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Q 1|qaw| UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE QUÍMICA CONTRIBUCIÓN AL ESTUDIO QUÍMICO DE Punica granatum L. (Granada) T E S I S PARA OBTENER EL TÍTULO DE QUÍMICA FARMACÉUTICA BIÓLOGA PRESENTA: LESLIE MICHEL LÓPEZ FACIO MÉXICO D. F. 2011 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. 2 Jurado Asignado Presidente: Dra. Yolanda Caballero Arroyo Vocal: M.A.O. Rosa Luz Cornejo Rojas Secretario: Q. Katia Solórzano Maldonado 1er. suplente: M.C. Nayeli López Balbiaux 2do. suplente: M.C. Jacinto Eduardo Mendoza Pérez SITIO DONDE SE DESARROLLÓ EL TEMA: Laboratorio 2-B Edificio A Facultad de Química UNAM ASESOR DEL TEMA: DRA. YOLANDA CABALLERO ARROYO SUSTENTANTE: LESLIE MICHEL LÓPEZ FACIO 3 Índice Jurado Asignado……………………………………………………………………………………………………………………………………2 Dedicatoria……………………………………………………………………………………………………………………………………………6 Agradecimientos…………………………………………………………………………………………………………………………………..7 Capítulo I. Introducción……………………………………………………………………………………….…………………….….…....9 Capítulo II. Justificación y Objetivos.…………………………………………………………………………………….…….…....12 Capítulo III. Antecedentes………………………………………………………………………………………………………….……..16 3.1 Historia y origen…………………………………………………………………………………………………………….…….16 3.2 Descripción botánica…………………………………………………………………………………………………..……….19 3.2.1 Familia Punicaceae…………………………………………………………………………………………….……………19 3.2.2 Clasificación taxonómica……………………………………………………………………………….…………….….21 3.3 Descripción del árbol del granado (Punica granatum L.)……………………………..…………………...22 3.4 Condiciones óptimas para el cultivo del granado (clima y suelo)……………….……………………... 25 3.4.1 Variedad de granadas……………………………………………………………………..……………………………26 3.4.2 Temporada de recolección……………………………………………………….…………………………….…..27 3.4.3 Plagas…………………………………………………………………………………….…………………………………....28 3.4.4 Enfermedades de la granada…………………………………………….………………………………………...29 3.4.5 Fisiopatías de la granada……………………………………………….……………………………………………..30 3.5 Composición química reportada en la literatura para Punica granatum L………………………….31 4 Capítulo IV. Aplicaciones terapéuticas……………………………………………………………………..………………….…..44 4.1 Etnobotánica y antropología……………………………………………………………………………………..……….44 4.2 Aplicaciones terapéuticas a través de la historia…………………………………………………..…………..46 4.3 Aplicaciones terapéuticas en la actualidad………………………………………………………..……………...49 4.4 Farmacología………………………………………………………………………………………………….………………....55 4.5 Toxicología………………………………………………………………………………………………….……………………..57 Capítulo V. Fundamentos Teóricos……………………………………………………….…………………………………..………58 5.1 Identificación de alcaloides…………………………………………………………………………………..………..…58 5.1.1 Método de identificación de alcaloides………………………………………………………..………….....63 5.2 Identificación de carbohidratos……………………………………………………………………..………………....66 5.2.1 Métodos de identificación de carbohidratos………………………………………..……………………..67 5.2.2 Azúcares reductores…………………………………………………………………………..………………………..67 5.3 Fenoles………………………………………………………………………………………………..…………………………....71 5.4 Identificación de taninos o polifenoles vegetales………………………………………………………...…...71 5.4.1 Propiedades farmacológicas de los taninos o polifenoles vegetales…………………..….….…73 5.4.2 Método de identificación y cuantificación de fenoles totales (polifenoles V.)..……………74 5.5 Determinación de cenizas……………………………………………………………………………….…………….….76 5.5.1 Método de determinación de cenizas totales……………………………………….……………….….…76 5.5.2 Determinación de cenizas en húmedo…………………………………………….…………………….…….77 5.6 Determinación de elementos minerales………………………………………….……………………………….79 Capítulo VI. Parte experimental……………………………………………………………….….……………………………………80 6.1 Determinación del pH……………………………………………………………..……………………………………..…81 5 6.2 Pruebas de identificación de alcaloides…………………………………………………………..……………..........81 6.2.1 Ensayo cualitativo………………………………………………………………………………………………..…………81 6.2.2 Preparación del reactivo de Draguendorff………………………………………………….…..……..….….83 6.2.3 Preparación del reactivo de Marquis………………………………………………………….……………......83 6.3 Método de extracción continua vía Soxleth……………………………………………….………..……….....84 6.4 Determinación de azúcares reductores………………………………………………….…………………..……87 6.4.1 Pruebas cualitativas…………………………………………………………………………………………….….…….87 6.5 Cenizas totales………………………………………………………………………………………………………..……..….88 6.6 Prueba de identificación de fenoles…………………………………………………………………………....…..89 6.7 Cuantificación de fenoles totales………………….………………………………………………………..….……..90 6.8 Determinación de minerales……………………………………………………………………………………………..95 6.9 Extracción directa (ED) de muestras para cromatografía de capa fina (CCF) y análisis espectroscópicos: resonancia magnética nuclear protónica (RMN-1H) e infrarrojo (IR).…….………….....99 Capítulo VII. Resultados………………………………………………….…………………………………………………………..….113 Capítulo VIII. Conclusiones………………………………………………………………………………….……….…………...…....116 Capítulo IX. Perspectiva………………………………………………………………………………………………………..…………118 Capítulo X. Anexo…………………………………………………………………………………………………………….……………..121 Índice de tablas……………………….……………………………………………………………………………….……………..…..121 Índice de figuras y diagramas……………………………………………………………………………….……………………..123 Lista de abreviaturas……………………………………………………………………………………….…………………………..126 Bibliografía y Referencias……………………………………………………………………………………………………….………127 6 Dedicatoria. Dedico este trabajo con mucho amor, cariño y respeto a mis padres María Facio Sánchez y Joel López Hernández, por su gran amor, ternura y esfuerzo que durante toda mi vida me han brindado para llegar a ser lo que soy ahora, por sus consejos, por su ejemplo y su apoyo incondicional, por estar siempre para mí en las buenas y en las malas, por cuidarme y criarme siempre con tanto cariño, por su confianza que día a día trato de corresponderla, lo cual me motivó siempre para concluir este proyecto súper importante para mí. Porque día con día me doy cuenta del sacrificio, callado y agotador que realizan con decisión para haberme dado una formación profesional. A mí mamita adorada que aunque no te lo digo muy seguido quiero decirte que eres la mamá más maravillosa que Dios me pudo haber dado, te amo; porque cada día que pasa te entiendo más y cada día te admiro y te agradezco todo tu amor, cariño, esfuerzo y dedicación para conmigo.Porque le doy gracias a Dios y a la vida por haberme dado unos padres tan maravillosos como ustedes; los admiro mucho porque siempre son y serán mi fuente de inspiración, porque desde niña me dieron el ejemplo de superación a base de esfuerzo; porque ni todo el oro del mundo sería suficiente para pagarles todo lo que han hecho por mí. Les dedico con todo mi amor esta tesis porque este logro también es de ustedes mis papitos adorados. A mis hermanos Aldo Sinhue. y Dulce Ariadna aprovecho para decirles amo y que los adoro; aunque a veces los regaño créanme que es por su bien. Gracias por ser mis compañeros de juego, de desvelo, por ser mis amigos, mis confidentes y por estar siempre unidos en los momentos felices y difíciles de la vida. Estoy muy orgullosa de tener unos hermanos tan especiales, tan perseverantes como ustedes, que estoy segura que lograran todo lo que se propongan en la vida y sé que llegaran muy lejos. Le doy gracias a Dios y a la vida por haberme dado esta hermosa familia. 7 Agradecimientos. A la Universidad Nacional Autónoma de México; la máxima casa de estudios, la mejor universidad de América latina y a la Facultad de Química, por supuesto la mejor en su ramo; por mi formación profesional. Agradezco con mucho cariño a la que por años fue mi segundo hogar, por esto y muchas cosas más AZUL Y ORO de la cuna hasta la tumba. A la Dra. Yolanda Caballero por su apoyo para llevar a cabo este trabajo, ya que con su amabilidad, gentileza, sencillez y disponibilidad de transmitir su gran conocimiento pude concluir con gran gusto y entusiasmo este trabajo. Solo tengo agradecimientos para usted porque es una gran persona, una gran Dra. Que Dios bendiga hoy y siempre a usted y a todos los suyos. Siempre tendré un gran cariño por usted; mil gracias por todo. A la Mtra. Rosa Luz Cornejo por ser siempre tan linda y amable conmigo durante mi estancia en el Lab. 2-B; la quiero mucho y siempre la recordaré con mucho cariño. A la Mtra. Katia Solórzano porque además de ser tan amable también es una muy buena persona que se presta para ser amiga y maestra a la vez; siempre la recordaré con mucho cariño. A mi entrañable amiga Lizbeth Aranda del CCH, mil gracias por tu amistad incondicional, que es muy valiosa, por tus consejos, por tu compañía y por estar conmigo en las buenas y en las malas; siempre te voy a querer a ti y a los tuyos como de mi familia. A mis queridas amigas de la Facultad, Alejandra Santiago, Edith Velasco, Ofelia Álvarez, Elva Maguey, Jeanette Rosas; gracias por su ayuda, por sus consejos, por las alegrías y los sufrimientos que todo esto conlleva, pero al final todo vale la pena; mil gracias por su amistad porque en esta Facultad es difícil encontrar personas tan valiosas como ustedes. “Soy de los que piensan que la ciencia tiene una gran belleza. Un científico en su laboratorio no es sólo un técnico: es también un niño colocado ante fenómenos naturales que le impresionan como un cuento de hadas.” Marie Curie. 