METABOLITOS SECUNDARIOS Y CAPACIDAD ANTIOXIDANTE DE ESPECIES VEGETALES EN ECUADOR

Maritza Gallegos Zurita¹,Aida Águeda Castro Posligua²,Luz Angélica Salazar Carranza³,Maite Cecilia Mazacon Mora⁴,Margarita Orellana Villegas⁵ y Emilio Guija Poma⁶

¹Bióloga, Profesora, Facultad de Ciencias de la Salud, UNIVERSIDAD TÉCNICA DE BABAHOYO, Babahoyo, Ecuador
²Doctora en química y farmacia, Profesora, UNIVERSIDAD TÉCNICA DE BABAHOYO, Babahoyo, Ecuador
³Magíster en Bioquímica clínica, UNIVERSIDAD TÉCNICA DE BABAHOYO, Babahoyo, Ecuador
⁴Farmacéutica, UNIVERSIDAD TÉCNICA DE BABAHOYO, Babahoyo, Ecuador
⁵Licenciada en Terapia Respiratoria, UNIVERSIDAD TÉCNICA DE BABAHOYO, Babahoyo, Ecuador
⁶Doctor en Farmacia y Bioquímica, Universidad de San Martín de Porres, Lima, Perú

Babahoyo, Ecuador (SIIC)

La presencia de compuestos bioactivos en las hojas de la planta Kalanchoe pinnata (Lam.) expone los efectos analgésico, antiinflamatorio, antitumoral y bactericida, y respalda las prácticas terapéuticas de las plantas medicinales en las comunidades rurales de la provincia de Los Ríos en Ecuador.

En la medicina tradicional, existen numerosas plantas que tienen múltiples aplicaciones terapéuticas, y ciertas especies son de mayor uso en determinadas comunidades.

El estudio de un gran número de especies vegetales y sus extractos ha tenido un creciente interés, tanto en la industria alimentaria como en la industria farmacéutica, dadas sus propiedades antioxidantes y antimicrobianas. Estas propiedades son atribuidas a la presencia de compuestos como los polifenoles, los flavonoides, los terpenoides, las antocianinas, los carotenoides, las vitaminas, etc.,¹ compuestos que mayormente no tienen los efectos tóxicos de aquellos obtenidos por síntesis, y son de gran beneficio para la salud humana.
Los metabolitos secundarios son compuestos que las plantas sintetizan con la finalidad de vincularse con su entorno de una manera óptima y tener la posibilidad de sobrevivir en medios adversos, para cuyo propósito elaboran una diversidad de compuestos destinados a evitar que sean devoradas por mamíferos, atraer aves para realizar la polinización y protegerlas de la acción nociva de microorganismos, entre otras funciones.

Existe un interés cada vez mayor para aprovechar las propiedades bioactivas de los metabolitos secundarios de las plantas con fines preventivos de diversas enfermedades, así como sus efectos farmacológicos, para cuyo propósito es necesario disponer de la información apropiada sobre la naturaleza, la estructura, los procesos de absorción, el metabolismo y los efectos biológicos que tendrían en el ser humano, de tal manera que permita contribuir con el respaldo científico que posibilite el uso medicinal que tradicionalmente tienen muchas plantas en el mundo.²

La ingesta de antioxidantes de bajo peso molecular presentes en las frutas, verduras y plantas medicinales protegen a las células del estrés oxidativo y lo previenen, considerado como causa o consecuencia de numerosas enfermedades crónicas no trasmisibles en los seres humanos, especialmente aquellas de naturaleza degenerativa.^3,4 No se tiene conocimiento que la acción individual o probablemente la acción concertada de diversos antioxidantes pueda contribuir a la prevención de un gran número de enfermedades.

Una gran diversidad de compuestos fitoquímicos presentes en los vegetales, como fibra dietética, ácido fólico, vitaminas y polifenoles,⁵ podrían ejercer efectos beneficiosos sobre la salud humana. La Organización Mundial de la Salud ha recomendado una ingesta diaria de al menos 400 gramos de frutas y verduras como una medida de prevención de enfermedades crónicas no trasmisibles; sin embargo, no existe una recomendación formal sobre el tipo, el número o la cantidad de antioxidantes que deben consumirse diariamente.

Se conoce relativamente poco sobre los efectos celulares de las formas oxidadas de los antioxidantes que se originan durante el procesamiento o almacenamiento de alimentos y la actividad de los metabolitos secundarios de manera individual o a través de procesos sinérgicos sobre la salud humana y la prevención de enfermedades;⁶ esto ofrece un campo amplio para los estudios de estos compuestos bioactivos en la búsqueda de la evidencia científica destinada al aprovechamiento seguro de las productos fitoquímicos presentes en las plantas que se usan en la medicina tradicional.

