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Evaluación de la actividad antimicrobiana In Vitro de extracto hidroetanólico de las hojas de Taraxacum offininale en Proteus spp

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Academic year: 2020

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(1)

UNIVERSIDAD REGIONAL AUTÓNOMA DE LOS ANDES UNIANDES

FACULTAD DE CIENCIAS MÉDICAS

PROGRAMA DE MAESTRÍA EN FARMACIA CLÍNICA Y HOSPITALARIA

PROYECTO DE INVESTIGACIÓN PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL GRADO ACADÉMICO DE MAGISTER EN FARMACIA CLÍNICA Y HOSPITALARIA

TEMA

EVALUACIÓN DE LA ACTIVIDAD ANTIMICROBIANA “IN VITRO” DE EXTRACTO HIDROETANÓLICO DE LAS HOJAS DE Taraxacum officinale

EN Proteus spp

AUTORA: BQF. CHACHA GUNSHA GRACE ELIZABETH ASESORES: DR. BERMÚDEZ DEL SOL ABDEL Ph.D

DR. CARRANZA QUISPE LUIS EMILIO MsC

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APROBACIÓN DE LOS ASESORES DEL TRABAJO DE TITULACIÓN

CERTIFICACIÓN

Quienes suscriben, legalmente CERTIFICAN QUE: El presente trabajo de titulación realizado por la BQF. Chacha Gunsha Grace Elizabeth, maestrante del Programa de Maestría en Farmacia Clínica y Hospitalaria, Facultad de Ciencias Médicas, con el tema “EVALUACIÓN DE LA ACTIVIDAD ANTIMICROBIANA IN VITRO” DE EXTRACTO HIDROETANÓLICO DE LAS HOJAS DE Taraxacum officinale EN Proteus spp., ha sido prolijamente revisado, y cumple con todos los requisitos establecidos en la normativa pertinente de la Universidad Regional Autónoma de los Andes -UNIANDES-, por lo que se aprueba su presentación.

Ambato, Mayo de 2018

Dr. Bermúdez del Sol Abdel, Ph.D. Dr. Carranza Quispe Luis Emilio,MsC

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DECLARACIÓN DE AUTENTICIDAD

Yo, Chacha Gunsha Grace Elizabeth, estudiante del Programa de Maestría en Farmacia Clínica y Hospitalaria, Facultad de Ciencias Médicas, declaro que todos los resultados obtenidos en el presente trabajo de investigación, previo a la obtención del grado académico de MAGISTER EN FARMACIA CLÍNICA Y

HOSPITALARIA, son absolutamente originales, auténticos y personales; a

excepción de las citas, por lo que son de mi exclusiva responsabilidad.

Ambato, Mayo de 2018

BQF. Chacha Gunsha Grace Elizabeth CI. 0603577560

AUTORA

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DERECHOS DE AUTOR

Yo, Chacha Gunsha Grace Elizabeth, declaro que conozco y acepto la disposición constante en el literal d) del Art. 85 del Estatuto de la Universidad Regional Autónoma de los Andes, que en su parte pertinente textual dice: El Patrimonio de la UNIANDES, está constituido por: Propiedad intelectual sobre las investigaciones, trabajos científicos o técnicos, proyectos profesionales y consultoría que se realicen en la Universidad o por cuenta de ella.

Ambato, Mayo de 2018

BQF. Chacha Gunsha Grace Elizabeth CI. 0603577560

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DEDICATORIA

Dedico este trabajo a mi familia que con amor me ha brindado apoyo incondicional para lograr mis objetivos y a mi precioso sobrino Mateito Sebastián que lucha día a día por la vida con alegría y entusiasmo siendo fuente de inspiración frente a toda adversidad.

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AGRADECIMIENTO

A Dios, por ser guía y sabiduría en todo momento. A mi padre y mi familia por su apoyo incondicional.

A la Universidad Regional Autónoma de los Andes UNIANDES, autoridades y docentes, quienes contribuyen con la educación continua y crecimiento profesional.

A los tutores Dr. Abdel Bermúdez y Dr. Emilio Carranza por su excelente guía profesional.

A la Dra. Andrea Loayza por su don de gente y apoyo para lograr el objetivo. A mis amigas Paola, Gabriela y Adriana por su alegría y cariño.

(8)

RESUMEN

La Organización Mundial de la Salud y la Comunidad Andina de Naciones destacan la importancia de aprovechar los recursos naturales con la finalidad de diseñar alternativas de tratamiento en razón de la resistencia bacteriana demostrada por investigadores de todo el mundo. El objetivo de la investigación fue evaluar la actividad antimicrobiana “in vitro” de extracto hidroetanólico de las

hojas de Taraxacum officinale en Proteus spp para lo cual se realizó un estudio etonobotánico mediante el método de encuesta a 100 informadores clave del cantón Riobamba, Provincia de Chimborazo, Ecuador. Para la caracterización fitoquímica de la especie vegetal seleccionada se recolectó, identificó, acondicionó, se extrajo con solvente hidroalcohólico, concentró y se llevó a cabo el tamizaje fotoquímico. La evaluación de la actividad antimicrobiana se realizó al extracto hidroalcohólico de la planta usando el método de difusión en disco frente a Proteus spp. En función al índice de valor de uso y conocimiento relativo de las especies se seleccionó la planta Taraxacum officinale por poseer un nivel de uso significativo del 31%. El tamizaje fotoquímico demostró la presencia de metabolitos secundarios tales como saponinas, fenoles, flavonoides, triterpenos y/o esteroides y alcaloides, los cuales pueden aportar la actividad antimicrobiana a dicha planta. El extracto mostró actividad antimicrobiana frente a Proteus spp

en orden creciente de concentración; siendo estas 25%, 50%, 75% y 100%. Se concluye que el extracto a partir de hojas de Taraxacum officinale, presentó un efecto antibacteriano sobre Proteus spp, por tanto constituye una fuente importante de compuestos químicos antimicrobianos.

(9)

ABSTRACT

The World Health Organization and the Andean Community of Nations emphasize the importance of taking advantage of the natural resources with the purpose of designing alternatives of treatment by reason of the bacterial resistance demonstrated by researchers from all over the world. The objective of the study was to evaluate the antimicrobial activity "in vitro" hydroethanolic extract of the leaves of Taraxacum officinale in Proteus spp for which an ethnobotanical study was carried out using the survey method to 100 key informants from Riobamba Canton, Province of Chimborazo, Ecuador. For the phytochemical characterization, the plant was selected, collected, identified, adapted, and extracted with a hydroalcoholic solvent, it was also concentrated and carried out the phytochemical screening. The assessment of antimicrobial activity was conducted to the hydroalcoholic extract of the plant using the disk diffusion method against Proteus spp. According to the index of the value in use and knowledge of the species, it was selected the plant Taraxacum officinale since it has a level of significant use of 31%. The phytochemical screening showed the presence of secondary metabolites such as saponins, phenols, flavonoids, triterpenes and or steroids and alkaloids, which can make the antimicrobial activity to that site. The extract showed antimicrobial activity against Proteus spp in order of increasing concentration such as 25%, 50%, 75% and 100%. It is concluded that the extract from the leaves of Taraxacum officinale, presented an antibacterial effect on Proteus spp, therefore constitutes an important source of antimicrobial chemical compounds.