8 Al chico que conquistó mí corazón Carlos Arteaga por su apoyo durante la búsqueda de material para este trabajo, por su gran apoyo incondicional durante la redacción de este trabajo; porque con su gran amor limpio y verdadero me volví a reencontrar a mí misma, porque la vida te puso en mi camino en el momento más indicado y me has enseñado muchas cosas que valen la pena en la vida; eres un gran hombre y vales mucho, te amo, mil gracias por estar a mi lado en la conclusión de este proyecto tan importante para mí, que yo estaré a tu lado cuando llegue tu gran momento. A mi amigo Moy por su ayuda en la búsqueda de material para este trabajo, por el apoyo incondicional que me has brindado y por tú valiosa amistad. Al Mtro. Fausto Rivero C. por su amabilidad para realizar procedimientos experimentales en su Lab. del conjunto E. Al Sr. Ernesto y a los laboratoristas por su amabilidad para proporcionarme el material y reactivos necesarios para este trabajo. “La vida no es fácil, para ninguno de nosotros. Pero... ¡Qué importa! Hay que perseverar y, sobre todo, tener confianza en uno mismo. Hay que sentirse dotado para realizar alguna cosa y que esa cosa hay que alcanzarla, cueste lo que cueste.” Marie Curie. “La sabiduría es mejor que la plata y el oro.” Robert Nesta Marley. 9 CAPÍTULO Introducción. La medicina tradicional herbolaria es reconocida en la actualidad como un recurso fundamental para la salud de millones de seres humanos, es un componente esencial del patrimonio tangible e intangible de las culturas de México y el mundo; un acervo de la información y de los recursos y prácticas que influyen para el desarrollo y el bienestar de las personas; además de ser un factor de identidad de numerosos pueblos de México y de nuestro planeta. Es por ello que ha resurgido el interés por el uso de las plantas medicinales, lo que ha permitido que la herbolaria recobre una posición científica importante. Baste saber que el 80 % de la población mundial utiliza plantas para el.tratamiento de las enfermedades y en los países industrializados el 35 % de los medicamentos prescritos contienen principios activos de origen natural. A la luz de los modernos avances en botánica, fitoquímica, farmacología, farmacocinética, farmacodinamia y toxicología, el conocimiento tradicional y popular sobre las propiedades medicinales de las plantas deberá ser constatado y validado para garantizar una terapia adecuada, eficaz y con la menor incidencia de ocasionar riesgos para el paciente. I 10 A nivel popular basta muchas veces con extraer los principios activos de la manera más sencilla, como puede ser por medio de una infusión o decocción. En cambio, para analizar las propiedades medicinales de una planta, en muchos casos se recurrirá a métodos de extracción más complejos, que permitan obtener métodos reproducibles, para poder realizar la cuantificación de la mayor cantidad de principios activos. En México Punica granatum L. mejor conocida en nuestro país como granada, se cultiva en forma aislada, se pueden encontrar cultivos en Coahuila, Durango y otros estados; en Durango los municipios que tienen cultivo de granada son: Nombre de Dios, Vicente Guerrero, Santiago Papasquiaro, San Juan del Río y Canatlán. En México no se ha desarrollado la industrialización de este tipo de fruto. Los principales países productores de Punica granatum L. son: Israel, Líbano, Egipto, Túnez, España e Italia. La medicina tradicional, presente en todos los pueblos o grupos etnolingüísticos de México, es un sistema de conceptos, creencias, prácticas y recursos materiales y simbólicos destinados a la atención de diversos padecimientos y procesos desequilibrantes, cuyo origen se remonta a las culturas prehispánicas. Es por esto que el presente trabajo es un coadyuvante para el estudio de los productos naturales en México; pretendiendo así aportar, preservar y enriquecer la valiosísima medicina tradicional mexicana. En mi consideración este estudio es importante ya que la granada es una fruta que se consume por el ser humano desde tiempos muy remotos, hay pruebas antropológicas y científicas de que se consumía el fruto de Punica granatum L. por las grandes civilizaciones antiguas; además 11 de que en nuestro país en la actualidad es consumida con frecuencia pero no se cultiva mayoritariamente como otro tipo de frutas. Por otro lado se le han atribuido muchas propiedades medicinales tanto al jugo como a la cáscara de la misma, por lo que es de mi mayor interés dar a conocer los beneficios a la salud que conlleva consumir esta fruta, ya que el árbol es de fácil cultivo y el fruto muy resistente. Otra cuestión importante, es quedesgraciadamente sus productos no comestibles no son aprovechados generando así la pérdida de valiosos productos químicos, los cuales tendrían una aplicación contra enfermedades frecuentemente padecidas por los seres humanos. Para llevar a cabo el estudio se realizarán análisis cualitativos y cuantitativos de identificación de compuestos de importancia terapéutica como lo son: alcaloides, fenoles totales, taninos (polifenoles vegetales) y carbohidratos, en la cáscara y jugo de Punica granatum L. Posteriormente se llevará a cabo la extracción con disolventes de diferente polaridad usando la técnica de extracción continua vía Soxhlet. Finalmente, a cada uno de los extractos se le realizarán estudios cromatográficos para tratar de llevar a cabo la purificación e identificación de los compuestos extraídos. Para llevar a cabo la identificación de éstos, se harán estudios espectroscópicos (IR, RMN-1H). 12 Desde el punto de vista social, la valoración de las plantas medicinales de uso frecuente en las prácticas tradicionales conlleva la posibilidad de apoyar un uso racional de estos recursos sobre todos si se considera que más del 70% de la población mexicana las consume para tratar gran variedad de padecimientos. Debido a la orografía y clima de nuestro país, se cuenta con una muy amplia variedad de especies vegetales de las cuales se ha estimado que entre 3,000 y 5,000 plantas tienen un potencial benéfico, pero que solo el 1% de estas plantas medicinales han sido estudiadas a fondo considerando sus propiedades medicinales potenciales. CAPÍTULO Justificación y objetivos. En México el estudio de Punica granatum L. no ha sido muy difundido, aunque se tiene conocimiento de las propiedades terapéuticas de esta especie desde la segunda mitad del siglo XVII, es por ello que se realizó este trabajo, ya que los estudios previos a éste se enfocan principalmente a la área buco dental, y la granada tiene una muy amplia gama de sustancias químicas las cuales pueden tener una aplicación terapéutica II 13 importante, siempre y cuando sea a las dosis adecuadas ya que también algunas de las sustancias reportadas para Punica granatum L. son tóxicas en concentraciones elevadas. Un punto medular del presente trabajo se fundamenta en que de la corteza y la raíz han sido aislados algunos alcaloides, pero no se han reportado en la cáscara del fruto, por lo que se trató de buscar la presencia de alcaloides en esta parte de la planta utilizando técnicas de extracción. Objetivo General. Verificar la presencia de alcaloides de interés terapéutico en la cáscara del fruto de Punica granatum L. y la identificación de carbohidratos, fenoles totales, taninos (polifenoles vegetales). También se llevará a cabo la identificación de carbohidratos y taninos (polifenoles vegetales), y la cuantificación de fenoles totales en el jugo y la cáscara de la granada. 