Piante medicinali
a.a. 2008/2009
prof. Antonella Canini
[email protected]
Una pianta medicinale, secondo la Organizzazione Mondiale della
Sanità (OMS), è un organismo vegetale che contiene in uno dei suoi
organi sostanze che possono essere utilizzate a fini terapeutici o che
sono i precursori di emisintesi di specie farmaceutiche.
Inoltre si va sempre più affermando il concetto di "fitocomplesso"
quale insieme di sostanze di origine vegetale non riproducibili per
sintesi chimica.
Una pianta officinale è un organismo vegetale, usato nelle officine farmaceutiche per
la produzione di specialità medicinali.
Sono considerate piante officinali piante medicinali, aromatiche e da profumo
inserite negli elenchi specifici e nelle Farmacopee dei singoli paesi. Il numero ed il
tipo di piante officinali varia da paese a paese a seconda delle differenti tradizioni. Il
più comune utilizzo di piante officinali è quello di correttori del gusto: molti farmaci o
preparati farmaceutici hanno originariamente un gusto sgradevole che quindi viene
"corretto" con l'aggiunta di sostanze di origine vegetale. Le piante officinali, ad
esempio, sono quelle usate per conferire ad uno sciroppo o a caramelle il gusto di
fragola, arancia, limone, etc.
Nel linguaggio comune spesso si sovrappone l'uso dei termini pianta medicinale con
pianta officinale, termini che legalmente indicano due diverse entità; il termine
officinale è un termine più ampio ed esclusivamente procedurale, indica cioè quelle
piante inserite all'interno di elenchi ufficiali come utilizzabili dalle officine
farmaceutiche, a prescindere dal fatto che queste piante abbiano o meno proprietà di
tipo medicinale. Il termine pianta medicinale indica invece quelle piante che
contengono sostanze utilizzabili direttamente a scopo terapeutico o come precursori
in emisintesi che portino a sostanze attive. È quindi chiaro che una pianta può essere
officinale in un paese e non in un altro, a seconda delle regolamentazioni, ma essa
sarà una pianta medicinale a prescindere dalle leggi
Il termine principio attivo indica una sostanza che possiede una certa
attività biologica, includendo tutte le sostanze dotate di effetto terapeutico
(farmaci), benefico (vitamine, probiotici) o tossico (veleni).
I principi attivi possono essere
sintetici - è il caso della maggior parte dei farmaci -,
semisintetici, come per esempio l'aspirina (acido acetilsalicilico),
o naturali, per esempio alcaloidi ed estratti da piante usate nella medicina
tradizionale o in fitoterapia.
Tra queste ultime molecole è importante ricordare la morfina, la nicotina, i
terpeni (fra cui il carotene), i glicosidi, come la digossina e molti altri. I
principi attivi delle piante possono essere estratte dal fitocomplesso
attraverso particolari e numerose tecniche estrattive o assunti con la droga. I
principi attivi costituiscono la parte farmacologicamente attiva dei
medicamenti, che sono formati anche dagli eccipienti.
Droga parti della pianta in cui sono presenti i principi attivi.
La tisana è una preparazione farmaceutica liquida appartenente alla categoria
degli idroliti.
La tisana viene definita come una soluzione acquosa diluita di sostanze
medicamentose, formate da fitocomplessi, da utilizzarsi per via orale.
Una tisana si può preparare con una o con più erbe.
Una tisana composta da più erbe presenta elementi così schematizzabili:
il remedium cardinale (o rimedio di base): una o più droghe con principi
specifici per la terapia in questione,
l'adiuvans (o adiuvante): una o più droghe capaci di sinergizzare con il rimedio
di base
il costituens (o complemento): una o più droghe in grado di conferire un
aspetto piacevole,
il corrigens (o correttore): una o più droghe in grado di migliorare le
caratteristiche organolettiche della tisana.
Nella preparazione di una tisana le erbe (fresche o secche) devono essere
opportunamente sminuzzate (forma taglio tisana). Il grado di sminuzzamento è
importante, in quanto può influire sull'estrazione dei principi attivi.
In una tisana di più erbe le componenti devono essere tra loro omogenee. Non
si devono mischiare tra loro le parti dure e quelle tenere delle piante.
A causa dei problemi di interazioni sfavorevoli che possono insorgere, si
consiglia, inoltre, di non superare le 5 erbe in una stessa tisana.