(10)

ÍNDICE GENERAL

Introducción ...1

Formulación del problema ...3

Delimitación del problema ...4

Objeto de Investigación y campo de acción ...4

Línea de Investigación ...4

Objetivo general ...4

Objetivos específicos ...4

Hipótesis o idea a defender ...4

Justificación del tema ...5

CAPITULO I. MARCO TEÓRICO ...7

1.1Uso de las plantas medicinales ...7

1.2Estudios etnobotánicos y etnofarmacológicos ...9

1.2.1.1 Índice de valor de uso de especies ... 13

1.2.1.2 Conocimiento relativo de la especie por varios informantes... 13

1.2.1.3 Nivel de uso significativo ... 14

1.2.2 Aspectos metodológicos a considerarse para el trabajo etnobotánico ... 14

1.3 Taraxacum officinale ...15

1.3.1 Descripción Taxonómica ... 15

1.3.2 Hábitat y ecología ... 15

1.3.3 Características botánicas ... 15

1.3.4 Caracterización micromorfológica de hojas de Taraxacum officinale ... 16

1.3.5 Actividad Biológica ... 17

1.3.6 Metabolitos secundarios de Taraxacum officinale ... 17

1.3.7 Actividad antimicrobiana de Taraxacum officinale ... 18

1.4 Aspectos a considerar previo a la obtención del extracto ...19

1.4.1 Selección ... 20

1.4.2 Recolección ... 20

1.4.3 Conservación ... 20

1.4.4 Desecación ... 21

1.4.5 Almacenamiento ... 21

1.5 Obtención de extractos vegetales ...21

1.5.1 Extractos y clasificación ... 22

1.5.2 Métodos de extracción ... 23

1.5.2.1 Percolación ... 23

1.5.2.2 Maceración ... 24

1.5.2.3 Decocción ... 24

1.5.2.4 Infusión ... 24

(11)

1.5.3 Métodos físico químicos para el análisis de extractos ... 25

1.5.3.1 Determinación de requisitos organolépticos ... 25

1.5.3.2 Determinación de la densidad relativa ... 25

1.5.3.3 Determinación del índice de refracción ... 25

1.5.3.4 Determinación del pH ... 25

1.5.3.5 Determinación de sólidos totales ... 26

1.6 Tamizaje Fitoquímico de extractos vegetales ...26

1.6.1 Grupos Fitoquímicos presentes en los vegetales ... 27

1.6.2 Modos generales de acción de los metabolitos secundarios ... 27

1.6.3 Clasificación de metabolitos secundarios ... 29

1.6.3.1 Metabolitos secundarios libres de nitrógeno ... 29

1.6.3.2 Metabolitos secundarios con nitrógeno ... 31

1.6.4 Identificación de metabolitos secundarios ... 32

1.6.4.1 Ensayo de Dragendorff ... 32

1.6.4.2 Ensayo de Mayer ... 32

1.6.4.3 Ensayo de Lieberman-Buchard ... 32

1.6.4.4 Ensayo de Borntrager ... 33

1.6.4.5 Ensayo de Espuma... 33

1.6.4.6 Ensayo de Benedict ... 33

1.6.4.7 Ensayo de Shinoda... 33

1.7 Actividad Antimicrobiana ...34

1.7.1 Categorías de antimicrobianos ... 34

1.7.2 Mecanismo de acción ... 35

1.7.3 Factores que influyen en la actividad antimicrobiana ... 35

1.7.3.1 Profundidad del agar ... 35

1.7.3.2 Concentración del inóculo ... 36

1.7.3.3 Temperatura de incubación ... 36

1.7.3.4 Naturaleza del borde del halo de inhibición ... 36

1.7.4 Métodos para evaluar la actividad antimicrobiana ... 37

1.7.4.1 Método de Difusión en agar ... 37

1.7.4.2 Dilución en caldo... 38

1.7.5 Resistencia bacteriana ... 38

1.7.5.1 Factores que aceleran la aparición y propagación de la Resistencia Antimicrobiana ... 39

1.7.5.2 Tipos de Resistencia ... 39

1.7.5.3 Mecanismos de Resistencia bacteriana ... 40

1.8 Características generales de Proteus spp ...41

(12)

CAPITULO II: Marco Metodológico ...42

2.1 Etapa 1: Estudio Etnobotánico ...42

2.1.1 Descripción del Área de Estudio ... 42

2.1.2 Procedimiento ... 44

2.2 Etapa 2. Obtención del extracto hidroalcohólico de Taraxacum officinale...45

2.2.1 Lavado y Desinfección de la planta ... 45

2.2.2 Secado y pulverización de la planta... 45

2.2.3 Maceración de la muestra ... 45

2.2.4 Filtración ... 46

2.3 Análisis físico químico del extracto hidroalcohólico de Taraxacum officinale ...46

2.3.1 Determinación de requisitos organolépticos ... 46

2.3.2 Determinación de la densidad relativa ... 46

2.3.3 Determinación de pH ... 47

2.3.4 Determinación de sólidos totales ... 47

2.3.5 Determinación de índice de refracción ... 48

2.3 Etapa 3. Análisis fitoquímico del extracto hidroalcohólico de Taraxacum officinale48 2.3.1 Ensayo de Espuma para identificar saponinas ... 48

2.3.2 Ensayo de cloruro férrico para identificar fenoles ... 49

2.3.3 Ensayo de Shinoda para identificar flavonoides ... 49

2.3.4 Ensayo de Borntrager para identificar quinonas ... 49

2.3.5 Ensayo de Liberman Buchard para identificar triterpenos y/o esteroides ... 49

2.3.6 Ensayo de Dragendorff para identificar alcaloides ... 50

2.4 Etapa 4. Análisis microbiológico mediante método de difusión en disco (Kirby-Bauer) ...50

CONCLUSIONES GENERALES ...71

RECOMENDACIONES ...72 BIBLIOGRAFÍA

(13)

1

Introducción

Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), el bienestar del 80% de la población en los países en desarrollo depende principalmente del uso de plantas medicinales a través de la medicina tradicional (1).Es así que los estudios etnobotánicos son actualmente necesarios e importantes (2).

En la actualidad los avances científicos y la posibilidad de analizar los componentes presentes en las plantas y demás seres vivos, contribuyen al descubrimiento de soluciones a problemas en el campo de la salud o de aplicación industrial, y teniendo en cuenta la diversidad natural presente en el continente americano se da el impulso hacia la investigación sobre todo en plantas como alternativas medicinales (3)

Estudios de uso y valoración de especies de plantas medicinales nativas e introducidas en Colombia, destacan su importancia no solo por sus propiedades curativas, sino también por otros usos (4) Un ejemplo de tales plantas multiuso es la especie Crescentia cujete L., la cual ha llegado a los mercados farmacéuticos de los Estados Unidos y Europa demostrando que las plantas medicinales tradicionalmente utilizadas por las comunidades indígenas pueden ser de alto valor económico (5)

La Organización Mundial de la Salud (OMS), la Comunidad Andina de Naciones (CAN) y la Universidad Nacional de Colombia concuerdan en que mediante la bioprospección y aprovechamiento de los recursos naturales, se podrían diseñar alternativas de tratamiento, (3) en razón de la resistencia bacteriana demostrada por investigadores de todo el mundo (6)

(14)

2

La Estación Científica Kutukú, ubicada en Morona Santiago posee una alta biodiversidad vegetal con más de 100 plantas locales, identificadas botánicamente y empleadas en curación de heridas, infecciones renales y estomacales, dolores de cabeza y resfriados. Las enfermedades menos frecuentes, como el cáncer, la diabetes y la malaria, también se tratan con diferentes extractos de plantas (9).

En 2016, en las localidades de Machala y Santa Rosa, Ecuador; la Revista Ciencia UNEMI efectuó un “Análisis del efecto antimicrobiano de doce plantas

medicinales de uso ancestral” dentro de ellas se estudió Taraxacum officinale

Weber (diente de león), para determinar la actividad antimicrobiana de los

extractos metanólicos frente a cepas de bacterias Gram positiva

(Staphyloccocus aureus) y Gram negativa (Escherichia coli y P. aeruginosa), y

una cepa del hongo (Candida albicans) (10).

El extracto metanólico de T. officinale confirma la importancia de esta especie en la producción de fitofármacos antibióticos ya que presentó un efecto antibacteriano alto contra E. coli y menor efecto inhibitorio frente a crecimiento fúngico, por lo tanto el vegetal constituye una fuente promisoria de compuestos químicos antimicrobianos de gran valor farmacológico (10).

En otro estudio Rodríguez C., Zarate A. Y Sánchez L. (2016) evaluaron la actividad antimicrobiana de los extractos de las plantas Bauhinia sp., Sambucus

nigra, Eichhornia crassipes y Taraxacum officinale frente a patógenos de

(15)

3

En el año 2001, la OMS publicó la Estrategia mundial para la contención de la resistencia a los antimicrobianos, pero ha resultado difícil traducir las recomendaciones de la Estrategia mundial en acciones efectivas de salud pública (11).

