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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE QUÍMICA ANÁLISIS DE CÁPSULAS ELABORADAS CON EXTRACTO DE Garcinia mangostana. TESIS QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE QUÍMICO FARMACÉUTICO BIÓLOGO PRESENTA CÉSAR OLIVARES MARTÍNEZ CIUDAD DE MÉXICO AÑO 2017 UNAM – Dirección General de Bibliotecas Tesis Digitales Restricciones de uso DERECHOS RESERVADOS © PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el respectivo titular de los Derechos de Autor. JURADO ASIGNADO: PRESIDENTE: MARÍA ISABEL AGUILAR LAURENTS VOCAL: INÉS FUENTES NORIEGA SECRETARIO: BLANCA ESTELA RIVERO CRUZ 1er. SUPLENTE: GEORGINA MARGARITA MAYA RUIZ 2° SUPLENTE: KENNETH RUBIO CARRASCO SITIO DONDE SE DESARROLLÓ EL TEMA: LABORATORIO 113 DEPARTAMENTO DE FARMACIA, EDIFICIO “E” FACULTAD DE QUÍMICA, UNAM ASESOR DEL TEMA: DRA. BLANCA ESTELA RIVERO CRUZ ____________________________ FIRMA SUSTENTANTE: CÉSAR OLIVARES MARTÍNEZ ____________________________ FIRMA AGRADECIMIENTOS A la Universidad Nacional Autónoma de México por darme el privilegio de recibir una educación de calidad y una formación humana. A la Facultad de Química y a su cuerpo docente por la formación profesional que me brindo con excelencia, integridad y calidad. Al proyecto PAIP 5000 9165 por su apoyo económico para realizar el presente trabajo experimental. De manera muy especial a la Dra. Blanca Estela Rivero Cruz por la oportunidad de trabajar con ella, por su constante apoyo y dirección en este trabajo. Pero sobre todo por su amistad y consejo. A la Dra. Mar ía Isabel Aguilar Laurents, y a la Dra. Inés Fentes Noriega por el tiempo dedicado para revisar y corregir este trabajo. Al Dr. Fausto Rivero Cruz y a la Dra. Kenneth Rubio Carrasco por su apoyo y aportaciones. A la Q.F.B. Karina Chávez García y a la Q.F.B. Diana Ali Pérez Espinoza por su apoyo en este trabajo y por su amistad. Contenido 1. Justificación y objetivos ..................................................................................................................1 2. Introducción ......................................................................................................................................4 2.1 El fruto del mangostán ....................................................................................................................4 2.1.1 Descripción botánica .............................................................................................................4 2.1.2 El mangostán en la medicina tradicional ............................................................................5 2.1.3 Las xantonas del mangostán ...............................................................................................7 2.1.4 Actividad biológica de las xantonas del mangostán. ......................................................16 2.2 La xantona principal de G. mangostana: α-mangostina ..........................................................20 2.2.1 Características .....................................................................................................................20 2.2.2 Biosíntesis .............................................................................................................................21 2.2.3 Biodisponibilidad ..................................................................................................................22 2.3 Suplementos alimenticios.............................................................................................................25 2.3.1 Productos manufacturados de Garcinia mangostana. ....................................................26 2.4 Regulación de suplementos alimenticios ...................................................................................28 2.4.1 Control de calidad ................................................................................................................29 3. Metodología ...................................................................................................................................31 3.1 Método analítico para cuantificar a la α-mangostina por cromatografía de líquidos de alta eficiencia (HPLC)...........................................................................................................................31 3.1.1 Preparación de las soluciones stock .................................................................................31 3.1.2 Validación del método (Evaluación de los parámetros de calidad) ..............................32 3.1.2.1 Adecuabilidad del sistema ..........................................................................................32 3.1.2.2 Selectividad...................................................................................................................32 3.1.2.3 Linealidad ......................................................................................................................33 3.1.2.3.1 Linealidad del sistema. ................................................................................................33 3.1.2.3.2 Linealidad y exactitud del método .............................................................................34 3.1.2.4 Precisión ........................................................................................................................35 3.1.2.4.1 Precisión del sistema ...................................................................................................35 3.1.2.4.2 Precisión del método ...................................................................................................35 3.1.2.4.3 Precisión intermedia ....................................................................................................35 3.1.2.5 Robustez .......................................................................................................................36 3.2 Pruebas de control de calidad .....................................................................................................36 3.2.1 Producto de prueba .............................................................................................................36 3.2.2 Variación de masa ...............................................................................................................36 3.2.3 Valoración .............................................................................................................................37 3.2.4 Uniformidad de contenido ...................................................................................................37 3.3 Método analítico para cuantificar polifenoles totales por espectrofotometría de UV-Visible 38 3.3.1 Preparación de las soluciones ...........................................................................................38 3.3.2 Ensayo de identidad ............................................................................................................38 3.3.3 Evaluación de los parámetros de calidad .........................................................................39 3.3.3.1 Validación del sistema .................................................................................................39 3.3.3.1.1 Linealidaddel sistema. ................................................................................................39 3.3.3.1.2 Precisión del sistema ...................................................................................................40 3.3.3.2 Validación del método .................................................................................................40 3.3.3.2.1 Linealidad del método .................................................................................................40 3.3.3.2.2 Exactitud del método ...................................................................................................41 3.3.3.2.3 Precisión ........................................................................................................................41 3.3.3.2.3.1 Repetibilidad del método .........................................................................................41 3.3.3.2.3.2 Reproducibilidad del método ..................................................................................42 3.4 Prueba de velocidad de disolución aparente de cápsulas de mangostán.............................42 3.4.1 Materiales .............................................................................................................................42 3.4.2 Curva patrón .........................................................................................................................43 3.4.3 Prueba de disolución ...........................................................................................................43 4. Resultados y discusión .................................................................................................................44 4.1 Desarrollo del método analítico ...................................................................................................44 