L'infuso è un tipo di tisana che viene utilizzata per estrarre principi
attivi delle parti più delicate di una pianta officinale: fiori, parti
erbacee e foglie.
L'infuso viene preparato versando sulle parti idonee della pianta
(tagliata in maniera opportuna), solitamente inserite in un apposito
contenitore, dell'acqua bollente (o calda) e lasciando il tutto a
contatto (in infusione), tenendo coperto il contenitore per dieciquindici minuti.
Passato questo periodo di tempo, si procede alla filtrazione, che si
può effettuare con un normale colino, e dopo aver spremuto il
residuo solido rimasto sul filtro, l'infuso si può dichiarare pronto
Il decotto è una forma di tisana che viene utilizzata al fine di poter
estrarre i principi attivi, purché non siano termolabili, dalle parti della
pianta che risultano essere più dure: radici, semi, corteccia o legno.
Per preparare un decotto si utilizzano le parti d'interesse della pianta,
opportunamente tagliate, e le si mettono nel recipiente di cottura
insieme a dell'acqua, possibilmente distillata.
Successivamente, il tutto viene portato a bollore, a fuoco lento, che
viene mantenuto per un periodo variabile, in genere, tra i due ed i
quindici minuti.
Alla fine, lo si lascia intiepidire per circa quindici minuti, si filtra il liquido
con un colino e lo si può utilizzare.
Macerato è una preparazione farmaceutica liquida ottenuta ponendo a
freddo la mistura o la droga in un solvente adatto allo scopo
(normalmente acqua o vino) per un tempo che varia in base al principio
attivo che occorre estrarre.
Estratto:
Fluido: liquido piuttosto denso ricavato da droghe nel quale l’alcool funge da
solvente dei principi attivi o da sostanza di conservazione;
Acquoso: se viene preparato con acqua distillata;
Idro-alcoolico: se viene preparato con acqua e alcool;
Etereo: se la droga si esaurisce con l’etere.
Tintura: una soluzione di principi attivi di droghe ottenute mediante un solvente
generalmente costituito da alcool a diverse gradazioni
Elisir: tintura alcoolica con zucchero
Gli oli essenziali o oli eterici sono prodotti ottenuti per estrazione a partire da
piante aromatiche, ricche cioè in "essenze".
Le essenze vengono prodotte dalle piante per molteplici ragioni, ed in alcuni casi
forse anche come scarti. Le ipotesi più forti vogliono che le essenze svolgano
funzione allelopatica, antibiotica, di attrazione degli impollinatori
Il tempo balsamico è il periodo dell'anno in cui una certa pianta medicinale presenta la più alta
concentrazione di principi attivi ed è, di conseguenza, il momento più indicato per la sua raccolta. Il
tempo balsamico di una pianta, comunque, varia a seconda di vari fattori: clima, latitudine, tecniche di
coltivazione.
Si è visto, ad esempio, che la composizione di piante coltivate in località geografiche diverse risulta
essere differente e così anche il loro tempo balsamico.
Il concetto di tempo balsamico è, tuttavia, relativo, in quanto è vero che la quantità di principi di una
pianta può essere maggiore in un periodo dell'anno piuttosto che in un altro ma è anche vero che la
composizione qualitativa può essere talmente diversa da determinare differenti effetti terapeutici e/o
tossici.
.
Nome volgare della pianta
Aconito
Adonidi
Angelica
Arnica
Artemisia
Assenzio gentile
Assenzio maggiore
Assenzio pontico alpino
Assenzio romano
Bardana
Belladonna
Brionia
Calamo aromatico
Camomilla comune
Cardosanto
Centaurea minore
Cicuta maggiore
Colchico
Coloquintide
Digitale
Dulcamara
Elleboro
Enula campana
Erba rota
Farfara
Fellandrio
Frangula
Frassino da mann
Genepi
Nome botanico
Aconitum napellus
Adonis sepc. var.
Angelica archangelica
Arnica montana
Artemisia vulgaris
Artemisia pontica
Artemisia absinthium
Artemisia vallesia
V. Assenzio maggiore
Lappa major
Atropa belladonna
Bryonia dioica
Acorus calamus
Matricaria chamomilla
Carbenia benedicta
Erytraea Centaurium
Conium maculatum
Colchicum autumnale
Citrullus colocynthis
Digitalis purpurea
Solanum dulcamara
Veratrum album
Inula Helenium
Achillea herba-rota
Tussilago farfara
Oenanthe phellandrium
Rhamnus frangula
Fraxinus spec. var.