Numerosas especies del género Kalanchoe han sido utilizadas como agentes para el tratamiento de diversas dolencias, y han sido empleadas en la medicina tradicional como antiinflamatorios y analgésicos. Las plantas que pertenecen a este género tradicionalmente se conocen por su valor farmacéutico y son estudiadas por los científicos desde hace mucho tiempo. En varios países, algunas especies de Kalanchoe no solo se utilizan con fines medicinales, sino también de forma ornamental.⁷Recientemente, se han publicado algunos estudios sobre las propiedades citotóxicas de esta planta, sin embargo, los datos sobre su uso tradicional en el tratamiento de tumores son muy limitados.⁸

El género Kalanchoe pertenece a la familia Crassulaceae y cuenta aproximadamente con 150 especies, entre las más reconocidas de cuales se encuentran Kalanchoe pinnata (Lam.) Pers., Kalanchoe brasiliensis Cambess (K.brasiliensis) Kalanchoe gracilis (L.) DC, Kalanchoe daigremontiana, Kalanchoe millotii y Kalanchoe nyikae,^9-11las cuales reportan mayor número de estudios y a las que se les atribuyen propiedades medicinales debido a la presencia de bufadienólidos, un grupo de polihidroxiesteroides C-24 y sus glucósidos, que son de gran interés por sus actividades cardiotónicas y anticancerígenas.^8,12

La especie Kalanchoe pinnata (Bryophyllum pinnatum) está ampliamente distribuida en todo el mundo y en Sudamérica ha tenido una larga historia en cuanto a su uso en la medicina tradicional.¹³ Es originaria de Madagascar y se encuentra en el sur de América, la India y el Caribe; se la conoce por diversos nombres comunes:“hoja de milagro”, “hoja del aire” y “hoja de vida”, debido a sus propiedades curativas;¹⁴ en el idioma kichwa se la conoce como Chukri yuyu, paki panka, pichi panka, raku panka¹⁵ y otras denominaciones propias de cada región. En la medicina alternativa, estas plantas son consumidas crudas o preparadas como infusiones o decocciones para la diabetes.¹⁶ También presenta otros efectos terapéuticos, como actividad antibacteriana y propiedades anticancerígenas, antiparasitarias, antialérgicas y antiinflamatorias.¹⁷

En las zonas rurales de la provincia de Los Ríos, en Ecuador, esta planta es muy utilizada para tratar enfermedades del aparato respiratorio, como llaga en la boca, inflamación y dolor de garganta, amigdalitis, faringitis y otros procesos respiratorios, así como para tratar dolores de cabeza, contusiones y problemas de la piel, entre otras.

Esta investigación se realizó con la finalidad de identificar los metabolitos secundarios y evaluar la actividad antioxidante de la especie Kalanchoe pinnata (Bryophyllum pinnatum), por la diversidad de efectos curativos atribuidos a la planta hoja del aire, lo cual contribuye con la evidencia científica de plantas medicinales cultivadas en el Ecuador. Además, mediante este estudio se genera un impacto cultural que valora el mantenimiento de las prácticas terapéuticas y medicinales ancestrales como parte de la identidad histórica del Ecuador.

La recolección se realizó en dos sectores de la provincia de Los Ríos: en el cantón Ventanas, Hda., Los Ángeles, vía Puerto Pechuche (1°27'52.9"S 79°30'02.5"W) y en el cantón Puebloviejo, parroquia de San Juan (1°37'37.6"S 79°33'52.1"W). Su clasificación taxonómica se realizó mediante las colecciones de Europeana, la base de datos TRÓPICOS y la enciclopedia de Plantas útiles del Ecuador.¹⁵La preparación del extracto acuoso se realizó sometiendo las hojas frescas a un proceso de trituración con un mortero; luego, el producto obtenido se centrifugó a 3000 rpm durante 20 minutos, a cuyo término se obtuvo un sobrenadante que se utilizó para realizar el análisis fitoquímico.