Con este antecedente se han realizado investigaciones dirigidas a buscar nuevas terapias antimicrobianas como opciones alternas a los tratamientos con antibióticos sintéticos (6).

Del 25 al 50% de los productos farmacéuticos actuales que provienen de plantas, ninguno se usa como antimicrobiano; aun cuando se han efectuado estudios in

vitro en los cuales se ha constatado que las plantas poseen efecto antimicrobiano

debido a la amplia variedad de metabolitos secundarios que posee, tales como taninos, terpenoides, alcaloides y flavonoides (13).

Una de las plantas estudiadas fue el T. officinale por sus propiedades coleréticas, diuréticas, antiinflamatorias (Bisset, 1994), actividad antiinflamatoria (Mascolo et al., 1987), actividad antitumoral (Williams et al., 1996) y actividad antioxidante demostrado in vitro (Hu y Kitts, 2005) e in vivo (Cho et al., 2003). También posee efectos hipolipidémicos en ratas alimentadas con una dieta rica en colesterol (Cho et al., 2000) y ratas diabéticas inducidas por estreptozotocina (Cho et al., 2002) (14).

También se han realizado estudios sobre líneas de células β clonales (INS-1E), líneas de células α y líneas de células esqueléticas humanas para identificar los mecanismos de acción en la diabetes usando el T. officinale (15).

Sin embargo, el efecto antimicrobiano de extractos hidroalcohólicos a partir de hojas de Taraxacum officinale proveniente de la Sierra Centro del Ecuador no ha sido suficientemente estudiado, por lo que es importante ampliar y realizar nuevos estudios acerca de la actividad antimicrobiana “in vitro” de sus extractos.

Formulación del problema

(16)

4

Delimitación del problema

Se realizó el estudio del efecto antimicrobiano “in vitro” sobre Proteus spp con el extracto hidroetanólico de las hojas de Taraxacum officinale perteneciente al género Taraxacum.

Objeto de Investigación y campo de acción

Actividad antimicrobiana “in vitro” de extracto hidroetanólico de las hojas de

Taraxacum officinale.

Línea de Investigación Estudios microbiológicos Objetivo general

Evaluar la actividad antimicrobiana “in vitro” de extracto hidroetanólico de las

hojas de Taraxacum officinale en Proteus spp.

Objetivos específicos

1. Determinar el valor de uso y nivel de uso significativo de Taraxacum

officinale en la población del Barrio Medio Mundo ubicado al sur de la

Ciudad de Riobamba – Chimborazo.

2. Obtener el extracto hidroetanólico a partir de las hojas de Taraxacum officinale.

3. Identificar la composición fotoquímica del extracto hidroetanólico a partir de las hojas de Taraxacum officinale.

4. Determinar el efecto antimicrobiano a diferentes concentraciones del extracto hidroetanólico a partir de hojas de Taraxacum officinale en

Proteus spp.

Hipótesis o idea a defender

(17)

5

Justificación del tema

La resistencia a los medicamentos antimicrobianos es ampliamente reconocida como una amenaza para la salud ya que pone en peligro la efectividad del tratamiento de las enfermedades infecciosas, es así que en la actualidad existe la tendencia a efectuar estudios etnofarmacológicos, botánicos, microbiológicos y químicos de productos naturales de los cuales se podrían desarrollar nuevas formas farmacéuticas para el tratamiento de enfermedades infecciosas, es decir, nuevas terapias antimicrobianas como opciones alternas a los tratamientos con antibióticos sintéticos.

De aquí surge la necesidad de efectuar estudios etnobotánicos, análisis fotoquímicos y análisis microbiológicos a partir de diferentes concentraciones de extracto hidroetanólico de las hojas de Taraxacum officinale,

Como aporte teórico y mediante la presente investigación se dará a conocer la actividad antimicrobiana del Taraxacum officinale (Diente de león) a través de un estudio etnofarmacologico, identificación y análisis de sus componentes y estudio microbiológico, lo cual nos acerca a descubrir soluciones a diferentes problemas en el campo de la salud y a descubrir nuevas alternativas terapéuticas.

Dentro de la significación práctica se pretende investigar el efecto antimicrobiano

“in vitro”para aquellas enfermedades infecciosas causadas por Proteus spp que

en la actualidad han empezado a ser difíciles de combatir debido a que mediante mecanismos genéticos los diferentes microorganismos han cambiado para hacerse resistentes a los tratamientos comunes.

Además se dispondrá de información que aportará como base para otros estudios respecto al Diente de león que se dispone en Ecuador.

Finalmente la novedad científica de la presente investigación permitirá determinar el valor de uso y el efecto antimicrobiano del T. officinale frente a

Proteus spp.lo cual será de utilidad para aquellas enfermedades de tipo

(18)

6

(19)

7

CAPITULO I. MARCO TEÓRICO 1.1 Uso de las plantas medicinales

El uso de compuestos naturales obtenido de plantas data de mucho tiempo atrás y se relaciona con dos figuras clave en el desarrollo de la microbiología: Pasteur y Fleming cuyos trabajos resultaron fundamentales en el conocimiento de las enfermedades infecciosas y su tratamiento a partir de plantas (16).

Existen pruebas de que los hombres del Neandertal que ocuparon Irak hace 60.000 años usaban las plantas con fines medicinales. Posteriormente, existen otros ejemplos bien documentados, como son las figuras de Hipócrates en la medicina griega, Avicena en la árabe y Paracelso, que fueron auténticos especialistas en la aplicación de las plantas en medicina. Otro ejemplo es el primer antipalúdico cuyo principio activo es la quina y toma su nombre ya que con el mismo fue tratada la condesa de Chinchón, virreina del Perú en el siglo XVII, pasándose a denominar la planta Chinchona officinalis (16).

Las plantas producen una gran diversidad de metabolitos secundarios (MS) que les sirve como compuestos de defensas contra herbívoros, otras plantas y bacterias, en general sus metabolitos exhiben un amplio espectro de bioactividades (propiedades biológicas y farmacológicas) (17).

A nivel mundial las plantas medicinales son fuente importante de nuevos medicamentos, es así que hasta el 80% de las personas en los países en desarrollo todavía dependen de los medicamentos tradicionales basados en plantas para su atención primaria y más del 25% de los medicamentos recetados en los países desarrollados se derivan de especies de plantas silvestres (18) (19). Sin duda el reino vegetal ofrece una gran variedad de sustancias potencialmente útiles aplicables a las enfermedades humanas y entre ellas aquellas producidas por microorganismos (16).

(20)

8

tradicionales de la provincia de Chimborazo siendo la ortiga la planta empleada para enfermedades más diferentes y la manzanilla aquella que posee mayor prevalencia, sin embargo, los hallazgos revelaron que lo curanderos no tienen conocimiento de las sustancias que poseen las plantas (7).

Dentro de la región andina de Ecuador se han realizado estudios publicados de mercados tradicionales que enfatizan aspectos etnobotánicos y se estima que 273 especies de plantas medicinales son vendidas en los mercados tradicionales, sin embargo, se requieren más estudios para investigar qué especies de plantas medicinales son las más vendidas y cómo estas se relacionan con los trastornos de salud locales, de esta manera se garantizará su uso seguro. Las ciudades capitales, representadas por Ambato, Quito, Riobamba, Nueva Loja, Puyo y Tena, son los principales puntos de intercambio de plantas medicinales y sus derivados (2).

En la época contemporánea existe un gran interés en la investigación de sustancias antimicrobianas de plantas y prueba de ello es que diferentes compañías farmacéuticas centran sus esfuerzos en este campo (16) debido a la demanda de medicamentos a base de plantas y metabolitos secundarios (18). En 2003, la Organización Mundial de la Salud estimó que el mercado mundial anual de plantas medicinales tenía un valor de 60 mil millones de dólares y para 2012 la industria mundial en Medicina Tradicional China (TCM) solo tenía un valor de US $ 83 mil millones (19).

En diciembre de 2016, el gobierno chino anunció su objetivo de integrar la TCM en su sistema de salud para 2020. En Europa, también existe una tendencia hacia el uso de medicinas tradicionales basadas en plantas junto con medicamentos producidos en la industria; en Alemania, por ejemplo, se estima que el 90% de la población usa plantas medicinales (19).

