Terpeni sono una grande classe di composti organici naturali con più di 30.000 molecole individuate e caratterizzate sino ad oggi.

TERPENI

Terpeni sono una grande classe di composti organici naturali con più di 30.000 molecole individuate e caratterizzate sino ad oggi.

Vengono definiti anche isopreni poiché sono costituiti dalla ripetizione di unità isopreniche (C

H

)x, con x≥2.

Nelle piante svolgono un ruolo importante nell’interazione pianta-pianta, pianta- animale e pianta-microrganismo.

Sull’uomo hanno effetti benefici nel trattamento di varie patologie dell’apparato respiratorio, gastrointestinale e del sistema nervoso.

Dal punto di vista biosintetico, sono prodotti dalla combinazione di un numero progressivo di unità isopreniche derivanti dalla condensazione di gruppi acetilici dell'acetil-coenzima A (acetil-CoA) attraverso la via metabolica dell’acido mevalonico.

Acetile legato all’enzima

Reazione aldolica e idrolisi del legame

acetil-enzima

β-chetoestere

Tioestere aldeide

Fosforilazione dell’alcol primario e

eliminazione facilitata da

ATP

isoprene

EMITERPENI C

Queste due differenti reattività costituiscono le basi nella biosintesi dei

terpenoidi. IPP e DMAPP sono intermedi molto reattivi; vengono utilizzati in

questa via biogenetica per dare origine a strutture anche molto complesse.

Regola Isoprenica (Wallach, 1887): Appartengono alla classe dei terpeni i composti la cui struttura è scomponibile in unità C5 ramificate denominate isopreniche.

Terpeni ed isoprenoidi

Costituiscono i principi odorosi delle piante

Pistacia Terebinthus

isoprene

Emiterpeni

C5

Monoterpeni

C10

Sesquiterpeni

C15

Diterpeni

C20

Sesterterpeni

C25

Triterpeni

C30

Tetraterpeni

C40

Classificazione dei terpeni

OH OH

OH

OH farnesolo

geranilgeraniolo

squalene

E-fitene

mentolo

taxadiene bisabolene geraniolo

Esempi di composti appartenenti alla classe dei terpeni

2 unità C5

3 unità C5

8 unità C5 4 unità C5

6 unità C5

In base al numero di unità isopreniche si hanno: i monoterpeni, (10 atomi di carbonio), i sesquiterpeni, (15 atomi di carbonio); i diterpeni, (20 atomi di carbonio) i triterpeni, (30 atomi di carbonio), ed i tetraterpeni o caroteni (40 atomi di carbonio)

MONOTERPENI C

Dalla reazione del Isopentenil pirofosfato (IPP) ed il dimetil allilpirofosfato (DMAPP) si genera il geranil pirofosfato (GPP). Il meccanismo prevede la perdita del gruppo pirofofato (buon gruppo uscente) dal DMAPP e la formazione di un carbocatione allilico stabilizzato per risonanza e che viene attaccato nucleofilicamente dal IPP.

Accoppiamento testa-coda Testa del DMAPP con

Coda di IPP

MONOTERPENI C

monoterpeni C

diterpeni C

tetraterpeni C

sesquiterpeni C

triterpeni C

plastidi

citosol ER

Tricomi ghiandolari

presenti sulla superficie fogliare accumulano e secernono i terpeni (menta, timo , limone)

I monoterpeni comprendono composti aciclici (lineari), monociclici, biciclici, irregolari.

Possono essere classificati in base al loro grado di ossidazione:

Idrocarburi (limonene, pinene)

Alcoli (geraniolo, mentolo, linalolo) Aldeidi (citrale, citronellale)

Chetoni (tujone, canfora, mentone) Fenoli (timolo, carvacrolo)

Alcune molecole sono state identificate non allo stato libero ma in forma legata come glicosidi (es. geranil glucoside).

MONOTERPENI C

Il GPP isomerizza a neril pirofosfato (NPP) attraverso la formazione dell’intermedio Linalil pirofosfato. GPP, LPP e NPP sono i precursori biosontetici di tutti i monoterpeni. Il meccanismo di isomerizzazione è descritto nello schema seguente.