14 Objetivos Particulares. Preparación de la cáscara del fruto (granada), para su aislamiento y extracción de los alcaloides, fundamentado en sus propiedades ácido- base. Para trabajar la cáscara del fruto, se tratará de separar de ella los alcaloides: peletierina, N-metil peletierina y pseudo peletierina, que de acuerdo a la literatura citada, están presentes en la corteza y en la raíz del granado. Aplicar las diversas técnicas encontradas en la literatura para identificar los posibles alcaloides presentes en la cáscara del fruto de Punica granatum L. Establecer la identificación del producto aislado mediante su comportamiento cromatográfico, a través de cromatografía de capa fina (CCF); y mediante su comportamiento espectrofotométrico utilizando las técnicas de: resonancia magnética nuclear protónica (RMN-1H) e infrarrojo (IR). Cuantificar taninos (polifenoles vegetales), fenoles totales y azúcares reductores en la cáscara y jugo de Punica granatum L. con la 15 aplicación de técnicas conocidas, tanto cualitativas como cuantitativas. Se presentará una revisión de las diversas aplicaciones terapéuticas de los productos obtenidos a partir de Púnica granatum L. con el fin de darle un valor agregado a los residuos orgánicos de la granada, ya que en nuestro país no son utilizados, lo que conlleva a se pierdan productos químicos de importancia farmacéutica. Proponer e impulsar a que se retome el uso de la medicina tradicional herbolaria y así mismo su estudio en el área química, ya que para nosotros los profesionales en este campo es de suma importancia el desarrollo de técnicas de extracción de principios activos a partir de plantas, donde el proceso de extracción sea fácil, seguro y amable con el ambiente, dándole de esta manera el enfoque conocido como química verde. 16 CAPÍTULO Antecedentes. 3.1 Historia y origen. La granada es originaria de una región que abarca desde Irán hasta el.norte de los Himalayas en India, y fue cultivada y naturalizada en toda la región del Mediterráneo incluyendo Armenia. Muy apreciada en.las zonas desérticas, por estar protegida de la desecación por su piel gruesa y coriácea, lo que permitía que las caravanas la pudieran transportar distancias largas sin que ello afectara sus cualidades tan apreciadas. Se sabe que el árbol del granado ya se cultivaba desde hace al menos 5,000 años A. de C. en Asia occidental y en el Norte de África. Junto al olivo, higuera, vid y palma datilera fue una de las primeras especies frutícolas en ser domesticadas; se encontraba en los jardines colgantes de Babilonia y se presenta en los bajorrelieves egipcios. III http://es.wikipedia.org/wiki/Ir%C3%A1n http://es.wikipedia.org/wiki/Himalayas http://es.wikipedia.org/wiki/India http://es.wikipedia.org/wiki/Mediterr%C3%A1neo http://es.wikipedia.org/wiki/Armenia http://es.wikipedia.org/wiki/Caravana http://es.wikipedia.org/wiki/Babilonia 17 Los antiguos egipcios preparaban con su jugo un vino ligero con sabor a frambuesa llamado Shedeh, la cual era una bebida muy apreciada en el Antiguo Egipto. Investigaciones realizadas en 2006 muestran que podría haberse elaborado igualmente con uvas. Según la mitología griega, el primer granado fue plantado por Afrodita, la diosa griega del amor y de la belleza, mientras que el dios del infierno Hades, le ofreció su fruto a la bella Perséfone para seducirla. Hipócrates recomendaba el jugo de la granada contra la fiebre y como fortificante del cuerpo humano. Los romanos conocieron la granada gracias a los fenicios que la trajeron de Fenicia (aproximadamente en el actual Líbano) a Roma, de ahí su nombre científico de Punica. El nombre del género, Punica, deriva de los fenicios, quienes fueron unos difusores activos de su cultivo, en parte por razones de tipo religioso. La Biblia hace referencia en numerosas ocasiones a este fruto. En China, se tiene la costumbre de ofrecerle una granada a los recién casados como auspicios de una descendencia numerosa (el color rojo de esta fruta es considerado por la tradición china un color que atrae la buena fortuna). En el Islam, se considera al granado como uno de los árboles del Paraíso conforme a referencias coránicas y de las tradiciones del profeta Muhammad o Mahoma. El nombre de la especie granatum derivadel adjetivo del latín granatus, que significa “con granos” (debido a las semillas del fruto grana; el arma http://es.wikipedia.org/wiki/Egipto http://es.wikipedia.org/wiki/Vino http://es.wikipedia.org/wiki/Frambuesa http://es.wikipedia.org/wiki/Bebida http://es.wikipedia.org/wiki/Antiguo_Egipto http://es.wikipedia.org/wiki/Uva http://es.wikipedia.org/wiki/Afrodita http://es.wikipedia.org/wiki/Hades http://es.wikipedia.org/wiki/Pers%C3%A9fone http://es.wikipedia.org/wiki/Hip%C3%B3crates http://es.wikipedia.org/wiki/Jugo http://es.wikipedia.org/wiki/Fiebre http://es.wikipedia.org/wiki/Roma http://es.wikipedia.org/wiki/Fenicio http://es.wikipedia.org/wiki/Fenicia http://es.wikipedia.org/wiki/Roma http://es.wikipedia.org/wiki/G%C3%A9nero_%28biolog%C3%ADa%29 http://es.wikipedia.org/wiki/Fenicio http://es.wikipedia.org/wiki/La_Biblia http://es.wikipedia.org/wiki/China http://es.wikipedia.org/wiki/Islam http://es.wikipedia.org/wiki/Mahoma http://es.wikipedia.org/wiki/Especie http://es.wikipedia.org/wiki/Lat%C3%ADn http://es.wikipedia.org/wiki/Arma 18 granada más tarde derivaría del nombre de la fruta). Sin embargo, en el latín clásico el nombre de la especie era malum punicum ó malum granatum, en donde "malum" es manzana. Esto ha influido en el nombre pomegranate (en inglés). Incluso "pomegranate" deriva de pomum, el cual es el nombre en latín para manzana. Los árabes extendieron el granado por todos los países del sur de Europa y los españoles lo introdujeron en América, donde se extendió por todo el continente. La ciudad de Granada España, fundada en el siglo X, recibió su nombre a partir de esta fruta. En México habita en climas cálido, semicálido, semiseco y templado. Se cultiva en las casas y está asociada a la selva tropical caducifolia, subcaducifolia y perennifolia; matorral xerófilo y bosque espinosos, mesófilo de montaña de encino y pino. http://es.wikipedia.org/wiki/Granada_%28arma%29 http://es.wikipedia.org/wiki/Manzana http://es.wikipedia.org/wiki/Idioma_ingl%C3%A9s http://es.wikipedia.org/wiki/Granada_%28Espa%C3%B1a%29 http://es.wikipedia.org/wiki/Siglo_X 19 3.2 Descripción botánica. 3.2.1 Familia Punicaceae. Es una pequeña familia con un solo género y dos especies. Las especies incluidas son árboles o arbustos. Punica granatum L. pertenece al orden Myrtales, familia Punicaceae, la que está representada por un sólo género (Punica) y por dos especies, Punica granatum y Punica protopunica, endémica originaria de la isla de Socotra y conocida únicamente en estado silvestre; siendo solamente la primera la que se cultiva por sus frutos, que son comestibles. Se cultiva muy ampliamente en todas las regiones templadas y cálidas de ambos hemisferios, especialmente en los países mediterráneos, dada su poca resistencia a los fríos intensos. Además se les cultiva con fines ornamentales en patios y jardines. Características de la familia Punicaceae. Porte: arbustos o arbolitos caducifolios, algunas veces espinosos. Hojas: enteras, opuestas o subopuestas, sin estípulas. Flores: perfectas, regulares, solitarias o en grupos. 20 Perianto: sépalos 5-8, valvados apareciendo como lóbulos sobre el hipanto; pétalos 5-8, alternando con los sépalos. Estambres: numerosos dispuestos en secuencias centrífugas. Gineceo: varios carpelos (comúnmente 7-9, hasta 15), pueden estar unidos formando una ovario compuesto común con placentación axilar (Punica protopunica) o, por crecimiento diferencial, encontrarse superpuestos en diferentes estratos (2 ó 3), el carpelo basal con placentación axilar y los del estrato alto con placentación parietal; estilo delgado, más o menos elongado con un estigma húmedo, papiloso y capitado. Óvulos más o menos numerosos por carpelo, anátropos, crasinucelados. Fruto: balausta, conocida como granada, resultado de la especial disposición de los carpelos, con el cáliz persistente que forma una corona en su parte superior. Semilla: embebidas en la pulpa interna, sin endosperma. Biología floral y/o fenología: polinización entomófila, por abejas.1 21 3.2.2 Clasificación taxonómica del género Punica granatum L. Reino: Plantae División: Magnoliophyta Clase: Magnoliopsida Orden: Myrtales Familia: Lythraceae Género: Punica Especie: Punica granatum http://es.wikipedia.org/wiki/Reino_%28biolog%C3%ADa%29 http://es.wikipedia.org/wiki/Plantae http://es.wikipedia.org/wiki/Divisi%C3%B3n_%28biolog%C3%ADa%29 http://es.wikipedia.org/wiki/Magnoliophyta http://es.wikipedia.org/wiki/Clase_%28biolog%C3%ADa%29 http://es.wikipedia.org/wiki/Magnoliopsida http://es.wikipedia.org/wiki/Orden_%28biolog%C3%ADa%29 http://es.wikipedia.org/wiki/Myrtales http://es.wikipedia.org/wiki/Familia_%28biolog%C3%ADa%29 http://es.wikipedia.org/wiki/Lythraceae http://es.wikipedia.org/wiki/G%C3%A9nero_%28biolog%C3%ADa%29 http://es.wikipedia.org/wiki/Punica http://es.wikipedia.org/wiki/Especie 22 3.3 Descripción del árbol del granado (Punica granatum L.) Punica granatum L, es un árbol caducifolio, a veces con porte arbustivo, de 5 a 8 m de altura con el tronco retorcido. Madera dura y corteza escamosa de color grisáceo. Las ramitas jóvenes son más o menos cuadrangulares o angostas y de cuatro alas, posteriormente se vuelven redondas con corteza de color café grisáceo; la mayoría de las ramas, pero especialmente las pequeñas ramitas axilares, son en forma de espina o terminan en una espina aguda; la copa es extendida. Figura 1. Punica granatum L. 23 Las hojas son simples, opuestas, generalmente fasciculadas, cortamente pecioladas, oblongas u oval-lanceoladas de 3 - 8 cm de longitud, algo coriáceas y de color verde lustroso. Las flores pueden ser solitarias o reunidas en grupos de 2 a 5 al final de las ramas nuevas, grandes, de color rojo, lustrosas, acampanadas, subsentadas, con 5 a 8 pétalos y sépalos, y el cáliz persiste en el fruto. En algunas variedades las flores son abigarradas e incluso matizadas en blanco. Figura 2. Flores de Punica granatum L. El fruto es una baya grande, su piel brillante y gruesa coriácea y globulosa de 10 a 15 cm de diámetro, contiene numerosas semillas, con arillo de color rojo vivo violáceo, su interior está dividido por medio de una membrana blanquecina, donde cada receptáculo alberga numerosas semillas de color rosa o rojo de sabor agridulce, que recuerda vagamente al de las grosellas. La hermosa coloración mantiene una relación con el sol, ya que expuestas a él, tienen granos blancos, mientras que las frutas situadas a la sombra poseen granos muy rojos. Esto no tiene nada que ver con su madurez. 