4.2 Validación del método analítico ...................................................................................................45 4.3 Parámetros de desempeño ..........................................................................................................46 4.3.1 Adecuabilidad del sistema ..................................................................................................46 4.3.2 Selectividad del método ......................................................................................................48 4.3.3 Linealidad ..............................................................................................................................51 4.3.3.1 Linealidad del sistema .................................................................................................51 4.3.3.2 Linealidad del método .................................................................................................61 4.3.4 Exactitud del método ...........................................................................................................68 4.3.5 Precisión ...............................................................................................................................69 4.3.5.1 Precisión del sistema...................................................................................................69 4.3.5.2 Precisión del método ...................................................................................................69 4.3.5.3 Precisión intermedia ....................................................................................................70 4.3.6 Robustez ...............................................................................................................................71 4.4 Pruebas de control de calidad .....................................................................................................77 4.4.1 Descripción del producto de prueba ..................................................................................77 4.4.2 Variación de masa ...............................................................................................................77 4.4.3 Valoración y uniformidad de dosis .....................................................................................78 4.4.3.1 Valoración .....................................................................................................................79 4.4.3.2 Uniformidad de dosis ...................................................................................................80 4.5 Desarrollo del método analítico por espectrofotometría ..........................................................82 4.5.1 Ensayo de identidad ............................................................................................................83 4.5.2 Validación del método analítico .........................................................................................84 4.5.3 Evaluación de los parámetros de desempeño .................................................................85 4.5.3.1 Linealidad y precisión del sistema .............................................................................85 4.5.3.3 Reproducibilidad del método ......................................................................................89 4.5.3.4 Exactitud del método ...................................................................................................89 4.6 Prueba de velocidad de disolución aparente de cápsulas de mangostán.............................90 4.6.1 Producto de prueba .............................................................................................................90 4.6.2 Curva patrón .........................................................................................................................91 4.6.3 Prueba de disolución .......................................................................................................92 5. Conclusiones. ................................................................................................................................96 6. Referencias ....................................................................................................................................97 Apéndice I. Glosario de parámetros. ....................................................................................................... i Tabla de Figuras ....................................................................................................................................... iii Tabla de Cuadros ..................................................................................................................................... iii Tabla de Gráficas ...................................................................................................................................... v Justificación y Objetivos 1 1. Justificación y objetivos Diversos estudios científicos han permitido establecer que los radicales libres son la causa del daño oxidativo de lípidos, proteínas y ácidos nucleicos. En este sentido, el consumo de frutas y vegetales puede prevenir la incidencia de enfermedades degenerativas incluyendo el cáncer, las enfermedades cardiovasculares, los procesos inflamatorios, la artritis, la depresión del sistema inmune y las disfunciones cerebrales, entre otros. Actualmente se sabe que los efectos protectores que proveen las frutas y los vegetales se asocian con la presencia de una gran variedad de antioxidantes que pueden inhibir o retrasar la formación de las reacciones en cadena que participan en la oxidación de sustratos (Jung, et al., 2006). Es por ello que se han elaborado a partir de diversas plantas, una gran cantidad de productos herbolarios que se asocian con efectos benéficos para la salud. Sin embargo, a pesar de sus potenciales beneficios, estos productos no deben identificarse como medicamentos sino como suplementos alimenticios.A la fecha, la industria sigue una fuerte tendencia orientada en la producción de suplementos alimenticios; ya que estos productos no solo proporcionan nutrientes complementarios de la dieta para los humanos, sino que ayudan a la prevención de enfermedades relacionadas con la nutrición y aumentan el bienestar físico y mental de los consumidores (Menrad, 2003). En otros estudios científicos también se considera que los metabolitos secundarios de las plantas proveen efectos benéficos para la salud humana y son un componente importante que debe estar presente en los alimentos (Schieber, et al., 2001). Muchas plantas con propiedades benéficas para la salud se han industrializado y comercializado alrededor del mundo como suplementos alimenticios; especialmente las mezclas de jugos y otros productos que contienen las frutas exóticas, también conocidas como súper frutas. Este fenómeno ha causado un aumento gradual de la venta de jugos y otros productos elaborados con “súper frutas” para los consumidores preocupados en su salud integral (Gutierrez Orozco, et al., 2013). Justificación y Objetivos 2 Una de las “súper frutas” que ha captado la atención de la industria de los suplementos alimenticios es Garcinia mangostana Linn (GM); numerosos estudios científicos realizados con esta especie, indican que el pericarpio del fruto es una excelente fuente de xantonas y otros compuestos fenólicos que poseen un gran poder antioxidante además de otras actividades biológicas (Farnsworth y Bunyapraphatsara, 1992). Por este motivo, la distribución de productos elaborados con extracto de mangostán se ha extendido con fuerza alrededor del mundo. Dichos productos refieren en su publicidad una gran variedad de beneficios medicinales sustentados en la información científica disponible. A pesar de que no existen reportes de efectos clínicos adversos ocasionados por el uso de estos productos es necesario que los preparados de GM cumplan con las normas pertinentes para garantizar su calidad, seguridad y eficacia (Chin y Kinghorn, 2008), En México existe una gran problemática relacionada a la publicidad de los productos herbolarios, pues los fabricantes frecuentemente promocionan sus productos como medicamentos y no como coadyuvantes en el tratamiento de diversas enfermedades. El marketing deliberado y la información confusa son algunos de los factores que fomentan e impulsan la transmisión de un error conceptual a los consumidores, dando lugar a una línea muy difusa entre lo que se considera o no un medicamento. Ante esta situación, tanto en los Estados Unidos como en México se han instaurado organismos facultados para regular estos productos. Por ende, la Administración de Medicamentos y Alimentos (FDA, por sus siglas en inglés) y la Secretaria de Salud se han encargado de establecer una zona limítrofe entre los términos que definen a los medicamentos y los suplementos alimenticios, para que la comercialización de ambos productos no se preste al fraude o una interpretación inadecuada. Desafortunadamente, el auge de los