(21)

9

71% de la población en Chile y el 40% de la población en Colombia han usado la Medicina Tradicional. El norte de Perú representa el "eje de la salud" de la antigua área cultural centro andina que se extiende desde Ecuador hasta Bolivia (20)

En la actualidad es importante la investigación que evalúe las propiedades medicinales de las plantas, así como su potencial como nuevos fármacos (19). Investigador farmacéutico peruano Angulo sugiere que "La medicina tradicional debería ser la base para el desarrollo de medicamentos, dado que incluye el

conocimiento del valor terapéutico de la flora local. Por lo tanto, el conocimiento

de las prácticas de la medicina tradicional juega un papel crucial en la selección

de especies para posteriormente ser consideradas como fuentes potenciales de

medicamentos de aplicación universal´’ (20)

1.2 Estudios etnobotánicos y etnofarmacológicos

La etnobotánica se clasifica como disciplina científica que estudia e interpreta la historia de las plantas en las sociedades antiguas y actuales, para lo cual debe existir una relación sociedad – planta muy dinámica. También se la define como la relación utilitaria entre los seres humanos y la vegetación en su entorno. Incluidos los usos medicinales (21). Siendo lo más importante de esta ciencia su dedicación a la recuperación y estudio del conocimiento que las sociedades, etnias y culturas de todo el mundo han tenido y tiene sobre las propiedades y su utilización en todos los ámbitos de la vida (22).

Su importancia también radica en que, además de contribuir al conocimiento y la conservación de las características de la cultura popular ancestral, abre la posibilidad de encontrar nuevos usos para las plantas medicinales, y puede servir para descubrir nuevos medicamentos derivados de plantas (21).

(22)

10

El objetivo de la investigación etnobotánica es evaluar la importancia del uso de los recursos (especies, familias o tipos de bosques), para diferentes grupos humanos, (24) así como la búsqueda del conocimiento y rescate del saber botánico tradicional, relacionado particularmente al uso de la flora ya que un gran porcentaje de la población humana emplea planas para afrontar las necesidades primarias de asistencia médica en especial en países en desarrollo (25). Desde su origen la etnobotánica se ha centrado en los pueblos indígenas, las sociedades iletradas sin embargo, se ha demostrado que el conocimiento y práctica popular referidos a las plantas pueden ser también investigados en las sociedades complejas (26).

En América Latina, se necesitan estudios etnobotánicos de los mercados tradicionales y su historia, porque el comercio de plantas medicinales y sus productos derivados tiene importancia local, nacional, regional e internacional, especialmente dada su creciente demanda. Cabe mencionar que para la región andina, se han realizado estudios publicados de mercados tradicionales que enfatizan aspectos etnobotánicos en Venezuela, Colombia, Bolivia, Perú y Ecuador (17).

La Etnofarmacología es definida como la exploración científica interdisciplinaria de los agentes biológicamente activos y tradicionalmente empleados o conocidos por el hombre (27). Es importante realizar estudios etnofarmacológicos con el fin de conservar escrita esta valiosa tradición, elemento fundamental en la atención primaria en salud y antes de que se pierda irremediablemente a causa de la deforestación y otros factores (28).

(23)

11

tratamientos para las poblaciones que tienen dificultades en la disponibilidad de servicios de salud más costosos (30). Recientemente, la OMS también ha reconocido la importancia de la medicina tradicional en el sector sanitario (31). En las últimas décadas se han realizado estudios etnofarmacológicos, fitoquímicos y farmacológicos de diversas especies y se han aislado más de 510 compuestos tales como ligninas, triterpenoides, flavonoides y taninos. Las investigaciones de sus notables actividades antivirales, antioxidantes, antidiabéticas y anticancerosas se han convertido en temas candentes por tanto se requieren más exploraciones farmacológicas e investigaciones fitoquímicas para respaldar los usos tradicionales y desarrollar compuestos líderes (32). Los enfoques etnofarmacológicos han aumentado a través de los años, convirtiéndose en una herramienta científica importante en la selección de especies de plantas para estudios in vitro e in vivo que prueban la eficacia, seguridad y calidad de las acciones farmacológicas, estos enfoques deben continuar explorarse (33)

Los países de las Américas siguen siendo excelentes opciones científicas para el estudio de plantas medicinales, debido a sus altos niveles de biodiversidad. Sin embargo, los estudios botánicos, químicos, preclínicos y clínicos deben profundizarse para confirmar tales hallazgos (33).

(24)

12

1.2.1 Valor de uso de las plantas medicinales

Es prioritario investigar sobre medicina tradicional con los recursos disponibles en el país para conseguir un aprovechamiento y uso de la misma con un respaldo científico sólido (25). Para lo cual la etnobotánica, la fitoterapia y fitoquímica están tomando un auge insospechado, tanto en la medicina complementaria como en el ámbito académico (34). Estos estudios orientan la investigación farmacológica hacia aquellas plantas con mayor aval tradicional y contribuirá a que la industria farmacéutica identifique nuevos agentes terapéuticos con menor toxicidad y efectos secundarios (25).

El estudio formal de estas plantas ha demostrado ser una herramienta poderosa para entender cómo las diferentes comunidades se relacionan con los recursos naturales, especialmente para aplicaciones médicas y farmacéuticas (35), ha sido una fuente fundamental para el descubrimiento de drogas naturales y sintéticas (36) y continúa brindando un punto de partida para muchos proyectos exitosos de detección de drogas en los últimos años (35).

Es importante que todas las plantas con un alto valor de uso se sometan a pruebas de detección fitoquímicas y farmacológicas adicionales para evaluar la seguridad y la eficacia, estas plantas podrían ser de interés para la investigación adicional (37)

Los beneficios, la importancia y la cobertura de la etnomedicina se expresaron a través de varios índices cuantitativos, incluidos el Factor de consenso informativo (ICF), Valor de uso (UV), Frecuencia de cita (FC), Frecuencia de referencia relativa (RFC) e Índice de importancia relativa (RI) según lo descrito por Faruque MO (2018) (38).

Zambrano L para el análisis etnobotánico empleó 3 índices para determinar la importancia de las diferentes especies identificadas en una determinada área de estudio, los cuales son: (25)

- Índice de valor de uso de especies (IVU)

(25)

13

1.2.1.1 Índice de valor de uso de especies

Evalúa la importancia o valor cultural del uso de los recursos (especies, familias) para diferentes grupos humanos (39), (25). Si una planta obtiene una alta calificación de VU indica que hay muchos informes de uso para esa planta, mientras que una puntuación baja indica menos informes de uso citados por los informantes (37).

Existen diferentes metodologías para la evaluación cuantitativa de la importancia del uso de las plantas y se agrupan en tres enfoques principales: (39)

- Consenso de informantes.- Metodología inicialmente desarrollada por Adu Tutu et al. (1979) para el análisis de la importancia relativa de cada uso, establecida de acuerdo con el grado de consenso en las respuestas de los informante. Generalmente se emplea con éxito en estudios etnobotánicos a largo plazo (39).

- Ubicación subjetiva.- La importancia relativa de las plantas o usos es determinada de manera subjetiva por los investigadores, con base en el significado cultural de cada planta o uso (39).

- Sumatoria de usos (usos totalizados).- Es la forma más rápida de cuantificar datos etnobotánicos y ha sido la más usada hasta el momento. Se argumenta en que cada uso mencionado para una especie determinada, contribuye al valor total de importancia de dicha especie, independientemente de la categoría (39).

Ventaja: Rapidez de aplicación y suministra información cuantitativa confiable para grandes áreas a un costo relativamente bajo (39).

Desventaja: Los resultados no pueden analizarse de manera estadística y es menos objetiva que la metodología de consenso de informantes (39). 1.2.1.2 Conocimiento relativo de la especie por varios informantes

(26)

14

1.2.1.3 Nivel de uso significativo

El valor de frecuencia de cita obtenido se correlaciona directamente con el amplio uso de las especies de plantas (40).

