El interés del hombre por las plantas y sus sustancias químicas se confunde con la propia historia de la humanidad. Podemos reconocer que la supervivencia del hombre y de otros seres vivos que cohabitan el planeta está intrínsecamente asociada a la presencia de estas plantas y sus fascinantes sustancias. La existencia de aproximadamente 320.000 especies de plantas en el planeta, siendo que la gran mayoría es desconocida desde el punto de vista científico (solo el 5% fitoquímicamente), y un porcentaje menor aún validado desde la óptica biológica, revelan el potencial prometedor y la importancia que la química de productos naturales basados en plantas representa.
De acuerdo con la Organización Mundial de la Salud (OMS), el 80% de la población mundial utiliza plantas medicinales como medicación básica, no obstante, este uso presenta una tasa anual de crecimiento del 7%1,2. Otro aspecto no menos importante es que el 25% de los fármacos prescritos actualmente son derivados de plantas, siendo que el 70% de todos los nuevos fármacos aprobados por la agencia de alimentos y fármacos de los Estados Unidos (Food and Drug Administration – FDA) en el período de enero de 2001 a junio de 2006 son de origen natural, y solo el 30% son sintéticos en su origen. La influencia de las fuentes naturales es aún más prominente en los antitumorales, cuando se trata de fármacos para el combate al cáncer, donde estos números alcanzan el 77,8%1,2.
Sin embargo, la importancia de los productos naturales no se restringe solo a la medicina, sino que también tiene relevancia en otros temas importantes de la sociedad contemporánea. Considerando el período de 1998-2009 y utilizando como estrategia de búsqueda los términos “fitoquímica”, “fitoquímico”, “fitoterapéutico”, “medicina herbal”, “biopesticida”, “aceite esencial” y “sabor natural”, un estudio bibliométrico utilizando las bases de datos de la “Web of Science” (Número de publicaciones) y del “Dewerent Innovations Index” (Número de Patentes), resultó en 32960 publicaciones (Figura-1) y 18.503 patentes3,4. Estos números demuestran una curva ascendente de la producción científica a partir de 2001, destacándose los tres últimos años de la serie, período en el cual el número de publicaciones indexadas en la base de datos consultada alcanzó un promedio anual de 853 publicaciones científicas sobre fitoquímica.
Figura 1 – Número de publicaciones científicas sobre “fitoquímica”: 1989-2009
Fuente: Búsqueda directa Web of Science. Acceso en diciembre de 2009.
Estas publicaciones están correlacionadas con temas como: biopesticidas, aromas, fragancias y fitoterápicos. En relación al mercado mundial de productos fitoquímicos, los fitoterápicos siempre han presentado una parte significativa del mercado de medicamentos. Este segmento mueve globalmente U$ 36,8 mil millones por año y el consumo de medicamentos fitoterápicos ha aumentado considerablemente en las últimas dos décadas. La tasa de crecimiento anual estimada es del 6,3% (Tabla-1) y considerando las perspectivas globales de crecimiento según la tasa media anual del 7%, el mercado de fitoterápicos podría alcanzar valores en torno a cinco billones de dólares en el año 20505,6.
Con respecto al mercado de biopesticidas, se observa una tendencia de crecimiento desde 2005, y la previsión es que a finales de 2014, este mercado alcance más de mil millones de dólares, según una tasa media anual estimada del 9,9%. En oposición, el mercado de pesticidas sintéticos presenta una tendencia de caída del 1,5% al año, debido a la demanda por productos agrícolas libres de agroquímicos y más orgánicos, principalmente en América del Norte y Europa Occidental, donde los ingresos por la venta de biopesticidas alcanzaron U$ 594,2 millones en 2008 y la demanda debería duplicarse hasta 2015, con previsión de ingresos del orden de U$ 1,02 mil millones7,8.
En el segmento de aromas y fragancias, de acuerdo con la base de datos americana Comtrade (United Nations Commodity Trade Statistics Database), los mayores consumidores de aceites esenciales son los EE. UU. (40%), la Unión Europea (30%), siendo Francia el país líder en importaciones, y Japón (7%). El mercado mundial de aceites esenciales gira en torno a 15 millones al año, presentando un crecimiento aproximado del 11% por año9,10.
Ante este escenario, queda evidente la importancia de los productos naturales en la vida humana, sin embargo, la relevancia de las plantas y sus extraordinarias sustancias va más allá de las fronteras de nuestro conocimiento, incluso cuando muchas veces sea imperceptible a la lente ocular humana, lo más relevante y extraordinario de toda esta alquimia mágica, planta/sustancias, es reflexionar cómo la Naturaleza, explicitada por las plantas y a través de estas, creó y orquestó todo un ecosistema en equilibrio e interdependiente que alcanzó este fascinante sistema de redes que interconecta y sostiene toda la vida del planeta.
La respuesta a esta reflexión a través del prisma evolutivo parte del principio de que en la Naturaleza, la química combinatoria se ha encargado a lo largo de millones de años de buscar incesantemente la selección y producción con un máximo de eficiencia de las estructuras químicas que las células producen. Así hecho, asociado a este hecho debemos reconocer que los mecanismos biosintéticos utilizados por las plantas constituyen una excelente guía en el descubrimiento de nuevos medicamentos, nutracéuticos, cosméticos, alimentos y nuevos materiales.
Los productos Naturales representan la decodificación final de estos mecanismos biosintéticos que, por consiguiente, se materializan a través de los metabolitos primarios y secundarios producidos por las plantas.
La inmensurable riqueza de la diversidad de estructura química que los productos naturales propician está profundamente relacionada al hecho de que los productos naturales de plantas poseen rutas evolutivas comunes con enzimas, receptores y proteínas reguladoras provenientes de un pequeño número de “moléculas madre”. Estas moléculas están presentes en formas primitivas de vida que con el paso del tiempo coevolucionaron e interactuaron aunque sus funciones y estructuras subsecuentes divergieron y se diferenciaron. Sin embargo, algún parentesco estructural aún permanece, haciendo que los productos naturales de manera general presenten mejores respuestas a las cuestiones relacionadas con el descubrimiento de nuevas moléculas principalmente dirigidas a organismos vivos como los seres humanos, y igualmente imprescindibles para toda forma de vida que habita el planeta.
Un ejemplo de conservación funcional y de codificación de estas moléculas madre entre metabolitos secundarios puede evidenciarse a través de los pigmentos luteína y zeaxantina que protegen el ojo de los animales de la radiación de onda corta y son las mismas moléculas que protegen el “maquinario fotosintético” de las plantas del daño oxidativo. Estos carotenoides probablemente involucraban una bioquímica común, ancestral y evolucionaron a un papel primordial en la fotoquímica celular. Sin embargo, los animales perdieron la capacidad de hacer estos compuestos y actualmente necesitan adquirirlos a partir de organismos fotosintéticos en forma de alimentos.
Este es solo un ejemplo de un posible patrón de respuesta de las infinitas posibilidades de redes interdependientes que la Naturaleza puede concebir a través del metabolismo de las plantas. Sin embargo, negligenciar toda esta sapiencia adquirida, perfeccionada y producida por la Naturaleza a lo largo de toda la historia evolutiva de vida en nuestro planeta sería leviano a la memoria de nuestros ancestros, y negligente con el futuro de las generaciones venideras.
Artur Placeres Neto posee Bachillerato y Licenciatura plena en Química, Maestría en Química Orgánica en el área de Productos Naturales y Doctorado en Ciencias Naturales también en el área de Productos Naturales. Actualmente trabaja en el área de Ciencia y Tecnología de Ingredientes de Natura y es Profesor Universitario.
Contacto: arturplaceres@natura.net
1 Asociación Brasileña de Empresas del Sector Fitoterápico. Abifi sa. Suplemento Alimentar y de Promoción de la Salud. 2007. Disponible en <http:www.abifisa.org.br>. Acceso en dic 2009. 10 may. 2007.
2 Kasim, Z.A.A. Desarrollo de biotecnología herbal: el camino a seguir y oportunidades de acceso al mercado. 2007. Disponible en <http://www.eumbio.org/papers/Business%20Partnering%20Seminar/ZainalAzman.pdf> Acceso en 12 dic. 2009.
3 ISI Web of Science. Disponible en: <http://go5.isiknowledge.com>. Acceso en: dic 2009.
4 Derwent Innovations Index. Disponible en: <http://go5.isiknowledge.com>. Acceso en: dic 2009.
5 Kasim, Z. A. A. Desarrollo de biotecnología herbal: el camino a seguir y oportunidades de acceso al mercado. 2007. Disponible en <http://www.eumbio.org>. Acceso en: dic 2009
6 Kasim, Z. A. A. Ibid. 2007. Disponible en <http://www.eumbio.org>. Acceso en: dic 2009.
7 Lehr, P. El nuevo mercado de biopesticidas. Business Communications Company. Report ID CHM029B. Febrero 2010.
8 Agro News. El mercado de biopesticidas alcanzará $1 mil millones en 2010. 2009. Disponible en: <http://news.agropages.com/News/NewsDetail-1944.htm>. Acceso en dic 2009.
9 Frost & Sullivan’s Chemicals and Materials Research & Consulting. Mercado de biopesticidas en América del Norte y Europa Occidental. 2010. Resumen. Disponible en: < http://www.frost.com> Acceso en: dic 2009.
10 Departamento de Agricultura de EE. UU. USDA. Servicio Agrícola Extranjero. Importaciones. Aceites esenciales. 2009. Disponible en:<http://www.fas.usda.gov/ustrade/USTIMFAS.asp>. Acceso en: dic 2009.