suplementos alimenticios en México es una actividad que ha rebasado la capacidad de la Secretaria de Salud para regular la publicidad y el mercado de dichos productos. La principal vía que utilizan los fabricantes para aumentar sus ventas son los anuncios en televisión, radio, revistas e internet. El éxito de estos preparados entre el público se debe principalmente a las estrategias convincentes que Justificación y Objetivos 3 utilizan dichos medios para incrementar las bondades de productos que, en la mayoría de los casos, no se encuentran debidamente autorizados. Otro de los problemas que enfrenta la Secretaría de Salud son los suplementos adulterados y falsificados. Cabe mencionar que la falsificación y adulteración de los insumos representan el fenómeno más amplio para la difusión de productos que no cumplen con las normas establecidas en materia de calidad, seguridad y eficacia. Las etiquetas de estos productos incluyen de manera deliberada información falsa acerca de su calidad. Algunos casos de productos falsificados o adulterados incluyen: productos que no contienen ninguno de los ingredientes activos mencionados en la etiqueta; productos que contienen ingredientes activos diferentes a los especificados en la etiqueta; productos que contienen los ingredientes activos especificados pero en concentración diferente a la declarada; y productos que pueden contener diferentes impurezas o diferentes cantidades de las mismas. Debido al creciente interés comercial por GM, es necesario implementar procedimientos confiables para la determinación cuantitativa de los principios bioactivos que contiene la planta; para ello, se requiere el desarrollo de métodos analíticos validados que permitan la estandarización y el control de calidad de los diversos preparados elaborados con GM. Con base en estas consideraciones, el objetivo principal de este trabajo consiste en desarrollar y validar un método analítico por Cromatografía de Líquidos de Alta Eficiencia para cuantificar a la α-mangostina (metabolito secundario mayoritario) en cápsulas comerciales que contengan G. mangostana. Asimismo, se comenzó con el desarrollo de la metodología para realizar la prueba de disolución, la uniformidad de contenido y la valoración: parámetros para evaluar la calidad y el desempeño de productos sólidos orales de liberación inmediata. Introducción 4 2. Introducción 2.1 El fruto del mangostán 2.1.1 Descripción botánica Garcinia mangostana Linn (GM) es una especie perteneciente a la familia Clusiaceae (Jung, et al., 2006), también llamada Guttiferae (Sukatta, et al., 2013). El árbol es de clima tropical y de lento crecimiento; puede alcanzar alturas que van de los 6 a los 25 m y presenta un tipo de hoja perenne, coriácea y glabra (Jung, et al., 2006). El fruto del árbol, conocido comúnmente como mangostán, es nativo del sudeste de Asia. Se piensa que originalmente provino de Tailandia. Actualmente, el árbol se cultiva en diferentes lugares; principalmente en India, Myanmar, Sri Lanka, Tailandia (Jung, et al., 2006), Filipinas, Indonesia, Malasia (Sukatta, et al., 2013), el sur de China (Fanga, et al., 2011), el norte de Australia, Brazil, Centro-América y Hawai (Ji, et al., 2007). El fruto de mangostán puede alcanzar 6 o 7 cm de diámetro y cada fruta puede contener de 5 a 7 semillas cubiertas de una pulpa blanca (Bumrungpert, et al., 2009). Para que un árbol produzca su fruto, requiere 10 o más años de crecimiento con un rendimiento de aproximadamente 400 frutas por árbol, siendo mayor, en los árboles viejos (Gutierrez Orozco, et al., 2013). El fruto (arilo) es comestible y presenta de 8 a 10 segmentos carnosos de color blanco y consistencia suave y jugosa; sabor dulce ligeramente ácido y de aroma agradable (Figura 1B) [Jung, et al., 2006; Wittenauer, et al., 2012]; cubierto por una cáscara (pericarpio) que va de un color púrpura oscuro a púrpura rojizo (Figura 1A). Figura 1. A) Pericarpio y B) Arilo del fruto (Sukatta, y otros, 2013) Introducción 5 Pese a que GM es una planta económica (Bundeesomchok, et al., 2016), sus frutos son la parte más preciada y son famosos por su sabor muy agradable y sus potenciales beneficios; por estos motivos el mangostán es reconocido como “la reina de las frutas” (Obolskiy, et al., 2009). 2.1.2 El mangostán en la medicina tradicionalDiferentes partes de GM, en su mayoría la cáscara de la fruta, la corteza y las raíces, se han utilizado durante cientos de años como medicina para tratar una gran variedad de condiciones médicas en el sudeste de Asia. En la medicina tradicional Thai se ha documentado que las hojas de mangostán y la corteza tienen propiedades antiinflamatorias; para su administración se elabora un ungüento derivado con los materiales y se utiliza para el tratamiento del eccema, la hiperqueratosis y otros trastornos de la piel tales como la psoriasis (Matsumoto, et al., 2003; Sakagami, et al., 2005; Sato, et al., 2004). Por otra parte, la decocción de la corteza de la planta se administra para aliviar la diarrea, la cistitis y la gonorrea. Además, se puede aplicar externamente como loción astringente (Farnsworth y Bunyapraphatsara, 1992; Moongkarndi, et al., 2004a; Sato, et al., 2004). Las cualidades astringentes del mangostán también se han aprovechado para prevenir en cuadros de diarrea, la deshidratación y la pérdida de nutrientes esenciales en el tracto gastrointestinal. En India, Tailandia, China y otras partes de Asia, la cáscara de la fruta seca se macera hasta el grado de polvo y se utiliza como agente antimicrobiano y antiparasitario para tratar la disentería (Ji, et al., 2007; Moongkarndi, et al., 2004b; Nakatani, et al., 2002b; Saralamp, et al., 1996; Yu, et al., 2007). También, se emplea de manera tópica para tratar las heridas, las supuraciones y las úlceras crónicas (Farnsworth y Bunyapraphatsara, 1992). Introducción 6 En la medicina popular tailandesa las cáscaras de las frutas se emplean para el tratamiento de infecciones de la piel, curar heridas y para el alivio de la diarrea (Jung, et al., 2006; Suksamrarn, et al., 2002; Suksamrarn, et al., 2003). En Filipinas y Malasia se elabora un té con la cáscara del fruto y una decocción con las hojas y la corteza del árbol para disminuir la fiebre y tratar la diarrea, la disentería y diferentes trastornos urinarios, respectivamente. La decocción de la raíz se emplea para tratar a las mujeres con trastornos menstruales. Finalmente, el extracto de la corteza, llamada en la región como “amibiasina”, se ha utilizado para el tratamiento de la disentería amebiana (Moongkarndi, et al., 2004b; Nakatani, et al., 2002a). Cuadro 1. Propiedades medicinales de G. mangostana (Pedraza-Chaverri, et al., 2008) Padecimientos Referencia Disentería Garnett y Sturton, 1932; Chopra et al., 1956; Morton, 1987; Yates y Stout, 1958 Diarrea común y crónica Garnett y Sturton, 1932; Chopra et al., 1956; Morton, 1987; Wan et al., 1973 Hemorroides Pierce, 2003 Alergias a alimentos Pierce, 2003 Artritis Pierce, 2003 Heridas Mahabusarakam et al., 1986, 1987; Wan et al., 1973; Pierce, 2003 Infecciones de la piel Mahabusarakam et al., 1987; Pierce, 2003; Jinsart et al., 1992 Tuberculosis Harbone et al., 1999; Suksamrarn et al., 2006 Inflamación Saralamp et al., 1996; Chairungsrilerd et al., 1996a, 1996b; Harbone et al., 1999 Úlceras Harbone et al., 1999; Hasegawa et al., 1996; Micosis Saralamp et al., 1996; Harbone et al., 1999: Afecciones de vías urinarias Caius, 2003 Gonorrea, cistitis y supuración de uretra Garnett y Sturton, 1932; Morton, 1987; Moongkarndi et al., 2004a Úlceras Bucales Caius, 2003 Fiebre Caius, 2003; Morton, 1987; Yates y Stout, 1958; Disentería amebiana Caius, 2003; Morton, 1987 Eczema Morton, 1987 Acné Saralamp et al., 1996; Chomnawang et al., 2005; Candidiasis Morton, 1987 Dolor abdominal Moongkarndi et al., 2004a Supuración Moongkarndi et al., 2004a Leucorrea Moongkarndi et al., 2004a Cólera Sen et al., 1980ª Convulsiones Malawska, 2005 Introducción 7 GM no solo se ha empleado en las prácticas médicas populares del sudeste de Asia; también se ha utilizado con fines medicinales en el Caribe y América Latina. Por ejemplo, la decocción de las frutas se ha utilizado ampliamente como un tónico para aliviar la fatiga y los estados de baja energía; los brasileños utilizan el té como un digestivo y en Venezuela las infecciones parasitarias de la piel se tratan con cataplasmas de la cáscara de la fruta (Chairungsrilerd, et al., 1996a; Gopalakrishnan, et al., 1997). En síntesis, GM se utiliza ampliamente en diversas partes del mundo y sus usos mejor documentados se resumen en el Cuadro 1. 2.1.3 Las xantonas del mangostán El género Garcinia incluye más de 300 especies distintas, entre la cuales destacan por sus frutos comestibles: G. schomburgkiana, G. dulcis, G. cowa, G. atroviridis, G. hanburyi, G. bancana, G. xanthochymus, G. thorelii, G. hombroniana, G. speciosa y G. mangostana. Esta última ha captado la mayor atención en el mercado, no sólo por su sabor sino por sus componentes bioactivos, a los cuales se les adjudican la mayoría de sus propiedades (Gutierrez Orozco, et al., 2013). Los principales metabolitos secundarios aislados y caracterizados de GM son derivados de xantonas (que sólo se producen en pocas familias de plantas superiores, hongos y líquenes) (Jung, et al., 2006). Las xantonas son una clase de compuestos polifenólicos con un esqueleto de xanteno-9-ona, también conocido como dibenzo-γ-pirona (Pedraza- Chaverri, et al., 2008). Esta estructura química es única y está compuesta de un sistema tricíclico de anillos aromáticos (C6-C3-C6). Como se ilustra en la Figura 2, la estructura de la xanteno-9-ona es simétrica y los átomos de carbono se enumeran de acuerdo con la convención de biosíntesis: los carbonos 1-4 son asignados al anillo derivado de acetato (nombrado A) y los carbonos 5-8 se designan al anillo derivado del ácido siquímico (nombrado B) [Jiang, et al., 2004]. La mayoría de las xantonas presentes en el mangostán tienen un sistema de anillos que están sustituidos con una variedad de grupos isopreno, fenol y metoxilo formando una gran variedad de estructuras (Obolskiy, et al., 2009). Introducción 8 Figura 2. Esqueleto de xanteno-9-ona. Considerando la naturaleza de los sustituyentes, las xantonas naturales se clasifican en 5 grupos: xantonas oxigenadas simples; xantonas glicosiladas; xantonas preniladas; xantonolignoides y xantonas diversas (Pedraza-Chaverri, et al., 2008; Sousa y Pinto, 2005). Desde el punto de vista químico estos derivados de xantonas se distribuyen en dos familias principales: Clusiaceae y Gentianaceae. La primera contiene xantonas preniladas mientras que la segunda, posee principalmente xantonas oxigenadas (Nualkaew , et al., 2012). Entre el periodo 2000-2004 se identificaron 278 nuevas xantonas provenientes de 20 familias de plantas superiores (122 especies de 44 géneros), 19 especies de hongos y 3 especies de líquenes (Vieira y Kijjoa, 2005). Cabe destacar que tan solo en el año 2005 se describieron aproximadamente 1000 xantonas diferentes (Sousa y Pinto, 2005). De la especie G. mangostana se han aislado e identificado más de 68 xantonas a partir de diferentes partes de la planta (Gutierrez Orozco, et al., 2013); de las cuales, 50 de ellas se encuentran presentes en el pericarpio de la fruta en concentraciones más altas que en el arilo o parte comestible de la fruta (Obolskiy, et al., 2009) y más de 32 se encuentran preniladas en una o tres posiciones (Nualkaew, et al., 2012). Pese a la gran diversidad de xantonas presentes en la planta, el producto mayoritario es la α-mangostina (α-MG) seguida de la γ-mangostina (γ-MG) (Harrison y Nilar, 2002; Jung, et al., 2006; Suksamrarn, et al., 2002). En menor concentración se encuentran la β-mangostina,la 1- isomangostina, la 3-isomangostina, la 9-hidroxicalabaxantona, la 8-desoxigartanina, la dimetilcalabaxantona, la mangostanina, la mangostinona y las garcinonas B, D y E, por mencionar solo algunas (Gutierrez Orozco, et al., 2013; Ji, et al, 2007; Walker, 2007). Introducción 9 Las primeras investigaciones sobre la especie se circunscribieron en la extracción y la elucidación estructural de las xantonas presentes en el pericarpio del mangostán (Asai, et al., 1995; Mahabusarakam y Wiriyachitra, 1987; Puripattanavong, et al., 2006; Suksamrarn, et al., 2002) dándose poca importancia a las otras partes de la planta. Afortunadamente, esta situación cambió y hoy día se encuentra descrita en la literatura la presencia de estos metabolitos en el duramen, el tallo y las semillas de GM (Ee, et al., 2006; Harrison y Nilar, 2002; Sakagami, et al., 2005; Suksamrarn, et al., 2003). No obstante, algunas publicaciones son imprecisas y no se documentaron las partes específicas del fruto que se utilizaron para la extracción de los componentes activos. Algunos autores no especifican las partes empleadas de la planta cuando reportan la extracción del fruto entero, en algunos casos solo se refieren al pericarpio y el arilo, mientras que en otros incluyen las semillas. En el Cuadro 2 se resumen la mayoría de las xantonas que se han aislado de la planta, su estructura química y la fuente natural. Introducción 10 Cuadro 2. Xantonas aisladas de G. mangostana. (Obolskiy, et al., 2009) Nombre Estructura Parte de la planta Referencia α-mangostina Pericarpio, fruto entero, arilo, tallo y semilla Asai et al., 1995; Chairungsrilerd et al., 1996b; Chen et al., 2008; Chin et al., 2008; Ee et al., 2006; Jung et al., 2006; Mahabusarakam y Wiriyachitra, 1987; Malathi et al., 2000; Matsumoto et al., 2003; Puripattanavong et al., 2006; Sakagami et al., 2005; Suksamrarn et al., 2002, 2003, 2006; Vieira y Kijjoa, 2005. β-mangostina Pericarpio, fruto entero y tallo Ee et al., 2006; Farnsworth y Bunyapraphatsara, 1992; Mahabusarakam y Wiriyachitra, 1987; Matsumoto et al., 2003; Sakagami et al., 2005; Suksamrarn et al., 2002, 2006; Vieira y Kijjoa, 2005. γ-mangostina Pericarpio y fruto entero Asai et al., 1995; Chairungsrilerd et al., 1996b; Gopalakrishnan et al., 1997; Jung et al., 2006; Mahabusarakam y Wiriyachitra, 1987; Matsumoto et al., 2003; Peres et al., 2000; Suksamrarn et al., 2003, 2006. (16E)-1,6-Dihidroxi-8-(3- hidroxi-3-metilbut-1-enil)-3,7- dimetoxi-2-(3-methilbut-2-enil)- xantona Duramen Harrison, 2002; Vieira y Kijjoa, 2005. (16E)-1-Hidroxi-8-(3-hidroxi-3- metilbut-1-enil)-3,6,7-trimetoxi- 2-(3-metilbut-2-enil)-xantona Duramen Harrison, 2002; Vieira y Kijjoa, 2005. 1,2-Dihidro-1,8,10-trihidroxi-2- (2-hidroxipropan-2-il)-9-(3- metilbut-2-enil)furo[3,2- a]xanen-11-ona Fruto entero Chin et al., 2008. 1,3,6,7-Tetrahidroxi xantona Duramen Farnsworth y Bunyapraphatsara, 1992. Introducción 11 Nombre Estructura Parte de la planta Referencia 1,3,6,7-Tetrahidroxi-2,8- (3-metil-2-butenil) xantona P1 Pericarpio Yu et al., 2007. 1,3,6-Trihidroxi-7- metoxi-2,8-(3-metil-2-butenil) xantona P2 Pericarpio Yu et al., 2007. 1,3,8-Trihidroxi-4-metil-2,7- diisoprenilxantona No indicado Vieira y Kijjoa, 2005. 1,3,7-Trihidroxi-2,8-di-(3- metilbut-2-enil)-xantona Fruto entero Chin et al., 2008. 1,3-Dihidroxi-2-(2- hidroxi-3-metilbut-3-enil)-6,7- dimetoxi-8-(3-metilbut-2-enil)- xantona Duramen Harrison, 2002; Vieira y Kijjoa, 2005. 1,5-Dihidroxi-2-(3- metilbut-2-enil)-3-metoxi- xantona Pericarpio Asai et al., 1995. 1,5-dihidroxi-2-isopentil-3- metoxi xantona Pericarpio Farnsworth y Bunyapraphatsara, 1992. 1,5,8-trihidroxi-3-metoxi 2-(3- metilbut-2-enil) xantona Hojas Farnsworth y Bunyapraphatsara, 1992; Peres et al., 2000. 1,6-dihidroxi-2-(2-hidroxi-3- metilbut-3-enil)-3,7-dimetoxi-8- (3-metilbut-2-enil)-xantona Duramen Harrison, 2002; Vieira y Kijjoa, 2005. 1,6-dihidroxi-3-metoxi- 2-(3-metil-2-butenil)-xantona Hojas Farnsworth y Bunyapraphatsara, 1992. 1,6-dihidroxi-3,7-dimetoxi-2-(3- metilbut-2-enil)-8-(2-oxo-3- metilbut-3-enil)-xantona Duramen Harrison, 2002; Vieira y Kijjoa, 2005. 1,6-dihidroxi-3,7-dimetoxi-2-(3- metilbut-2-enil)-xantona Duramen y tallo Ee et al., 2006; Harrison, 2002; Vieira y Kijjoa, 2005. 1,6-Dihidroxi-8-(2-hidroxi-3- metilbut-3-enil)-3,7-dimetoxi-2- (3-metilbut-2-enil)-xantona Duramen Harrison, 2002; Vieira y Kijjoa, 2005. Introducción 12 Nombre Estructura Parte de la planta Referencia 1,7-Dihidroxi-2-(3-methilbut-2- enil)-3-metoxi-xantona Pericarpio Asai et al., 1995; Matsumoto et al., 2003; Suksamrarn et al., 2003; Vieira y Kijjoa, 2005. 1,7-dihidroxi-2-isopentil-3- metoxi xantona Pericarpio Farnsworth y Bunyapraphatsara, 1992. 11-Hidroxi-1-isomangostina Fruto entero Suksamrarn et al., 2006. 1-Hidroxi-2-(2-hidroxi-3- metilbut-3-enil)-3,6,7-trimetoxi- 8-(3-metilbut-2-eil)-xantona Duramen Harrison, 2002; Vieira y Kijjoa, 2005. 1-Hidroxi-8-(2-hidroxi-3- metilbut-3-enil)-3,6,7-trimetoxi- 2-(3-metilbut-2-enil)-xantona Duramen Harrison, 2002; Vieira y Kijjoa, 2005. 1-Isomangostina Pericarpio Farnsworth y Bunyapraphatsara, 1992; Jung et al., 2006; Mahabusarakam y Wiriyachitra, 1987; Peres et al., 2000; Vieira y Kijjoa, 2005. 1-Isomangostina hidratada Pericarpio Mahabusarakam y Wiriyachitra, 1987; Peres et al., 2000. 2-(γ,γ-Dimetilalil)-1,7-dihidroxi- 3-metoxixantona Pericarpio y arilo Chairungsrilerd et al., 1996b; Farnsworth y Bunyapraphatsara, 1992; Mahabusarakam y Wiriyachitra, 1987; 2,3,6,8-Tetrahidroxi-1- isoprenilxantona No indicado Vieira y Kijjoa, 2005. 2,8-bis-(γ,γ-dimetilalil)- 1,3,7-trihidroxixantona Arilo Farnsworth y Bunyapraphatsara, 1992; Mahabusarakam y Wiriyachitra, 1987. 3-Isomangostina Pericarpio Farnsworth y Bunyapraphatsara, 1992; Mahabusarakam y Wiriyachitra, 1987; Vieira y Kijjoa, 2005. Introducción 13 Nombre Estructura Parte de la planta Referencia 3-Isomangostina hidratada Pericarpio Mahabusarakam y Wiriyachitra, 1987; Farnsworth y Bunyapraphatsara, 1992. 5,9-Dihidroxi-8-metoxi-2,2- dimetil-7-(3-metilbut-2-enil)- 2H,6Hpirano-[3,2,6]-xanten-6- ona Fruto entero Chairungsrilerd et al., 1996b; Ee et al. 2006. 6-desoxi-7- dimetilmangostanina Fruto entero Chin et al., 2008. 6-O-Metilmangostanina No indicado Vieira y Kijjoa, 2005. 8-Desoxigartanina Pericarpio y fruto entero Chairungsrilerd et al., 1996b; Gopalakrishnan et al., 1997; Farnsworth y Bunyapraphatsara, 1992; Suksamrarn et al., 2006; Vieira y Kijjoa, 2005. 8-Hidroxicudraxantona Pericarpio Jung et al., 2006. BR-Xantona Pericarpio Gopalakrishnan et al., 1997; Peres et al., 2000. Calabaxantona Arilo Farnsworth y Bunyapraphatsara, 1992; Mahabusarakam y Wiriyachitra, 1987. Cudraxantona G Pericarpio Jung et al., 2006. Dimetilcalabaxantona Fruto entero, arilo y semillas. Mahabusarakam y Wiriyachitra, 1987; Suksamrarn et al., 2003.Introducción 14 Nombre Estructura Parte de la planta Referencia Garcimangosona A Pericarpio Huang et al., 2001; Vieira y Kijjoa, 2005. Garcimangosona B Pericarpio Huang et al., 2001; Jung et al., 2006; Vieira y Kijjoa, 2005. Garcimangosona C Pericarpio Huang et al., 2001; Vieira y Kijjoa, 2005. Garciniafurana Duramen Harrison, 2002. Garcinona B Pericarpio y fruto entero Farnsworth y Bunyapraphatsara, 1992; Suksamrarn et al., 2002, 2006. Garcinona C Fruto entero Farnsworth y Bunyapraphatsara, 1992; Peres et al., 2000; Suksamrarn et al., 2006. Garcinona D Pericarpio, fruto entero y tallo Farnsworth y Bunyapraphatsara, 1992; Jung et al., 2006; Suksamrarn et al., 2003, 2006; Vieira y Kijjoa, 2005. Garcinona E Pericarpio y fruto entero Asai et al. 1995; Chairungsrilerd et al., 1996a; Jung, et al., 2006; Matsumoto et al., 2003; Peres et al., 2000; Suksamrarn et al., 2006; Vieira y Kijjoa, 2005. Gartanina Pericarpio y fruto entero Asai et al., 1995; Chairungsrilerd et al., 1996a; Gopalakrishnan et al., 1997; Jung et al., 2006; Mahabusarakam y Wiriyachitra, 1987; Peres et al., 2000; Suksamrarn et al., 2006; Vieira y Kijjoa, 2005. Mangosharina Tallo Ee et al., 2006. Mangostanina Pericarpio Harrison, 2002; Suksamrarn et al., 2003; Vieira y Kijjoa, 2005. Introducción 15 Nombre Estructura Parte de la planta Referencia Mangostanol Fruto entero y tallo Peres et al., 2000; Suksamrarn et al., 2002, 2006; Vieira y Kijjoa, 2005. Mangostinol Pericarpio Suksamrarn et al., 2002; Vieira y Kijjoa, 2005. Mangostinona A Pericarpio Suksamrarn et al., 2002; Vieira y Kijjoa, 2005. Mangostinona B Pericarpio Suksamrarn et al., 2002; Vieira y Kijjoa, 2005. Mangostinona C Fruto entero Suksamrarn et al., 2006. Mangostinona D Fruto entero Suksamrarn et al., 2006. Mangostinona E Fruto entero Suksamrarn et al., 2006. Mangostinona Pericarpio y fruto entero Asai et al., 1995; Jung et al., 2006; Matsumoto et al., 2003; Suksamrarn et al., 2006; Vieira y Kijjoa, 2005. Smeathxantona A Pericarpio Jung et al., 2006. Thwaitesixantona Fruto entero Suksamrarn et al., 2006. Tovofilina A Pericarpio Jung et al., 2006. Tovofilina B Pericarpio Suksamrarn et al., 2002; Vieira y Kijjoa, 2005. Trapezifolixantona Pericarpio Suksamrarn et al., 2002; Vieira y Kijjoa, 2005. Introducción 16 2.1.4 Actividad biológica de las xantonas del mangostán. Desde el punto de vista biológico los extractos y los compuestos aislados del fruto de GM presentan una gran variedad de actividades farmacológicas. La actividad biológica de las xantonas se asocia principalmente con su andamio tricíclico pero varía dependiendo de la naturaleza y/o la posición de los diferentes sustituyentes (Jiang, et al., 2004; Peres, et al., 2000; Sousa y Pinto, 2005). Se ha descrito que las xantonas del mangostán presentan actividad antifúngica, antibacteriana, citotóxica, antiinflamatoria, antihistamínica y sobre todo, una potente actividad antioxidante (Bundeesomchok, et al., 2016; Jung, et al., 2006; Sukatta, et al., 2013). Recientemente se reportó que estas xantonas presentan actividad antituberculosis y algunas pueden inducir la apoptosis de células cancerígenas (Nualkaew, et al., 2012). En animales también se ha encontrado que las xantonas presentan actividad antilipidémica y cardioprotectiva (Bumrungpert, et al., 2009). En otros estudios se ha observado que estos metabolitos ayudan a la prevención del daño oxidativo de lipoproteínas de baja densidad y pueden modular la infección por VIH (Fanga, et al., 2011) Las actividades farmacológicas descritas son atribuidas a las xantonas y se asocian principalmente a la α-MG y γ-MG. Sin embargo, existen otras xantonas que incluye el fruto de GM a las cuales se atribuyen otros efectos terapéuticos (Cuadro 3). Introducción 17 Cuadro 3. Resumen de la actividad farmacológica de los metabolitos de G. mangostana. (Obolskiy, et al., 2009). Extracto / Compuesto Actividad Farmacológica Referencia Modelos IN VITRO ACTIVIDAD ANTIOXIDANTE Extracto clorofórmico del pericarpio Efecto antioxidante en ensayo DPPH Puripattanavong et al., 2006. P1 (1,3,6,7-tetrahidroxi-2,8-(3-metil-2- butenil) xantona) P2 (1,3,6-trihidroxi-7-metoxi-2,8-(3- metil-2-butenil) xantona) Epicatequina Actividad antioxidante por eliminación de radicales DPPH, radicales hidroxilo y radicales anión superóxido. Inhibición de la oxidación del ácido linoleico. Yu et al., 2007 γ-Mangostina Actividad antioxidante por eliminación de radicales hidroxilo, Chin et al., 2008. 8-Hidroxicubraxantona Gartanina α-Mangostina γ-Mangostina Smeathxantona Actividad antioxidante por eliminación de radicales roxinitrito y sus derivados. Jung et al., 2006. Extracto metanólico del pericarpio Actividad antioxidante por eliminación de radicales DPPH y reducción del NBT y reducción de citoquina. Chomnawang et al., 2007. α-Mangostina α-Mangostina captura los radicales libres para proteger a las LDL del daño oxidativo Williams et al., 1995. α-Mangostina y sus derivados Inhibición de la oxidación de las LDL Mahabusarakam et al., 2000. ACTIVIDAD ANTIFÚNGICA Extracto metanólico del pericarpio Extracto etanólico del pericarpio Extracto en acetona del pericarpio Actividad antifúngica contra tres especies que producen tiña: Trichophyton rudrum, Trichophyton mentagrophyte, Microsporum gypseum. Puripattanavong et al., 2006. α-Mangostina γ-Mangostina Actividad antifungica contra: Fusarium oxysporum vasinfectum, Altenaria tenius, Dreschlera oryzae. Gopalakrishnan et al., 1997. ACTIVIDAD ANTIBACTERIAL γ-Mangostina Garcinoa D Mangostanina α-Mangostina Dimetilcalabaxantona Potente efecto inhibidor de Mycobacterium tuberculosis. Suksamrarn et al., 2003. α-Mangostina β-Mangostina γ-Mangostina Gartanina 8-Desoxigartanina Efecto inhibidor de la cepa normal y la resistente a penicilina de Staphylococcus aureus. Farnsworth y Bunyapraphatsara, 1992. Decocción del pericarpio Inhibición del crecimiento de Shigella dysenteriae, Shigella flexneri, Shigella sonnei, Shigella boydii, Escherichia coli, Vibrio cholerae, Vibrio parahaemolyticus, Salmonella agona, Salmonella typhi, Salmonella typhimurium, Salmonella stanley, Salmonella virchow and Salmonella welterverdin, Vibrio cholerae, Vibrio parahaemolyticus, Shigella dysenteriae, Shigella typhi y Shigella boydii. Sintersmuk y Deekijsermpong, 1989. Extracto acuoso del pericarpio Inhibición del crecimiento de Streptococcus faecalis y Vibrio cholerae Gritsanapan y Chulasiri, 1983. Extracto en petróleo del pericarpio Inhibición de MRSA (Staphylococcus aureus resistente a meticilina) Sutabhaha et al., 1997. α-Mangostina Actividad antimicrobiana contra VRE (Enterococci resistente a vancovicina) y MRSA (Staphylococcus aureus resistente a meticilina) Sakagami et al., 2005. α-Mangostina Actividad antimicrobiana contra MRSA Iinuma et al., 1996. Extracto etanólico de G. mangostana Actividad antimicrobiana contra MRSA Voravuthikunchai y Kitpipit, 2005. Extracto acuoso del pericarpio seguido por precipitación en etanol y fraccionamiento por cromatografía de intercambio iónico. Actividad fagocitica contra Salmonella enteritidis. Chanarat et al, 1997.Introducción 18 Extracto / Compuesto Actividad Farmacológica Referencia Extracto crudo de G. mangostana Los resultados obtenidos por método de difusión de disco mostraron que el extracto podía inhibir el crecimiento de Propionibacterium acnés y Staphylococcus epidermidis. Chomnawang et al., 2005. ACTIVIDAD CITOTÓXICA α-Mangostina Propiedad citotóxica contra las líneas celulares del cáncer de mama y el carcinoma epidermoide de boca. Suksamrarn et al., 2006. Gartanina Propiedad citotóxica contra las líneas celulares cancerígenas en pulmón. Suksamrarn et al., 2006. α-Mangostina β-Mangostina γ-Mangostina Mangostinona Garcinona E 2-Isoprenil-1,7-dihidroxi-3-metoxi xantona α-mangostina, β-mangostina y γ-mangostina son particularmente efectivas para inhibir significativamente el crecimiento de células HL60 en leucemia. Matsumoto et al., 2003. Extracto metanólico del pericarpio Antiproliferación, antioxidación e inducción de apoptosis de la línea celular humana SKBR3 en cáncer de mama Moongkarndi et al., 2004a. α-Mangostina Induce apoptosis de células cancerígenas en feocromocitoma a través de la ATPasa dependiente de Ca2+ por vía PC12 mitocondrial Sato et al., 2004. α-Mangostina γ-Mangostina Bloquea el ciclo celular e induce la apoptosis de células humanas DLD-1 de cáncer de colon. Matsumoto et al., 2005. Extracto etanólico del pericarpio Actividad atiproliferativa contra células SKBR3 en adenocarcinoma de mama a través del método MTT. Moongkarndi et al., 2004b. α-Mangostina Se mostró un efecto quimiopreventivo en bioensayo de carcinogénesis de colon, esto sugiere que la exposición constante con el metabolito, puede resultar en la supresión del desarrollo tumoral. Nabandith et al., 2004. α-Mangostina Inhibición complete del crecimiento de células humana HL60 de leucemia. Matsumoto et al., 2003. α-Mangostina La orientación vía mitocondrial, indica la apoptosis en células HL60 de leucemia. Matsumoto et al., 2004. Garcinona E Efecto citotóxico en toda la línea celular HCC (carcinoma hepatocelular) así como en otro tipo de líneas celulares en cáncer gástrico y de pulmón. Ho et al., 2002. 1,3,7-Trihidroxi-2,8-di-(3-methilbut-2- enil)-xantona-1,2-Tihidro-1,8,10- trihidroxi-2-(2-hidroxipropan-2-il)-9- (3-methilbut-2-enil)furo[3,2-a] xanten-11-ona 6-Desoxi-7-demetilmangostanina Actividad de la quinasa reductasa inducida, usando células Hepa1c1c 7 de hepatoma murino. Chin et al., 2008. ACTIVIDAD ANTIINFLAMATORIA γ-Mangostina Inhibición espontánea de PGE dependiente de la concentración. Inhibición de la expresión inducida de lipopolisacáridos (LPS) de la proteína COX-2 y su mARN. Nakatani et al., 2004. γ-Mangostina Inhibición de la síntesis de ciclooxigenasas y prostaglandinas E2. Nakatani et al., 2002b. α-Mangostina γ-Mangostina Actividad antiinflamatoria de la sintasa no inducida. Chen et al., 2008. ACTIVIDAD ANTIHISTAMÍNICA α-Mangostina γ-Mangostina Agentes bloqueadores de receptores histaminérgicos y serotonérgicos. Chairungsrilerd et al., 1996a. Extracto etanólico del pericarpio Inhibición tanto de la liberación de histamina y la síntesis de prostaglandina E2 Nakatani et al., 2002a. Introducción 19 Extracto / Compuesto Actividad Farmacológica Referencia ACTIVIDAD ANTI-VIH α-Mangostin γ-Mangostin Inhibición no competitiva de la protease de VIH-1 Chen et al., 1996. α-Mangostin Inhibición de la replicación de VIH Vlietinck et al., 1998. OTRAS ACTIVIDADES FARMACOLÓGICAS Extracto del tallo en etilacetato Toxicidad larvicida contra las larvas de mosquitos de Aedes aegypti. γ-Mangostina γ-mangostina actúa como un nuevo antagonista del receptor específico 5-HT2A (5-hidroxitriptamina). Los agonistas de los receptores 5HT2 actúan como vasoconstrictores periféricos. Chairungsrilerd et al., 1998a. γ-Mangostina La inhibición de la 5-fluoro-alfa-metiltriptamina indujo respuestas de contracción de cabeza en ratones por la inhibición de los receptores 2A 5- xhidroxitriptamina. Chairungsrilerd et al., 1998b. Xantonas Xantonas como agentes antimaláricos potenciales. Orientación de la vacuola digestiva de Plasmodium. Riscoe et al., 2005. MODELOS IN VIVO ACTIVIDAD DEPRESORA DEL SNC α-Mangostina y sus derivados Depresión del SNC (ptosis, sedación, disminución de la actividad motora, la potenciación del tiempo de sueño inducido por pentobarbital, anestesia con éter) en ratones y ratas. Shankaranarayan et al., 1979. ACTIVIDAD CARDIOVASCULAR Mangostina-3,6-di-O-glucosido La estimulación del miocardio, aumento la presión arterial en ranas y perros. Shankaranarayan et al., 1979. ACTIVIDAD ANTIINFLAMATORIA α-Mangostina 1-isomangostina Actividad antiinflamatoria tanto por vía intraperitoneal y oral en ratas mostrado en las prueba de edema inducido por carragenina en pata trasera, implantación de torundas de algodón y técnicas de punción granulomatosa. Shankaranarayan et al., 1979. Extracto del pericarpio Efectos anti inflamatorios, en ratones y ratas albinas. Disminución significativa de la inflamación de la pata inducida por la inyección de carragenina. Pongphasuk et al., 2005. ACTIVIDAD ANTIULCEROSA α-Mangostina Efecto significativamente antiulceroso en ratas. Shankaranarayan et al., 1979. Esta información proporciona un sustento científico para dosificar el mangostán como principio activo de un medicamento; sin embargo, debido a la carencia de estudios pertinentes y a los controles necesarios para la producción de medicamentos, los productos que se han manufacturado para distribución son los suplementos alimenticios (Bumrungpert, et al., 2009). Introducción 20 2.2 La xantona principal de G. mangostana: α-mangostina 2.2.1 Características Las principales características de la α-MG descritas en la base de datos PubChem del Centro Nacional de Información Biotecnológica (NCBI; por sus siglas en Inglés) se resumen en el Cuadro 4. La solubilidad del compuesto en agua es baja (0.203 μg/L a 25° C) y sus constantes de disociación son: pKa1 = 3.68, pKa2 = 7.69 y pKa3 = 9.06. Cuadro 4. Características químicas de la α-mangostina. α-mangostina Estructura Nombre IUPAC 1,3,6-trihidroxi-7-metoxi-2,8-bis(3- metilbut-2-enil)xantin-9-ona. Nombre común Alfa-mangostina Formula Molecular C24H26O6 Propiedades cualitativas Forma Polvo Color Amarillo pálido Olor Inodoro Propiedades fisicoquímicas Peso Molecular 410.45964 g/mol Coeficiente de particíon (LogP) 7.71 Donadores de hidrógeno 3 Receptores de hidrógeno 6 Enlaces rotables 5 Solubilidad en agua 0.203 μg/L a 25° C Compuesto soluble en Metanol Presión de vapor 9.44x10-15 mm Hg a 25° C Estabilidad Estable bajo temperatura y presión normal. Constantes de disociación pKa1 = 3.68 pKa2 = 7.69 pKa3 = 9.06 Introducción 21 2.2.2 Biosíntesis La vía de biosíntesis de las xantonas posiblemente incluye la condensación de benzoil CoA y malonil CoA por la enzima benzofenona sintasa (BPS). Esta enzima pertenece a la familia de las policétido sintasas tipo III. Para comprobar la vía de biosíntesis Nualkaew y colaboradores clonaron cDNA, en E. coli, a partir de cultivos celulares de Hypericum androsaemum donde se había observado la actividad enzimática de la BPS. De acuerdo con lo reportado por los autores en el trabajo titulado «Benzophenone synthase from Garcinia mangostana L. pericarps», la BPS,cataliza la condensación de tres unidades de malonil CoA con una molécula de benzoil CoA para obtener la 2,4,6- trihidroxibenzofenona. Enseguida, la citocromo P450 monooxigenasa realiza la 3’- hidroxilación sobre el compuesto para producir una estructura de xantona. La adición de uno a tres grupos prenilo se realiza vía la preniltransferasa; enzima encargada de construir xantonas preniladas incluyendo a la α-MG. Este proceso se ilustra en la Figura 3. Figura 3. Biosíntesis de la α-mangostina (Nualkaew et al., 2012). Introducción 22 2.2.3 Biodisponibilidad Los efectos benéficos para la salud que provee el mangostán se basan en el supuesto de que los compuestos ingeridos o sus metabolitos bioactivos se liberan en los tejidos diana. Sin embargo, la biodisponibilidad de las xantonas del mangostán es muy baja. La biodisponibilidad se refiere a la fracción de un fármaco administrado que llega a la circulación sistémica sin sufrir modificaciones químicas. Una manera de conocer la biodisponibilidad de un fármaco es a través de su absorción; ésta se define como la transferencia de un fármaco desde el sitio en que se administra hasta el torrente sanguíneo (Mycek, et al., 2008). En general, la absorción de los componentes bioactivos se ve afectada por diversos factores como: la estabilidad del compuesto ingerido, durante la digestión; el suministro del compuesto o de sus metabolitos activos que se absorben en las células epiteliales que recubren el tracto gastrointestinal; la absorción a través de la superficie apical de las células epiteliales intestinales; el posible metabolismo dentro de las células epiteliales y el transporte del compuesto ingerido y sus metabolitos activos a través de la membrana basolateral para su distribución a los tejidos diana. Diversos autores han evaluado la estabilidad y la permeabilidad de la α-MG y la γ-MG en la fracción acuosa a través del modelo de digestión in vitro; también se ha estudiado su trasporte y metabolismo utilizando el modelo de células intestinales humanas Caco-2 parecidas a enterocitos (Bumrungpert, et al., 2009; Chitchumroonchokchai, et al., 2012; Gutierrez Orozco, et al., 2013; Li, et al., 2011; Li, et al., 2013). Esta línea celular ha demostrado ser un excelente modelo para el estudio de la absorción intestinal de nutrientes, fármacos y otros compuestos bioactivos (Delie y Rubas, 1997; Meunier, et al., 1995). Además las células Caco-2 expresan diversas isoformas de la citocromo P450; las enzimas de fase II, incluyendo UDP-glucuronosiltransferasas, sulfotransferasas y glutatión-S-transferasas; y los transportadores de las membranas apical y basolateral que facilitan la investigación del metabolismo presistémico (Englund, et al., 2006; Sun, et al., 2002). Introducción 23 A través del modelo de digestión in vitro se demostró que la permeabilidad de la α-MG y la γ-MG es muy pobre cuando están en presencia de enzimas como lipasa y pancreatina porcina a un pH ácido (pH=3). Sin embargo, la recuperación de xantonas en la fracción acuosa del quimo, después de la digestión simulada, aumentó significativamente cuando se adicionaron sales biliares y aceite de soya. Las sales biliares facilitan la hidrólisis de triglicéridos y la incorporación de productos lipofílicos de la digestión en micelas. Por otra parte, en el modelo de células