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Metabolitos secundarios y Actividad bactericida de Calceolaria scapiflora (Calceolariaceae) y
Semillas de Persea americana (Lauraceae)
Secondary metabolites and Bactericidal activity of Calceolaria scapiflora (Calceolariaceae) and seeds
of Persea americana (Lauraceae)
Martha N. Mostajo–Zavaleta
1*
, Fructuosa De La Torre–Mayorga
1
+, Richard Tito
1,2
1
Escuela profesional de Biología, Facultad de Ciencias Universidad Nacional De San Antonio Abad del Cusco,
Av. de la Cultura, 733 Cusco, Perú.
2
Instituto de Biología, Universidade Federal de Uberländia, Av. Para 1720,38405, Uberländia, MG, Brasil.
*Autor corresponsal: Martha N. Mostajo-Zavaleta, martha.mostajo@unsaac.edu.pe
RESUMEN
En la presente investigación se determinó los metabolitos secundarios, la citotoxicidad y la actividad bactericida, del extracto acuoso
de Calceolaria scapiflora (madre zapatilla) muestreada en la comunidad Huaccoto – San Jerónimo-Cusco y pepa de Persea americana
variedad fuerte (palta) en el distrito de Limatambo, Provincia de Anta- Cusco. Se preparó extracto acuoso al 5% de la parte aérea (tallo,
hojas y flores) de Calceolaria scapiflora y de pepa de Persea americana var. fuerte. Se realizó el tamizaje fitoquímico de los dos
extractos, los metabolitos secundarios encontrados en los extractos acuosos de C. scapiflora y pepa de P. americana fueron: lactonas
sesquiterpenicas, compuestos fenólicos, triterpenos y flavonoides. La determinación de citotoxicidad de los extractos acuosos se hizo a
concentraciones de 10, 100 y 1000 μg/ml., utilizando nauplios de A. salina, la concentración letal media se determinó con el método
Probit. La dosis letal media del extracto acuoso de C. scapiflora fue de 276,658 ppm y 1519,398 ppm de pepa de palta. La actividad
bactericida invitro, se realizó utilizando el método de difusión en agar, a concentraciones de los extractos acuosos de 12000 μg/ml,
16600 μg/ml; 19300 μg/ml; 24200 μg/ml; y amikacina 30 mg (testigo). El extracto acuoso de C. scapiflora tiene efecto bactericida sobre
la cepa de Staphylococcus aureus ATCC 25902 con la concentración de 24 200ug/ml, generando un halo de inhibición de 22,8 mm,
frente a la cepa de Escherichia coli ATCC 25901 que no presentó efecto bactericida.
Palabras Clave: Extracto acuoso, Calceolaria scapiflora, pepa de Persea americana, citotoxicidad, bactericida.
ABSTRACT
In the present work, the secondary metabolites, cytotoxicity and bactericidal activity of the aqueous extract of Calceolaria scapiflora
(slipper mother) sampled in the Huaccoto community - San Jerónimo-Cusco and pit of Persea americana strong variety (avocado) from
the district of Limatambo, Province Anta- Cusco were determinated. A 5% aqueous extract of the aerial part (stem, leaves and flowers)
of Calceolaria scapiflora and Persea americana seed was prepared. The phytochemical screening of the two extracts was performed.
The secondary metabolites found in the aqueous extracts of C. scapiflora and P. americana seed were: sesquiterpenic lactones, phenolic
compounds, triterpenes and flavonoids. For the determination of cytotoxicity of the aqueous extracts at concentrations of 10, 100 and
1000 μg / ml., Nauplii of A. salina were used, the mean lethal concentration was determined with the Probit method, the mean lethal
dose of the aqueous extract of C. scapiflora is 276,658 ppm and 1519,398 ppm of avocado seed. The in vitro bactericidal activity was
carried out using the agar diffusion method, at concentrations of the aqueous extracts of 12000 µg / ml, 16600 µg / ml; 19300 µg / ml;
24200 µg / ml; and amikacin 30 mg, the aqueous extract of C. scapiflora has a greater bactericidal effect on the Staphylococcus aureus
ATCC 25902 strain with the concentration of 24,200ug / ml, generating an inhibition halo of 22.8 mm, compared to the Escherichia
coli strain ATCC 25901 did not show a bactericidal effect.
