en migrañas o jaquecas, o como sedantes del SNC, a veces asociados a alcaloides de la belladona, barbitúricos, cafeína o papaverina.
Se indican en casos de distonías neurovegetativas. La mezcla de alcaloides hidrogenados del subgrupo de la ergotoxina, en partes iguales, se conoce como Codergocrina, y se indica como estimulante circulatorio cerebral en vértigos, dolores de cabeza o desorientación.
De los alcaloides no polipeptídicos del cornezuelo de centeno, la - ergometrina o ergonovina se emplea a la forma de maleato en obstetricia y ginecología como ocitócico y tónico uterino. Produce contracciones uterinas sostenidas. Se administra después del parto, después de expulsar el feto y la placenta. Inhibe las hemorragias postparto. Se usa por vía oral. En casos de hemorragias graves, por vía parenteral. Se encuentra también en el arsenal terapéutico un derivado de hemisíntesis: la metil ergonovina, de efecto mayor y más prolongado, se emplea en hemorragias postparto, menorragias y metrorragias por vía oral o parenteral.
LAS RAUWOLFIAS
Numerosas especies del género Rauwolfia, de la familia Apocináceas, tienen interés medicinal.
La primera, la más conocida y laque ingresó en lugar de honor al arsenal terapéutico mundial, es la Rauwofia serpentina Benth. Es originaria de la India, donde ha figurado desde largo tiempo en la farmacopea india; se la usaba en medicina ayurvédica contra las mordeduras de serpientes, picaduras de insectos y como febrífugo.
Es un arbusto perenne de 0.5 a 1 m de alto, del que se usan las raíces. Crece en India, Pakistán Oriental, Birmania, en la isla de Java y en Tailandia. Necesita una altura de 1200 m y una temperatura entre 10° y 40°C, y bastante humedad.
Las raíces se recolectan desde plantas de dos o más años. Se las lava, quitan las raicillas y se secan hasta el     10 % de agua.
El polvo es inodoro y amargo, observado al microscopio se distinguen fragmentos de vasos punteados, fibras, cristalitos de oxalato de calcio y almidón (±3u ), algunos con hilio visible y forma de estrella y a veces se notan las estratificaciones.
En 1952, los investigadores suizos Müller, Schlitter y Bein aislaron a partir de las raíces el alcaloide Reserpina y pusieron en evidencia su acción hipertensiva y sedante. La atención mundial se orientó tanto hacia ésta como hacia otras especies del género, obteniéndose alcaloides similares entre otras en R vomitoria, R tetraphylla, R. cambodiana, etc.
Hasta el momento se han aislado unos 80 alcaloides relacionados, pero solamente tres de ellos se utilizan en farmacia.
Los principios activos de la R serpentina son alcaloides indólicos (unos 20) en proporción de 1,5 a 3%.
La reserpina es una estructura con dos N intracíclicos, 6 metoxilos, en que el radical indoletilarnina parece ser la parte clave.
El H del C3 se puede epimerizar, de ß activo a  menos activo (isorreserpina); las funciones ésteres pueden hidrolizarse (OH-), dando ácido trimetoxibenzoico, metanol y ácido resérpico. El OCH3 en 11 puede eliminarse: desmetoxilar, la deserpidina es menos potente pero de acción más rápida.
La reserpina es una base débil. Forma sales solubles con ácido acético y ácido adípico. Se presenta como un polvo microcristalino blanco o ligeramente amarillento sensible a la luz. Es insoluble en agua, éter, poco soluble en EtOH; MeOH y acetona. Soluble en cloroformo. Se descompone en medio alcalino.
Acción fisiológica. Tanto la reserpina como el extracto total producen una prolongada baja de la presión arterial. Además tienen una acción sedante sobre el SNC, lo que se traduce en un efecto tranquilizante.
La actividad está ligada a la molécula 3 ß epi-allo. La acción sedante está ligada a la función éster en el C-18, es importante también el tipo de ácido que esterifica; la rescinamina es menos sedante y más hipotensora que la reserpina.
A nivel central produce depresión cerebral de catecolaminas y serotonina.
Como hipotensor se usa para las hipertensiones leves, y generalmente asociada a un diurético. Comprimidos de 0.25 mg.
La presión baja después de un tiempo, por vía oral: 3 semanas, intramuscular:1 a 3 horas.
Vía parentenal se usa en las crisis hipertensivas: elevada presión arterial con compromisos centrales, incluso pérdida de la conciencia

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