Caco-2 se observó que las formas de xantonas libres y conjugadas se transportan en los compartimentos apical y basolateral de una manera dependiente del tiempo. El transporte transepitelial de los compuestos se ve favorecido mediante la adición de productos de la digestión de lípidos; la adición de micelas de oleato-taurocolato en el compartimento apical, ayudan a simular las condiciones de ingesta e inducen la síntesis y la secreción de quilomicrones por las células Caco-2 in vivo. Como se observa en la Figura 4, una porción de las xantonas es transportada al compartimento basolateral, mientras otra porción se conjuga con glucurónidos o derivados de sulfato por acción de una o más enzimas de fase II. El grado de metabolismo de fase II y la eficiencia de las enzimas que poseen actividad sulfatasa y glucuronidasa depende de la estructura de los compuestos. Las xantonas pueden transformarse en metabolitos o conjugados, y a su vez, los metabolitos trasportados de la fase 2 pueden desconjugarse. Ambas acciones se llevan a cabo tanto por la microbiota presente en la luz gastrointestinal, como por las células intestinales. Se desconoce si las células Caco- 2 pueden expresar o secretar dicha actividad catalítica a través de la membrana basolateral. Asimismo, las moléculas transportadas en el compartimento apical y basolateral pueden ser retrotrasportadas a la célula. La reabsorción de las xantonas libres y conjugadas liberadas desde el compartimento basolateral, en las células, es tan ínfima en comparación con la reabsorción apical que se considera que siguen un flujo de salida de la célula. De esta manera se efectúa la absorción para la entrega a los tejidos periféricos. Introducción 24 Aunque se ha descubierto que la biodisponibilidad de las xantonas incrementa cuando la fruta de mangostán o sus productos se ingieren con alimentos ricos en grasas, se ha reportado que sólo el 0.4% de α-MG se absorbe después de una administración del extracto de GM por vía oral en ratas (Li, et al., 2011). Otro reporte establece que la absorción de las xantonas presentes en el jugo de GM es aproximadamente del 2% en humanos (Chitchumroonchokchai, et al., 2012). Algunos de los factores que afectan la biodisponibilidad de la α-MG se deben a la secreción de bilis; la retención de las xantonas en los tejidos; la rápida conjugación de los compuestos y el tamaño de las partículas de alimentos ingeridos (una mayor área de superficie aumenta el acceso de las enzimas digestivas) entre otros. Figura 4. Transporte y metabolismo de las xantonas del mangostán a través del epitelio intestinal. GM: xantonas; GM-X: metabolitos de fase II de las xantonas; GMY,Z: productos de bioconversion de xantonas (Gutierrez Orozco & Failla , 2013). Pese a que la absorción de las xantonas de GM es muy baja, en la mayoría de los experimentos realizados de los diferentes productos, existe una diferencia entre los perfiles de trasporte y eliminación de los compuestos purificados (α-MG y γ-MG) y los realizados con el extracto o mezclas del fruto. Si bien es cierto que la absorción en ambos casos no mejora, la eliminación y el tiempo de vida media de los metabolitos es diferente, y por lo tanto existe un cambio en la cantidad y el tiempo de exposición de las xantonas libres. La ingesta de extracto de mangostán y los compuestos purificados por vía oral, indican que en ambos casos se lleva a cabo la distribución dentro del compartimento periférico. Mientras los compuestos puros atraviesan dos fases del metabolismo, los compuestos Introducción 25 del extracto solo pasan por una fase. A pesar de que las xantonas se conjugan rápidamente después de una administración oral, el tiempo que tarda en conjugarse la α- MG y la γ-MG libre es mayor cuando se ingiere como extracto que cuando se ingiere en su forma pura debido a que existen componentes en el extracto que inhiben o reducen la glucuronidación y la sulfatación de la α-MG y la γ-MG. La explicación más simple que satisface dicho argumento, reside en losdiversos compuestos libres que existen en el extracto de GM que están expuestos y retrasan el tiempo de conjugación de los mismos, dando como resultado una mayor exposición de α-MG y γ-MG libres en la circulación (Li , en al., 2013). Además, se ha reportado que el conjunto de enzimas uridinadifosfato glucuroniltransferasa (UGT) se inhiben por otros componentes fitoquímicos de los suplementos alimenticios. Por lo tanto, los suplementos alimenticios elaborados con mezclas del extracto tendrán un mejor desempeño, en lugar de aquellos que contengan al compuesto puro. 2.3 Suplementos alimenticios De acuerdo con el Artículo 215, fracción V, de la Ley General de Salud, los suplementos alimenticios se definen como aquellos productos elaborados a base de hierbas, extractos vegetales, alimentos tradicionales, deshidratados o concentrados de frutas, adicionados o no, de vitaminas o minerales, que se pueden presentar en forma farmacéutica y cuya finalidad de uso es incrementar la ingesta dietética total, complementarla o suplir algún componente. Si bien es cierto que los suplementos alimenticios pueden contener vitaminas y minerales, estos productos no pueden estar compuestos únicamente de estos ingredientes. Además, la cantidad adicionada de dichos componentes no deben exceder los límites establecidos por los Reglamentos de Insumos para la Salud y el de Control Sanitario de Productos y Servicios. Por otro lado, la FDA define a los suplementos alimenticios como aquellos productos destinados a la ingesta que contienen algún ingrediente alimenticio con la finalidad de Introducción 26 incrementar el valor nutricional de la dieta. Dicho ingrediente alimenticio puede ser una o alguna mezcla de sustancias, tales como vitaminas, minerales, hierbas, aminoácidos, concentrados, metabolitos o extractos. Para ambos organismos, los suplementos alimenticios pueden encontrarse en diferentes formas farmacéuticas, tales como tabletas, cápsulas, líquidos o polvos. Bajo los criterios establecidos por la FDA algunos suplementos proveen los nutrientes esenciales para una dieta adecuada, mientras que otros sólo ayudan a reducir el riesgo de padecer alguna enfermedad. Sin embargo, la FDA, no considera como suplementos alimenticios a aquellas formas que incluyen principios activos, aditivos alimenticios como especias o conservadores, alimentos convencionales y productos que sustituyen la ingesta común de los alimentos (FDA, 2014). 2.3.1 Productos manufacturados de Garcinia mangostana La información científica recopilada acerca de la actividad biológica de los extractos del mangostán y sus xantonas ha llamado la atención de los fabricantes y consumidores. Actualmente, se distribuyen en el mercado numerosos productos que se comercializan argumentando múltiples beneficios para la salud debido a la presencia de sus componentes bioactivos. De acuerdo con reportes realizados en los Estados Unidos, los suplementos alimenticios que contienen extracto de GM, se distribuyen debido a su gran poder antioxidante (Jung, et al., 2006); gracias a esta propiedad y otras atribuidas a los extractos del pericarpio del mangostán también se ha empleado en la elaboración de otros productos farmacéuticos y cosméticos (Bundeesomchok, et al., 2016). En el año 2005, tan solo los productos que contienen extractos del fruto se ubicaron en el primer sitio del top de ventas en los Estados Unidos; sus ventas representaron el sexto lugar en el ranking de suplementos alimenticios y las ventas excedieron los $120 millones Introducción 27 de dólares (Bumrungpert, et al., 2009). Para el año 2008 las ventas se incrementaron a $200 millones de dólares (Sloan, 2010). El interés de GM y sus xantonas en los últimos años ha suscitado un incremento considerable en el número de informes científicos publicados. Una búsqueda en la literatura científica utilizando como palabras clave “mangostán” y “xantonas” en las bases científicas: PubMed, Science Direct, Google Scholar, y Scirus; emitieron 158 informes en el período de 1980-2008 [Gutierrez Orozco et al., 2013]. Por otro lado, se produjeron 454 artículos publicados desde 2008 hasta marzo de 2013 (Gráfica 1). Hasta la fecha, la xantona más estudiada es la α-MG; esta xantona posee entre otras propiedades farmacológicas actividad antioxidante, antiproliferativa, pro-apoptótica, antiinflamatoria, anticancerígena y antimicrobiana. Gráfica 1. Número de publicaciones relacionadas con mangostán y sus xantonas de 1980 al 3013. Palabras de búsqueda: mangostán, xantonas. Esta investigación se realizó el 24 de Abril de 2013. Base de datos: Pubmed, Science Direct, google Scholar, Scirus (Gutierrez Orozco & Failla , 2013). Introducción 28 2.4 Regulación de suplementos alimenticios Los productos herbolarios son regulados por diversas agencias alrededor del mundo. Una de las más importantes es la FDA en los E.E.U.U. Esta agencia federal ejerce su control sanitario considerando El Acta Federal de Alimentos, Medicamentos y Cosméticos y El Acta de Salud y Educación de Suplementos Alimenticios