Key Words: Aqueous extract, Calceolaria scapiflora, pepa de Persea americana, cytotoxicity, bactericide.
INTRODUCCIÓN
La utilización de plantas medicinales es una práctica antigua
y sirvió de base para la farmacología moderna. Los productos
naturales, incluyendo plantas medicinales, son bastante valorados
y utilizados en la actualidad (Farnsworth et al., 1985),
principalmente por el bajo costo económico, accesibilidad y/o por
causar mínimo efecto secundario en el cuerpo. De hecho,
aproximadamente el 80% de la población mundial utiliza
productos naturales con fines medicinales (Farnsworth et al.,
1985). Los Andes tropicales es una de las regiones más
biodiversas del mundo (Myers et al., 2000), entre los que se
encuentra una gran diversidad de plantas medicinales (Brack,
1999). Un estudio reciente mostró que pobladores andinos, en
especial de la región Cusco, actualmente utilizan gran diversidad
de plantas medicinales para tratar diferentes dolencias
(Huamantupa et al., 2011). La fitoterapia es de especial
importancia principalmente para aquellas personas de bajos
recursos económicos que difícilmente acceden a la medicina
moderna que generalmente implica un costo económico elevado.
Las plantas, además de proveer propiedades medicinales al
consumidor, puede también afectar la salud humana por la
presencia de toxinas en la composición fitoquímica de muchas
especies (Shamsuddin et al., 2013). Esta es una de las razones
importantes que motiva realizar estudios para determinar la acción
farmacológica y la toxicidad de las plantas con potencial
medicinal. El estudio de la presencia y actividad de metabolitos
secundarios es ampliamente usado para este fin, ya que estas
sustancias presentan una acción medicinal (Cotillo, 1990).
Asimismo, la realización de bioensayos para determinar la
actividad biológica y la toxicidad de las plantas sobre organismos
modelo (p.ej. Artemia salina, Staphilococcus aureus, Escherichia
coli) son recomendados y ampliamente usados (CMcLaughlin et
al., 1993). De esta forma, estudios fitoquímicos y su consecuente
prueba de actividad biológica puede proporcionar apoyo empírico
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para la farmacología moderna, además de poder auxiliar a
fortalecer la fitoterapia popular.
En este estudio se realizó encuestas a la población de la ciudad
de Cusco - Perú con el fin de saber el conocimiento actual sobre
el uso de las estructuras aéreas (tallos, hojas y flores) de
Calceolaria scapiflora y semillas de Persea america var. fuerte
(palta). Asimismo, se realizó análisis fitoquímico y experimentos
de bioensayo para determinar la eficiencia de la actividad
antibacteriana y la citotoxicidad de los extractos acuosos de estas
dos especies de planta. Para los experimentos del bioensayo se
utilizó como modelo de estudio dos especies de bacterias
(Escherichia coli y Staphylococcus aureus) que causan infección
urinaria, una de las enfermedades más frecuentes que afectan al
ser humano (Battilana, 1997). En los Estados Unidos de
Norteamérica corresponde aproximadamente a 7 millones de
consultas ambulatorias y 1 millón de atenciones por emergencia,
por año; lo cual resulta en unas 100 000 hospitalizaciones. Es
probable que en el Perú sea algo similar; sin embargo, es difícil
determinar su incidencia real debido a que no es una enfermedad
reportable, el 86,6 % de infecciones urinarias corresponden al
sexo femenino. (Astete, La Madrid et al. 2004). La citotoxicidad
de los extractos de las plantas estudiadas se probó en nauplios de
Artemia salina, bioensayo confiable y recomendado para
correlacionar las propiedades citotóxicas y antitumorales de los
extractos de plantas (CMc Laughlin et al., 1993).
Calceolaria scapiflora (Calceolariaceae) es una hierba anual
silvestre, común que se distribuye de centro a sur del Ande
peruano (3600-4700 m de altitud) (Puppo, 2006; Puppo, 2010).
