Mecanismo de Defensa en las Plantas
Las plantas pueden
poseer mecanismos de protección constitutivos (defensa pasiva), es decir, la
planta los tiene desde su concepción y que han sido resultado de su evolución,
las cuales muchas veces forman parte de sus rasgos distintivos como son las
capas gruesas de cutícula, presencia de tricomas, formación de cera, tamaño de
estomas, grosor de paredes celulares o la acumulación de compuestos como el
ácido cianhídrico, saponinas o compuestos fenólicos. Por otra parte, las
plantas tienen también mecanismos inducidos de defesa, muchas veces llamada
resistencia inducida o defensa activa, los cuales se activan como respuesta
ante el ataque de un patógeno.
Fitoalexinas
Grupo de compuestos
heterogéneo clasificado dentro de los metabolitos secundarios por ser
sintetizados en el metabolismo secundario de la planta, los cuales fueron
descritos desde hace más de 70 años. Son moléculas de bajo peso molecular con
propiedades antimicrobianas ante un amplio espectro de hongos y bacterias
patógenas. Las fitoalexinas son sintetizadas de manera endógena (dentro de la
planta) y pueden o no ser sintetizadas en bajas concentraciones cuando la
planta está sana, pero se acumulan en grandes concentraciones en las plantas
como respuesta a daños mecánicos o a la exposición a patógenos. Incluso algunos
investigadores sugieren que son producto del estrés térmico y lumínico, así
como por la aplicación de fungicidas. Estos compuestos se acumulan de sobre
manera en el sitio de infección y en los lugares adyacentes. La resistencia de
la planta ocurre cuando una o más fitoalexinas alcanzan una concentración
suficiente para inhibir el desarrollo del patógeno.
Mecanismo de acción
Las fitoalexinas son tóxicas para hongos y bacterias, principalmente,
pero se han reportado toxicas para células de plantas superiores y animales.
Aunque debe tenerse en consideración que las fitoalexinas son menos tóxicas que
los fungicidas químicos. En hongos, las fitoalexinas inhiben la elongación y
crecimiento del tubo germinativo, crecimiento micelial y el aumento en su peso
seco, así como la absorción de glucosa. Muy pocos estudios señalan su actividad
antiviral. El mecanismo por el cual las fitoalexinas tienen su efecto aún es
poco claro, ya que su actividad puede variar de un compuesto a otro. Lo que sí
es claro es la toxicidad que tienen estos compuestos ante un gran espectro de
patógenos. Es improbable pensar en un solo modo de acción, si se tiene en
cuenta la diversidad de compuestos, pero se cree que interactúan en distintos
sitios provocando una disfunción en la integridad de la membrana de los
patógenos.
Síntesis
La
síntesis y acumulación de las fitoalexinas está regulada por muchas moléculas
endógenas de la planta como son los fitorreguladores (ácido jasmónico, ácido
salicílico, etileno, auxinas, ácido abscísico, citocininas y en menor grado
giberelinas), azúcares (sacarosa, glucosa y fructuosa), genes relacionados a la
defensa y reguladores transcripcionales. Pero también depende de la magnitud de
la infección, el tipo de inductor empleado, especificidad de las enzimas
involucradas en su síntesis, inhibición de las sustancias sintetizadas, entre
otros factores. Se desconoce si son producidas por todaslas plantas superiores,
aunque se han identificado en 17 familias, principalmente las pertenecientes al
grupo de las dicotiledóneas y en menor grado en monocotiledóneas. La mayoría de
las fitoalexinas se han identificado en las familias de leguminosas y
solanáceas, y en cada familia se han detectado dos o tres clases de productos
naturales. La mayoría de las fitoalexinas estudiadas derivan de la
ruta de los fenilpropanoides que tienen como base el aminoácido fenilalanina.
Se ha reportado que aplicaciones de silicio traen como efecto secundario la
producción de fitoalexinas y que temperaturas por encima de los 36 ºC inhiben
su síntesis. De igual manera, se ha puesto de manifiesto en otras
investigaciones que estos compuestos se producen en mayor proporción cuando se
trata de patógenos débiles, alcanzando su máxima producción después de 24 horas
de inoculado el patógeno.
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