Artemisia mutellina
Artemisia spicata
Artemisia glacialis
Artemisia nana
Parti usate
foglie e radici
piante intere
semi e radici
fiori e radici
foglie, fiori, radici
parti aeree
parti aeree
parti aeree
parti aeree
radici
foglie
radici
radici
fiori
parti aeree
erba fiorita
foglie
bulbi e semi
frutti
foglie
stipiti
radici
radici
parti aeree
fiori
semi
corteccia del fusto
Manna
parti aeree
parti aeree
parti aeree
parti aeree
Pinus pinea L.
stigma
antera
filamento
Petalo o corolla
stilo
Tubetto pollinico
ovario
ovuli
sepali o calice
Talamo o ricettacolo
pedicello
Frutti
Nelle piante, i metaboliti secondari hanno un ruolo nell’impollinazione, prevenzione e protezione da attacco
da patogeni, protezione da sbalzi termici e idrici, protezione da UV, protezione da erbivori..
I phytochemicals o fitonutrienti hanno effetti benefici sulla salute:
anti-invecchiamento, cardioprotettivi, antitumorali
FLAVONOIDI
FUNZIONI:
3'
• colore dei frutti e dei fiori;
2'
8
• protezione UV;
• fenomeni simbiontici;
• deterrenti alimentari.
1'
O
7
• fitoalessine;
1
A
C
2
3
6
5
4
4'
B
6'
5'
OH
Campferolo
HO
O
Attività:
• antiossidante;
• antiprotozoica;
• antivirale;
• anticarcinogenica
OH
OH
O
OH
HO
O
OH
OH
OH
O
Quercetina
Attività:
• antiossidante;
• anti-infiammatoria;
• antiaggregante;
• vasorilassante;
• anticarcinogenica
-i lignani, derivanti dalla condensazione di unità fenoliche fondamentali,
i fenilpropanoidi, sono componenti strutturali delle pareti cellulari.
In natura esistono lignani dimerici, oligomerici e lignine, polimeri complessi
formati dalla fusione di molte subunità di fenilpropanoidi.
La lignina è il prodotto naturale più abbondante, costituendo fino al
20-30% dei tessuti delle piante vascolari; la deposizione di lignina
porta alla formazione del legno nei tessuti secondari della pianta.
-le cumarine hanno una struttura fondamentale costituita da due anelli,
uno benzenico e uno di 1,2-pirone, fusi tra loro. Sono presenti nella
maggior parte dei tessuti, ma sono particolarmente concentrate
nei frutti e ne fiori; hanno attività antimicrobica, allelopatica,
di deterrenti alimentari e difesa dagli UV. La molecola più semplice,
da cui derivano tutti gli altri componenti del gruppo, è la cumarina,
usata in campo alimentare, industriale e medico.
CUMARINE
FUNZIONI:
CUMARINA
(1,2-BENZOPIRONE)
• antimicrobiche;
• allelopatiche;
• schermatura dagli UV;
• deterrenti alimentari.
O
O
7-idrossicumarina (Umbelliferone)
Attività: chemoprevenzione del cancro
HO
O
O
H3CO
6,7-dimetossicumarina (Scoparone)
H3CO
O
O
Attività: antiossidante, vasorilassante, antiasmatico
Psoralene (furanocumarina lineare)
O
O
O
Attività: cura di eczemi e psoriasi
Angelicina (furanocumarina angolare)
O
O
O
Attività: antiinfiammatoria
Gli ALCALOIDI sono composti contenenti come composto base
l’azoto, sintetizzati nella pianta attraverso vie metaboliche diverse;
sono considerati la più importante risorsa di azoto per gli animali e
giocano un ruolo importante nei processi di protezione, germinazione
e crescita della pianta.
Le piante contenenti alcaloidi furono la prima “materia medica”
del genere umano e molte di queste molecole sono ancora
oggi utilizzati come farmaci. Ne sono esempio la codeina,
un antitosse e analgesico, ricavata dal papavero da oppio
(Papaver somniferum); la chinina, un antimalarico,
sintetizzata in Chincona officinalis; la camptotechina,
un potente agente anticancro, da Camptotheca acuminata;
la vinblastina, da Catharanthus roseus, usata nel trattamento
della malattia di Hodgkin e di altri linfomi.