MONOTERPENI C

MONOTERPENI C

Meccanismi di formazione dei monoterpeni ciclici

MONOTERPENI C

MONOTERPENI C

Insetticidi:

pinene, piretrina

Attraenti per impollinatori:

Linalolo, cineolo

Deterrenti fogliari:

canfora, cineolo

MONOTERPENI C

carvacrolo p-cimene

OH

timolo

MONOTERPENI C

Monoterpeni aromatici

MONOTERPENI C

I monoterpeni sono composti isoprenici aventi formula bruta C

H

.

Sono sostanze volatili e di odore intenso, componenti degli oli essenziali, sono responsabili del sapore e della fragranza di molte piante aromatiche.

Nella pianta hanno un ruolo importante nella facilitazione dell’impollinazione, nella protezione da insetti e infezioni microbiche.

In campo terapeutico il loro uso è limitato alla preparazione di balsamici, antisettici, amari, spasmolitici, sedativi.

Diversi monoterpeni anche se non hanno proprietà terapeutiche sono usati in campo farmaceutico per migliorare odore e sapore dei medicamenti.

Numerose piante che producono terpeni sono usate in campo alimentare come spezie per aromatizzare e rendere più appetibile il cibo.

Vasto campo di applicazione delle piante essenziere è la profumeria

MONOTERPENI C

Oli essenziali

Possiedono un profilo tossicologico, eco tossicologico e ambientale favorevole, sono classificate come GRAS (“Generally recognized as safe”= generalmente riconosciute come sicure) sia in campo alimentare che cosmetico e oggi riconosciute come tali anche per l’impiego nella protezione vegetale

DEFINIZIONE DA FARMACOPEA

Un olio essenziale è il prodotto della distillazione in corrente di vapore o

dell’idrodistillazione, o della distillazione secca di una pianta o talune sue parti o,

nel caso di prodotti agrumari, mediante opportuni processi meccanici a freddo

Il maggior numero di monoterpeni sono otticamente attivi e ci sono numerosi esempi dove le forme enantiomeriche dello stesso composto possono essere isolate da differenti fonti

I singoli enantiomeri producono differenti risposte biologiche, soprattutto verso i recettori olfattivi del naso, ad esempio il (+)-limonene alle arance e il (-)-limonene ai limoni.

MONOTERPENI C

Oli essenziali

alambicco

soxhlet

COMPOSIZIONE CHIMICA

La definizione che precisa le modalità e la tecnologia di ottenimento limita anche i composti in termini di volatilità che compongono gli O.E..

I principali oli essenziali sono classificabili in due gruppi:

Gli oli che contengono sostanze di natura terpenoidica (via del mevalonato) Gli oli composti da sostanze di natura aromatica (via dello shikimato)

Essi sono soprattutto costituiti da:

mono e sesquiterpenoidi,

fenoli semplici e fenilpropanoidi volatilizzabili in corrente di vapore

Oli essenziali

Oli essenziali

Gli oli essenziali hanno una rilevante importanza commerciale e il loro principale uso è in profumeria e cosmetica e come spezie negli alimenti.

Hanno un uso nell’industria farmaceutica come odoranti o per dare un sapore gradevole ai farmaci.

Gli oli essenziali o i composti puri sono farmacologicamente attivi

effetti balsamici, antinfiammatori, antispastici, analgesici, antimicrobici, ansiolitici,

attività antiparassitaria, revulsiva ed eccitante del sistema nervoso centrale,

digestive, drenanti, tonificanti, cicatrizzanti, immunostimolanti, mucolitiche ed

espettoranti

ATTIVITÀ BIOLOGICA

I componenti degli O.E. vengono assorbiti dall’organismo umano (ed animale) secondo modalità simili.

I costituenti degli O.E. hanno basso P.M., sono lipofilie volatili a temperatura ambiente.

