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Cómo incrementar la producción de folatos en las plantas

Cómo incrementar la producción de folatos en las plantas
  • Una iluminación adecuada permite aumentar la producción de folatos en las plantas

Beatriz Riverón, Bioquímico farmacéutica

 

Los folatos son sustancias esenciales en el metabolismo, necesarios para varias reacciones importantes en la regulación de la expresión génica y proteica, así como para la biosíntesis de lípidos, clorofila y lignina en las plantas. Los animales (incluidos los humanos) carecen de vías biosintéticas para los folatos, por lo que se deben proporcionar cantidades adecuadas de estos compuestos a través de la ingesta de alimentos.

Los folatos (Folio del latín «folium», por su presencia en las hojas de las plantas verdes) también conocidos como ácido fólico, folacina, ácido pteroil-L-glutámico o vitamina B9, participan intensamente de la síntesis de proteínas estructurales y en la formación de hemoglobina. Son una parte esencial de una dieta equilibrada. Las deficiencias de estos compuestos conducen a muchas enfermedades, como anemia megaloblástica, disfunción cognitiva, enfermedades neurológicas y cardiovasculares y diferentes tipos de cáncer.


¿Porqué producen folatos las plantas?

Las plantas producen metabolitos secundarios como reacción a señales internas y externas. Muchos factores contribuyen al contenido de folatos, desde los genéticos hasta los ambientales. L

a concentración de folatos difiere dentro de ciertos órganos y tejidos y cambia durante la vida útil de la planta. Son más altas en los órganos más jóvenes que en los más viejos, lo que respalda una conexión entre los niveles bajos de folatos y la senescencia.


¿Cómo se sintetizan los folatos?

La síntesis y acumulación de un grupo tan amplio de compuestos depende de muchos factores, lo que sugiere la necesidad de considerar estos procesos como muy complejos.

Depende tanto de la eficiencia de su biosíntesis como de la velocidad de su degradación.

La biosíntesis de fitoquímicos está fuertemente afectada por la actividad de las enzimas involucradas en estos procesos, pero también por la disponibilidad de sustratos. Por lo tanto, el metabolismo primario sin interrupciones, incluida la fotosíntesis efectiva, es crucial para la producción óptima de metabolitos secundarios, ya que es la fuente de estos sustratos.

Por otro lado, la actividad de enzimas biosintéticas está modulada por su expresión génica, procesamiento postranscripcional y postraduccional, la tasa de su proteólisis o incluso su distribución intracelular.

Además, una reacción puede ser inhibida por su producto (regulación por retroalimentación de metabolitos), en este caso, la eficiencia de la reacción depende de la tasa de agotamiento del producto.

Teniendo en cuenta todas estas consideraciones, surge una pregunta: ¿hasta qué nivel se puede estimular la acumulación de folatos mediante condiciones de cultivo apropiadas?


¿Cómo estimular la acumulación de folatos?

La luz es un factor ambiental importante que afecta a casi todos los procesos de un organismo vegetal. El metabolismo primario y secundario dependen de la concentración de glucosa en el tejido vegetal. Por tanto, la luz juega un papel fundamental en ambos metabolismos.

Y no solo proporciona la energía para la producción de glucosa en el proceso de fotosíntesis, sino que también transporta información precisa indispensable para el reconocimiento de cambios en el medio ambiente.

La producción de alimentos vegetales saludables ricos en folatos requiere una iluminación vegetal adecuada.

Los resultados obtenidos hasta ahora indican la posibilidad de aumentar el valor biológico y beneficioso para la salud de los alimentos de origen vegetal de forma sostenible mediante la modulación de las condiciones de crecimiento con una participación particular de la luz.

Es difícil definir un espectro de luz universal para mejorar su síntesis, sin embargo, los resultados del uso de luz ultravioleta, azul o verde son muy prometedores y es necesario seguir investigando en este campo.

El desarrollo de la tecnología de LED ha contribuido al uso innovador de espectros de luz específicos para controlar el crecimiento, el desarrollo y la composición bioquímica de las plantas.


Luz y folatos

El vínculo inseparable entre el metabolismo de grupos de un carbono (por ejemplo, metila, -CH3) mediado por folatos y la fotorrespiración, sugiere la existencia de una relación entre la intensidad de la luz y las reacciones que ocurren durante la biosíntesis de folatos en las que intervienen varias enzimas, ya que los estímulos de luz tienen influencia reguladora a nivel enzimático.

También la composición espectral de la luz contribuye a la mayor producción de estos compuestos.

Las lámparas LED (diodos emisores de luz) que se utilizaron como complemento de la radiación solar, también se pueden utilizar como única fuente de luz para las plantas. Teniendo en cuenta la necesidad de mantener todos los factores de crecimiento en niveles óptimos, la manipulación de la luz parece ser una forma fácil y prometedora de mejorar el contenido de los compuestos deseados en las plantas.


Cuidar todos los factores

El suelo es la principal fuente de macro y micronutrientes necesarios para el crecimiento y desarrollo de las plantas. Por lo tanto, la abundancia de nutrientes en el suelo y su disponibilidad para las plantas en muchos casos determinan el funcionamiento del metabolismo, incluida la biosíntesis de los metabolitos secundarios de las plantas.

Así el contenido de complejo vitamínico B, en el que están presentes los folatos, tiende a aumentar cuando la planta tiene mejor acceso a elementos como nitrógeno, fósforo y boro.

La temperatura es un factor climático general que afecta el crecimiento y desarrollo de todas las especies, incluida la síntesis de metabolitos secundarios.

Altas temperaturas influyen negativamente en la biosíntesis de folatos y el almacenamiento de alimentos vegetales frescos a bajas temperaturas (4 °C) provoca una pérdida de folatos más lenta que el almacenamiento a temperatura ambiente, aunque la tasa de degradación de estos compuestos depende de la especie y variedad de la planta almacenada.

Fuentes
Kołton, A.; Długosz-Grochowska, O.; Wojciechowska, R.; Czaja, M. (2022).
Biosynthesis Regulation of Folates and Phenols in Plants.
Scientia Horticulturae, 291: 110561.

Imagen
https://br.freepik.com/fotos/verduras/2 Acceso el 16/12/2022.

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