Metabolismo primário e secundário das plantas

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Botânica
Metabolismo Primário e Secundário
O que é metabolismo? Conjunto de reações químicas que continuamente ocorre em cada célula vegetal. Onde nas plantas temos dois pontos importantes: a absorção das raízes (para ter água e minerais) e a fotossíntese.
O metabolismo é um conjunto organizado e complexo de reações catalisadas e reguladas por enzimas. As quais são importantes para direcionar as rotas metabólicas que serão responsáveis por definir quais serão os tipos de metabólitos secundários que cada planta terá.
As reações enzimáticas podem ser do tipo:
· Anabólica: síntese de moléculas orgânicas;
· Catabólica: quebra de moléculas orgânicas
Essas rotas metabólicas visam primariamente a obtenção de nutrientes para a necessidade da célula, como energia (ATP), e biossíntese de compostos essenciais à sua sobrevivência (macromoléculas, como carboidratos, lipídios e proteínas)
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Classificação das Vias Metabólicas
Tanto a via catabólica como a anabólica ocorrem em 3 grandes níveis de complexidade das moléculas envolvidas;Onde temos polímeros que podem ser reduzidos a monômeros que por sua vez podem ser reduzidos a intermediários metabólicos (como piruvato, acetil coenzima A).. E o inverso dessa ordem pode ocorrer.
Onde proteínas, polissacarídeos, lipídios, ácidos nucleicos são todos do metabolismo primário e por isso fazem parte de todas as plantas.
Nessa figura dar importância as vias e seus produtos.
Inclusões Celulares (idioblasto)
· São substâncias resultantes de atividades químicas do protoplasma;
· São divididas em dois grupos: as inclusões orgânicas (grãos de amido, inulina, gotículas de óleo); e as inclusões inorgânicas (oxalato de cálcio e carbonato de cálcio).
· Tanto as inclusões orgânicas como inorgânicas podem ser chamadas de idioblasto.
· O que é um idioblasto? É tudo aquilo que estiver dentro de uma célula, pode ser primário ou secundário. É um termo geral.
Inclusões orgânicas:
- Amido (amilo) é um polímero de condensação da glicose formado nas plantas durante a fotossíntese; Nem todas as plantas formas, mas elas precisam desse tipo de glicose. O amido é composto por 2 polissacarídeos: amilose e amilopectina.
Características:
· Os chineses e os egípcios foram os 2 povos que primeiro obtiveram o amido;
· Ele é a substância de reserva dos vegetais;
· E tem importância relevante na alimentação do homem e dos animais, de forma ampla ele constitui a base da nossa alimentação.
· Quando a substância amilífera é de partes aéreas (frutos e sementes) recebe o nome de amido. Ex: amido de trigo, amido de milho e amido de arroz.
Quando a substância é proveniente de órgãos subterrâneos é chamada de Fécula. Ex: batata pode ser chamada de fécula de batata, fécula de macaxeira.
· Sendo assim amilo é o termo geral, se não sei a origem posso chamá-lo de amilo; pois serve para designar o tipo de matéria sem fazer alusão a sua origem, partes aéreas ou subterrâneas.
· O amido/amilo tem importância farmacêutica para obtenção de formas farmacêuticas como comprimidos e pomadas.
· Onde nos comprimidos tem a função de desagregante (propriedade de intumescer em presença de água); E nas pomadas é usado como excipiente (propriedade de geleificar quando aquecidos com glicerina e outros polióis).
· Descrição: são pós finos de coloração esbranquiçada, constituído por grânulos de tamanho, formas e estratificação variável. Demonstrando que existe controle de qualidade para o amido. Onde suas características microscópicas podem ser usadas para identificação de fraudes em alimentos.
· Para fazer a caracterização do amilo se usa o iodeto de potássio: pois ele se liga as moléculas de iodo e ao redor dispõe-se a amilose no espaço segundo um espiral.
Onde a molécula de iodo dispõe-se no interior do espiral, sendo a coloração deste complexo relacionada com os ciclos da hélice. Caracterizando-se como reação de complexação e não de coloração.
- Inulina: é um polissacarídeo de frutose e glicose (3:1), onde se encontra dissolvida no suco vacuolar. Onde esse tipo de inclusão orgânica não está em todas as famílias, sendo encontrada na família Asteraceae-Inula helenium L.
- Óleos: podem ser óleos fixos e alguns essenciais.
