Las fitoalexinas; mecanismo químico natural de resistencia de las plantas.

Como ya hemos comentado en otras ocasiones las plantas debido a su incapacidad de trasladarse de un lugar a otro han evolucionado mediante mecanismos de síntesis de sustancias de defensa.

Qué son las fitoalexinas.

Las fitoalexinas son un grupo heterogéneo de metabolitos secundarios de las plantas sintetizados por estas debido a situaciones de estrés. En general son moléculas de bajo peso molecular, principalmente flavonoides. Los desencadenantes de la producción de este tipo de sustancias pueden ser exógenos, como el ataque de un patógeno, una herida, etc. o endógenos debido a situaciones de estrés abiótico. Se sintetizan en las células sanas que rodean a las dañadas inmediatamente después de la agresión. Debemos resaltar que las fitoalexinas no forman parte del mecanismo de defensa de los vegetales, sino más bien su función es la de un mecanismo de resistencia frente a una infección.

Se han aislado alrededor de 12.000 metabolitos secundarios en plantas y la ciencia cree que es solo el 10% de los que realmente generan los vegetales. Los que tienen cierta actividad antimicrobiana pertenecen a las siguientes familias:

Fenoles y heterósidos fenólicos.

  • Compuestos fenólicos simples. Son los fitoquímicos más simples y su estructura se basa en la sustitución de un anillo fenólico. Su mayor o menor actividad frente a microorganismos depende del número y posición de los grupos OH de manera que a mayor número de OHmayor actividad antimicrobiana.
  • Quinonas. Su estructura es un anillo aromático con dos grupos ceto. Las quinonas son los compuestos responsables del color marrón de frutas y verduras cuando se dañan. Son compuestos muy activos y con un gran espectro de acción.
  • Taninos. Son sustancias fenólicas capaces de inhibir a hongos y bacterias.
  • Cumarinas. Actúan sobre el ARN de los organismos eucariotas por lo que aparte de actividad fungicida y bactericida también tiene acción viricida.
  • Flavonas. Constituyen la familia más amplia de los fenoles y se caracterizan por la presencia de un grupo carbonilo; la principal diferencia entre el grupo carbonilo y el grupo carboxilo es que un grupo carbonilo es un grupo que consta de un átomo de carbono que está doblemente unido a un átomo de oxígeno, mientras que el grupo carboxilo es un grupo que consta de un grupo hidroxilo y un grupo carbonilo que está unido a entre sí a través del átomo de carbono del grupo carbonilo. Actúan formando complejos con las proteínas de la pared celular de hongos y bacterias.

Alcaloides.

Los alcaloides son sustancias presentes en todos los órganos de la planta, pudiéndose encontrar mayoritariamente en hojas (cocaína y nicotina), en flores (escopolamina, atropina), en frutos (alcaloides del opio, peletiarina, coniina), en semilla (piperina, arecolina), en corteza (quinina, tubocurarina) y en la raíz (emetina y cefalina).

  • Alcaloides verdaderos; son las sustancias que cumplen estrictamente con las características de la definición de alcaloide: son formados a partir de aminoácidos, tienen siempre un nitrógeno intracíclico, son de carácter básico y existen en la naturaleza normalmente en estado de sal.
  • Protoalcaloides; son aminas simples con nitrógeno extracíclico, de carácter básico y son productos del metabolismo de los aminoácidos.
  • Pseudoalcaloides; presentan algunas de las características de la definición de alcaloide, pero no son derivados de aminoácidos.
  • Alcaloides imperfectos; son derivados de bases púricas y no precipitan con los reactivos específicos para alcaloides.

Qué induce a la planta a producir fitoalexinas.

A las moléculas que desencadenan la biosíntesis y acumulación de fitoalexinas se les denomina elicitores. Los principales elicitores de la síntesis de este tipo de moléculas de resistencia pueden ser compuestos que se liberan de la pared celular de hongos y bacterias cuando inician el ataque a la planta, denominándose elicitores bióticos. Pero los inductores también pueden provenir de sustancias que provienen de la rotura de la pared celular de las células de la propia planta cuando se producen situaciones como bajada o subida brusca de las temperaturas, fuerte radiación ultravioleta, heridas, etc. denominándose en este caso elicitores abióticos. Las fitoalexinas son útiles frente al ataque de insectos, nemátodos, hongos, bacterias, otras plantas y animales y en menor medida ante los virus.

Las fitoalexinas se encuentran principalmente en las semillas, en el hipocótilo, en los cotiledones y en las hojas.

Qué plantas producen fitoalexinas.

Las fitoalexinas son producidas, principalmente por las plantas angiospermas dicotiledóneas, principalmente de las familias de las leguminosas y de las solanáceas; en gimnospermas y angiospermas monocotiledóneas no suelen aparecer. En plantas no vasculares aún no se han identificado. Las principales familias son: