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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE QUÍMICA “Efecto de la coatlina B, un flavonoide aislado de la especie Eysenhardtia polystachya (palo azul), en un modelo de neurodegeneración” TESIS QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE QUÍMICO FARMACÉUTICO BIÓLOGO PRESENTA JESÚS RENÉ LÓPEZ HERNÁNDEZ México D.F 2012 Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ 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: Arturo Navarro Ocaña Vocal: José Fausto Rivero Cruz Secretario: Perla Deyanira Maldonado Jiménez 1er. Suplente: Mabel Clara Fragoso Serrano 2do. Suplente: Abraham Madariaga Mazón Sitio donde se desarrolló el proyecto: Laboratorio 111, Edificio E Asesor ----------------------------------- Dr. José Fausto Rivero Cruz Supervisor técnico ----------------------------------- Dra. Perla Deyanira Maldonado Jiménez Sustentante ----------------------------------- Jesús René López Hernández Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ Agradecimientos A la facultad de Química de la Universidad Nacional Autónoma de México, por brindarme la oportunidad de concluir esta etapa de estudios y por la formación académica recibida de cada uno de los profesores que forman parte de esta institución. Al Dr. Fausto Rivero Cruz, por su enseñanza, apoyo y tiempo dedicado durante la realización del trabajo experimental, así como a la revisión del trabajo escrito. A la Dra. Perla Deyanira Maldonado Jiménez, por su apoyo en la realización de una parte de vital importancia del trabajo experimental. A los miembros del jurado por darse el espacio para la revisión del presente trabajo y por sus observaciones realizadas en este. Al personal técnico de la USAI por el registro de los distintos espectros utilizados en este trabajo de investigación. Este trabajo se realizó mediante el apoyo económico otorgado a través del Programa de Apoyo a Proyectos de Investigación e Innovación Tecnológica (PAPIIT) IA200512-2 “Obtención de los compuestos marcadores (químicos y biológicos) para evaluar la calidad y la eficacia de productos naturales”. Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ Dedicatoria Este logro nunca sería lo que es sin la aportación o influencia de personas tan fantásticas… A mi papa por ser ese faro que guía e ilumina mi camino, por aquellas largas pláticas que poco a poco forjaron gran parte de lo que soy, por ser mi mentor, por darme el empujón que todos necesitamos para poder arriesgarnos, por tu fe ciega en mi… Gracias. A Claudia por ser como una segunda madre para mí, por ser como eres conmigo, por prepararme para afrontar la vida como es. Papa, Claudia gracias por abrirme tantas veces los ojos… las mismas que yo me empeñaba en cerrarlos. A mi mama por su apoyo otorgado durante este largo camino, por creer en mí, por su cariño, por esos consejos brindados sin que yo los pidiera. A Dios por todas las pruebas que me ha puesto en el camino y que lejos de perjudicarme me han hecho crecer como persona. A toda mi familia, mis abuelos José y María Luisa por su invaluable cariño, por velar por mí en esos largos días de ayuno y desvelo, a mi abuela Amelia por su cariño y apoyo brindado a distancia y que aún se siente tan cerca… A mis tíos, primos, sobrinos por esas divertidas reuniones familiares, madrina Piedad, tía Lupita gracias por cuidar de mi desde niño. A la ya larga lista de amigos, por el poco o mucho tiempo de convivencia, por esos ratos de interminable desmadre: Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ - A mis dos mejores amigos del alma Ramón y Ernesto, por que alguna vez me pregunte que se sentiría tener hermanos… por que ahora conozco la respuesta a esa pregunta… por esas inolvidables aventuras vividas y por las que vendrán… -A mis primeros amigos de la carrera, Raziel, Marisol, Rodolfo, José, Zuleik, Maricruz, Jorge, Martha, Lucero, Eva, Octavio, Monicota y el Mike, a todos ustedes por esas inmejorables y divertidas tardes, por las bromas gastadas entre nosotros, por hacer más llevadera mi estancia en la facultad. -A los que conocí en el trayecto de la carrera, Luis Linares por ese valioso consejo, por tus ocurrencias que tantas veces me hicieron reír, Tete, Paco, Mayra, Thalía, Giuli, Laura Flores. Anita por invitarme a conocer el apasionante mundo de la cosmetología, Noemí por permitirme pertenecer a NADEC, por tus valiosas enseñanzas. -A la bandota: Sergio “el bro”, Nidia, Angel, Beto, Jaime, Aaron, Filio, Liliana, Moy y demás integrantes de este enorme grupo, por las amenas y ocurrentes “reuniones”, porque al fin siento que pertenezco a un lugar. -A mis amigas de corazón Mónica, Norma y Dulce, chicas son una fuente de inspiración para mi, en verdad son grandes. -A mis grandes amigos del laboratorio 111, Jazmín beta por esas clases de salsa que espero, sean más constantes, Parizad por ser de las chicas mas graciosas que he conocido, Nizagie, Gloria, Ahira, Alejandra “ricitos de oro”, Ingrid, Dra Blanca. Al fabuloso equipo de frontenis: Gabriela por que fuiste como mi mano derecha en el lab, por esos incontables favores que me hiciste, por escucharme siempre que lo necesitaba, Vero por esa invaluable enseñanza “disfrutar, vivir el momento”, Fabián, Ulises, Jessica, Marlencita… fueron grandes alumnos… jaja. Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ -A los chicos del INN por ayudarme en parte de la elaboración práctica de este proyecto, Anita por tu paciencia, por instruirme en el oficio de carnicero con las ratas… jaja. -Al que alguna vez fue el trío fantástico: Jazmín Quintana y Gisela, por esas incontables experiencias. -A todas las chicas que le han dado color a mi vida, si estás leyendo esto sabes que hablo de ti… A todas aquellas que decidieron buscar su felicidad lejos de mí por que aun así me enseñaron a no darme por vencido. -A Mimi, Matildo y Limoneto que alegraron mi existencia con su presencia y sobrellevado tantas veces mis inexpertos cuidados sin decir ni mu. Gracias a todos por marcar mi vida en uno u otro sentido. Muere lentamente quién no viaja… Y después de este largo viaje me siento más vivo que nunca… y listo para otro viaje… Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/http://www.novapdf.com/ Índice i Lista de abreviaturas ............................................................................................... iv Lista de tablas ......................................................................................................... vi Lista de diagramas ................................................................................................. vii Lista de figuras ...................................................................................................... vii 1. INTRODUCCIÓN................................................................................................. 1 2. ANTECEDENTES ............................................................................................... 3 2.1 Enfermedades neurodegenerativas .............................................................. 3 2.2 Estrés oxidante y nitrante ............................................................................... 4 2.2.1 Especies reactivas de oxígeno (ERO) ..................................................... 5 2.2.2 Especies reactivas de nitrógeno (ERN) ................................................... 8 2.3 Antioxidantes .................................................................................................. 9 2.3.1 Compuestos polifenólicos ...................................................................... 10 2.3.1.1 Flavonoides ................................................................................... 11 2.4 Eysenhardtia polystachya ............................................................................ 17 2.4.1 Generalidades ....................................................................................... 17 2.4.2 Nombres comunes ................................................................................. 17 2.4.3 Distribución geográfica .......................................................................... 18 2.4.4 Composición química............................................................................. 19 2.4.5 Usos y propiedades medicinales ........................................................... 22 2.5 Modelo de neurodegeneración de ácido quinolínico .................................... 23 3. JUSTIFICACIÓN .............................................................................................. 24 4. OBJETIVOS ...................................................................................................... 26 Objetivo general ................................................................................................. 26 5. PARTE EXPERIMENTAL ................................................................................. 27 5.1 Procedimientos generales ............................................................................ 27 Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ Índice ii 5.1.1 Análisis cromatográficos ........................................................................ 27 5.1.2 Determinación de las constantes físicas, espectroscópicas y espectrométricas ............................................................................................ 27 5.2 Material vegetal ............................................................................................ 28 5.3 Estudio químico de la madera de E. polystachya ........................................ 28 5.3.1 Obtención del extracto ........................................................................... 28 5.3.2 Fraccionamiento primario del extracto derivado de la madera seca de E. polystachya .................................................................................................... 28 5.3.3 Obtención, purificación y caracterización de la coatlina B ..................... 29 5.3.4 Contenido de fenoles totales ................................................................. 30 5.3.5 Contenido de flavonoides totales ........................................................... 31 5.4 Evaluación de la actividad antioxidante ....................................................... 31 5.4.1 Actividad inhibidora del radical libre 2,2-difenil-1-picril hidrazilo (DPPH.) ....................................................... 31 5.4.2 Actividad inhibidora del radical libre 2,2’-azino-bis (3-etilbenzotiazolina)-6 sulfonato de amonio (ABTS•+) .. 32 5.5 Actividad de la coatlina B en el modelo de neurodegeneración del ácido quinolínico .......................................................................................................... 32 5.5.1 Animales ................................................................................................ 32 5.5.2 Diseño del experimento ......................................................................... 33 5.5.3 Análisis histológico................................................................................. 33 5.5.4 Conteo celular ........................................................................................ 34 5.5.5 Análisis estadístico ................................................................................ 34 6. RESULTADOS .................................................................................................. 35 6.1 Análisis químico ........................................................................................... 35 6.1.1 Rendimiento ........................................................................................... 35 6.1.2 Contenido de fenoles y flavonoides totales............................................ 35 6.2 Evaluación de la actividad antioxidante........................................................ 37 6.2.1 Actividad inhibidora del radical libre 2,2’-azino-bis (3-etilbenzotiazolina)-36 sulfonato de amonio (ABTS•+) . 37 Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ Índice iii 6.2.2 Actividad inhibidora del radical libre 2,2-difenil-1-picril hidrazilo (DPPH.) ....................................................... 39 6.3 Actividad de la coatlina B en el modelo de neurodegeneración del ácido quinolínico ......................................................................................................... 42 6.3.1 Análisis histológico y análisis estadístico .............................................. 42 7. ANÁLISIS DE RESULTADOS .......................................................................... 44 8. CONCLUSIÓN .................................................................................................. 53 9. PERSPECTIVAS ............................................................................................... 53 10. REFERENCIAS ............................................................................................... 54 Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ iv Lista de abreviaturas Abreviatura Significado ABC área bajo la curva ABTS.+ radical 2,2’-azino-bis-(3-etilbenzotiazolina)-6 sulfonato de amonio AlCl3 tricloruro de aluminio °C grado centígrado Ca2+ ión calcio CAT catalasa CB coatlina B CCA cromatografía en columna abierta CCF cromatografía en capa fina CH2Cl2 diclorometano C3D6O acetona deuterada CO2 dióxido de carbono CT control Cu+ ión cobre (I) Cu2+ ión cobre (II) Cu-SOD superóxido dismutasa dependiente de cobre DE desviación estándar DNA ácido desoxiribonucleico DPPH. radical libre 2,2-difenil-1-picrilhidrazilo e- electrón EC-SOD superóxido dismutasa extracelular ERN especies reactivas del nitrógeno ERO especies reactivas del oxígeno EtOH etanol Fe2+ ión hierro (II) Print toPDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ v Lista de abreviaturas (Continuación) Abreviatura Significado Fe3+ ión hierro (III) g gramos GPX glutatión peroxidasa GSH/GSSG glutatión reducido/oxidado H+ ión hidrógeno H2O agua H2O2 peróxido de hidrógeno h hora L litro MeOH metanol mg miligramo min minuto μL microlitro mL mililitro µM micromolar mM milimolar Mn-SOD superóxido dismutasa dependiente de manganeso µmol micromol NaHCO3 bicarbonato de sodio NADH dinucleotido de nicotinamida y adenina NADPH dinucleotido de nicotinamida y adenina fosfato nm nanometro NMDA N-metil-D-aspartato NO óxido nítrico O2 oxígeno O2.- radical anión superóxido Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ vi Lista de abreviaturas (Continuación) Abreviatura Significado .OH radical hidroxilo OMS Organización Mundial de la Salud ONOO- peroxinitrito PA palo azul QUIN ácido quinolínico RMN-13C Resonancia Magnética Nuclear 13C RMN-1H Resonancia Magnética Nuclear 1H SOD superóxido dismutasa SSI solución salina isotónica TEAC capacidad antioxidante en equivalentes trolox TMS tetrametilsilano Índice de tablas Tabla 1. Principales compuestos antioxidantes presentes en algunas plantas de uso medicinal para el tratamiento de enfermedades neurodegenerativas. Tabla 2. Compuestos reportados en la especie E. polystachya. Tabla 3. Fraccionamiento primario por CCA del extracto acuoso de E. polystachya. Tabla 4. Rendimiento obtenido en el proceso de extracción. Tabla 5. Contenido de fenoles y flavonoides totales en las fracciones primarias analizadas. Tabla 6. Valores ABC y TEAC para las muestras analizadas en la actividad inhibitoria de ABTS.+. Tabla 7. Valores ABC y TEAC para las muestras analizadas en la actividad inhibitoria de DPPH.. Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ vii Índice de diagramas Diagrama 1. Fraccionamiento del extracto seco acuoso de E. polystachya. Índice de figuras Figura 1. Formación de las ERO a partir de O2. Figura 2. Reacción de Haber-Weiss. Figura 3. Reacciones de producción de especies reactivas en el organismo. Figura 4. Estructura común de los flavonoides y clasificación. Figura 5. Eysenhardtia polystachya. Figura 6. Distribución geográfica de E. polystachya en la República Mexicana. Figura 7. Curva de calibración de ácido gálico (A). Curva de calibración de quercetina (B). Figura 8. Cinéticas obtenidas para el extracto crudo (A), fracción primaria V (B) y coatlina B (C) en el ensayo de la actividad inhibidora de ABTS.+. Curva de calibración de trolox (D). Figura 9. Cinéticas obtenidas para el extracto crudo (A), fracción primaria V (B) y coatlina B (C) en el ensayo de la actividad inhibidora de DPPH.. Curva de calibración de trolox (D). Figura 10. Efecto de la CB en el daño celular inducido por QUIN. Figura 11. Conteo celular en el daño inducido por QUIN. Figura 12. Reacción entre el DPPH. y un antioxidante. Figura 13. Reacción entre el ABTS.+ y un antioxidante. Figura 14. Espectros de Resonancia Magnética Nuclear de la CB. 1H (A) y 13C (B). Figura 15. Proceso de descomposición de la coatlina B a matlalina. Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ Introducción 1 1. INTRODUCCIÓN Las enfermedades neurodegenerativas son un grupo de padecimientos causados por una disfunción progresiva y muerte celular en determinadas áreas del sistema nervioso. A la fecha aún no están elucidados totalmente los mecanismos causales de las enfermedades neurodegenerativas; sin embargo, diversos mecanismos se han asociado al desarrollo de las mismas, entre los cuales está el estrés oxidante (Jellinger, 2009). El cerebro es particularmente vulnerable al estrés oxidante debido a que tiene un elevado consumo de oxígeno (O2), presenta grandes cantidades de ácidos grasos poliinsaturados y de otras moléculas susceptibles al daño oxidante, posee bajas cantidades de antioxidantes y una baja capacidad de regeneración. Todo esto justifica que como terapias neuroprotectoras se proponga el uso de antioxidantes (Fatokun et al., 2008), los cuales pueden ser obtenidos a partir de fuentes naturales, específicamente de plantas de uso medicinal. La Organización Mundial de la Salud (OMS) define a una planta medicinal como una especie vegetal en la cual uno o más de sus órganos contiene sustancias que pueden ser utilizadas con un fin terapéutico o que son precursores para la semisíntesis químico-farmacéutica (OMS, 1978). El uso de remedios de origen vegetal se remonta a la época prehistórica, y es una de las formas más extendidas de medicina, presente en virtualmente todas las culturas conocidas y siendo en las últimas décadas de gran importancia para el tratamiento de enfermedades, por lo que su consumo se ha incrementado, particularmente en México. En el país se estima que existen cerca 30,000 especies de plantas de las cuales en 1997 el Instituto Nacional Indigenista documentó 3,000 con usos medicinales, esto representa el 10% del total de la riqueza florística del país (Betancourt et al., 1999). Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ Introducción 2 Se ha reportado el uso de plantas medicinales con propiedades antioxidantes para el tratamiento y prevención de enfermedades neurodegenerativas, tal es el caso del Ginkgo biloba, Panax ginseng, Scutellaria baicalensis, Curcuma longa y Vitis vinífera (Carmona-Ramirez et al., 2012; Iriti et al., 2010). La especie E. polystachya, también conocida como palo azul o palo dulce, es un árbol utlizado en la medicina tradicional mexicana. Su uso se remonta a la época prehispánica, con los antiguos aztecas los cuales lo llamaban Coatl, y al que le atribuían propiedades diuréticas (Biblioteca Digital de la Medicina Tradicional Mexicana, 2009). En la actualidad, el palo azul tiene diversos usos en la medicina popular mexicana, siendo el más importante, su uso para afecciones del sistema renal, como infecciones de origen bacteriano y la disminución de cálculos renales de oxalato y fosfato de calcio (Biblioteca de la Medicina Tradicional Mexicana, 2009; Pérez et al., 2002; Pérez et al., 2000). Para su uso, la madera es hervida con agua hasta obtener una infusión color ámbar, con fluorescencia azul (Biblioteca de la Medicina Tradicional Mexicana, 2009). Por último, es importante destacar que aún cuando existen reportes en la literatura de numerosas investigaciones químicas realizadas en la especie E. polystachya, aún no existen estudios sobre las propiedades antioxidantes de la especie. Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ Antecedentes 3 2. ANTECEDENTES 2.1 Enfermedades neurodegenerativas Las enfermedades neurodegenerativas se caracterizan por una progresiva pérdida neuronal y sinapsis en determinadas áreas del sistema nervioso con una consecuente e irreversible disfunción cerebral (Forman et al., 2004). En la actualidad se conocen más de 100 enfermedades neurodegenerativas; la de Alzheimer, Parkinson, Huntington y la esclerosis lateral amiotrófica son de las más importantes por su frecuencia y/o gravedad. Son trastornos muy heterogéneos en cuanto a sus síntomas y hallazgos anatomopatológicos. Si bienlos procesos que las inducen, sobre todo los mecanismos moleculares, no están del todo comprendidos, se sabe que la causa de este tipo de enfermedades cerebrales es multifactorial, ya que factores genéticos, ambientales y endógenos relacionados a la edad están involucrados. El principal factor de riesgo para desarrollar estas enfermedades es el incremento de la edad. El aumento previsto para los próximos años de la esperanza de vida de la población hará que la prevalencia de estas patologías se duplique (Antigüedad, 2004; Forman et al., 2004). Su clasificación adecuada es imprescindible en la medicina para el correcto diagnóstico y pronóstico de los pacientes, y para la investigación. En los últimos años se han desarrollado de manera importante la genética y la biología molecular, lo que ha permitido iniciar una nueva clasificación mucho más precisa de las enfermedades neurodegenerativas en base a la alteración conformacional en ciertas proteínas, lo que lleva a su acumulación intra y extra celular, de ahí que también sean conocidas como proteinopatías (taupatías, alfa sinucleopatías, prionopatías, etc.) (Antigüedad 2004; Jellinger 2009). Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ Antecedentes 4 Además de la agregación protéica, otros procesos que están involucrados son: el estrés oxidativo y formación de radicales; la disfunción de la mitocondria, del aparato de Golgi y de las chaperonas; así como también procesos neuroinflamatorios. Todos estos mecanismos están interrelacionados en círculos viciosos que dan como resultado final la muerte celular (Jellinger, 2009). En la actualidad no existe tratamiento alguno que prevenga ninguna de las enfermedades neurodegenerativas; ya que los medicamentos actuales para frenar la neurodegeneración tienen una eficacia clínica muy reducida. Además, los tratamientos actuales son básicamente sintomáticos para paliar los síntomas o aumentar la actividad de las neuronas restantes (por ejemplo, la L-dopa que se emplea como tratamiento en la enfermedad de Parkinson o los inhibidores de la acetilcolinesterasa para el tratamiento de la enfermedad de Alzheimer). El desarrollo de tratamientos preventivos o protectores se ha visto limitado por la escasez de conocimientos sobre las causas y mecanismos por el que las neuronas se mueren en las enfermedades neurodegenerativas; sin embargo, a pesar de esta ausencia de tratamientos eficaces hoy en día, el gran número de investigaciones emprendidas nos acerca cada vez más a conocer mejor la cascada de acontecimientos que provocan la muerte por apoptosis y sus desencadenantes. Estos conocimientos son los que están permitiendo diseñar estrategias terapéuticas (nuevos medicamentos) que impidan o frenen la apoptosis como antioxidantes, antiinflamatorios, inhibidores de la apoptosis, moduladores de los neurotransmisores excitotóxicos, etc (Antigüedad 2004; Forman et al., 2004; Jellinger 2009). 2.2 Estrés oxidante y nitrante Cuando la cantidad de radicales libres y sus productos rebasa a los mecanismos antioxidantes del organismo ocurre el estrés oxidante, ya sea por el aumento de los radicales libres o por una disminución en los niveles de antioxidantes (Sayre et al., 2008). Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ Antecedentes 5 Los radicales libres son moléculas que contienen uno o más electrones desapareados capaces de existir de forma independiente (Jones, 2008). Dada su reactividad química, secuestran electrones o átomos de hidrógeno de moléculas vecinas, convirtiéndolas a su vez en radicales libres, provocando reacciones en cadena y conduciendo así a daño oxidativo. Cabe señalar que el daño oxidativo también es causado por moléculas de tipo no radical, que al estar parcialmente reducidas poseen una alta reactividad. Se utiliza el término de “especies reactivas” para referirse tanto a moléculas radicales libres como de tipo no radical (Fatokun et al., 2008). La principal importancia de los radicales libres consiste en su potencial efecto tóxico, mutagénico y carcinogénico, ya que pueden dañar cualquier biomolécula como las proteínas, lípidos y ácidos nucleicos (DNA). La lipoperoxidación, es una consecuencia importante del estrés oxidante. Consiste en la interacción de las especies reactivas con los lípidos poliinsaturados membranales, disminuyendo la permeabilidad membranal, dañando a las proteínas membranales e inactivando receptores, lo que conduce finalmente a la muerte celular (Fatokun et al., 2008; Grassi et al., 2010; Refsgaard et al., 2000; Reiter et al., 2002). El estrés oxidante/nitrante representa una vía importante hacia el daño neuronal y se encuentra implicado en el desarrollo de las enfermedades neurodegenerativas tales como Alzheimer, Parkinson y Huntington. 