Persea americana (Lauraceae), por otro lado, es un árbol perenne
ampliamente cultivado en más de medio centenar de países
tropicales y subtropicales, incluyendo Perú (FAOSTAT, 2014). El
fruto de la palta es comúnmente consumido y la semilla
generalmente desechada, recurso que se podría aprovechar, por
ejemplo, para tratar diversas enfermedades. El análisis
fitoquímico de la semilla de aguacate muestra presencia de taninos
y azucares reductores. Los taninos son sustancias con propiedades
astringentes y antiinflamatorias, cumplen una función cicatrizante
al acelerar la curación de las heridas y hemostática, al detener el
sangrado (Jiménez & Lazo, 2005). La cicatrización se produce por
la formación de las costras al unirse a las proteínas con los taninos
y crear un medio “seco” que impide el desarrollo de las bacterias.
Al constreñir los vasos sanguíneos ayudan a la coagulación de la
sangre. (Evans, 1984). Uno de los objetivos del presente estudio
fue determinar su efecto bactericida, por la información
recopilada en las encuestas realizadas, donde mencionaban que
las semillas de palta hervida utilizaban para lavados vaginales en
caso de cistitis.
En cuanto a Calceolaria scapiflora, no se ha encontrado
trabajos publicados sobre efectos medicinales, teniendo como
antecedentes para este estudio únicamente las encuestas
realizadas a los pobladores de la comunidad Huaccoto – San
Jerónimo-Cusco, son los que comercializan esta especie con fines
medicinales.
MÉTODOS
Colecta del material botánico y obtención de muestras
La colecta de muestras de estructuras aéreas (tallos, hojas y
flores) de C. scapiflora y semillas de P. americana se realizaron
en dos localidades cercanas a la ciudad del Cusco, Perú (Cusco:
13°32’33’’ S, 71°51’51’’ O, ~3327 msnm; Anta: 13°29'01" S,
72°27'14" O, ~2542 msnm). Estos lugares de colecta estaban
libres de contaminación por residuos sólidos, desechos
industriales u otros contaminantes que pueda haber influido en la
composición fitoquímica. En los meses de enero y febrero se
colectaron estructuras aéreas (es decir, hojas, tallos y flores; en
adelante llamado como “ramas”) de 150 individuos de C.
scapiflora. En el mismo periodo, también colectamos 20 semillas
provenientes de 20 individuos de P. americana var.fuerte. Las
muestras fueron colocadas dentro de bolsas de papel y
transportadas al laboratorio. Las impurezas de todas las muestras
colectadas fueron limpiadas con agua destilada y luego secadas a
temperatura ambiente por 15 días en las instalaciones del Herbario
Vargas CUZ de la Facultad de Ciencias Biológicas – Universidad
Nacional de San Antonio Abad del Cusco (UNSAAC). El local
del secado presenta bastante iluminación, ventilación y mínima
presencia de polvo. Específicamente, sobre una bancada se
colocaron una capa de papel kraf y encima del papel se
esparcieron las muestras vegetales, removiendo estas cada 24
horas. Muestras secas se trituraron usando un molino de grano
para semillas de palta y mortero manual para ramas secas de C.
scapiflora. Después de la molienda, fueron tamizadas para
obtener harina para cada especie por separado. La harina se
dividió en dos porciones, una porción para realizar el análisis
fitoquímico y la otra para la extracción acuosa de los compuestos
bioactivos de las plantas estudiadas. Adicionalmente, tres
muestras de C. scapiflora se montaron y etiquetaron para la
identificación sistemática, identificación realizada mediante
comparaciones de muestras con ejemplares existentes en el
Herbario Vargas CUZ. Se garantizó la correcta identificación
mediante el uso de la bibliografía especializada y consulta a los
botánicos visitantes al herbario.
La extracción acuosa de las muestras se realizó en el
laboratorio de análisis químico de la UNSAAC. Para obtener el
extracto acuoso al 5 %, 25 g de muestra molida se mezcló con 250
ml de agua destilada en un frasco Erlenmeyer de 1 L. Esta
solución se sometió a una temperatura de 80°C durante 20
minutos para obtener el extracto acuoso. Después de este tiempo,
se filtró usando papel filtro (5 piezas). Utilizando esta muestra
acuosa se realizaron dos tipos de ensayos: un ensayo para saber la
actividad biológica del extracto acuoso sobre nauplios de Artemia
salina (Artemiidae) y otra para probar el efecto antibacteriano del
extracto acuoso sobre cepas de Staphylococcus aureus (Gram
positiva) y Escherichia coli (Gram negativa).
Análisis fitoquímico
En 500 g de la muestra triturada se analizó la presencia de
metabolitos secundarios en el laboratorio de la escuela profesional
de Farmacia y Bioquímica (Centrofarma – Centro de Control
Analítico) de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos -
Lima. Se analizaron la presencia de 10 principales metabolitos
secundarios (lactonas sesquiterpénicas, compuestos fenólicos,
triterpenos y/o esteroides, flavonoides, alcaloides, taninos,
saponinas, quinonas, principios astringentes y amargos, aceite
esencial y aminoácidos libres) siguiendo los procedimientos
estandarizados en la literatura (AOAC, 1990).
Prueba de toxicidad
Para esta prueba se utilizó nauplios de A. salina, ya que es
ampliamente usado como modelo animal de estudio, para
determinar la toxicidad de plantas (Parra et al., 2001, Carballo et
al., 2002). Para realizar el experimento, primero fueron criados en
laboratorio huevos de A. salina hasta la fase de nauplios. Con este
fin, una cubeta de vidrio (35 cm de largo x 25 cm de altura) se
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dividió verticalmente en dos secciones iguales, donde un lado se
oscureció con pintura negra y la otra se dejó iluminada con luz
artificial (lámpara de luz incandescente de 50 watts). Esto se hizo
porque para la eclosión de huevos es necesaria la oscuridad y los
nauplios son fototróficos (Carballo et al., 2002, Shamsuddin et al.,
2013). La división de la cubeta se realizó con un pedazo de
tecnopor que presentaban pequeños agujeros, de modo que pueda
permitir la migración de nauplios al lado iluminado de la cubeta.
En el lado oscuro de la cubeta se agregó 0,1 g de huevos de A.
salina por cada litro de solución salina al 3,8 % (es decir, 38 g de
sal marina disuelto en un litro de agua) y se dejó a una temperatura
de 27°C durante 72 horas, tiempo suficiente para la eclosión de
huevos de A. salina (Gualdron & López, 1994). Después de 48
horas de la instalación se observó que los huevos estaban
eclosionando, razón por lo que se colocó alimento a base de alga
marina seca (micrón) y se esperó hasta completar 72 h para
obtener la eclosión de 90 % de huevos.
Para conocer la actividad biológica de los extractos sobre
nauplios de A. salina se disolvieron extracto acuoso de C.
scapiflora y P. americana en solución salina al 3,8 % para obtener
concentraciones de 10, 100 y 1000 μg/ml. Los nauplios de A.
salina fueron expuestos a cuatro tratamientos: (1) agua salada al
3,8 % (control); solución salina al 3,8 % con una concentración
de (2) 10; (3) 100; y (4) 1000 μg/ml de extracto acuoso de C.
scapiflora o P. americana. Cada tratamiento tuvo tres repeticiones
(tubos de ensayo). A cada tubo de ensayo conteniendo 5 ml de
dilución de los respectivos tratamientos se transfirió 10 nauplios
de A. salina con una micropiteta (100 µl). A todos los tubos se
adicionaron 3 mg de micrón por cada 5 ml de agua salada como
alimento y fueron colocados aleatoriamente en una cámara con
iluminación (lámpara de luz blanca incandescente de 50 watts) a
una temperatura de 27°C durante 24 horas. Pasado este tiempo, se
contabilizaron cuántos individuos continuaban vivos.
