O metabolismo vegetal

O metabolismo é o conjunto de reações químicas que continuamente ocorrem em cada célula vegetal. A presença de enzimas específicas garante certa direção a essas reações, denominadas rotas metabólicas.

As reações enzimáticas podem ser do tipo anabólico, catabólica e biotransformação. As rotas metabólicas visam primariamente a obtenção de nutrientes para a necessidade da célula, como energia (ATP), poder redutor (NADPH) e biossíntese de compostos essenciais à sua sobrevivência (macromoléculas, como carboidratos, lipídios e proteínas).

Entendendo a diferença entre metabolismo primário e secundário


Os processos essenciais à vida e comuns nos vegetais são denominados de metabolismo primário, que se caracteriza por grande produção, distribuição universal e com funções essenciais.

O metabolismo secundário caracteriza-se pela biossíntese de micromoléculas com diversidade e complexidade estrutural, produção em pequena escala, distribuição restrita e especificidade, tendo papel adaptativo ao meio, defesa contra herbívoros e microrganismos, proteção contra raios UV, atração de polinizadores, atração de animais dispersores de sementes.

Como funciona o metabólito secundário?

Os metabólitos secundários por serem fatores de interação entre organismos, frequentemente apresentam atividades biológicas interessantes, sendo de grande interesse para o estudo de substâncias oriundas de espécies vegetais. Muitos metabólitos são de grande importância na área farmacêutica, alimentícia, agronômica e na indústria de perfumes. O estudo dos produtos naturais provenientes do metabolismo secundário de plantas compete à farmacognosia (pharmakon = fármaco e gnosis = conhecimento).


A produção de metabólitos secundários é resultado de complexas interações entre biossíntese, transporte, estocagem e degradação. É influenciado por hereditariedade, ontogenia (estágio de desenvolvimento) e ambiente.

Em várias espécies vegetais, o local de biossíntese se restringe a um órgão, enquanto os produtos são acumulados em toda planta ou em órgãos diferentes, por meio de um sistema de transporte intercelular.


As moléculas de metabólitos mais hidrofílicos tendem a se acumular nos vacúolos, enquanto os lipofílicos se acumulam em ductos de células mortas ou ligam-se aos componentes celulares lipofílicos, como membranas, lignina e ceras cuticulares. Alguns metabólitos que são tóxicos e utilizados na defesa do vegetal contra herbívoros são acumulados em estruturas especializadas, protegendo o próprio vegetal. Exemplo são os glicosídeos cianogênicos acumulados nos vacúolos de células epidérmicas separado das hidrolases.

A origem dos metabólitos

A origem dos metabólitos secundários é o metabolismo da glicose, por meio da via de dois metabólitos principais, o ácido chiquímico e o acetato. O ácido chiquímico origina os aminoácidos aromáticos, precursores da maioria dos metabólitos secundários aromáticos.

Outros metabólitos derivam de ambos os intermediários, como as antraquinonas, dos flavonoides e dos taninos condensados. Os metabólitos derivados da via do acetato, como os alcaloides, terpenoides, esteroides e ácidos graxos. Os metabólitos secundários podem ser encontrados na forma livre, denominados agliconas ou estar ligados a uma ou mais unidades de açúcar, formando os heterosídeos.

Os principais metabólitos são descritos a seguir:

Polissacarídeos: polímeros de alto peso molecular resultantes da condensação de muitos moléculas de aldoses e cetoses. Está relacionado às seguintes atividades biológicas: anti-inflamatória, antitumoral, hipoglicêmica, imunoestimulante, anticoagulante, antiviral e hipocolesterolemiante. Exemplo: amido, mucilagem e pectinas;

Ácidos Orgânicos

Compostos de ampla distribuição nas espécies vegetais desempenham inúmeros papéis importantes no metabolismo primário da planta (fotossíntese e respiração). Exemplos: ácido cítrico (frutas cítricas) que aumentam o fluxo salivar, contribuindo para reduzir o número de bactérias na cavidade oral e ácido tartárico (videira e tamarino) possui ação laxativa leve;

Terpenoides

Substâncias formadas a partir da condensação de unidades isoprênicas provenientes da via do acetato-mevalonato. 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 na Caryophylus aromaticus L., o cravo-da-índia;

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.);


Alcaloides

Compostos de caráter alcalino pela presença de nitrogênio amínico. 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.

No geral, tais substâncias são potentes e tóxicas, devendo ser utilizadas sob orientação médica. Os alcaloides são responsáveis por causar ações calmante, sedativas, estimulantes, anestésicas e analgésicas no organismo, podendo atuar também no sistema nervoso autônomo, como regulação pressão arterial.

Podemos citar os alcaloides do ópio, como morfina e codeína isoladas da Papaver sominiferum 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 na Catharantus roseus G. Don.

Antraquinonas

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;

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 microrganismos.

Sua presença é marcante na planta devido à sua adstringência ao se mastigar, como a goiabeira (Psydium guaiava L.). Os taninos são substâncias que se destacam principalmente por sua ação cicatrizante, antisséptica, antidiarreica, anti-hemorrágica, antioxidante e anti-inflamatória;

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 e antisséptica urinária.

A espécie Podophyllum hexadrum que se encontra a podofilotoxina de ação antineoplásica;

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.

Concentram-se principalmente nas partes aéreas das plantas medicinais, ocorrendo em menor número nos rizomas e raízes. 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.

Diversas atividades biológicas são descritas aos flavonoides, a ação anti-inflamatória e antioxidante se destaca como mostrado por trabalhos científicos com espécies como Ginkgo biloba L. (ginkgo) e Passiflora spp;

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;

Cumarinas

São lactonas do ácido o-hidroxicinâmico encontradas nos vegetais, fungos e bactérias. Diversas espécies são descritas por apresentarem como metabólitos secundários as cumarinas. A espécie conhecida por trevo-de-cheiro (Mellilotus officinalis L.) 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.

Gostou do artigo? Inscreva-se no nosso blog, conheça os cursos da área e continue nos acompanhando.

Receba novidades dos seus temas favoritos

Se aprofunde mais no assunto!
Conheça os cursos na área da Biologia.

Mais artigos sobre o tema