24 Figura 3. Fruto y semilla de Punica granatum L. (granada) El fruto se consume en fresco, además se utiliza en la elaboración de confituras, mermeladas, salsas y ensaladas, acompañantes de carnes y pescados. Es una fruta exótica utilizada frecuentementepara decoración. En el estado de Puebla es utilizada para el típico chile en nogada, que es un chile poblano relleno de carne y cubierto de salsa de nogada y que se adorna con granada. Es un platillo tradicional de nuestro país, por su combinación de colores (verde, blanco y rojo). En el occidente de México (en Colima, Jalisco y Michoacán), se prepara una bebida embriagante a base de jugo de granada, tequila o mezcal, azúcar, cacahuates, nueces y algunas veces manzana, llamado "Ponche de Granada". El jugo de la granada se utiliza como tinte natural en las fábricas de productos no-sintéticos. Además, se usa también como indicador ácido-base natural, tornándose rosa en solución ácida y verde en solución básica. http://es.wikipedia.org/wiki/Tinte 25 3.4 Condiciones optimas para el cultivo del granado. (clima y suelo). El clima que más conviene al granado es el clima subtropical e incluso el tropical, ya que los mejores frutos se obtienen en las regiones subtropicales donde el periodo de temperaturas elevadas coincide, con la época de maduración de las granadas. Fuera de las regiones subtropicales, el granado se adapta bien en regiones donde la temperatura no alcance los -15ºC. El árbol no resiste las temperaturas bajas y solo ciertas variedades Chinas y del Turquestán, más rústicas, soportan mejor los fríos llegando a soportar temperaturas de -18 a -20 ºC. El granado es sensible a las heladas. Prefiere más bien un clima templado e incluso caluroso que los relativamente fríos. Debido a su retraso vegetativo y de floración, corre peligro de que las flores se vean afectadas por las heladas tardías de primavera. El granado exige mucha agua y frescura para sus raíces y solamente en estas condiciones es cuando da muchos frutos de buena calidad. Al mismo tiempo soporta muy bien la sequía. El granado no es exigente en suelo. Sin embargo, da mejores resultados en suelos profundos; le conviene las tierras de aluvión. Los terrenos alcalinos le son favorables; incluso los excesos de humedad favorecen su desarrollo. El suelo ideal debe ser ligero, permeable, profundo y fresco. 26 Es tolerante a la sequía, a la salinidad, a la clorosis férrica y a caliza activa. En tierras áridas, la sequía en el momento de la floración puede provocar la caída de la flor y reducir la cosecha al mínimo. En las tierras de regadío, sus necesidades hídricas son muy reducidas, y de abusar de los riegos poco antes de entrar el fruto en maduración, puede causar su agrietamiento. En México la mejor época de plantación es la primavera, para árboles con raíz nudos y hasta noviembre para árboles en maceta.2 3.4.1 Variedades de granadas. Existen tres grandes variedades de granado en los cinco continentes: el granado agrio, cuyas flores se emplean en ornamentación y no son aptas para el consumo; el granado de frutos sin semillas, que se cultiva en Irán; y el granado común de frutos dulces, que es el que se ha extendido por todo el mundo gracias al sabor azucarado de sus frutos. Se conocen dos tipos de árboles de granado, de los cuales se obtienen los frutos (granadas dulces) para consumo humano; estos se mencionan a continuación. Mollar de elche: Árbol muy vigoroso, de rápido desarrollo, fruto de tamaño grande, grano grueso, rojo oscuro y semilla muy reducida y blanda; madura entre octubre y noviembre. Presenta importantes pérdidas por asoleado de los frutos, tiene mayor posibilidad de agrietado y de ataque de plagas. 27 Figura 4. Granada dulce Mollar de valencia: Árbol vigoroso, fruto de tamaño grande, forma redondeada y aplanada, granado grueso y semilla muy reducida. Se caracteriza por ser de recolección temprana. 3.4.2 Temporada de recolección. La recolección comienza a mediados de septiembre (para las variedades más tempranas) al aparecer los cambios de color en el fruto y finaliza a mediados de noviembre (para las variedades más tardías). Se dan dos o tres pases debido a la maduración no uniforme de la granada, ya que la floración es escalonada. La recolección se realiza manualmente, utilizando tijeras de podar; teniendo el mayor cuidado, ya que los frutos son muy sensibles a los golpes. La recolección puede adelantarse o retrasarse según las oportunidades del mercado, pero esto puede acarrear algunos inconvenientes: 28 Al adelantar la recolección singular, la granada todavía estará verde, siendo de menor calidad y acabará por arrugarse. Si se retrasa la recolección se tendrá un mayor número de granadas abiertas y por tanto menos comerciales. 3.4.3 Plagas. Barrena (Zeuzera pyrina) Es un pequeño insecto alado; los daños que produce al granado son perforaciones del tronco, formando galerías que llegan al cilindro central, pueden incluso provocar la muerte del árbol. Su tratamiento se realiza en invierno (diciembre, enero) con aceites fosforados. Barreneta o barrenillo (Anisandrus dispar). Son pequeños insectos de negros a grisáceos que excavan galerías en la corteza del granado. Pulgones (Aphis laburoi). Ataca las brotaciones, a las flores y a los frutos; provoca la caída de las flores y frutos debilitando al árbol que se hace propenso al ataque de otras plagas. Se combate fácilmente con cualquier insecticida sistémico, se recomienda el empleo de dimetoato al 10% + metil azinfos al 20%, 29 presentación en polvo. (los Compuestos organofosforados actúan a nivel de Sistema Nervioso Central (SNC) inhibiendo la acetilcolinesterasa; son altamente tóxicos ya que su DL50 < 1 mg/L). Caparreta negra (Ceroplastes sinensis) y cotonet (Planococus citri). Sus ataques no son económicamente muy importantes. Aparecen en los pomos de granadas y en la corona de la fruta. Cochinilla de la tizne (Saissetia oleae). Su ataque se aprecia por el color del hollín que deja en el granado. Su tratamiento se realiza en invierno (diciembre, enero) con aceites fosforados. 3.4.4 Enfermedades de la granada. Podredumbre del fruto (Botrys cinerea). La podredumbre del fruto es la enfermedad más importante del granado. Es una enfermedad criptogámica que provoca podredumbre de la pulpa, afecta también a los tabiques y membranas, tornándose todo el interior de la granada de un color negro, y quedando la piel intacta dado que esta enfermedad.penetra.al.interior.por.el.pistilo. No hay ningún remedio para combatir la enfermedad, aunque se pueden hacer pulverizaciones con productos fungicidas a base de cobre y 30 ditiocarbamatos (este tipo de compuestos son neurotóxicos además de dañar microsomas y Citocromos P-450). Cribado (clasterosporium carpophilum). Los síntomas de la enfermedad se manifiestan con manchas necróticas en la superficie del fruto, rodeadas de un halo de color más o menos rosa. El desarrollo de esta enfermedad se ve favorecido por las lluvias primaverales y de verano. 3.4.5 Fisiopatías de la granada. Existen dos fisiopatías del fruto de Punica granatum L. ambas fisiopatías pueden causar pérdidas de hasta el 30% de la cosecha. Granadas bardeadas o soleadas. Este accidente se produce por una fuerte insolación del fruto. Aparecen en la corteza del fruto pequeñas grietas y una mancha de color marrón a negro en la zona afectada. En el interior del fruto los granados tomanun sabor agrio desagradable. 