Pruebas de actividad antibacteriana
Se probó el efecto antibacteriano del extracto acuoso de C.
scapiflora y semillas de P. americana en cepas ATCC de S.
aureus y E. coli, mediante el método de difusión en agar. Estas
bacterias son los principales causantes de infección urinaria
(Luján et al. 2008). A partir de 3-5 colonias de cada especie de
bacteria previamente cultivada por 18–24 horas se transfirió a un
tubo que contenía 4-5 ml de caldo tripticasa soya. El caldo de
cultivo fue incubado a 35ºC hasta que alcance la turbidez
equivalente a 0,5 del estándar de McFarland (4-6 horas). La
turbidez del cultivo fue ajustada con caldo estéril. La suspensión
resultante contenía aproximadamente 1-2 x 10
8
UFC ml
-1
. Luego,
se comparó visualmente el tubo con el inóculo y el estándar de
McFarland al 0,5 frente a una cartulina con fondo blanco y rayas
negras de contraste (para verificar si el inoculo tenía
aproximadamente la misma concentración del estándar de
McFarland). Se agito la suspensión y se sumergió un hisopo de
algodón estéril con el cual se inoculó en cinco placas con medio
Mueller-Hinton de 4 mm de profundidad, dispersando
homogéneamente hasta cubrir toda la superficie de la placa. En
cada placa, se colocó cinco discos de papel filtro embebido con
cuatro diferentes concentraciones del extracto acuoso. En otras
palabras, cepas de bacterias fueron expuestas a cinco diferentes
tratamientos: (1) 12000 μg/ml de extracto acuoso disuelto en agua
destilada; (2) 16600 μg/ml; (3) 19300 μg/ml; (4) 24200 μg/ml; y,
finalmente, (5) amikacina 30 mg. Éste último es un antibiótico
muy utilizada para tratar las infecciones urinarias (La Madrid. et
al. 2004), debido a que presenta una susceptibilidad de 93,8 %
para los patógenos (Lujan et al., 2008). Usamos este antibiótico
con el objetivo de comparar el potencial antibacteriano de los
extractos. El empleo de los discos de papel de filtro para pruebas
de sensibilidad está estandarizado y se correlaciona con la
concentración mínima inhibitoria. Los discos fueron presionados
firmemente para asegurar el contacto completo con la superficie
del agar inoculado con las bacterias. En seguida, las placas fueron
invertidas y se incubaron a 37°C por 24 horas. Pasado este tiempo
fueron medidos los halos de inhibición con la ayuda de un vernier
(Baley, 2005).
Para determinar el contenido de sólidos disueltos en el
extracto se pesó 15 ml de la muestra acuosa en una balanza
analítica de 4 decimales de precisión, utilizando pesafiltros. Los
pesafiltros (N = 6) conteniendo las muestras de 15 ml de extracto
se secaron a 105 °C hasta obtener peso constante y luego
nuevamente fue pesada para obtener el peso seco. Así, el
contenido de sólidos totales de la muestra se obtuvo mediante la
relación entre el peso seco y peso de muestra líquida (es decir, 15
ml) en porcentaje.
Análisis estadístico
El efecto de las diferentes concentraciones del extracto acuoso
de C. scapiflora y P. americana sobre la sobrevivencia de
nauplios de A. salina se determinaron utilizando el análisis de
varianza (ANOVA) de una vía. La concentración de extracto que
provoca la muerte del 50 % de los individuos (concentración letal
media, CL
50
) de nauplios de A. salina se calculó mediante el
análisis de Probit. Utilizando ANOVA de una vía se determinó la
diferencia de los diámetros de halos de inhibición de S. aureus
entre las diferentes concentraciones de los extractos acuosos
probados y así inferir la posible actividad antibacteriana de C.
scapiflora. Para comparaciones múltiples entre los tratamientos
se utilizó la prueba de Tukey. Los supuestos para realizar análisis
paramétricos se verificaron mediante la exploración de residuos.
Los análisis se realizaron utilizando Systat v.10.2 (SPSS 2000).