emitido en 1994 (DSHEA, por sus siglas en inglés). Ambas actas se enfocan en el uso del producto descrito en las etiquetas (marbete). Para garantizar que los productos que se comercializan en su territorio cumplen con los criterios de calidad, seguridad y eficacia, la FDA establece que los productos deben elaborarse de acuerdo con los criterios establecidos en la Guía de Buenas Prácticas de Fabricación (GMP). Este organismo regulatorio también posee la autoridad para exigir a los fabricantes las pruebas que garanticen la calidad a sus productos como: cantidad de contaminantes; metales pesados; límite microbiano; estandarización de componentes y presencia de adulterantes, por mencionar algunos. Asimismo, la FDA tiene la facultad de sancionar y tomar medidas legales contra los fabricantes que no cumplan los requisitos en materia de publicidad, fabricación y etiquetado. En México, la Comisión Federal para la Protección contra Riesgos Sanitarios (COFEPRIS) es la dependencia federal encargada de la regulación de los productos herbolarios que se comercializan en el territorio nacional; para ejercer sus atribuciones de control sanitario este organismo autónomo se apoya en los siguientes documentos: La Ley General de Salud (Artículo 200bis A 202; 212, 215 y 216). Reglamento de Control Sanitario de Productos y Servicios (Artículos 168 A 179). Reglamento de la Ley General de Salud en Materia de Publicidad (Artículo 21, 22, 27 y 79). NORMA Oficial Mexicana NOM-251-SSA1-2009, Prácticas de Higiene para el proceso de alimentos, bebidas o suplementos alimenticios. Anexo 1 del acuerdo por el que se dan a conocer los trámites y servicios, así como los formatos que aplica la secretaría de salud, a través de la Comisión Federal para la Introducción 29 Protección contra Riesgos Sanitarios, inscritos en el Registro Federal de Trámites y Servicios de la Comisión Federal de Mejora Regulatoria (D.O.F. 19 de junio de 2009). Acuerdo por el que se determinan los aditivos y coadyuvantes en alimentos, bebidas y suplementos alimenticios, su uso y disposiciones sanitarias (16/07/2012). Acuerdo por el que se determinan las plantas prohibidas o permitidas para tés, infusiones y aceites vegetales comestibles (15/12/1999) Farmacopea Herbolaria.A pesar de todos los documentos normativos en los que se apoya la COFEPRIS para la regulación de los suplementos alimenticios existen muchos vacíos que han sobrepasado su capacidad para ejercer su autoridad a fabricantes y distribuidores. 2.4.1 Control de calidad Con relación a las pruebas que se efectúan para evaluar la conformidad de la calidad de los productos herbolarios es importante mencionar que existen algunas monografías que describen los procedimientos para evaluar los materiales vegetales. Sin embargo, las monografías descritas en la Farmacopea Herbolaria de los Estados Unidos Mexicanos son aún insuficientes considerando la diversidad de especies que se emplean para la manufactura de los suplementos alimenticios. En contraste, la USP dedica un anexo a suplementos alimenticios donde se consignan algunos métodos generales que permiten evaluar la calidad de los productos elaborados con vegetales (contaminantes, agua, uniformidad de dosis y perfil de disolución, entre otros) [USP 37 NF32]. Con respecto a la especie GM es importante mencionar que no existe ninguna monografía incorporada a los compendios farmacopeicos que establezca especificaciones de calidad. Sin embargo, la literatura científica describe numerosos métodos para cuantificar los principales metabolitos secundarios de la planta (Cuadro 5). Debido a que la α-MG es el metabolito mayoritario en los extractos de mangostán y presenta además, la mayoría de los beneficios clínicos, resulta razonable emplearla como marcador químico/biológico para determinar su concentración en los extractos de GM para evaluar la conformidad de la calidad de sus productos. La mayoría de los productos http://www.cofepris.gob.mx/AS/Documents/COMISI%C3%93N%20DE%20OPERACI%C3%93N%20SANITARIA_Documentos%20para%20publicar%20en%20la%20secci%C3%B3n%20de%20MEDICAMENTOS/SUPLEMENTOS%20ALIMENTICIOS/ACUERDO%20por%20el%20que%20se%20determinan%20las%20plantas%20prohibidas%20o%20permitidas%20para%20t%C3%A9s%20infusiones%20y%20aceites%20vegetales.pdf http://www.cofepris.gob.mx/AS/Documents/COMISI%C3%93N%20DE%20OPERACI%C3%93N%20SANITARIA_Documentos%20para%20publicar%20en%20la%20secci%C3%B3n%20de%20MEDICAMENTOS/SUPLEMENTOS%20ALIMENTICIOS/ACUERDO%20por%20el%20que%20se%20determinan%20las%20plantas%20prohibidas%20o%20permitidas%20para%20t%C3%A9s%20infusiones%20y%20aceites%20vegetales.pdf Introducción 30 elaborados con GM sólo declaran en el marbete la cantidad de extracto del fruto que contienen y no el contenido de xantonas totales. C u ad ro 5 . M ét o d o s d e cu an ti fi ca ci ó n y s ep ar ac ió n d e la s xa n to n as d e G . m a n g o st a n a p o r H P LC . R ef er en ci a Ji , e t a l., 2 00 7 W al ke r, 20 07 Bu m ru ng pe rt, e t a l., 2 00 9 Yo dh nu , e t a l., 2 00 9 Fa ng a, e t a l., 2 01 1 Za re na , et a l., 2 01 1 C hi tc hu m ro on ch ok ch ai , et a l., 2 01 2 W itt en au er , et a l., 2 01 2 Su ka tta , e t a l., 2 01 3 C ha ija ro en ku l, et a l., 20 14 W an g , e t a l., 2 01 5 Bu nd ee so m ch ok , et a l., 20 16 Ta :T em pe ra tu ra . T FA : á ci do tr ifl ur oa cé tic o. M eO H : M et an ol . H 2O : A gu a. A C N : A ce to ni tri lo . A cH : á ci do a cé tic o. H C O O H : á ci do fó rm ic o. N I: N o in di ca do . λ : l on gi tu d de o nd a. λ (n m ) 32 0 25 4 25 4 24 0, 32 0 32 0 25 4, 31 9 N I 25 4 25 4 25 4 N I 24 0 D et ec to r Fo to di od os Fo to di od os Fo to di od os Fo to di od os Fo to di od os LC -1 0 U V- vi ib le D io do s Fo to di od os Lo ng itu d de on da d ua l N I N I Fo to di od os Ta (° C ) 40 25 35 N I 25 40 35 25 N I N I 30 25 Fl uj o (m L/ m in ) 0. 5 1. 0 1. 0 1. 0 1. 0 0. 8 1. 3 0. 6 1. 0 1. 0 0. 2 1. 0 Ti po d e m ét od o G ra di en te [5 0: 30 :2 0] -[1 0: 70 :2 0] e n 45 m in . [8 0: 20 :0 ] e n 2 m in Is oc rá tic o Is oc rá tic o Is oc rá tic o Is oc rá tic o G ra di en te AC N -M eO H 2 5% ; 9 0% -1 5 m in AC N -M eO H 2 5% ; 1 00 % -3 0 m in AC N -M eO H 2 5% ; 7 5% -3 5 m in G ra di en te AC N ; 4 0- 95 % -1 7 m in AC N ; 9 5- 10 0% -5 m in AC N ; 4 0% -3 m in G ra di en te AC N ; 5 0- 60 % -2 0 m in AC N ; 6 0- 70 % -3 5 m in AC N ; 7 0- 10 0% -5 m in AC N ; 1 00 % -3 m in AC N ; 1 00 -0 % -2 m in Is oc rá tic o G ra di en te AC N ; 5 5- 85 % -0 -3 0 m in AC N ; 8 5% -3 0- 35 m in AC N ; 8 5- 55 % -3 6- 40 m in Is oc rá tic o Is oc rá tic o Fa se M óv il TF A 0. 1% : M eO H T FA 0. 1% : is op ro pa no l M eO H :H 2O -H C O O H 0. 1% [8 0: 20 ] AC N : H 2O -A cH 2 .0 % Pr op or ci ón n o in di ca da AC N :H 2O -H C O O H 0 .2 % : [7 0: 30 ] AC N :H 2O [9 0: 10 ] AC N -M eO H 2 5% :H 3P O 4 0. 03 % : AC N :H 2O AC N -A cH 0 .5 % :H 2O -A cH 2. 0 % M eO H :H 2O :H C O O H [9 0: 9. 95 :0 .0 5) AC N :H 2O AC N :H C O O H 0 .1 % [9 0: 10 ] AC N :H 2O -H C O O H 0 .2 % [7 0: 30 ] C ol um na C 18 (1 50 x 3 .0 m m ) C 18 (1 50 x 3 .9 m m ) C 18 (1 50 x 4 .0 m m ) C 18 (1 25 x 4 .0 m m ) VP -O D S (2 50 x 4 .6 m m ) C G E R P- 18 (1 46 x 4 .6 m m ) C 18 (1 50 x 4 .6 m m ) XD B- C 18 (5 0 x 4. 6 m m ) C 18 -M S (1 50 x 4 .6 m m ) C 18 (2 50 x 2 .1 m m ) C 18 (1 50 x 2 .1 m m ) R P- 18 (2 50 x 4 .0 m m ) Metodología 31 3. Metodología 3.1 Método analítico para cuantificar a la α-mangostina por cromatografía de líquidos de alta eficiencia (HPLC) El método se desarrolló mediante cromatografía de líquidos de alta eficiencia (HPLC, por sus siglas en inglés). Para este propósito, se empleó un cromatógrafo de líquidos marca SHIMADZU (Analytical and Measuring Instruments Division, Kyoto, Japón) equipado con un detector UV-visible dual SPD-10; un desgasificador DGU14A y un sistema de control SCL-10A (VP) acoplado a un equipo de cómputo. La columna empleada fue una C18, con un tamaño de partícula de 5 μm (150 mm de longitud y 4.6 mm de diámetro interno). El sistema de elución consistió en una mezcla binaria constituida por 80% de acetonitrilo y 20% de agua ácida (0.1% TFA). Las condiciones cromatográficas del método para la cuantificación de la α-MG en el suplemento alimenticio se describen en el Cuadro 6. El análisis de la respuesta analítica registrada (área bajo la curva; ABC) permitió estimar los siguientes parámetros cromatográficos: resolución (R), factor de coleo (T), factor de capacidad (k') y número de platos teóricos (N). Cuadro 6. Condiciones cromatográficas para la validación del método analítico. Fase Móvil ACN:H2O-TFA 0.1% (80:20) Temperatura Ambiente (~25°C) Flujo 1.2 mL/min Volumen de inyección 10 μL Longitud 314 nm 3.1.1 Preparación de las soluciones stock La solución stock del estándar de α-MG se preparó en metanol a una concentración de 1000 μg/mL. Los 5 niveles de concentración de la curva estándar se prepararon por diluciones seriadas de la solución stock para obtener concentraciones finales de 5, 10, 20, 30, 40 y 50 μg/mL.
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