31 Granadas abiertas. Se cree que el agrietado de los frutos se produce como consecuencia del desequilibrio hídrico entre la fase de crecimiento y maduración del fruto; este problema se acentúa en años secos. Con el riego por goteo, al evitar estos desequilibrios hídricos, las frutas son de mejor calidad y más uniformes. 3.5 Composición química reportada en la literatura para Punica granatum L. La corteza del tallo de Punica granatum L. es la parte de la planta que más se ha estudiado. En ella se han identificado los alcaloides peletierina, los isómeros iso- peletierina, pseudopeletierina y un derivado metilado conocido como N-metil peletierina; los compuestos: casuarína, casuarincína, hexahidroxi-difenoílo glucosa, galoil-hexahidroxi-difenoil glucosa, pedunculagína, punicacorteínas: A, B, C y D, punicalagína, punicalína, puniglucanína y taninos (polifenoles vegetales) como ácido elágico, ácido gálico; cumarinas; y los triterpenos ácido oleanólico y ácido ursólico . La corteza de la raíz y la cáscara del fruto contienen entre 0.5 y 0.7% de alcaloides totales, donde los principales son la peletierina y la N-metíl peletierina. 32 Los alcaloides aislados a partir de Punica granatum L. tienen propiedades antihelmínticas y antiamebianas. La semilla contiene los flavonoides diadzeína, diadzína, genisteína y genistína, y el estrógeno estrona ( el cual pertenece al grupo de los esteroides). De la semilla, principalmente del pericarpio, se han encontrado los flavonoides: calisteína, crisantemína, mono- y diglucósido de delfinidína y pelargonína. En la cáscara del fruto se han identificado los flavonoides calistefína, crisantemína, cianína, y los compuestos bencílicos granatína A y B. En hoja y flores se encuentran los flavonoides cianidína y delfinidína.3, 4 Las estructuras químicas de los compuestos de mayor importancia terapéutica se mencionan en la tabla siguiente. 33 Tabla 1. Compuestos reportados para Punica granatum L.4 Ácidos orgánicos Estructura Nombre químico OH OH O OH O OH O Ácido cítrico OH OH O OHO Ácido málico OH H OH OH HO OH O Ácido tartárico O OH OH O Ácido fumárico 34 Tabla 1. (Continuación) Ácidos Hidroxicinámicos Estructura Nombre Químico Ácido caféico OH O OH Acido p-cumárico 35 Tabla 1. (Continuación) Antocianidinas Estructura Nombre químico O + OH OH OH OH OH OH Delfinidina O + OH OH OH OH Pelargonidina O + OH OH OH OH OH Cianidina 36 Tabla 1. (Continuación) Antocianinas Estructura Nombre químico O + OH OH O OH OH H O OH OH OH OH Cianidina 3-O-glucósido O + OH OH O OH OH O OH OH OH OH OH Delfinidina 3-O-glucósido O + OH OH O OH O OH OH OH OH Pelargonidina 3-O-glucósido 37 Tabla 1. (Continuación) Compuestos polifenólicos Estructura Nombre químico Ácido elágico Ácido gálico 38 Tabla 1. (Continuación) Compuestos polifenólicos Estructura Nombre químico Punicalagina Punicalina 39 Estructura Nombre químico Granatina A Granatina B 40 Tabla 1. (Continuación) Alcaloides Estructura Nombre químico N H CH3 H O Peletierina N CH3 H O CH3 N-metil peletierina Pseudopeletierina 41 Tabla 1. (Continuación) Esteroles Estructura Nombre químico Estigmasterol β-sitoesterol Cumesterol 42 Tabla 1. (Continuación) Esteroides Estructura Nombre químico OH H H H H O Estrona OH H H H H OH Estradiol 43 Tabla 1. (Continuación) Triterpenos Estructura Nombre químico Ácido oleanólico Ácido ursólico Tomado y modificado (Cruz Mondragón, Blanca E. 2009). 44 CAPÍTULO Aplicaciones terapéuticas. 4.1 Etnobotánica y antropología. El uso de la granada a nivel nacional, se relaciona principalmente en el.tratamiento de.las diarreas, información descrita para el Distrito Federal, Estado de.México, Guerrero, Guanajuato, Hidalgo, Jalisco, Morelos, Oaxaca, Puebla, Quintana Roo, Sonora, Tabasco y Veracruz. Para la disentería en Guerrero, Morelos, Oaxaca, Puebla y Tlaxcala. Por lo general, se ingiere el cocimiento de la cáscara del fruto, aunque también se utilizan la hoja, la flor, la corteza. En Oaxaca lo aplican a manera de lavado rectal. Algunas veces se incluyen con el cocimiento de la granada, el tallo y la corteza de guayaba (Psidium piperita), hierba buena (Mentha piperita), tamarindo (Tamarindus índica), arrayán (Psidium sartorianum) y estafiate (Artemisia ludoviciana var. Mexicana); cáscara de lima (Citrus limetta), raíz de orégano (Ocium basilicum) y palmillita de apio (Apium graveolens); esto se bebe tres o cuatro veces a día. IV 45 En el Distrito Federal, se prepara un cocimiento con la flor de granada y con hojas de guayaba; en Quintana Roo, consumen el polvo del fruto quemado y molido en licuadora, o ingieren la combinación de los frutos tiernos de granada y guayaba. Otros padecimientos para los cuales el uso de la granada es frecuente son, las parasitosis intestinales como tenias, solitarias y específicamente, Áscaris lumbricoides; contra ellas se ingiere un cocimiento concentrado hecho con la corteza del árbol (granado), hojas del árbol, cáscara de granada, o se prepara un té con la raíz del granado y se le agrega una rama de epazote (chenopodium ambrosiodes), y se toma en ayunas tres días seguidos. Contra tenias y Ascaris lumbricoides, se hierve con agua la corteza del granado durante 20 minutos. Otros malestares en los que se hace uso del cocimiento de la granada son: vómito, lesiones en la cavidad bucal, herpes bucal y algodoncillo, para los cuales se administra en forma de enjuague bucal. Se menciona su utilidad para la “bilis” e infección intestinal. Para trastornos respiratorios como la tos, se elabora un té con la cáscara de la granada a veces se le agrega cáscara de chirimoya y se toma por las noches. También se hace referencia de su uso en afecciones bronquiales, para la gripe e inflamación de garganta. En tratamientos para las mujeres se le emplea cuando hay flujo vaginal o leucorrea, hemorragia posparto y hemorragia vaginal. Se le atribuyeactividad estrogénica y ser un anticonceptivo permanente en dosis muy elevadas. 46 En padecimientos de la piel como sarampión y rubeola, se menciona que es de utilidad; así como para lavar, con el cocimiento de la corteza del granado, granos, llagas y heridas. Se han reportado también su uso para tratar inflamación de las vías urinarias, para el riñón, controlar el colesterol, y el dolor de oído. 1,5 Figura 5. Zonas de uso para Punica granatum L. (Argueta, 1994) 4.2 Aplicaciones terapéuticas a través de la historia. Desde antes del amanecer de la historia escrita, el hombre ha tratado de aliviar sus dolencias, girando hacia el mundo natural. A su alrededor y Diarrea Disentería Uso para ambos 47 a través de los siglos, se han reunido sus esfuerzos en un gran número de documentos y farmacopeas de productos naturales de todo el mundo. Una de las pocas plantas que se han ilustrado en un sello mexicano, es la Punica granatum L. que se emitió en 1975. También fue emitido un sello en Israel en el año de 1959. Figura 6. Estampilla de Punica granatum L. Israel 1959. Uno de los más antiguos remedios de origen natural, conocidos por el hombre es el granado (árbol) y la granada (fruto) de la especie Punica granatum L., ya que la corteza del árbol fue recomendada por los antiguos griegos para expulsar gusanos. Varios alcaloides se han extraído de su corteza, en particular el Tanato de Peletierina se utiliza como un antihelmíntico y antiamebiano; contra varios parásitos intestinales, gusanos de la clase Cestoidea, pero en especial para expulsar Taenia solium y Áscaris lumbricoides y las amebas endoparasitárias como Entamoeba histolytica y E. invadens.6 48 En la segunda mitad del siglo XVII Gregorio López refiere: “dicen que el que comiera flores de granada no sentirá aquel año mal de ojos; conforta corazón y estómago, templa calor de hígado y clarifica la sangre. El zumo mitiga calentura. Mezclada con agua de llantén o de cabezuela de rosas restiñe (desinflama) mucho el vientre. Útil en llagas de boca, uñas despegadas, llagas que padecen la carne superflua y dolor de oído”. A inicios del siglo XVIII, Juan de Esteyneffer la emplea para las aftas, como astringente, contra hemorragias, dolor de estómago, en cólera, calentura, destemplanza (dolor) del hígado y otras enfermedades. A finales del mismo siglo, Vicente Cervantes menciona que las propiedades de la granada: ”son estípticas (astringente), anodinas (calmante), diuréticas y antihelmínticas”. En el siglo XIX, la Sociedad Mexicana de Historia Natural la consigna como antiparasitaria. Para el siglo XX, Alfonso Herrera indica que el fruto es antihelmíntico y tenífugo (sustancia que provoca la expulsión de las Taenias), la raíz es tenífuga y la corteza astringente. También en ese mismo siglo, Paul Stanley menciona: ”la corteza se emplea como vermífugo (antihelmíntico) y tenífugo, siendo particularmente útil este último, se usa localmente para la disentería, fiebres intermitentes y para gargaraciones”. Maximino Martínez, la refiere como antiparasitaria, emética (aquella que provoca el vómito), también que produce