Para la preparación del extracto hidroalcohólico las hojas fueron sometidas a un proceso de secado en la estufa a una temperatura de 40°C hasta obtener un peso constante. Luego, se pulverizó la muestra para someterla al tratamiento con una mezcla hidroalcohólica (70:30 etanol:agua) durante 7 días, agitándola dos veces al día manualmente; la solución obtenida se filtró a través de papel filtro y se repitió el tratamiento dos veces adicionales. Este proceso se realizó en el laboratorio de Ciencias Químicas de la Universidad de Guayaquil, Ecuador. El extracto obtenido se utilizó para la determinación cuantitativa del contenido de polifenoles, flavonoides y vitamina C, y de la capacidad antioxidante. Para realizar el ensayo fitoquímico se usó el extracto acuoso, y estuvo destinado a determinar la presencia de diversos metabolitos secundarios como alcaloides, flavonoides, saponinas, taninos y grupos carboxilos. Los fundamentos de estas determinaciones radican en la reactividad de los grupos funcionales de los metabolitos antes mencionados.

Para obtener los contenidos totales de polifenoles se utilizó el método de Folin-Ciocalteu,y flavonoides totales para la determinación de polifenoles, y el método propuesto por Zhishen, Mengcheng y Jianming para la de flavonoides.¹⁸ La determinación cuantitativa de vitamina C se hizo con el método reflectométrico. Para conocer la capacidad antioxidante se utilizaron las técnicas Ferric Reducing Antioxidant Power (FRAP) y ácido 2,2'-azinobis (3-etilbenzotiazolina 6-sulfónico) (ABTS). Todas las determinaciones se llevaron a cabo en el laboratorio de Servicio de Análisis e Investigación en Alimentos del Instituto Nacional de Investigaciones Agropecuarias (INIAP).

Resultados

El estudio realizado en las hojas de Kalanchoe pinnata(Lam.) Pers. comprende la marcha fitoquímica, llevada a cabo en el extracto acuoso, y las determinaciones de polifenoles, flavonoides y capacidad antioxidante, que se efectuó en el extracto hidroalcohólico.

La marcha fitoquímica efectuada en K. pinnata (Lam.) Pers. (sinónimo: Bryophyllumpinnatum L.) permitió mostrar que esta especie contiene compuestos fenólicos (taninos, flavonoides) y glucósidos (saponinas); asimismo, presentó reacción positiva para el grupo carboxilo, como se observa en la Tabla 1.

Marcha fitoquímica del extracto acuoso de Kalanchoepinnata(Lam.)

Marcha fitoquímica del extracto acuoso de Kalanchoepinnata(Lam.)

En la Tabla 2 se muestran los contenidos de polifenoles y flavonoides totales, expresados como miligramos equivalentes de ácido gálico y miligramos equivalentes de catequina/100 g de peso seco, así como la concentración de vitamina C, que se expresa en miligramos de vitamina C/100 g de peso seco. La capacidad antioxidante del extracto hidroalcohólico de K. pinnata, evaluada con las técnicas FRAP y ABTS, también se muestra en la Tabla 2. Los resultados de estas determinaciones analíticas se expresan como equivalentes Trolox µM/g de peso seco.

Contenido de polifenoles, flavonoides,vitamina C y capacidad antioxidante,evaluados con las técnicas FRAP y ABTS, de las hojas de Kalanchoepinnata(Lam.)

Contenido de polifenoles, flavonoides,vitamina C y capacidad antioxidante,evaluados con las técnicas FRAP y ABTS, de las hojas de Kalanchoepinnata(Lam.)

Los análisis fitoquímicos realizados al extracto de hojas de K. pinnata (Lam.) mostraron la presencia de compuestos fenólicos, glucósidos y alcaloides. Estudios similares han informado la presencia de una gama de compuestos activos como triterpenos, glucósidos, flavonoides, esteroides, bufadienólidos, lípidos, ácidos orgánicos e, incluso, alcaloides.^19-21La especie presentó una alta concentración de polifenoles totales en base seca (57.17 mg de ácido gálico/g); otros estudios realizados en el extracto etanólico de K. pinnata (Lam.)en Ecuador mostraron contenido similares (57.723 mgEQ/ml) para fenoles totales, y están en concordancia con trabajos efectuados en la India que muestran 1.17% p/p de contenido fenólico total en las hojas.²²

La concentración de flavonoides encontrados en las hojas de K. pinnata (Lam.) en base seca, fue de 24.43 mg catequina/g; en otros estudios, realizados en extracto etanolito, dicha concentración fue de 1.586 mgEQ/ml (0.159%), muy similar a la investigación llevada a cabo en la India, que pone de manifiesto un porcentaje de 0.75% p/p del total de flavonoides en las hojas, sometidas a extractos de benceno, cloroformo, acetona y etanol.²² En algunos estudios se han logrado aislar compuestos específicos de flavonoides y mostrar la potente actividad antioxidante del extracto de la planta en fracciones solubles de cloroformo.²³