Usa la metodología propuesta por Germosén – Robineau la cual expresa que aquellos usos medicinales que son citados con una frecuencia superior o igual al 20% por los informantes, pueden considerarse significativos desde el punto de vista de su aceptación cultural y por tanto merece su evaluación y validación científica (25).

1.2.2 Aspectos metodológicos a considerarse para el trabajo etnobotánico - Zona de estudio

Cualquier lugar por inesperado que sea, puede ser fuente de valiosa información etnobotánica. Los trabajos etnobotánicos tienen sobre todo su razón de ser en regiones naturales; que presentan homogeneidad geográfica y cultural (bioregiones). No siempre las zonas más incomunicadas y marginadas son las más ricas en estos saberes, ya que aquellas zonas con actividad industrial o de transformación también conservan muchos conocimientos tradicionales. Una vez elegido la zona es importante consultar la bibliografía geográfica, botánica, ecológica y etnológica existente en la zona. (24).

- Informantes

Son aquellas personas que nos suministran información etnobotánica, sin embargo, siempre se debe buscar aquellas que nos brinden la máxima calidad y fiabilidad. No solo las personas adultas son portadoras de conocimientos ya que las personas jóvenes o de mediana edad resultan excelentes informadores. En algunas ocasiones se encuentran personas sin cultura pero con gran curiosidad y habilidad innatas, así como mucha experiencia en la vida (24).

- Encuesta o Entrevista

(27)

15

El trabajo de campo etnobotánico es una experiencia que acerca a una cultura rural desconocida y sorprendente, aparte de las publicaciones que de allí se deriven (24).

1.3 Taraxacum officinale

La primera mención del Taraxacum officinale (Diente de león) como planta medicinal se debe a los médicos árabes. En la Edad Media, aunque se le atribuían propiedades medicinales, era más utilizada como alimento en forma de ensalada o cocida como verdura (41).

1.3.1 Descripción Taxonómica Nombre común: Diente de león División: Magnoliophyta

Clase: Magnoliopsida Orden: Asterales Familia: Asteraceae Género: Taraxacum

Especie: Officinale

Nombre científico: Taraxacum officinale (42)

1.3.2 Hábitat y ecología

El diente de león, Taraxacum officinale, era originario de Europa pero ahora se puede encontrar en todas las zonas templadas. (43). Está muy extendido en las zonas cálidas y templadas, (44), crecen en cunetas, bordes de caminos y cultivos (43).

1.3.3 Características botánicas

(28)

16

de altura, formando una roseta de hojas a nivel del suelo. Tiene flores únicas de color amarillo dorado en línea recta. Tallos huecos sin hojas, que emergen del centro de la roseta. Cada flor consiste en una colección de floretes. Las flores se producen desde principios de primavera. Cuando los floretes maduran, producen semillas suaves, que se dispersan fácilmente por el viento (45).

Las plantas de diente de león tienen raíces gruesas, que se ahusan de 2 a 3 cm de ancho y al menos 15 cm de largo. Las raíces son carnosas y quebradizas, y tienen un color marrón oscuro en el exterior y blanco en el interior (45).

1.3.4 Caracterización micromorfológica de hojas de Taraxacum officinale

Taraxacum officinale posee numerosas hojas dispuestas en roseta basal

respecto de un tallo muy corto. Pueden presentar escasos tricomas en el envés o no tenerlos. El estudio microscópico detalla las siguientes características que se detallan en la Tabla N.1 (46)

Tabla N.1 Características microscópicas de las hojas de T. officinale

Carácterísticas generales

Tricomas

Glandular ± (h,e,NC) pc

No glandular …. Inclusiones

Drusas ± (L)

Polifenoles ± (NC)

Lamina foliar

Estomas de haz +

Parénquima en empalizada + 2 capas

Parénquima aerífero +++

Estomas del envés +

Nervio Central

Estoma del haz ±

Colénquima Anular

Parénquima de reserva ++

Haz vascular Colateral abierto

Vaina fascicular colenquimática Parcial

Colénquima Anular

Estomas del envés +

Porción distal

Estomas de la epidermis -

Colénquima -

Haz vascular +

e: envés, h:haz,L: lámina, NC: nervio central, PD: porción distal, pc: pluricelular, uc: unicelular

(-): ausencia, (+++): muy abundantes, (±, +, ++,+++): situcaciones intermedias

(29)

17

1.3.5 Actividad Biológica

Aunque T. officinale es considerado por muchos como una mala hierba problemática, también es aclamado como una hierba no tóxica de especial valor en la medicina tradicional para una variedad de beneficios para la salud (47). - Las medicinas populares de China, India y Rusia han reconocido el efecto del diente de león como un tónico para el hígado y para tratar la hepatitis, lo usaron para mejorar la respuesta inmune a infecciones del tracto respiratorio superior, bronquitis y neumonía, y como una compresa tópica para tratar la mastitis (45). - También se usa en el tratamiento de la anemia y para la inflamación. Se utiliza en el tratamiento de la ictericia, la intoxicación, la purificación de la sangre, la fiebre, problemas oculares, problemas gastrointestinales osteoartritis, eccema y cáncer de útero y mama en las mujeres (45).

- El látex es usado para desvanecer las verrugas.

- Se utiliza para la pérdida de apetito, dispepsia, flatulencia, cálculos biliares, estimulación biliar, laxante, tónico para la piel, tónico sanguíneo y tónico digestivo (47).

1.3.6 Metabolitos secundarios de Taraxacum officinale

Los principales constituyentes de T. officinale se encuentran distribuidos de la siguiente manera, y a muchos de ellos se debe las propiedades farmacológicas y biológicas del vegetal.

En la raíz se puede encontrar Taraxacina (sesquiterpeno, dihidroxtaraxina) una sustancia cristalina amarga y la Taxacerina una resina acre (picante). También contiene mucho azúcar sin cristalizar y levulina (fructosano), posee esteroles, flavonoides, colina, pectina e inulina (43).

(30)

18

T. officinale o diente de león es una fuente rica en vitaminas y minerales y es

particularmente rico en vitaminas A, B1, B2, B6, B12, C, E, hierro, calcio, ácido fólico, hierro, magnesio, fósforo, azufre, zinc (43).

1.3.7 Actividad antimicrobiana de Taraxacum officinale

Los diversos mecanismos de acción antibacteriana y los posibles metabolitos que poseen los vegetales han sido estudiados mediantes ensayos de susceptibilidad antimicrobiana y análisis fitoquímicos debido a los potenciales usos contra las enfermedades infecciosas. (6).

En estudios realizados por Rodríguez C y col. (2017) se comprobó mediante cromatografía en capa fina la presencia de metabolitos secundarios como terpenoides, compuestos fenólicos, saponinas y alcaloides en el extracto etanólico concentrado de T. officinale. También se identificaron quinonas, además en las hojas de esta planta se evidenció la presencia de flavonoides (6). El estudio mencionado demuestra que los metabolitos, en su mayoría secundarios, tales como alcaloides, flavonoides, taninos y otros compuestos de naturaleza fenólica son responsables de la actividad antimicrobiana (6).

Se han aislado alrededor de 12.000 compuestos procedentes de organismos vegetales y se estima que constituyen tan sólo el 10% de los metabolitos secundarios, sin embargo, las plantas tienen una capacidad ilimitada de sintetizar compuestos, la mayoría relacionados con el fenol y sus derivados (16). Los principales grupos de compuestos generados por plantas y que producen actividad antibacteriana son:

(31)

19

Los Flavonoides.- Están formados por estructuras fenólicas que contienen un grupo carbonilo y constituyen la familia más amplia de fenoles naturales. La actividad frente a los microorganismos se debe a que forman complejos con las proteínas solubles y extracelulares y con las células de la pared bacteriana (16). Los terpenoides.- Son aquellos que poseen la capacidad de causar una desestabilización en la integridad y permeabilidad de la membrana externa, al interferir con la disipación de la fuerza de los protones. Por tanto la presencia de terpenoides y compuestos fenólicos podrían explicar la actividad antimicrobiana (16).

Las saponinas.- Poseen en su estructura una cadena de azúcares unida al carbono-3, tienen gran actividad microbicida y su actividad depende de la ramificación de los azúcares (16).

