Aplicaciones de los flavonoides
[editar]Aplicaciones en medicina
- Para un review en inglés ver Graf et al. 2005.19
Los flavonoides consumidos por el hombre lo protegen del daño de los oxidantes, como los rayos UV (cuya cantidad aumenta en verano); la polución ambiental (minerales tóxicos como el plomo y el mercurio); algunas sustancias químicas presentes en los alimentos (colorantes, conservantes, etc). Como el organismo humano no tiene la capacidad de sintetizar estas sustancias químicas, las obtiene enteramente de los alimentos que ingiere.
No son considerados vitaminas.
Al limitar la acción de los radicales libres (que son oxidantes), los flavonoides reducen el riesgo de cáncer, mejoran los síntomas alérgicos y de artritis, aumentan la actividad de la vitamina C, , bloquean la progresión de las cataratas y la degeneración macular, evitan las tufaradas de calor en la menopausia y combaten otros síntomas.
En general el sabor es amargo, llegando incluso a provocar sensaciones de astringencia si la concentración de taninos condensados es muy alta. El sabor puede variar dependiendo de las sustituciones presentadas en el esqueleto llegando incluso a usarse como edulcorantescientos de veces más dulces que la glucosa.
Sus efectos en los humanos pueden clasificarse en:
- Propiedades anticancerosas: muchos han demostrado ser tremendamente eficaces en el tratamiento del cáncer. Se sabe que muchos inhiben el crecimiento de las células cancerosas. Se ha probado contra el cáner de hígado20
- Propiedades cardiotónicas: tienen un efecto tónico sobre el corazón, potenciando el músculo cardíaco y mejorando la circulación. Atribuidas fundamentalmente al flavonoide quercetina aunque aparece en menor intensidad en otros como la genisteína y la luteolina. Se ha estudiado que los flavonoides reducen el riesgo de enfermedades cardíacas.21 22
- Fragilidad capilar: mejoran la resistencia de los capilares y favorecen el que éstos no se rompan, por lo que resultan adecuados para prevenir el sangrado. Los flavonoides con mejores resultados en este campo son la hesperidina, la rutina y la quercetina.
- Propiedades antitrombóticas: la capacidad de estos componentes para impedir la formación de trombos en los vasos sanguíneos posibilita una mejor circulación y una prevención de muchas enfermedades cardiovasculares.
- Disminución del colesterol: poseen la capacidad de disminuir la concentración de colesterol y de triglicéridos.
- Protección del hígado: algunos flavonoides han demostrado disminuir la probabilidad de enfermedades en el hígado. Fue probado en laboratorio que la silimarina protege y regenera el hígado durante la hepatitis. Junto con la apigenina y la quercetina, son muy útiles para eliminar ciertas dolencias digestivas relacionadas con el hígado, como la sensación de plenitud o los vómitos.
- Protección del estómago: ciertos flavonoides, como la quercetina, la rutina y el kaempferol, tienen propiedades antiulcéricas al proteger la mucosa gástrica.
- Antiinflamatorios y analgésicos: la hesperidina por sus propiedades antiinflamatorias y analgésicas, se ha utilizado para el tratamiento de ciertas enfermedades como la artritis. Los taninos tienen propiedades astringentes, vasoconstrictoras y antiinflamatorias, pudiéndose utilizar en el tratamiento de las hemorroides.9
- Antimicrobianos: isoflavonoides, furanocumarinas y estilbenos han demostrado tener propiedades antibacterianas, antivirales y antifúngicas.
- Propiedades antioxidantes: En las plantas los flavonoides actúan como antioxidantes, especialmente las catequinas del té verde. Durante años se estudió su efecto en el hombre, y recientemente (5 de marzo del 200723 ) se ha concluido que tienen un efecto mínimo o nulo en el organismo humano como antioxidantes.
Por esas causas son prescriptas las dietas ricas en flavonoides, se encuentran en todas las verduras pero las concentraciones más importantes se pueden encontrar en el brócoli,22 la soja, el té verde y negro, el vino, y también se pueden ingerir en algunos suplementos nutricionales, junto con ciertas vitaminas y minerales. En los frutos, las mayores concentraciones se encuentran en la piel, por lo que es mejor comerlos sin pelar, debidamente lavados previamente.18 También es importante destacar que muchos de estos compuestos se encuentran en proporciones variables en los diferentes tipos de vinos, siendo responsables del efecto preventivo que tiene el consumo moderado de vino sobre las enfermedades cardiovasculares, cáncer y otras enfermedades degenerativas.9 Las mayores concentraciones en el tomate están presentes en el de tipo "cherry", y en la lechuga, en la del tipo "Lollo Rosso".24 La concentración de los flavonoides también varía mucho entre plantas de la misma especie, por lo que se recomienda el consumo de verduras de buena calidad, y como los flavonoides se estropean con facilidad, es recomendado consumirlas en lo posible crudas, y si se cocinan no se recomienda el uso del microondas ni congelarlas antes de hervirlas,24
[editar]Aplicaciones en las plantas ornamentales y los frutos comerciales
Las plantas de mayor valor estético tienen mayor demanda en el mercado, por lo que se han aplicado los conocimientos en flavonoides para realzar las coloraciones de las plantas.