2.2.1 Especies reactivas de oxígeno (ERO) El O2 es una molécula esencial para la vida, sin embargo, resulta irónico que altas concentraciones de tan vital molécula resulten tóxicas para el organismo. Los radicales libres y derivados reactivos del oxígeno reciben el nombre de especies reactivas del oxígeno (ERO) e incluyen al radical anión superóxido (O2•-), Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ Antecedentes 6 el peróxido de hidrógeno (H2O2) y el radical hidroxilo (•OH), los cuales son moléculas químicamente reactivas en diferente grado. Las ERO se generan por reducciones electrónicas sucesivas a partir del O2 (Figura 1) (Fatokun et al., 2008; Reiter et al., 2002). Figura 1. Formación de las ERO a partir de O2 El O2.- se obtiene por la reducción univalente del O2. Es un radical libre poco reactivo ya que carece de la habilidad para penetrar las membranas lipídicas; sin embargo, es el precursor para la formación de especies más tóxicas. Por ejemplo, puede reaccionar rápidamente con el óxido nítrico (NO•) para producir el peroxinitrito (ONOO-), el cual es altamente tóxico. También puede ser convertido a H2O2 por el proceso de dismutación (dos moléculas de O2•- dismutan a H2O2 y O2), reacción catalizada por la enzima superóxido dismutasa (SOD) o por complejos metálicos, especialmente el cobre (Fatokun et al., 2008). El H2O2 si bien no es un radical, es comparado con el anión superóxido. Posee una mayor estabilidad y es producido en casi todos los tejidos. Su toxicidad es producto de su habilidad para difundir a través de las membranas lipídicas (capacidad de la que carece el O2•-) y de su reactividad con metales de transición, dando como resultado la producción del altamente tóxico •OH, vía la reacción de Fenton (Figura 2, reacción 1). Los iones metálicos producidos son reutilizados nuevamente por su reacción con el O2•- (Figura 2, reacción 2). La combinación de Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ Antecedentes 7 la reacción 1 y 2 forman la reacción de Haber-Weiss, misma que se considera la principal vía de producción de •OH (Nordberg y Arnér, 2001; Reiter et al., 2002). H2O2 + Cu+/Fe2+ → •OH + OH- + Cu2+/Fe3+ (Reacción 1) Cu2+/Fe3+ + O2•- → Cu+/Fe2+ + O2 (Reacción 2) Figura 2. Reacción de Haber-Weiss El •OH es el más reactivo de las ERO dada su fuerte afinidad con las biomoléculas, siendo el más tóxico de las ERO. Se estima que alrededor del 50% del daño oxidativo producido por las ERO es causado por el •OH. No es generado por algún proceso enzimático conocido, sin embargo, como se revisó anteriormente, es producto de la reacción de Fenton (Figura 2, reacción 1) (Fatokun et al.,2008). Se estima que alrededor del 2 al 4% del O2 consumido en la mitocondria durante la fosforilación oxidativa es convertido en ERO. Adicionalmente, la NADPH oxidasa genera ERO ya que cataliza la reducción del O2 a O2.- usando al NADH o al NADPH como donador de electrones. Una de las fuentes más importante de ERO es la excitotoxicidad, definida como el proceso que involucra la excesiva y constante estimulación de receptores de aminoácidos excitatorios (receptores de glutamato sensibles a N-metil-D-aspartato (NMDA)), dando como resultado la acumulación de Calcio (Ca2+) intracelular con la consecuente generación de ERO (principalmente H2O2 y O2•-) mediada por la activación de enzimas y procesos Ca2+-dependientes para finalmente provocar muerte celular (Barnham et al., 2004; Fatokun et al., 2008; Maldonado et al., 2010;). Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ Antecedentes 8 2.2.2 Especies reactivas de nitrógeno Las especies reactivas de nitrógeno (ERN), algunas de las cuales son radicales libres, son también una fuente significativa de daño celular cuando estas se presentan en altas concentraciones. Entre las ERN la más significativa es el peroxinitrito (ONOO-) generado por la reacción entre el O2•- y el NO• (Figura 3), tiene la misma actividad que el radical •OH. Es capaz de nitrar e hidroxilar directamente anillos aromáticos en residuos de aminoácidos. El ONOO- se protona rápidamente para formar el ácido peroxinitroso, el cual tiene una alta capacidad generadora de radicales y es capaz de reaccionar con el dióxido de carbono (CO2) para formar dióxido de nitrógeno y el radical carbonato (Fatokun et al., 2008). El •OH y el ONOO- son las especies reactivas más tóxicas y reactivas, ya que pueden dañar indirectamente a la célula vía la