Tra i più noti alcaloidi ricordiamo la caffeina, una tossina efficace
contro gli insetti, trovata nei semi e nelle foglie di cacao, caffè, cola e
tè; la nicotina, sintetizzata nel tabacco,
uno dei più efficienti insetticidi usati dall’uomo; e la cocaina,
stimolatore del sistema nervoso centrale, da Erythroxylon coca.
chinina
Erythroxylon coca
ALCALOIDI
• La
prima medicina del genere umano
• Composti vegetali farmacologicamente attivi contenenti un atomo di azoto
- nicotinici (la nicotina, ha un effetto sia stimolane che deprimente sul sistema nervoso);
- benzilisochinolinici (morfina, codeina, papaverina, berberina, sanguinarina);
- indolici (vincristina, vinblastina, vincamina, stricnina, chinina, aimalicina);
- pirrolidinici (cocaina, atropina);
- pirrolizidinici e piperizidinici;
- purinici (caffeina);
- curari (toxiferina).
capsaicina
I TERPENOIDI sono molecole costituite da subunità isopreniche a
5 atomi di carbonio e vengono classificati, in base al numero
di atomi di carbonio presenti nella struttura molecolare,
nei seguenti gruppi:
-i monoterpeni, i componenti più semplici di questa classe,
hanno 10 atomi di carbonio (C10) e si trovano comunemente negli
olii essenziali: ne sono un esempio il mentolo della menta piperita
e il limonene presente nella buccia degli agrumi.
-i sesquiterpeni (C15) di cui menzioniamo il bisabololo, metabolita
con attività anti-infiammatoria, che conferisce alla camomilla il
suo caratteristico odore; il bisabolene, responsabile dell’aroma
dello zenzero; il gossipolo -un dimero sesquiterpene-, il principale
pigmento del cotone, coinvolto nei meccanismi di difesa della pianta.
-i diterpeni (C20) come il casbene, una fitoalessina
-(molecola di difesa) del ricino, e il taxadiene, precursore del taxolo,
molecola dalla nota attività anti-cancerogena.
-i tetraterpeni (C40), le molecole più complesse di questa classe
di composti, di cui sono un esempio i carotenoidi;
questi sono i pigmenti vegetali coinvolti nell’ assorbimento
della luce durante il processo di fotosintesi clorofilliana e per
questo sono responsabili dei colori arancio e giallo di molti
vegetali e frutti. Sono noti per la loro attività anti-cancerogena
e vengono usati come agenti coloranti di alimenti e cosmetici.
TERPENI
Metaboliti vegetali costruiti da unità ripetute di molecole di isoprene C5
monoterpeni C10: responsabili del profumo di numerose piante (il mentolo della menta);
sesquiterpeni C15: deterrenti alimentari (il gossipolo) o molecole aromatiche (il bisabololo della
camomilla);
diterpeni C20: fitoalessine (il casbene del ricino) e precursori delle GIBBERELLINE;
triterpeni C30: deterrenti alimentari (l’azodiractina, che inibisce il senso di fame e il lupeolo,
precursore delle SAPONINE);
tetraterpeni C40: precursori di licopene, carotenoidi e xantofille.
MATERIALE VEGETALE
PRETRATTAMENTO
ESTRAZIONE
SEPARAZIONE
FRAZIONAMENTO
INDAGINE
CHIMICA
BIOLOGICA
Estrazione a T ambiente
• polverizzazione/macerazione del materiale vegetale;
• aggiunta del solvente;
• agitazione per 2 ore a temperatura ambiente;
• centrifugazione a 4000 x g per 10 minuti;
• altri due processi estrattivi del pellet;
• filtrazione attraverso un sistema di vuoto;
• concentrazione con un evaporatore rotante;
• analisi al gascromatografo-spettrometro di massa (GC-MS).
Estrazione in acqua
• polverizzazione delle foglie essiccate;
• aggiunta di acqua bollente;
• agitazione per 4 ore a una temperatura di 90°C/100°C;
• centrifugazione a 4000 x g per 10 minuti;
• filtrazione attraverso un sistema di vuoto;
• microestrazione in fase solida (SPME) dell’estratto ed analisi GC-MS.