Queste proprietà fanno sì che l’organismo umano possa assumere O.E. attraverso diverse vie: per semplice inalazione perché vaporizzati nell’aria, oppure per ingestione o ancora assorbiti attraverso la pelle, come tali oppure sottoforma di ingredienti di creme o pomate. Grazie alla loro elevata lipofilia e alle loro ridotte dimensioni molecolari, i componenti degli O.E. attraversano facilmente la membrana cellulare[che è lipofila], ed entrano nel circolo sistemico. Gli O.E.

hanno la capacità di superare agevolmente la barriera emato-encefalica, giungendo direttamente a contatto con le cellule nervose. E’noto dalla letteratura che la stereochimica di parecchi componenti degli O.E influenza notevolmente l’interazione con le cellule nervose, ad es. gli enantiomeri del limonene o del pinene agiscono in modo diverso sulle cellule nervose

Oli essenziali

Oli essenziali

Arancio amaro

Citrus aurantium var. amara (Rutaceae)

Droga: buccia essiccata dei frutti (spremitura) Conenuto di olio: 0.5-2.5 %

Costituenti principali (%): (+)-limonene (92-94) e mircene (2)

Usi: aromatizzante

Oli essenziali

Eucalipto

Eucalyptus globulus (Myrtaceae) Droga: foglie fresche

Conenuto di olio: 1-3 %

Costituenti principali (%): cineolo (=eucaliptolo) (70-85) e a-pinene (14)

Usi: Decongestionante; Antisettico;Tonificante

Le conifere del genere Pinus producono la “trementina”, una oleoresina viscosa che si ottiene per incisione del tronco delle piante. Per distillazione della oleoresina si ottiene l’essenza di trementina ed un residuo solido chiamato colofonia. L’essenza di trementina per uso medicinale si ottiene principalmente dal Pinus palustris (costituenti principali (+)-α-pinene e β-pinene). Questa sostanza è usata come rubefacente in linimenti per malattie reumatiche ed, opportunamente diluita, viene utilizzata in inalazioni per ridurre le secrezioni bronchiali.

Oli essenziali

Oli essenziali

I prodotti fitosanitari a base di oli essenziali presentano vantaggi quali la rapida volatilizzazione e la trascurabile residualità che li rendono prodotti a basso impatto ambientale e quindi proponibili per l’uso in agricoltura integrata e biologica.

l’olio di chiodi di garofano è autorizzato in Italia per l’uso come fitosanitario antifungino in post raccolta su pomacee;

l’olio di menta come antigerminativo delle patate.

Oli essenziali

Gli oli essenziali più promettenti come antifungini da usare in post-raccolta includono quelli di:

basilico (Ocimum basilicum) finocchio (Foeniculum vulgare) timo (Thymus vulgaris)

origano (Origanum vulgare)

Aromatici ed efficaci

Innovazioni fitoiatriche: i terpeni, sostanze naturali efficaci contro la botrite della vite, sia da vino, sia da tavola

allilbenzene

Anticrittogamico, Nematocida LD50 orale su ratto pari a 3.600 mg/kg.

LD50 su femmine di topo pari a 1.190 mg/kg, mentre su femmine di ratto di 900

mg/Kg.

eugenolo geraniolo carvacrolo

Donatello Sandroni © AgroNotizie

Eugenolo, Geraniolo e Timolo agiscono sulla germinazione delle spore (di B.

cinerea), sul micelio e sulla crescita delle ife mediante l’effetto diretto sulle pareti, le membrane e gli organi delle cellule del patogeno.

Per la loro natura lipofila, la modalità d’azione primaria di Eugenolo, Geraniolo e Timolo consiste nella disgregazione della membrana cellulare del fungo patogeno, che è associata alla capacità di dissolvere i lipidi con conseguente fuoriuscita delle sostanze cellulari, lisi e morte della cellula.

Efficacia nella difesa della botrite della vite

allilbenzene

Al momento l'unico formulato commerciale registrato che contenga eugenolo, geraniolo e timolo è 3Logy di Sipcam Italia (Reg. n. 16480 del 16/03/2016), una sospensione di capsule, anch'esse di origine naturale, che contiene le tre sostanze attive in ragione di 33 g/L di eugenolo e 66 g/L sia di geraniolo sia di timolo.

La sua applicazione specifica è contro la botrite della vite, sia da vino, sia da tavola, contando su intervalli di sicurezza pari a 3 e 7 giorni rispettivamente. Per le tre molecole non sono stati fissati limiti di legge quanto a residui.

Formulati commerciali disponibili