Óleos fixos: são ésteres de ácidos graxos com glicerol. ex: óleo de girassol, de soja, de amendoim, de oliva.
Óleos essenciais: terpenos (monoterpenos e sesquiterpenos) e fenilpropanoglicosídeos.
Inclusões Inorgânicas
- Oxalato de cálcio: são os mais comuns, onde é uma combinação de ácido oxálico com sais de cálcio; A célula que contém cristais ou outras substância é denominada de idioblasto.
Nessa imagem mostra células com o idioblasto na forma de prisma, de rafídios, de areia cristalina.
- Carbonato de cálcio: são menos frequentes e ocorrem em formações especiais chamadas de cistólitos. Onde a célula que contém o cistólito é denominada de litocisto.
Possui a forma de bolsa. Também pode ser chamado de idioblasto caso não se saiba a origem. 
Está presente, por exemplo, na cocaína.
Metabolismo Primário
· É o conjunto de processos metabólicos que desempenham uma função essencial no vegetal, tais como a fotossíntese, a respiração e o transporte de solutos.
· É universal, todas as plantas possuem;
· É uniforme (é fundamentalmente o mesmo para todas as plantas);
· É conservativo, suas reações não mudam ou evoluem, ocorre desde o dia em que foram descobertos, sempre da mesma forma.
· E tem como produtos essenciais as proteínas, nucleotídeos, lipídios e carboidratos.
· Se não houvesse esse metabolismo primário não haveria o surgimento das plantas.
Metabolismo Secundário
· Originam compostos que não possuem uma distribuição universal, pois não são necessários para todas as plantas.
· Embora o metabolismo secundário nem sempre seja necessário para que uma planta complete seu ciclo de vida, ele desempenha um papel importante na interação das plantas com o meio ambiente..
· É singular (único para cada organismo); exemplo: uma planta pode desenvolver um tanino (que confere gosto amargo) para que os animais não a comam, mas uma planta vizinha dela pode não ter esse mesmo metabolismo.
· Múltiplo (existem diferentes rotas para a produção da mesma molécula);
· Adaptativo (está sujeito à evolução); a planta pode criar mecanismo para ajudar na sua sobrevivência se for necessário
· É importante para a sobrevivência e continuidade da espécie dentro do ecossistema;
· Tem bastante importância farmacológica, as maiorias dos medicamentos possuem origem de substâncias que são produzidas por esse metabolismo secundário.
· Exemplo: na família Apocynaceae; apenas em relação aos alcaloides possuem mais de 90 compostos diferentes da planta Catharanthus roseus, dentre eles vincristina e vimblastina. Que são importantes antineoplásicos.
· Produção de metabólitos secundários: é um pouco complexa tendo interação entre biossíntese, transporte, estocagem e degradação..
· Estando totalmente relacionado a hereditariedade desse vegetal, a ontogenia (idade) e ambiente que a planta está inserida. 
Influências no conteúdo de Metabólitos secundários
· Fatores Abióticos: É dependente do ambiente, como o clima, solo que está localizada, sazonalidade, radiação, idade. Onde plantas da mesma espécie podem ter metabólitos diferentes devido a essas influências.
· Fatores Bióticos: herbivoria, ataque de patógenos, competição entre plantas e atração de organismos benéficos como polinizadores, dispersores de semente e microrganismos simbiontes.
Produção e Estocagem
· O local de biossíntese está restrito a um órgão específico, enquanto que os produtos são acumulados em toda planta ou estocados em tecidos específicos através de transporte intercelular. Por isso é importante conhecer a planta para saber onde ela pode armazenar seus metabólitos secundários.
· Os metabólitos secundários mais hidrofílicos tendem a ser armazenados em vacúolos, enquanto que os lipofílicos se acumulam em ductos de células mortas ou ligam-se à membranas, ceras cuticulares e ligninas..
· Importância de compartimentalização - exemplo: glicosídeos cianogenéticos estocados em vacúoloslonge de hidrolases. Danificando o tecido para liberar as substâncias que são venenosas e não é de nosso interesse.
Principais Metabólitos secundários
1) Terpenoides: substâncias formadas a partir da condensação de unidades isoprênicas provenientes da via do acetato-mevolonato. São comuns em óleos essenciais, onde é possível encontrar o timol de ação antisséptica na espécie Thymus vulgaris L., conhecida como tomilho e o eugenol, de ação analgésica e anestésica, em Caryophyllus aromaticus L., o cravo-da-índia, eucalipto.