El extracto de hojas de K. pinnata (Lam.) en base seca, analizado según los métodos deFRAP y ABTS, mostraron actividad antioxidante con valores similares en los dos ensayos (1696.51 µm Trolox/g, y 1428.51 µm Trolox/g, respectivamente); otros estudios efectuados mediante el método de DPPH* revelan resultados de 21.319 µg/ml (28.69%) de capacidad antioxidante,²⁴ y valores de EC₅₀ de 4.2-4.4 g extracto/mmol DPPH, y 1.71-2.05 mmol Trolox/kg, lo que pone en evidencia el potencial antioxidante en los extractos de hojas y flores de la especie.²⁵Estudios in vitro muestran que el extracto de hoja de K. pinnata (Lam.) tiene importantes actividades antioxidantes y antioxidantes.²⁶ La presencia de productos químicos, como alcaloides, lactonas diterpenoidales, glucósidos, esteroides, fenólicos y compuestos alifáticos, entre otros, otorgan propiedades farmacológicas importantes a la especie, que le permiten actuar como antidiabético, antineoplásico, antioxidante, inmunomodulador, antilipídico, antialérgico y muchas otras acciones farmacológicas.²⁷ Se ha encontrado, en otros estudios, que el jugo de las hojas de K. pinnata (Lam.) tiene efecto antihistamínico y actividad antibacteriana.²⁸Se ha demostrado que el extracto de la hoja de esta especie vegetal en base seca contiene concentraciones de vitamina C (578.09 mg/100 g) similares a las encontradas en otras investigaciones en el jugo de K. pinnata (Lam.), incluso cuatro veces mayor que en el jugo del extracto de otras especies del mismo género. Además, se ha observado que la contracción de vitamina C en las hojas aumenta según la edad de la planta²⁹ y del tipo de cultivo, independientemente de la especie a anlizada.³⁰

Se sabe que la vitamina C no es estable durante el almacenamiento o procesamiento de los extractos, lo cual también influye en la determinación de las concentraciones. Investigaciones realizadas en los jugos de la planta almacenados durante una semana a 4 °C, encontraron pérdidas de hasta un 33% de vitamina C, lo cual sugiere que se debe aprovechar el jugo fresco de la planta.³¹

Queda en evidencia que las propiedades medicinales de esta planta están asociadas principalmente con la concentración alta de compuestos bioactivos, como compuestos fenólicos, flavonoides, glucósidos y otros metabolitos, que se encuentran en las hojas;³² esto indica que el jugo de las hojas puede ser utilizado como materia prima en tratamientos médicos.³³

Existe antecedentes del uso popular de la especie K. pinnata (Lam.); las hojas trituradas se aplican en la frente para aliviar el dolor de cabeza; también, se utilizan para disolver cálculos renales; el extracto de las hojas se emplea para la tos, los resfriados, la gripe y el dolor de garganta; también, en problemas intestinales, dolor de estómago, disentería y ulceras gástricas; asimismo, para trastornos de la piel, heridas, quemaduras, forúnculos, llagas, hinchazón, hematomas y úlceras. También, las hojas calentadas se aplican sobre heridas, contusiones, forúnculos, bazo hinchado y picaduras de insectos, además de utilizarse en múltiples enfermedades inflamatorias.^34,35

Los bufadienólidos encontrados en esta especie vegetal sugieren una potencial capacidad antitumoral y bactericida; la presencia de briofilina en el extracto de las hojas es activa contra bacterias grampositivas.^21,36 También se ha detectado actividad citotóxica y propiedades antimutagénicas.^37,38 Por su parte, la quercitrina, un flavonoide presente en K. pinnate (Lam.), resulta efectivo en el tratamiento de enfermedades respiratorias alérgicas.³⁹

Conclusiones

Kalanchoe pinnata (Lam.), conocida como hoja del aire, es una especie de amplio uso en las comunidades rurales para el tratamiento de afecciones del sistema respiratorio. Este estudio demostró que contiene compuestos fenólicos como taninos y flavonoides, glucósidos como las saponinas, reacción positiva para el grupo carboxilo, concentración alta de vitamina C y capacidad antioxidante evaluada mediante las técnicas FRAP y ABTS. Estas condiciones distinguen a la especie como una planta con múltiples propiedades farmacológicas, y sugiere el desarrollo de investigaciones más profundas para evaluar los efectos analgésicos, antiinflamatorios y antibacterianos, mostrados en la medicina tradicional, como parte de la identidad cultural del Ecuador.

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