La fenilalanina amonioliasa es activada por situaciones de estrés, como puede ser el frío. A bajas temperaturas muchas plantas, como lasorquídeas, pueden presentar coloraciones rojizas (o violetas) en hojas que inicialmente eran verdes. Esto es no es más que un mecanismo de defensa, pero puede tener aplicaciones comerciales: si se pulveriza con agua un fruto en las horas de mayor temperatura, se favorece la coloración en las zonas en que no se desarrolla bien el color. Este tratamiento produce, al evaporase el agua, un descenso de temperatura del fruto de hasta 10º C, lo que frenaría temporalmente las reacciones de respiración y favorecería la reacción de síntesis de cianidina produciendo unos frutos de colores más vivos, de más valor comercial.
[editar]Investigación en flavonoides
La investigación en flavonoides se puede dividir en dos grandes ramas: la investigación básica, que se ocupa de dilucidar las vías biosintéticas de los flavonoides y sus mecanismos de regulación, y la investigación aplicada, representada por la ingeniería genética de flavonoides, que manipula el ADN de las plantas con fines comerciales. Las dos ramas se interrelacionan de forma estrecha, de forma que por un lado, es necesario conocer las vías biosintéticas y de regulación para que la manipulación del ADN tenga mejores probabilidades de éxito, y por otro lado, la misma manipulación del ADN arroja a veces resultados que ayudan a comprender las vías biosintéticas y de regulación. Las dos ramas se diferencian principalmente en los objetivos propuestos, pero se solapan en algunos de los métodos utilizados.
Un tercer aspecto de la investigación es el uso de las vías biosintéticas y de regulación de los flavonoides como herramienta para experimentación en otras áreas, y el uso de los flavonoides en sí mismos, como herramienta para diferenciar las especies en Botánica Sistemática.
[editar]Investigación de las vías biosintéticas y mecanismos de regulación
Las vías biosintéticas básicas fueron dilucidadas a través de la cuidadosa identificación y caracterización de numerosas enzimas que intervienen en la biosíntesis. En esta etapa de la investigación, se aprovechó la utilidad de muchos tejidos de plantas que poseían la característica de poseer enzimas de la síntesis de flavonoides en grandes cantidades y que podían ser aisladas con facilidad. Ejemplos de trabajos de este tipo son las células irradiadas de perejil rizado (Petroselinum hortense) de las que se aisló la chalcona sintasa (Kreuzaler et al. 197925 ); los cultivos en suspensión de células de semillas de soja (Glycine max) y poroto (Phaseolus vulgaris) de los que se aisló lachalcona isomerasa (Moustafa y Wong 196726 Dixon et al. 1982,27 ); y las flores de Matthiola incana, petunia (Petunia hybrida), y Dianthus caryophyllus, de las que se aisló la flavanona 3-hidroxilasa, la flavonol sintasa, la flavonoide 3'-hidroxilasa, y la dihidroflavonol reductasa(Forkmann et al. 198028 Spribille y Forkmann 1984,29 Britsch y Grisebach 1986,30 Stich et al. 1992,31 ). Estos experimentos dejaron al descubierto que las reacciones químicas que mediaban en la biosíntesis de flavonoides en plantas eran una red compleja, y propulsaron los esfuerzos para aislar los correspondientes genes que codificaban para las enzimas descubiertas.2
Históricamente la clonación de genes de la vía de los flavonoides muestra que a mayoría de los genes que codifican para enzimas de la vía principal fueron primero aislados por vías bioquímicas, por ejemplo, por información extraída directamente de las características de la enzima, o el uso de anticuerpos usando como antígeno a la enzima purificada. También fueron útiles los mutantes que resultaban de la inserción de elementos transponibles en los genes implicados en la vía biosintética (procedimiento llamado "etiquetado por transposones" utilizado por primera vez en la historia de la ciencia por Federoff et al. en 198432 con el que descubrió el gen que codificaba para una enzima de la vía de los flavonoides). La clonación de genes de la vía de la biosíntesis se hizo mayormente en maíz y petunia, con pocos aportes de otras plantas. La vía de los isoflavonoides, que está presente en las legumbres, fue estudiada recientemente en soja y alfalfa (Medicago sativa), si bien los resultados fueron principalmente basados en aproximaciones bioquímicas. Arabidopsis apareció un poco tarde en la escena de identificación de genes, y fueron útiles principalmente los mutantes, ya que se encontraron mutantes de Arabidopsis de la mayor parte de los genes implicados en la vía biosintética de los flavonoides. El uso de Arabidopsis está llenando vacíos de conocimiento, por ejemplo recientemente se identificó un gen que puede estar implicado en la síntesis de taninos condensados (Devic et al. 1999.33 ). Al insertar genes de maíz en los mutantes de Arabidopsis se ha comprobado que las enzimas de la vía biosintética de los flavonoides se han conservado en su función en distancias evolutivas enormes (Dong et al. 200134 ). Los etiquetados por transposón y por T-DNA en maíz, petunia y Arabidopsis también proveen información largamente esperada sobre los genes envueltos en el transporte de flavonoides del sitio de síntesis en el citoplasma hasta la vacuola (Marrs et al. 1995, Alfenito et al. 1998, Debeaujon et al. 2001).