Fruit & Vegetable
Epidemiological studies
In vitro and ex vivo studies
Test on animal models
Purification of active compounds
Tests on
cell cultures and Animal models
Increased bioavailability
Increased specificity
Synthesis of analogs
Mechanism of action
Clinical trials
Drug development
Antioxydant effetc
Combination effect
High Doses
Low Doses
Chemoprevention
Chemotherapy
Nell’ambito della chemioprevenzione, studi epidemiologici hanno evidenziato
l’importanza degli alimenti vegetali e delle piante medicinali nella riduzione di tutti i
tipi di cancro, fino al 20%.
Esempio di piante studiate in questo contesto sono:
-Cruciferae, Brassica oleracea var. italica (broccolo) e B. oleracea convar. botrytis
(cavolfiore), ricche in glucosinolati e isotiocianati;
-Genere Allium (aglio), noti per la presenza di composti solforosi;
-Genere Citrus, di cui fanno parte C. limon (limone) e C. sinensis (arancio), da cui sono
stati isolati molti composti attivi con attività antiossidante e antitumorale come i
flavonoidi e i limonoidi;
-Camellia sinensis, dalle cui foglie viene ricavato il tè verde, la più popolare bibita con
proprietà chemiopreventive e molto ricca in epigallocatechine;
-Solanum lycopersicum (pomodoro) le cui proprietà antitumorali sono dovute
principalmente alla presenza del carotenoide licopene
Quasi tutti i metaboliti secondari naturali studiati agiscono
attraverso l’inibizione della progressione del ciclo cellulare
Curcumin
Resveratrol
Epigallocatechin
gallate
Indole-3-carbinol
MAPK (mitogen-activated protein kinases) appartengono a una famiglia di serina
-treonina chinasi e formano la maggiore via di segnale, per la proliferazione
cellulare, tra la superficie e il nucleo
via più importante
per la proliferazione
Fattore esogeno (ormone, composto naturale)
Metaboliti secondari (phytochemicals) inibiscono il processo
di carcinogenesi agendo negli stadi di :
Iniziazione (Agenti bloccanti);
Promozione (agenti di sopressione) ;
Progressione (agenti di sopressione)
Alcuni dei meccanismi usati dai phytochemicals (come la modulazione di chinasi
di oncogeni o molecole regolatorie del ciclo cellulare) sono identici ai meccanismi
di azione di agenti chemioterapici
Screening preliminari
vengono effettuati con estratti grezzi usando una batteria di saggi in vitro
per monitorare l’effetto sui diversi stadi di carcinogenesi:
► per lo stadio di iniziazione: valutazione dell’attività antiossidante,
antimutagenica, e di induzione dell’attività NADPH:chinone reduttasi;
► per lo stadio di promozione: inibizione dell’attività della cicloossigenasi 1 e 2;
► per lo stadio di progressione: inibizione dell’attività aromatasi;
Carica papaya L.
Fagioli cannellini
5,7-dimetossicumarina
mieli di acacia, ailanto
melata e alcuni millefiori
Identificazione di metaboliti secondari mediante
analisi in GC-MS di estratti fogliari di Carica papaya
protocatechuic acid = tr 11.01 min
p-coumaric acid = tr 11.77 min
5,7-dimethoxycoumarin = tr 11.88 min
caffeic acid = tr 11.95 min
kaempferol = tr 19.52 min
chlorogenic acid = tr 20.07 min
quercetin = tr 20.76 min
OH
OH
HO
OCH3
O
OH
O
H3CO
O
O
O
OH
OH
O
Sample ID: Inlet Lev el MEGA GC E ditor
Acquired on 26-May-2003 at 06: 51: 15
HOOC
OH of 29 Channels EI +
SIR
T IC
2.58e8
RT
PAPAS1
12.945
100
OH
OH
OH
10.804
OH
OH
OH
11.775
HO
O
O
OH
OH
OH
OH
11.878
10.723
OH
O
HO
O
11.010
%
15.545
OH
18.000
OH
13.441
O
16.803
15.504
10.434
12.350
11.113
16.659
18.312
16.246
15.132
15.958
20.767
17.297
19.528
0
rt
11.000
12.000
13.000
14.000
15.000
16.000
17.000
18.000
19.000
20.000
21.000
Phenylalanine
Cinnamic acid
Coumaric acid
Resveratrol
7-hydroxycoumarin
furanocoumarin
Flavanone