Los alcaloides.- Son compuestos nitrogenados heterocíclicos cuyo mecanismo de acción parece ser mediante intercalación entre la pared celular y el DNA del microorganismo (16).

Las quinonas.- Son anillos aromáticos con dos funciones ceto. Poseen una alta reactividad formando complejos con los aminoácidos hidrofílicos de las proteínas, la mayoría de las veces inactivando la proteína y anulando su función. Debido a esto, el potencial antimicrobiano de este grupo es amplio (16).

El arsenal terapéutico del reino vegetal es incalculable, ya que aportan una gran cantidad de compuestos químicos con carácter antimicrobiano, algunos de los cuales muestran una actividad in vitro comparable a la de los antimicrobianos usados en clínica. Estas sustancias pueden ser utilizadas directamente o como base para la síntesis de nuevos principios útiles en el tratamiento de las infecciones (16).

1.4 Aspectos a considerar previo a la obtención del extracto

(32)

20

determinar la calidad para el empleo de las mismas, especialmente cuando se va a investigar sus propiedades medicinales.

El saber tradicional de las plantas como agentes de salud se ha ido perfeccionando a lo largo del tiempo a través de ensayos químicos, farmacológicos, toxicológicos y clínicos que buscan los principios activos para explicar el uso terapéutico de una planta (48).

1.4.1 Selección.- Se realiza en función del contenido del principio activo en relación a la actividad farmacológica que se quiere probar. Pudiendo describirse dos tipos de selección: aquella que permite seleccionar las mejores plantas de cada cosecha y la que consiste en modificar genéticamente a una planta en particular, para obtener plantas con características deseadas (48).

Según Kuklinski, los factores que afectan la concentración de los principios activos en las plantas son:

- La edad de la especie vegetal - La época del año

- Hora del día, ya que existe variación del día a la noche en los metabolitos vegetales secundarios. (48)

1.4.2 Recolección.- Depende de las características de cada especie, la cual puede ser manual o mecanizada.

1.4.3 Conservación.- Fuera de su medio natural, los vegetales pueden sufrir una alteración en su equilibrio metabólico por lo que se presentan reacciones y fenómenos de degradación, que pueden ser por causas internas y externas (48). Causas internas: reacciones enzimáticas, autooxidación, reacciones entre diferentes componentes del vegetal.

(33)

21

1.4.4 Desecación (para eliminar el agua).- Puede realizarse de manera lenta cuando es necesario estimular la acción enzimática o puede ser rápida cuando se quiere evitar la misma. El proceso de desecación se divide en:

- Desecación natural: Se puede emplear cobertizos, bandejas, telas mecánicas galvanizadas, papeles extendidos, etc

- Desecación artificial: Permite un control de la temperatura, de la humedad y del tiempo que tarda el proceso; generalmente es el más adecuado, de corta duración y útil cuando la humedad es muy elevada. Se puede usar túneles de secado, torres de secado y estufa al vacío (48).

1.4.5 Almacenamiento.- Se debe tomar en cuenta tanto la humedad propia del vegetal como la humedad ambiental. Para lo cual se recomienda el uso de envases herméticos con un agente deshidratante. El tiempo de almacenamiento es variable dependiendo de la parte de la planta. Debe contener rotulación para su fácil identificación (48).

1.5 Obtención de extractos vegetales

La extracción de fitoconstituyentes implica la separación de la porción activa de la planta usando solventes selectivos. Las técnicas estándar separan los metabolitos solubles dejando atrás el orificio celular insoluble. Los productos así obtenidos son mezclas relativamente complejas de varios grupos de metabolitos en forma líquida o semisólida o después de eliminar el disolvente que resulta en extractos en polvo secos destinados para uso oral o tópico. Existen muchos procesos patentados en todo el mundo para la extracción de ingredientes vegetales (49).

(34)

22

pierdan, distorsionen o destruyan durante la preparación del extracto de las muestras de la planta (50)

La selección del sistema de disolvente depende en gran medida de la naturaleza específica del compuesto bioactivo al que se apunta. Diferentes sistemas de solventes están disponibles para extraer el compuesto bioactivo de productos naturales. La extracción de compuestos hidrófilos utiliza disolventes polares tales como metanol, etanol o acetato de etilo. Para la extracción de más compuestos lipófilos, se usan diclorometano o una mezcla de diclorometano / metanol en una relación de 1: 1 (50).

Existen diferentes métodos para extraer los metabolitos secundarios contenidos en el vegetal, los cuales necesitan de un solvente que va a depender del procedimiento técnico y de la naturaleza química del principio activo (48). Los métodos de extracción se basan en las diferentes solubilidades de los diversos compuestos encontrados en el material vegetal (51).

1.5.1 Extractos y clasificación

Los extractos son preparados concentrados de consistencia sólida, líquida o intermedia, derivados generalmente de material vegetal desecado y se obtienen al evaporar parcial o totalmente el disolvente en los líquidos extractivos de origen vegetal. Se clasifican según su consistencia y concentración en:

- Extractos hidroalcohólicos.- Son aquellos que extraen la mayor diversidad de componentes químicos presentes en los vegetales, siendo las variedades más comunes el extracto fluido y tintura.

- Extractos secos.- Se obtienen por la concentración de los licores extractivos mediante evaporación al vacío o por atomización. Hoy en día se recurre a la liofilización para evitar la desnaturalización de sustancias termodegradables respetando el contenido enzimático, vitamínico y hormonal de las preparaciones vegetales frescas.

- Extractos blandos.- Son líquidos espesos o masas semisólidas, que se obtienen por concentración de los licores extraídos sin llegar a la sequedad

(35)

23

1.5.2 Métodos de extracción

Los métodos y técnicas operatorias a seleccionar para realizar la extracción y/o aislamiento de principios activos de un material vegetal, dependen de diversos factores, siendo entre ellos fundamentales:

a) Tipo de sustancia en cuestión (su naturaleza química), para adecuar el proceso.

b) Su contenido en agua.

c) Su grado de fragmentación (tamaño de partícula).

d) La temperatura y su influencia sobre la solubilidad y la descomposición de las sustancias (alteraciones químicas posibles).

e) Estabilidad o labilidad del producto.

f) Selección del disolvente o menstruo, la cual debe hacerse sobre la base de criterios, tales como: que no reaccionen con los componentes de la mezcla, que no forme compuestos estables o azeótropos, que sea térmicamente estable y no sea oxidante o incremente la volatilidad de los compuestos, para una separación óptima.

g) Cambios en la relación de partición sólido / líquido. h) Recuperación del soluto según la proporción de partición.

i) Formación de emulsiones, debido a agentes superficiales que provocan la separación de pequeños volúmenes de líquido para formar una tercera fase (glicósidos, saponinas, proteínas, ácidos grasos)

j) Costo del proceso.

k) Trabajo involucrado, reproducibilidad y factibilidad. l) Eficiencia del proceso extractivo escogido (52)

Dentro de los métodos de extracción más importantes se encuentran: (48) 1.5.2.1 Percolación

(36)

24

1.5.2.2 Maceración

Se fundamenta en el contacto prolongado durante cierto tiempo del vegetal con la solución constituyendo un conjunto homogéneamente mezclado en el cual el solvente actúa simultáneamente sobre todas las proporciones del vegetal, circulando a través en todas las direcciones y sentidos y disolviendo sus principios activos hasta producirse una concentración en equilibrio con la del contenido celular (48).

Es el procedimiento de extracción más simple, al conjunto del vegetal más el solvente se lo protege de la luz, para evitar posibles reacciones y debe agitarse continuamente (tres veces por día, aproximadamente); el tiempo de maceración es diverso, las distintas Farmacopeas prescriben tiempos que oscilan entre cuatro y diez días. A partir de este método no se consigue el agotamiento de las sustancias extraídas. “Cuanto mayor sea la relación entre el solvente y el vegetal, tanto más favorable será el rendimiento” (48).

La extracción por maceración tiene ventajas como son: sirve para vegetales rígicos (tallos y raíces) y reduce costos de los solventes. Presentando también desventajas como son: lentitud del proceso, extracción incompleta y saturación del solvente (48).