RESULTADOS
Encuesta etnobotánica
Gran parte de las personas entrevistadas (81 %) afirmaron que
conocen y usan las estructuras aéreas (tallo, hojas y flores) de
Calceolaria scapiflora y semillas de Persea americana para tratar
diferentes dolencias. Más específicamente, la población usuaria
afirmó que C. scapiflora la utilizan para desinflamar la matriz (35
%), amígdalas (20 %) y órganos del sistema urinario (45 %)
afectadas por las infecciones urinarias o cistitis. Por otro lado, las
semillas de palta utilizan para curar la disentería y procesos
diarreicos, así como para lavados vaginales, como desinflamante
en la cistitis en infusión. Además, aproximadamente 70 % de los
entrevistados manifestaron que las propiedades curativas de estas
plantas la aprendieron de sus ancestros.
Análisis fitoquímico
Resultados del análisis fitoquímico de las estructuras aéreas
(tallo, hoja y flor) de C. scapiflora y semillas de P. americana var.
fuerte mostró la presencia de cuatro metabolitos importantes, se
encontró cantidad abundante de compuestos fenólicos en C.
scapiflora, mientras que en semillas de P. americana lactonas
sesquiterpénicas y triterpenos/esteroides, en cantidad moderada
flavonoides y lactonas sequiterpénicas en C. scapiflora y
compuestos fenólicos en semillas de P. americana var. fuerte
(Tabla 1).
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Tabla 1: Resultado del análisis fitoquímico cualitativo de las estructuras aéreas (tallo, hoja y flor) de Calceolaria scapiflora y semillas
de Persea americana var. fuerte. (-) Ausencia, (+) presencia traza, (++) presencia moderada, (+++) presencia abundante.
Pruebas de toxicidad
El efecto del extracto acuoso de C. scapiflora sobre nauplios
de A. salina mostró letalidad significativa en las tres
concentraciones (10, 100 y 1000 μg/ml) probadas (F
3,8
= 65,9; P
< 0,001; Fig. 1A). Sin embargo, la magnitud del efecto fue
directamente proporcional a la concentración del extracto
utilizado. Se produjo aproximadamente 27 % de mortalidad
cuando los nauplios de A. salina fueron expuestos a una
concentración de 10 μg/ml de extracto de C. scapiflora, mientras
que a una concentración de 1000 μg/ml la mortalidad se
incrementó hasta 80 % (Fig. 1A). El efecto del extracto acuoso
de semillas de P. americana sobre nauplios de A. salina fue
significativo (F
3,8
= 20,3; P < 0,001; Fig. 1A; Fig. 1B), pero sólo
se detectó cuando los nauplios fueron expuestos a una
concentración de 100 y 1000 μg/ml (Fig. 1B). La mortalidad de
nauplios de A. salina fue similar en estas dos concentraciones (100
y 1000 μg/ml) del extracto (Fig. 1B).
En general, con la prueba de mortalidad se encontró que la
concentración letal media (CL
50
) para el extracto acuoso de C.
scapiflora fue de 276,7 μg/ml (LC: 93,2 - 526,6 μg/ml) y para el
extracto acuoso de semillas de P. americana fue de 1519,4 μg/ml
(LC: 953,1 - 7163,3 μg/ml).
EL extracto acuoso de C. scapiflora presentó mayor cantidad de
sólidos disueltos (16,2 g/l) que el extracto de semilla de P.
americana (9,6 g/l). (Fig. 1)
Pruebas de actividad antibacteriana
Resultados en relación al potencial efecto tóxico del extracto
acuoso de C. scapiflora sobre las cepas de S. aureus ATCC 25923
revelaron que existe un efecto bactericida (F
4,20
= 159,2; P <
0,001) y que la formación de halos de inhibición (indicativo del
efecto bactericida) varía dependiendo a las concentraciones
ensayadas (Fig. 2). Los resultados indican la relación positiva
entre el efecto bactericida y la concentración de los extractos.