náuseas y vértigos. Luis Cabrera la describe como antiparasitaria, astringente y para la estomatitis (inflamación de la mucosa oral). Finalmente, la Sociedad Farmacéutica de México la refiere como antiparasitaria, astringente y refrescante.3 49 4.3 Aplicaciones terapéuticas en la actualidad. Tabla 2. Usos y actividades de Punica granatum L. Parte de P. granatum L. Disolvente usado para obtener Extracto Actividad Polvo de la corteza Extracto acuoso Abortifaciente Amebicida Inhibidor de la alfa amilasa. Astringente Nematicida Taenicida Vermífugo 50 Parte de P. granatum L. Disolvente usado para obtener Extracto Actividad Polvo de la flor Polvo del fruto (cáscara) Polvo de la corteza Polvo de la raíz Polvo de las semillas Extracto acuoso Taenicida Vermífugo Antidiabético Pericarpio del fruto Corteza de la raíz Corteza del tallo Extracto acuoso Estimulante del SNC Antiinfertilidad Antimicótico Jugo de la granada ----- Antiaterogénico Antibacterial Hojas de la granada Extracto etanólico Antiviral 51 Tabla 3. Indicaciones terapéuticas para Punica granatum L. Parte de P. granatum L. Disolvente usado para obtener Extracto. Indicación Polvo de la corteza Extracto acuoso Amibiasis Diarrea Disentería Enteritis Gastritis Tiña Dolor de garganta Vómitos Gusano encintado (Taenia solium) Lombrices intestinales (Áscaris lumbricoides) 52 Parte de P. granatum L. Disolvente usado para obtener Extracto. Indicación Polvo de la flor Polvo del fruto (cáscara) Polvo de la corteza Polvo de la raíz Polvo de las semillas Extracto acuoso Extracto acuoso Algodoncillo Anginas Antimicótico Bocio Bronquitis Cardiopatía Colitis Diarrea Disentería Dismenorrea Dispepsia Dolor de estómago Encefálosis Enteritis Esplenosis Estomatosis 53 (Continuación) Polvo del fruto (cáscara) Polvo de la corteza Polvo de la raíz Polvo de las semillas Extracto acuoso Garganta inflamada Hematuria Hemorragias vaginales Hemorroides Hepatoprotector Hipoglucemiante Leucorrea Lombrices intestinales (Áscaris lumbricoides) Nefrosis Proctosis Vómitos Corteza Extracto acuoso Endometriosis Neurosis Flores Extracto acuoso Dolor durante el parto Pulmonosis Llagas Estomatósis Para boca y garganta inflamada 54 Flores Extracto etanólico Hepatoprotector Pericarpio del fruto Corteza de raíz Corteza del tallo Extracto acuoso Diarrea Disentería Dolor de garganta Gusano encintado (Taenia solium) Jugo de la granada ----- Arterosclerosis Disminuye lesiones cancerosas. Anticarcinogénico. Antitumoral. Hepatotoxicidad Inhibe en crecimiento de bacterias bucales (Streptococcus mutans) Antioxidante celular Hojas de la granada Extracto. etanólico Virus herpes genital (HSV-1, HSV-2) Virus influenza VIH Virus de La poliomielitis 55 4.4 Farmacología. Varios tipos de extractos de diferentes partes de la planta han probado actividad antibacteriana frente a diversos microorganismos. Un extracto etanólico de las partes aéreas presentó actividad frente a Bacillus anthracis, Proteus vulgaris y Salmonella paratyphi, al igual que un extracto etanólico de la cáscara de la fruta, el cual presentó actividad frente a Bacillus subtilis, Salmonella typhi, Shigella dysenteriae y Staphylococcus aureus, para esta última bacteria la actividad resultó muy fuerte. Sin embargo, el extracto acuoso resultó inactivo frente a estas mismas cepas de bacterias. Un extracto salino preparado con las hojas presentó actividad frente a Streptococcus aureus, al igual que el aceite de las semillas frente a Klebsiella pneumoniae, Salmonella paratyphi y Shigella flexneri; un extracto etanólico de la cáscara seca del fruto (epicarpio), fue efectivo frente Mycobacterium tuberculosis, Candida albicans, no así el extracto acuoso, el cual fue evaluado frente a C. albicans. El extracto acuoso de la cáscara del fruto ha presentado efecto antiviral frente a varios tipos devirus: Coxsackie B5, Herpes Simplex, Influenza, Poliovirus I y Reovirus tipo I. La actividad antihelmíntica de un extracto metanólico, preparado con la cáscara de la fruta (epicarpio) fue demostrada en ratones, tratados por vía oral. La eliminación de Hymenolepis diminuta fue de 87% a los dos días de realizado el tratamiento. De igual forma, un extracto de cloroformo preparado con la raíz y tallo de la planta, y evaluado en ratones por vía intragástrica, mostró actividad frente a la especie Hymenolepis nana, mientras que un extracto etanólico resultó positivo frente a 56 Haemonchus contortus. Un extracto etanólico preparado con el epicarpio del fruto, presentó actividad antiascariasis, provocando la muerte de la mitad de las lombrices de tierra expuestas al extracto. El aceite extraído de las semillas, tuvo un fuerte efecto estrogénico en ratones y conejos hembras administrado por vía intraperitoneal; al igual que en ratas tratadas por vía subcutánea; además de un efecto relajante del útero cuando se administró a ratones hembras por vía intraperitoneal. Extractos obtenidos de los frutos ejercieron un efecto estimulante del útero. Extractos etanólicos del fruto evaluados en ratas, no mostraron efecto abortivo, ni tampoco un efecto de antiimplantación del óvulo al ser administrado por la vía intraperitoneal, en ratas. Por otra parte, la cáscara del fruto, administrado a ratas y cobayos por la vía oral, sí afectó la fertilidad. Un extracto etanólico-acuoso evaluado en ratas machos, por vía intraperitoneal a la dosis de 0.063 mg/kg, presentó actividad diurética, y evaluado en ratones por vía intraperitoneal a la dosis de 0.125 mg/kg, mostró actividad hipotérmica. Otras acciones para las cuales se han obtenido respuestas positivas de actividades biológicas, han sido la actividad citotóxica del extracto acuoso preparado con el pericarpio de la fruta o con la planta entera frente a varias líneas celulares en cultivo, la actividad supresora de la formación de placas de varios tipos de extractos (acuoso, metanólico y metanólico-acuoso), frente a Streptococcus mutans; así como la actividad hipoglicemiante de las flores, administradas por vía oral a ratas macho (4 g/animal). 57 Una fracción de taninos obtenida del pericarpio de los frutos estimuló la producción de la enzima glutamato-piruvato en ratones a los que se les administró por la vía intraperitoneal. Mientras que un extracto acuoso, también preparado a partir del pericarpio de los frutos, inhibió la prostaglandina sintetasa. Un extracto metanólico obtenido del fruto evaluado para detectar actividad antimutagénica con Bacillus subtilis y Escherichia coli, dio resultados negativos. Alcaloides y taninos (polifenoles vegetales) obtenidos de un extracto acuoso preparado con la raíz de esta planta, inhibieron el crecimiento de Entamoeba histolytica y E. invadens.5,7,8 4.5 Toxicología. Se ha evaluado la actividad embriotóxica de diferentes tipos de extractos de las partes aéreas de la planta, del fruto y de la raíz, en ningún caso se observó este tipo de toxicidad. Por otra parte, una fracción de taninos (polifenoles vegetales) obtenida del pericarpio de los frutos y administrada intraperitonealmente en ratones, en el examen histológico reveló actividad hepatotóxica, al provocar daño severo en el parénquima del hígado de los animales tratados. Se ha señalado que la corteza de la raíz, ingerida a dosis altas, produce nauseas, vómitos y mareos.7,8 58 CAPÍTULO Fundamentos teóricos. 5.1 Identificación de alcaloides. En el siglo XIX se lograron verdaderos adelantos en la farmacología, con.el sucesivo aporte de remedios procedentes de plantas, este avance había sido precedido por los trabajos del sueco Carl Scheele, quien logró aislar los ácidos orgánicos de las plantas, y del joven boticario Friedrich Wilhelm Sertürner (1783-1841) que con sus audaces y llamativos experimentos, descubrió en 1816 el principio activo más importante del opio de la amapola, la morfina. El término “alcaloide”, acuñado en 1818 por Wilhelm Meissner, se aplicó a los compuestos de origen vegetal con propiedades alcalinas, y que recuerdan la reacción de los minerales con carácter básico. La diversidad estructural y la variedad en la actividad biológica de los alcaloides y los antibióticos, hacen de estos dos grupos, los más importantes entre las sustancias naturales de interés terapéutico. Se llama alcaloides a los compuestos orgánicos de origen natural (generalmente vegetal) nitrogenado (el nitrógeno se encuentra generalmente intracíclico), derivados generalmente de aminoácidos. V 59 Poseen carácter más o menos básico, de distribución generalmente en plantas; con propiedades farmacológicas importantes a dosis bajas y que responden a reacciones comunes de precipitación. Algunos son quelatantes de metales y pueden servir a algunas plantas en la selección de metales del suelo. Los alcaloides constituyen un grupo muy heterogéneo de bases vegetales nitrogenadas, con acción fisiológica más o menos intensa sobre los animales. Aunque se han encontrado unos 50 alcaloides en órganos animales, solo 12 de éstos no se han localizado en vegetales. Los alcaloides aparecen en muy diversas familias de plantas, unos 256 en los hongos, algas y otros vegetales inferiores. De las gimnospermas se han aislado unos 115 alcaloides, dentro de las angiospermas, las monocotiledóneas han aportado 488 alcaloides; en tanto que de las dicotiledóneas se han obtenido unos 3,600. A mediados del siglo XX se habían aislado unos 800 alcaloides y a finales del siglo debido a las nuevas tecnologías, ese número se incrementó a unas 7000 estructuras. La mayoría de los alcaloides son sólidos incoloros, aunque algunos son líquidos y tienen coloración amarilla o roja. También la mayoría de los alcaloides se hallan en los vegetales como sales de ácidos orgánicos. En ciertas plantas puede haber un ácido especial asociado a los alcaloides. 