1.5.2.3 Decocción

En este proceso, el material vegetal se hierve en un volumen específico de agua durante un tiempo definido; luego se enfría y filtra. Este procedimiento es adecuado para extraer componentes solubles en agua y estables al calor. La proporción inicial de material vegetal con respecto al agua es fija, variando de 1: 4 o 1:20. El volumen se reduce luego a un cuarto de su volumen original hirviéndolo durante el procedimiento de extracción. Luego, el extracto del vegetal concentrado se filtra y se usa como tal o se procesa más (49).

1.5.2.4 Infusión

(37)

25

planta. Si el material de la planta se ha asentado, entonces el extracto del solvente superior se puede decantar y reemplazar si es necesario con solvente nuevo. Estas son soluciones diluidas de los componentes fácilmente solubles del material vegetal (49)

1.5.2.5 Digestión

Es una maceración realizada a una temperatura baja que oscila alrededor de 50 a 60° C (48).

1.5.3 Métodos físico químicos para el análisis de extractos

Para la determinación de los parámetros de calidad de un extracto obtenido a partir de plantas crudas y para controlar su estabilidad se aplican los siguientes métodos:

1.5.3.1 Determinación de requisitos organolépticos - Determinación de olor

- Determinación de color

1.5.3.2 Determinación de la densidad relativa

Se entiende por densidad relativa a la relación entre la masa de un volumen de la sustancia a ensayar a 25 grados C y la masa de un volumen igual de agua a la misma temperatura. Este término equivale a peso específico (52)

1.5.3.3 Determinación del índice de refracción

El índice de refracción es una constante característica de cada sustancia, la cual representa la relación entre el seno del ángulo de incidencia de la luz y el seno del ángulo de refracción cuando la luz pasa oblicuamente a través del medio (52)

1.5.3.4 Determinación del pH

(38)

26

expresar la mayor o menor acidez de una solución en función de los iones hidrógeno. Se calcula teóricamente mediante la ecuación:

pH=-log a[H+]

a[H +]= actividad de los iones hidrógeno.

En la práctica, la medición de pH se lleva a cabo por medio de la lectura de pH en la escala de un instrumento medidor de pH, ya sea digital o analógico. Esta lectura está en función de la diferencia de potencial establecida entre un electrodo indicador y un electrodo de referencia usando como solución de ajuste de la escala del medidor de pH, una solución reguladora del mismo (52)

1.5.3.5 Determinación de sólidos totales

La determinación de la variación de la masa, debido a la pérdida o eliminación de sustancias volátiles por acción del calor, mediante un proceso de evaporación de la porción de ensayo y secado del residuo en estufa, hasta masa constante, se le asigna como sólidos totales (52)

1.6 Tamizaje Fitoquímico de extractos vegetales

Son métodos de identificación cualitativa de grupos de sustancias, los cuales consisten en una reacción química que produce la alteración rápida en la estructura molecular de un compuesto, por ejemplo, la modificación de un grupo funcional, la apertura de un sistema anular, la formación de un complejo de coordinación, lo cual da como resultado una manifestación sensible como el cambio de color, la formación de un precipitado o el desprendimiento de un gas (53).

El estudio de los metabolitos secundarios de plantas resulta interesante ya que representan una importante biblioteca de compuestos bioactivos filtrados por selección natural, que han sido utilizados por los seres humanos para tratar infecciones y trastornos de salud, o como especias, perfumes, venenos de flecha, toxinas y pesticidas (17).

(39)

27

explicar si dichos metabolitos puede contribuir a las actividades farmacológicas registradas y de qué manera (17).

Metabolito secundario

Son todas aquellas moléculas activas generadas por diversas especies vegetales y que cumplen con roles muy importantes en el reino vegetal. Su importancia radica en que han sido utilizados por la humanidad ya que son fuente inagotable de compuestos químicos y complejas sustancias activas; de ahí la necesidad de trabajar activamente en la detección y caracterización de sustancias producidas por diferentes especies que pueden tener aplicación en la industria; ya sea farmacéutica, cosmética, textilera o agroalimentaria (51). 1.6.1 Grupos Fitoquímicos presentes en los vegetales

Los grupos fitoquímicos son metabolitos secundarios con elementos básicos como carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, azufre y en algunos casos se encuentran halogenados, formando cadenas lineales o anillos específicos (54). 1.6.2 Modos generales de acción de los metabolitos secundarios

Muy a menudo estas plantas contienen ciertos alcaloides, terpenoides u otros metabolitos secundario que modulan específicamente un objetivo molecular correspondiente en animales o humanos. Dichos objetivos a menudo son neurorreceptores, enzimas que degradan neurotransmisores, canales iónicos, bombas de iones o elementos del citoesqueleto (principalmente tubulina o microtúbulos) (17).

(40)

28

En conclusión los modos de acción generales de los metabolitos secundarios que llevan grupos funcionales o que exhiben ciertas propiedades fisicoquímicas generales son las siguientes:

- Modificación covalente de proteínas y bases de ADN.- Varios metabolitos contienen grupos funcionales muy reactivos en sus estructuras (Ej. Aldehído y grupos SH, epóxidos, dobles enlaces con configuración enon, triples enlaces) que puede formar enlaces covalentes con proteínas, péptidos y algunas veces con el ADN (17).

- Modificación no covalente de proteínas.- Los compuestos fenólicos, que están presentes en la mayoría de las plantas medicinales, llevan uno o varios grupos hidroxilo, que pueden formar varios enlaces de hidrógeno con átomos electronegativos (O, N) en péptidos y proteínas. Más importante aún, los compuestos fenólicos llevan uno o varios grupos OH fenólicos, que pueden disociarse parcialmente a iones fenolato cargados negativamente en condiciones fisiológicas (17).

- Interacción de metabolitos secundarios con biomembranas.- Todos los organismos vivos están rodeados por una biomembrana semipermeable que funciona como una barrera de permeabilidad que evita la fuga de metabolitos celulares en el entorno, pero también la afluencia incontrolada de sustancias externas. Las biomembranas también contienen una multitud de proteínas, tales como canales iónicos, receptores y transportadores que median una comunicación o el intercambio de sustancias con otras células o tejidos (17).

- Interacciones de metabolitos secundarios con ácidos nucleicos.- La intercalación del ADN estabiliza el ADN y puede conducir a mutaciones en el marco de lectura y, después del uso a largo plazo, al cáncer. Algunas de las plantas que contienen estos carcinógenos potenciales se han utilizado en la medicina tradicional en muchos países del mundo porque muestran sustanciales propiedades antibacterianas, antifúngicas, antivirales y citotóxicas (17).

(41)

29

Muchos fenólicos, terpenoides con dobles enlaces conjugados y ácido ascórbico son capaces de inhibir ROS y otros radicales de oxígeno (17). 1.6.3 Clasificación de metabolitos secundarios

Desde una perspectiva biosintética se pueden agrupar a los metabolitos secundarios en aquellos sin nitrógeno y con nitrógeno en sus estructuras (17)

- Metabolitos con Nitrógeno: alcaloides, aminoácidos no proteicos, glucósidos cianogénicos, aminas, lecitinas y péptidos.

- Metabolitos sin nitrógeno

Terpenos: monoterpenos, sesquiterpenos, diterpenos, triterpenos, esteroides, saponinas, tetraterpenos.

Fenoles: Cumarinas, flavonoides, antocianinas, taninos. Otros: Poliacetilenos, carbohidratos, ácidos orgánicos (17) 1.6.3.1 Metabolitos secundarios libres de nitrógeno

Terpenos

Los terpenoides y esteroides constituyen sin duda, el más amplio conjunto conocido de metabolitos secundarios de los vegetales. La inmensa mayoría de los terpenos son específicos del reino vegetal, pero se pueden encontrar en los animales: feromonas y hormonas juveniles sesquiterpéticas de los insectos, diterpenos de organismo marinos. Igualmente, los triterpenos son específicos del reino vegetal (56).