Inclusive, el extracto acuoso de C. scapiflora a una concentración
de 24200 μg/ml causó halo de inhibición del crecimiento de S.
aureus significativamente mayor (diferencia de ~3 mm) que el
antibiótico de amplio espectro amikacina (Fig. 2). Por otro lado,
en la cepa de Escherichia coli el extracto de C. scapiflora no causó
ningún efecto significativo. Los halos de inhibición sólo se
observaron cuando las cepas fueron expuestas al antibiótico
amikacina. Similarmente, no se encontró ningún efecto
antibacteriano del extracto acuoso de P. americana tanto en S.
aureus como en E. coli. (Figura.2)
DISCUSIÓN
En este estudio mostramos que los pobladores andinos
(Cusco, Perú) utilizan comúnmente las estructuras aéreas (tallos,
hojas y flores) de Calceolaria scapiflora y semillas de Persea
americana para tratar inflamaciones en el sistema urinario,
respiratorio y digestivo. Mediante el análisis fitoquímico y
pruebas de actividad biológica de los extractos de estas plantas
mostramos apoyo empírico para este uso terapéutico tradicional.
Reportamos por primera vez el uso medicinal, principios activos
y actividad biológica de C. scapiflora, y reforzamos a la literatura
sobre las propiedades medicinales de semillas de P. americana.
La presencia de cuatro metabolitos secundarios (compuestos
fenólicos, flavonoides, lactonas sesquiterpénicas y
triterpernos/esteroides) tanto en C. scapiflora como en semillas de
P. americana (Tabla 1), revelan el potencial uso medicinal de
estas especies ampliamente utilizados por los pobladores andinos.
Es bastante conocido que estos metabolitos secundarios presentan
distintos principios activos. Los flavonoides son antioxidantes,
antimicrobianos, agentes de desintoxicación y a dosis altas
pueden causar efectos antiinflamatorios, antivirales o
antialérgicos, protegiendo inclusive contra enfermedades
cardiovasculares y cancerígenas (Martínez-Flórez et al., 2002,
Cushnie & Lamb, 2005, Saxena et al., 2013). Las lactonas
sesquiterpénicas presentan actividad antiinflamatoria,
anticancerígena y antimicrobiana (Lin et al., 2003). Compuestos
fenólicos poseen una acción antioxidante y actúan como agentes
de desintoxicación (Saxena et al., 2013). A los
triterpenos/esteroides, por otro lado, se le atribuye propiedades
antimicrobianas (Katerere et al., 2003).
La determinación de la toxicidad de Artemia salina se ha
utilizado eficientemente para probar el potencial de la actividad
biológica de extractos de plantas (p.ej., McLaughlin et al., 1993,
Parra et al., 2001). El extracto acuoso de las dos especies de
plantas estudiadas mostró toxicidad sobre nauplios de A. salina,
aumentando la actividad positivamente con la concentración del
extracto. Sin embargo, el nivel de letalidad dependió de la especie.
Metabolito
Método de ensayo
Calceolaria scapiflora
Persea americana
Lactonas sesquiterpénicas
Baljet
₊₊
₊₊₊
Compuestos fenólicos
De cloruro férrico
₊₊₊
₊₊
Triterpenos/esteroides
Liebermannburchard
₊
₊₊₊
Flavonoides
De Shinoda
₊₊
₊
Alcaloides
Dragendorff Mayer Wagner
-
-
Taninos
De gelatina
-
-
Saponinas
De la espuma
-
-
Quinonas
Bonrtrager
-
-
Principios astringentes y amargos
Organoléptico
-
-
Aceite esencial
Característico
-
-
Aminoácidos libre
De Ninhidrina
-
-
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40
A una concentración de 1000 μg/ml la letalidad causado por el
extracto de C. scapiflora fue más que el doble de lo que causó el
extracto de semillas de P. americana. Por tanto, una actividad más
destacada (CL
50
276,7) mostró el extracto acuoso de C. scapiflora
en comparación al extracto de P. americana (CL
50
1519,4)
(Fig.01). La presencia de los mismos metabolitos en ambas
especies de plantas sugiere que la efectividad de la actividad
biológica puede estar relacionada a la diferencia en proporción de
los compuestos que contiene cada extracto. El análisis fitoquímico
mostró que extractos de C. scapiflora contienen compuestos
fenólicos en cantidad abundante y flavonoides en cantidad
moderada, en cambio el extracto de P. americana contiene estos
metabolitos en cantidades moderada y traza respectivamente.