60 Otros alcaloides se hallan en forma de ésteres de ácidos orgánicos de complejidad variable. Aunque con frecuencia se agrupan los alcaloides de acuerdo con su procedencia botánica; también es común clasificarlos de acuerdo con alguno de los 254 tipos estructurales en que hasta el momento se ha dividido. Se ha tratado de conocer la función de los alcaloides en las plantas. Se les ha considerado como productos terminales del metabolismo del nitrógeno, también se les ha asociado con la protección del vegetal ante los actos predatorios de insectos y animales herbívoros, aunque hay alcaloides que son tóxicos tanto para el hombre como para los animales superiores, pero no para los insectos. Se han aportado datos que sugieren que algunos alcaloides intervienen en el crecimiento vegetal, ya sea por su capacidad de formar quelatos o de intervenir en fenómenos de óxido-reducción. En lo que concierne a su distribución en la planta, en ocasiones se hallan restringidos a cierto órgano o a ciertas partes de la planta; a veces se les encuentra en toda la planta. Hay casos en los cuales sólo aparecen en alguna etapa de crecimiento o época del año, o en determinadas condiciones ecológicas. Para clasificar a un compuesto como alcaloide, es preciso tomar en cuenta sus propiedades químicas y farmacológicas.9 61 Clasificación de alcaloides. Alcaloides verdaderos. Tienen siempre un nitrógeno heterocíclico y biogenéticamente derivan de aminoácidos. Los protoalcaloides. Son aminas simples con nitrògeno. extracíclico, provienen del metabolismo de aminoácidos. Los pseudoalcaloides. No provienen de aminoácidos, la mayoría deriva del metabolismo del isopreno. Alcaloidesimperfectos. Son derivados de bases púricas, no precipitan con los reactivos específicos para alcaloides. Clasificación de acuerdo a sus propiedades farmacológicas: Modificadores del sistema nervioso central. Se muestran a continuación una serie de ejemplos: Estimulantes nerviosos: alcaloides de la iboga: iboganina; alcaloides de la nuez vómica: Estricnina; etc. Alucinógenos: alcaloides del peyote: mescalina; alcaloides del yage: harmalina. Modificadores del sistema nervioso autónomo. Parasintopatomiméticos de acción directa: jaborandi: pilocarpina. Anticolinesterásicos: habas de Calabar: eserina. Parasintopatolíticos: Belladona: atropina; efedras: efedrina, etc. 62 Clasificación de acuerdo a su distribución botánica: Alcaloides del tabaco: nicotina. Alcaloides de la familia Solanacea: atropina hiosciamina, etc. Clasificación de acuerdo a su origen biosintético: Alcaloides derivados de aminoácidos alifáticos: cocaína, lobelina, etc. Alcaloides derivados de aminoácidos aromáticos: morfina, boldina, ergotamina, etc. Clasificación de acuerdo a su precursor biogenético. Alcaloides alifáticos • Derivados de la ornitina: pirrolidinas, tropánicos, pirrolizidínicos. • Derivados de la lisina: piperidinas, quinolizidínicos. Alcaloides aromáticos • Derivados del ácido nicotínico: piridinas. • Derivados de la fenilalanina y tirosina: isoquinoleínas. • Derivados del triptófano: indólicos, quinoleínas. • Derivados del ácido antranílico: quinoleínas. • Derivados de la histidina: imidazoles. 63 Alcaloides de origen diverso • Alcaloides terpénicos y esteroidales • Alcaloides diversos: purinas, macrociclos, etc. Alcaloides alifáticos derivados de la lisina. La lisina como homólogo de la ornitina, producen alcaloides análogos a los producidos por la pirrolidina, por lo tanto, su biosíntesis es similar a la de los alcaloides derivados de la piperidina, estos poseen anillos de seis miembros, mientras que los primeros poseen anillos de cinco miembros. Comprenden estructuras simples como en el caso de los alcaloides de las Lobelias, del granado Punica granatum L y de los alcaloides de las Piperaceae, y algunas estructuras policíclicas como es el caso de los alcaloides quinilicidínicos (bi, tri, tetra y pentaciclicos), y las indolicidinas de la familia Fabaceae.10 5.1.1 Métodos de identificación de alcaloides. La propiedad química más característica de los alcaloides es su basicidad, por lo que los métodos para aislarlos, purificarlos e identificarlos por lo general aprovechan su basicidad. Aunque muchos alcaloides pueden extraerse con disolventes neutros, como alcoholes, clorofo y éter, es frecuente extraerlos con soluciones acuosas de ácidos, con lo cual se separan los alcaloides y sus sales; en algunos casos el material vegetal se desengrasa con éter de petróleo y después se alcaliniza con NaOH al 10%, posteriormente se extrae con disolventes orgánicos (éter etílico). 64 De los disolventes se extraen los alcaloides a una fase acuosa acidulada de donde se precipita con álcali y se vuelven a transferir a una fase orgánica, con lo que se les separa de las sustancias neutras y ácidas. Los alcaloides contenidos en la última fase orgánica pueden separarse por métodos particulares como cromatografía de capa fina, cromatografía de intercambio iónico y cristalización fraccionada.9 Reacciones de identificación de alcaloides Estas reacciones se fundamentan en la propiedad que tienen los alcaloides de combinarse con los metales pesados Bi, Hg, I. En la práctica se utilizan soluciones de yodo yodurado: reactivo de Bouchardat (pp. pardo); solución de tetrayodo bismutato de potasio: reactivo de Dragendorff (pp. rojo anaranjado). 65 Tabla 4. Reacciones particulares de coloración para alcaloides. Alcaloide + Acido nítrico concentrado Brucina rojo Alcaloide + Formaldehído al 40% + H2SO4 conc. (Reactivo de Marquis) Morfina rosa-púrpura Alcaloide + p-dimetil-aminobenzaldehído + H2SO4 conc. (Reactivo de Wasicky) alcaloides indólicos azul violáceo Alcaloide + vanadato de amonio + H2SO4 conc. (Reactivo de Mandelin) Estricnina violeta Alcaloide + tetrayodo bismutato de potasio (Reactivo de Dragendorff ) Alcaloides verdaderos pp. rojo-anaranjado 66 5.2 Identificación de carbohidratos. En general, los carbohidratos constituyen la mayor parte de los componentes vegetales. Son carbohidratos los diferentes azúcares, almidones, celulosa, hemicelulosa, pectinas y numerosas gomas. Los azúcares como la glucosa, fructosa y sacarosa se acumulan especialmente en el jugo celular; los almidones son los carbohidratos de reserva y se encuentran en forma de plastidios; la hemicelulosa y pectinas son los polisacáridos que conforman el material estructural y las gomas son productos de desecho. En todos estos atributos de calidad, los carbohidratos desempeñan un papel relevante, por ejemplo, el sabor está dado básicamente por un balance entre azúcares y ácidos orgánicos. El sabor característico y diferente de las frutas se debe a la gran variación en composición y concentración de los azúcares; el color atractivo se debe principalmente a los glucósidos (antocianinas y antoxantinas); la firmeza está determinada por los polisacáridos estructurales. Es importante señalar que las proporciones de los diversos carbohidratos existentes en las frutas, pueden experimentar modificaciones como consecuencia de la actividad metabólica, ya que durante la maduración se producen cambios intensos, en donde los azúcares son los sustratos preferidos para la biosíntesis y suministro de energía, pues son oxidados (vía glucólisis) hasta ácido pirúvico, el cual a su vez, por descarboxilación oxidativa se convierte en Acetil-CoA que se metaboliza, vía ciclo de Krebs, dando lugar a la formación de CO2, H2O y energía, la cual queda 67 disponible para la biosíntesis de otros componentes como azúcares, ácidos orgánicos, ácido ascórbico, proteínas, nucleótidos, glucósidos, etc. Durante todo este proceso, el contenido de azúcares aumenta, básicamente debido a la hidrólisis que experimentan los polisacáridos. .5.2.1 Método de identificación de carbohidratos. 