La mayoría de los terpenoides son lipofílicos. Ellos interactúan fácilmente con biomembranas y proteínas de membrana, pueden aumentar la fluidez y la permeabilidad de las membranas, lo que puede conducir a un flujo incontrolado de iones y metabolitos e incluso a la pérdida de células, lo que produce la muerte celular necrótica o apoptótica. Además, pueden modular la actividad de las proteínas de membrana y los receptores o canales iónicos (17)

(42)

30

Monoterpenos.- Los monoterpenos con un olor aromático están ampliamente

presentes en Asteraceae, Apiaceae, Burseraceae, Dipterocarpaceae, Lamiaceae, Myricaceae, Myristicaceae, Poaceae, Rutaceae, Verbenaceae y resina de coníferas. Están aislados de las plantas en forma de aceites esenciales por destilación o extracción por solvente (17).

Sesquiterpenos.- Pueden unirse a grupos SH de proteínas a través de 1 o 2

metileno exocíclico grupos y la configuración de enon en el anillo de furano y, por lo tanto, son farmacológicamente activos, a menudo como agentes antiinflamatorios (17).

Diterpenos.- Varios diterpenos son bastante tóxicos, como los ésteres de forbol

(presentes en Euphorbiaceae y Thymelaeaceae) (17).

Triterpeno y esteroides.- Algunos triterpenos y esteroides muestran similitud

estructural con hormonas (p. Ej., Hormonas esteroides, hormonas sexuales, cortisona, ecdisona, hormona juvenil) y pueden modular las respuestas hormonales en animales (17).

Saponinas.- Las saponinas son los glucósidos de triterpenos o esteroides e incluyen el grupo de glucósidos cardíacos y alcaloides esteroideos (17).

Tetraterpenos.- Los carotenoides representan los miembros más importantes de

los tetraterpenos. Son compuestos altamente lipofílicos y siempre están asociados con biomembranas (17).

Compuestos Fenólicos

(43)

31

Propiedades físico químicas, caracterización y extracción: Los fenoles son en principio solubles en disolventes orgánicos polares; lo son también en disoluciones de hidróxido sódico y de carbonato sódico. Los ácidos fenólicos se solubilizan con hidrogenocarbonatos; se pueden extraer con disolventes orgánicos en medio ligeramente ácido. Los heterósidos de estos compuestos fenólicos son clásicamente solubles en agua (56).

Todos estos compuestos son inestables. Todos los fenoles son fácilmente oxidables, sobre todo en medio alcalino (56).

La extracción de estos compuestos, se efectúa generalmente con ayuda de un alcohol o para extraer menos sustancias lipófilas y evitar una esterificación parcial de ácidos fenólicos con una disolución hidro-alcohólica (56).

Cumarinas.- Las cumarinas pueden alcanzar concentraciones de hasta 2% en

plantas. En fitomedicina se usan por sus propiedades antiinflamatorias, antiendémicas y antimicrobianas (17).

Flavonoides.- Estos compuestos se caracterizan por dos anillos aromáticos que

llevan varios grupos hidroxilo fenólicos o metoxilo (17).

Taninos.- Los taninos no hidrolizables se caracterizan por una gran cantidad de

grupos hidroxilo los cuales pueden interactuar con las proteínas para formar enlaces iónicos y posiblemente incluso enlaces covalentes. Otro grupo importante son los taninos hidrolizables. Los taninos son fuertes antioxidantes, con actividades antiinflamatorias, antidiarreicas, citotóxicas, antiparasitarias, antibacterianas, antimicóticas y antivirales (17).

1.6.3.2 Metabolitos secundarios con nitrógeno Alcaloides

(44)

32

(pseudoalcaloides). Dependiendo de las estructuras del anillo, los alcaloides se subdividen en varios subgrupos (17)

1.6.4 Identificación de metabolitos secundarios

La presencia de alcaloides es detectada por el reactivo de Dragendorff, el reactivo de Mayer, el reactivo de Hager y el reactivo de Wagner, y los esteroides y triterpenos por las pruebas de Salkowski y Liberman Burchardt. Los flavonoides se identifican mediante prueba de reactivo alcalino, prueba de acetato de plomo, prueba de Shinoda y prueba de reducción de ácido clorhídrico de zinc y saponinas mediante prueba de espuma. Los compuestos fenólicos y los taninos son detectados por la prueba de cloruro férrico y la prueba de acetato de plomo, mientras que los taninos por la prueba de gelatina (57), (5).

El análisis fitoquímico debe comprender cuatro etapas bien definidas y comprende los siguientes ensayos:

- Recolección y clasificación botánica de la especie en estudio. - Extracción, separación y purificación de constituyentes químicos. - Determinación estructural.

- Ensayos farmacológicos 1.6.4.1 Ensayo de Dragendorff

El ensayo de Dragendorff permite reconocer en un extracto la presencia de alcaloides; si hay opalescencia se considera (+), turbidez definida (++) y precipitado (+++) (52).

1.6.4.2 Ensayo de Mayer

Utilizado para la determinación cualitativa de alcaloides y la presencia de dichos metabolitos se reporta si se observa opalescencia (+), turbidez definida (++) y precipitado coposo (+++) (52).

1.6.4.3 Ensayo de Lieberman-Buchard

(45)

33

- Rosado - azul muy rápido

- Verde intenso - visible aunque rápido - Verde oscuro – negro – final de la reacción

La reacción de Liebermann-Burchard es también utilizada para diferenciar las estructuras esteroles de esteroidales, las primeras producen coloraciones azul o azul verdoso, mientras que para las segundas se observa rojo, rosado o púrpura. Estas coloraciones pueden variar por interferencias producidas por carotenos, xantofilas y esteroides saturados que puedan estar presentes (52).

1.6.4.4 Ensayo de Borntrager

Es útil para detectar la presencia de quinonas, siendo el ensayo positivo cuando la fase acuosa alcalina (superior) se colorea de rosado, en este caso se reporta (++), o rojo para lo cual se reporta (+++) (52).

1.6.4.5 Ensayo de Espuma

Permite reconocer en un extracto la presencia de saponinas, tanto del tipo esteroidal como triterpérnica. El ensayo se considera positivo si aparece espuma en la superficie del líquido de más de 2 mm de altura y es persistente por más de 2 minutos (52).

1.6.4.6 Ensayo de Benedict

Permite reconocer la presencia de compuestos fenólicos y/o taninos de un extracto vegetal. Si el extracto es acuoso, el ensayo determina fundamentalmente taninos. Un ensayo positivo puede dar la siguiente información general (52).

- Desarrollo de una coloración rojo-vino, compuestos fenólicos en general. - Desarrollo de una coloración verde intensa, taninos del tipo

pirocatecólicos.

- Desarrollo de una coloración azul, taninos del tipo pirogalotánicos 1.6.4.7 Ensayo de Shinoda

(46)

34

1.7 Actividad Antimicrobiana

La actividad de un agente antiinfeccioso está definida por su espectro antibacteriano, es decir, el conjunto de microorganismos patógenos que se ven afectados por las concentraciones del antibiótico sin causarle toxicidad (59). Los antibióticos son compuestos orgánicos naturales o sintéticos que inhiben o destruyen bacterias u otros microorganismos, generalmente a bajas concentraciones (60) y se comportan como bactericidas y como bacteriostáticos (59).

Como bactericidas producen la muerte de los microorganismos responsables del proceso infeccioso. En este grupo se encuentran los antibióticos β-lactámicos, aminoglucósidos, rifampicina, vancomicina, polimixinas, fosfomicina, quinolonas y nitrofurantoínas (59).

Como bacteriostáticos inhiben el crecimiento bacteriano, aunque el microorganismo permanece viable, de forma que, cuando se suspende el tratamiento, puede volver a recuperarse y multiplicarse. El hecho de que un agente sea bactericida o bacteriostático depende de su mecanismo de acción y, por tanto, de su estructura, pero también contribuyen paralelamente otros factores como:

- Concentración alcanzada en el sitio de la infección - Tipo de bacteria

- Tamaño del inóculo - Tiempo de acción

- Fase de crecimiento de la bacteria (59). 1.7.1 Categorías de antimicrobianos

- Los que poseen una acción bactericida poco relacionada con la concentración.

- Los que poseen actividad bactericida concentración dependiente – como los aminoglucósidos y las fluoroquinolonas.

Referencias

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