Mayor cantidad de sólidos disueltos encontrado en el extracto de
C. scapiflora (16.2 g/l) también apoya esta idea.
El extracto acuoso de C. scapiflora indujo inhibición de
crecimiento de Staphylococus aureus, pero la inhibición no
ocurrió en Eschiricia coli, lo que demuestra la capacidad
bactericida de este extracto sobre bacterias gram positivas, pero
no en bacterias gram negativas. La efectividad bactericida del
extracto de C. scapiflora sobre S. aureus fue desde moderada a
alta, teniendo una relación positiva con el aumento de la
concentración del extracto. Sorprendentemente, a una
concentración de 24200 μg/ml presentó actividad bactericida
incluso superior a al antibiótico amikacina comúnmente utilizado
para tratar infecciones urinarias (Fig.2).
Esta actividad bactericida del extracto de C. scapiflora
probablemente se debe a la abundante presencia de compuestos
fenólicos y moderada cantidad de lactonas sesquiterpénicas y
flavonoides.
Figura 1. Porcentaje de mortalidad de nauplios de Artemia salina expuestas a diferentes consentraciones del extracto acuoso
de estructuras aéreas (tallo, hojas y flores) de Calceolaria scapiflora y semillas de Persea americana var. fuerte. Letras diferentes
sobre barras de error indican diferencia significativa (P < 0,05) entre los tratamientos.
Figura 2. Inhibición de halos de Staphyloccocus aureus
ATCC 25923 expuestos a diferentes concentraciones del
extracto acuoso de Calceolaria scapiflora y al antibiótico de
amplio espectro amikacina. Letras diferentes sobre barras de
error indican diferencia significativa (P < 0,05) entre los los
tratamientos.
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Muchos estudios anteriores han demostrado que estos
metabolitos presentan alta actividad antimicrobiana,
especialmente contra bacterias gram positivas como S. aureus,
(Puupponen et al., 2001, Lin et al. 2003, Cushnie & Lamb, 2005).
Desconocemos la razón del por qué el extracto de P.
americana var. Fuerte no presento ningún efecto bactericida sobre
S. aureus y E. coli a pesar de contener metabolitos con actividad
antimicrobiano como las lactonas sesquiterpénicas y
triterpenos/esteroines, que fueron reportadas con alta actividad
bactericida por Katerere et al. (2003), y Lin et al. (2003).
Una probable explicación podría ser la mayor o menor presencia
de metabolito específico en el extracto de cada especie de planta.
Por ejemplo, encontramos la presencia moderada de flavonoides
en el extracto de C. scapiflora y traza en P. americana. Estudios
anteriores mostraron alta actividad bactericida de flavonoides
(Puupponen et al., 2001, Cushnie & Lamb, 2005). El grupo
hidroxilo fenólico en la estructura química de los flavonoides
facilita penetrar a través de la membrana celular bacteriana
causando así la desnaturalización de las proteínas
protoplasmáticas (Puupponen et al., 2001). Los flavonoides
también pueden inhibir o provocar errores de lectura durante la
síntesis de ADN o ARN debido a que presenta una estructura
similar al de las bases nitrogenadas de los ácidos nucleicos
(Cushnie & Lamb, 2005). Otra posible explicación puede ser la
presencia de un tipo específico del grupo de metabolitos – p.ej.
existen más de cinco mil tipos de flavonoides (Ross & Kasum
2002) – con mayor o menor actividad bactericida. Estos vacíos
sugieren de la necesidad de realizar un estudio fitoquímico más
detallado para determinar el tipo específico del metabolito para
inferir en el uso medicinal específico o farmacológico de estas u
otras plantas.
CONCLUSIONES
Los resultados del presente estudio muestran el potencial uso
de C. scapiflora como medicina alternativa, representando una
fuente valiosa en el tratamiento de agentes infecciosos,
particularmente contra bacterias Gram positivas. Reportamos por
primera vez la importancia bactericida de la especie andina C.
scapiflora.
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Presentado: 02/04/2021
Aceptado: 19/06/2021
Publicado: 19/07/2021