5.2.2 Azúcares reductores. Dada la importancia los azúcares reductores, se han desarrollado varios métodos para su determinación: Fehling, Benedict, Somogy, Lane-Enyon, Hagerdorn-Hensen, etc., pero todos ellos se basan en el mismo principio. Todos los azúcares con un grupo aldehído libre o un grupo cetona, se clasifican como azúcares reductores y se transforman fácilmente en enedioles o reductonas, (Von Euler llamó reductonas o enedioles al producto de reacción entre el grupo carbonilo y una solución alcalina) al calentarlos en soluciones alcalinas; dichos enedioles son altamente reactivos y se oxidan fácilmente en presencia de oxígeno u otros agentes oxidantes; por lo tanto, los azúcares en solución alcalina rápidamente reducen iones oxidantes como Ag+, Hg+, Cu2+ y Fe(CN)6 3-; los azúcares se oxidan formando mezclas complejas de ácidos carboxílicos. Esta acción reductora es la que se utiliza tanto en las determinaciones cualitativas como cuantitativas. 68 Reacción de Fehling. El reactivo de Fehling, es una solución descubierta por el químico alemán Hermann von Fehling, se utiliza como reactivo para la determinación de azúcares reductores. Sirve para demostrar la presencia de glucosa,sacarosa, fructosa, etc. El reactivo de Fehling consiste en dos soluciones acuosas: Fehling A: CuSO4 disuelto en H2O Fehling B: NaOH y tartrato de Na-K disueltos en agua Ambas se guardan separadas hasta el momento de su uso para evitar la formación y precipitación del hidróxido de cobre (II). El ensayo con el reactivo de Fehling se fundamenta en el poder reductor del grupo carbonilo de un aldehído. Éste se oxida a ácido carbonílico y reduce la sal de cobre (II) en medio alcalino a óxido de cobre (I), que forma un precipitado de color rojo. Un aspecto importante de esta reacción es que la forma aldehído puede detectarse fácilmente aunque exista en muy pequeña cantidad. Si un azúcar reduce el reactivo de Fehling a óxido de cobre (I) rojo, se dice que es un azúcar reductor. Al reaccionar con monosacáridos se torna verdoso; si lo hace con disacáridos toma el color del ladrillo. http://es.wikipedia.org/wiki/Az%C3%BAcar http://es.wikipedia.org/wiki/Glucosa http://es.wikipedia.org/wiki/Sacarosa http://es.wikipedia.org/wiki/Fructosa http://es.wikipedia.org/wiki/Disoluci%C3%B3n http://es.wikipedia.org/wiki/Aldeh%C3%ADdo http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido http://es.wikipedia.org/wiki/Sal_%28qu%C3%ADmica%29 http://es.wikipedia.org/wiki/Alcalino http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%93xido http://es.wikipedia.org/wiki/Precipitado http://es.wikipedia.org/wiki/Az%C3%BAcar http://es.wikipedia.org/wiki/Monosac%C3%A1rido http://es.wikipedia.org/wiki/Disac%C3%A1rido http://es.wikipedia.org/wiki/Ladrillo 69 Figura 7. Reacción de Fehling Reacción de Benedict. La reacción o prueba de Benedict identifica azúcares reductores, aquellos que tienen su grupo aldehído libre, como la lactosa, la glucosa, la maltosa y la celobiosa (disacárido). En soluciones alcalinas estos azúcares, pueden reducir el Cu (II) que tiene color azul a Cu (I), que precipita de la solución alcalina como Cu2O de color rojo ladrillo. El reactivo de Benedict consta de: Sulfato cúprico; Citrato de sodio; Carbonato de sodio anhidro. Además se emplea NaOH para alcalinizar el medio. El fundamento de esta reacción radica en que en un medio alcalino, el ion http://es.wikipedia.org/wiki/Reductor http://es.wikipedia.org/wiki/Lactosa http://es.wikipedia.org/wiki/Glucosa http://es.wikipedia.org/wiki/Maltosa http://es.wikipedia.org/wiki/Celobiosa http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%93xido_cuproso http://es.wikipedia.org/wiki/Sulfato_c%C3%BAprico http://es.wikipedia.org/wiki/Citrato_de_sodio http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Carbonato_anhidro_de_sodio&action=edit&redlink=1 http://es.wikipedia.org/wiki/Hidr%C3%B3xido_de_sodio http://es.wikipedia.org/wiki/Ion 70 cúprico Cu (II) (otorgado por el sulfato cúprico) es capaz de reducirse por efecto del grupo Aldehído del azúcar (CHO) a su forma de Cu (I). Este nuevo ion se observa como un precipitado rojo ladrillo correspondiente al óxido cuproso (Cu2O). El medio alcalino facilita que el azúcar esté de forma abierta, puesto que el azúcar en solución se encuentra formando un anillo de piranósido o furanósido (forma ciclíca). Una vez que el azúcar se abre, su grupo aldehído puede reaccionar con el ion cúprico en solución. El reactivo de Benedict se utiliza como prueba de la presencia de todos los monosacáridos y en general de los azúcares reductores. Estos incluyen glucosa, manosa, lactosa y maltosa. Generalmente la prueba de Benedict detectará la presencia del grupo aldehído en cualquier compuesto . Figura 8. Reacción de Benedict http://es.wikipedia.org/wiki/Aldeh%C3%ADdo 71 5.3 Fenoles. Los compuestos fenólicos o polifenoles, constituyen un amplio grupo de sustancias químicas, con diferentes estructuras, propiedades químicas y actividad biológica, englobando más de 8.000 compuestos distintos. Estructuralmente, los compuestos fenólicos son sustancias que poseen un anillo aromático, con uno o más grupos hidróxidos. Entre los compuestos fenólicos más importantes se encuentran los flavonoides, los cuales, además de su comprobada actividad antioxidante, se les ha atribuido una gran diversidad de efectos terapéuticos, tales como actividad cardiotónica, antiinflamatoria, hepatoprotectora, antineoplásica, antimicrobial, etc. 5.4 Identificación de taninos o polifenoles vegetales. El proceso de conversión de las pieles animales en cueros durables utilizando extractos de plantas en regiones mediterráneas, data de al menos 2000 años atrás; a este proceso se le llama curtido. El término tanino se acuño históricamente por el uso empírico que se daba a algunos extractos vegetales para el proceso de tanaje, o conversión de las pieles de animales en cuero. Los polifenoles vegetales se usan también en la producción de colorantes y tintas; en farmacia se usa como antidiarreicos, antioxidantes, antitumorales, 72 antibacteriales, antivirales, hepatoprotectores e inhibidores de enzimas. El desarrollo de las modernas técnicas instrumentales para la elucidación estructural de sustancias orgánicas, permitió el inicio científico en el área de polifenoles vegetales, término sugerido por el doctor Edwin Haslam en lugar de taninos. La definición más aceptable sigue siendo la de Bate-Smith y Swain (1962), quienes definen a los taninos o compuestos polifenólicos como compuestos fenólicos solubles en agua, con pesos moleculares entre 500 y 3000 Da.; que además de dar las reacciones fenólicas usuales, tienen propiedades especiales tales como la habilidad de precipitar alcaloides y proteínas. Son metabolitos secundarios ampliamente distribuidos en varios sectores del reino de las plantas superiores. Se distinguen por las siguientes cinco características generales: 1) Son solubles en agua. 2) Masa molecular entre 500 y 3000 – 5000 Da. 3) Estructura y carácter polifénolico (12-16 grupos fenólicos y 5 a 7 anillos aromáticos por cada 1000 unidades de masa molecular relativa). 4) Complejación intermolecular (astringencia). 5) Características estructurales: proantocianidinas o taninos condensados y taninos hidrolizables, más un tercer grupo minoritario: los florotaninos. Los tres grupos estructurales se producen por tres vías biosintéticas diferentes. 73 Taninos hidrolizables o pirogálicos. Se producen por una derivación de la vía del ácido shikímico que conduce a la producción de ácido gálico (unidad monomérica fundamental). Todos ellos son ésteres de ácidos fenólicos como el ácido gálico y ácido elágico (véase estructuras químicas en la pág. 37) con un azúcar que generalmente es glucosa o un polialcohol. Proantocianidinas o taninos condensados. Derivan por biosíntesis mixta de las rutas del ácido shikímico y la de malonilCoA, que producen flavan-3-4-dioles (unidades monoméricas) que luego polimerizan por condensación. Existen como oligómeros solubles o insolubles con 2 a 6 núcleos fenólicos (catequina, epicatequina, etc.) Florotaninos. Se derivan por la vía de la malonilCoA, que produce el bloque de construcción floroglucinol. Son polifenoles aislados de varias especies de algas pardas (Eklonia y Eisenia), cuyas estructuras están constituidas por unidades floroglucinol ligadas por enlaces C-C y C-O.11 5.4.1 Propiedades farmacológicas de los taninos o polifenoles vegetales. Propiedades astringentes, tanto por vía oral como tópica. 74 Por vía oral se emplean como anti diarreicos (de utilidad en diarreas infecciosas). Poseen también propiedades vasoconstrictoras, por lo que se utilizan tanto oral como tópicamente en el tratamiento de afecciones vasculares, como varices o hemorroides y en pequeñas heridas. En uso tópico están indicados en diversos problemas de la piel,
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