2) Saponinas: Heterosídeos esteroidais ou terpênicos, policíclicos, de característica marcante de formadores de espuma em água quando submetidos à agitação. Pode formar complexos com esteroides – saponinas esteroidais de ação diurética, hipocolesterolemiante, antifúngica, expectorante e laxativa. Como exemplo de espécies produtoras de saponinas são o ginseng (Panax ginseng C.) e o alcaçuz (Glycyrrhiza glabra L.); Estão presentes na planta comigo ninguém pode.
3) Alcaloides: Compostos de caráter alcalino pela presença de nitrogênio; Podem ser sólidos, líquidos, incolores ou de coloração amarelada ou roxa;
• São classificados de acordo com a diversidade estrutural;
• Diversas funções para os vegetais estão associadas aos alcaloides, como reserva para a síntese de proteínas, proteção contra insetos e outros herbívoros, estimulantes ou reguladores de crescimento, do metabolismo interno ou da reprodução, e agentes finais de desintoxicação por transformações simples de outras substâncias.
São responsáveis por causar ações calmante, sedativas, estimulantes, anestésicas e analgésicas no organismo, podendo atuar também no sistema nervoso autônomo, como regulação da pressão arterial.
Podemos citar os alcaloides do ópio, como morfina e codeína isoladas da Papaver somniferum L. de ação analgésica; a reserpina, um alcaloide de ação anti-hipertensiva, isolada da Rawvolfia serpentina L., e os alcaloides da vinca, vincristina e vimblastina, de ação antitumoral encontrados em Catharantus roseus G. Don.
4) Antraquinononas: Compostos heterosídeos antraquinônicos ou derivados antracênicos que apresentam em sua estrutura química uma quinona – estrutura responsável pela atividade.
• São principalmente purgativos (estimulam o trânsito intestinal), como exemplos de espécies utilizadas por essa atividade têm a Aloe barbadensis M. (babosa) e Cassia angustifolia V. (sene) que são isolados os seguintes heterosídeos antraquinônicos respectivamente, aloína A e B e senosídeos A, B, C e D;
5) Taninos: São estruturas complexas polifenólicas, ligadas a outros componentes aromáticos, que se distribuem em todo o vegetal para sua proteção contra herbívoros, para inibir a germinação de sementes alheias e para reduzir a proliferação de microorganismos.
• Sua presença é marcante na planta devido à sua adstringência ao se mastigar, como a goiabeira (Psydium guajava L.).
Os taninos são substâncias que se destacam principalmente por sua ação cicatrizante, antisséptica, antidiarreica, anti-hemorrágica, antioxidante e anti-inflamatória.
6) Lignanas: Polímeros fenilpropânicos que conferem rigidez às paredes celulares. São amplamente distribuídos nos vegetais, principalmente espécies lenhosas. Como atividades biológicas podem destacar: anti-inflamatória, antifúngica, hepatoprotetora, antisséptica urinária, antineoplásica (Podophyllum hexadrum, que se encontra a podofilotoxina).
7) Flavonoides: São heterosídeos com 15 átomos de carbono derivados dos fenilpropanoides; seu termo deriva do latim flavus, que significa amarelo, em virtude das cores das flores.
• Seu papel biológico na planta está associado com atração de insetos polinizadores e proteção contra os nocivos, reação contra infecções causadas por fungos e vírus, colaboração com os hormônios de crescimento, inibição da ação de enzimas que participam do processo oxidativo.
8) Glicosídeos Cardiotônicos: São compostos formados por uma porção esteroide (genina), uma porção açúcar e um anel lactônico não saturado pentacíclico (cardenolídeos) ou hexacíclico (bufadienolídeos). A digitoxina, presente na espécie conhecida como dedaleira (Digitalis lanata L. e Digitalis purpurea L.), é o glicosídeo cardiotônico mais conhecido e utilizado na terapêutica da insuficiência cardíaca e fibrilação.
9) Cumarinas: São lactonas do ácido o-hidroxicinâmico encontradas nos vegetais, fungos e bactérias.
• Diversas espécies são descritas por apresentarem como metabólitos secundários as cumarinas.
• As espécies conhecidas por trevo-de-cheiro (Mellilotus officinalis L.), que possui ação anticoagulante pronunciada usada em trombose e embolia, e por guaco (Mikania glomerata S.) de ação expectorante, se destacam na terapêutica, tendo tais ações associadas à presença de cumarinas.