oxidación no selectiva de proteínas, lípidos, ácidos grasos y ácidos nucleicos (Barnham et al., 2004). Figura 3. Reacciones de producción de especies reactivas en el organismo. Como se mencionó anteriormente, el cerebro es particularmente sensible al daño oxidativo debido a su elevado consumo de O2 (20% del consumo total corporal), su alto nivel de hierro, su relativa baja concentración de antioxidantes, su Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ Antecedentes 9 tendencia a acumular metales y su baja capacidad de regeneración (Fatokun et al., 2008), de ahí que una alternativa al tratamiento de las enfermedades neurodegenerativas sea el uso de antioxidantes. 2.3 Antioxidantes Desde el punto de vista químico, un antioxidante es un compuesto químico que previene la oxidación de otra especie química. Bajo una consideración biológica, un antioxidante puede definirse como aquella sustancia que cuando se encuentra presente a concentraciones mucho menores que las de un sustrato oxidable, disminuye o inhibe significativamente la oxidación de dicho sustrato, por lo que los antioxidantes desempeñan un papel fundamental en la protección de estructuras celulares que pudiesen ser dañadas en reacciones que involucren radicales libres (Tenorio et al., 2006). Esencialmente, las defensas antioxidantes, se dividen en dos grandes grupos: los enzimáticos y los no enzimáticos: Los antioxidantes enzimáticos están presentes en el organismo de los seres vivos y los protegen frente a las ERO que se producen durante el metabolismo. Dentro de éstos, tenemos 3 principales: la superóxido dismutasa (SOD), la catalasa (CAT) y la glutatión peroxidasa (GPX). La SOD cataliza la dismutación del O2.-, originando H2O2. Existen distintas formas, dependiendo del metal del centro catalítico: la Cu-SOD citosólica, la Mn-SOD mitocondrial y la EC-SOD extracelular. La CAT es una enzima tetramérica que cataliza la descomposición del H2O2 en H2O. Está presente en la mayoría de las células eucariotas, localizandose a nivel de los peroxisomas. Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ Antecedentes 10 La GPX, también contribuye a la eliminación del H2O pero a diferencia de la CAT, que usa el H2O como dador de electrones, la GPX utiliza el glutatión reducido (GSH). Existen dos formas: la selenio dependiente y la selenio independiente y, en vertebrados, se encuentran en el citosol y en las mitocondrias. Además está la glutatión reductasa, que se encarga de mantener la proporción GSH/GSSG (Castillo et al., 2001) Los antioxidantes no enzimáticos se subdividen a su vez en endógenos y exógenos. Los endógenos son aquellos que están presentes en el organismo, tal es el caso del GSH, el ácido úrico y la melatonina. Por otra parte, los exógenos provienen de la dieta ingerida, un ejemplo de ello son las vitaminas (C y E principalmente), los compuestos sulfurados y los compuestos polifenólicos. De los últimos, su importancia radica en que son los antioxidantes más abundantes en la dieta y están presentes en una gran variedad de frutas, vegetales, cereales, olivo, leguminosas, chocolate y bebidas tales como el té, el café y el vino (Scalbert et al., 2005). 2.3.1 Compuestos polifenólicos Los compuestos polifenólicos, también llamados polifenoles, son un amplio grupo de metabolitos secundarios –compuestos orgánicos que se sintetizan a partir de aminoácidos, carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos que aparentemente no son indispensables para vivir– de plantas, incluyendo las destinadas para consumo humano. Como su nombre lo indica, poseen numerosos grupos hidroxilo sobre anillos aromáticos. Se encuentran divididos, acorde al número de anillos fenólicos que contienen y a los elementos estructurales que unen a esos anillos uno con otro. De entre ellos, los flavonoides constituyen el grupo más común de polifenoles. Se estima que la ingesta diaria total de flavonoides es de 1 g/día (Grassi et al., 2010; Tenorio et al., 2006). Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ Antecedentes 11 2.3.1.1 Flavonoides Los flavonoides son compuestos de bajo peso molecular que se encuentran en las plantas. Estructuralmente (Figura 4), están formados por un núcleo de difenil propano, compuesto de dos anillos bencénicos (anillos A y B) unidos por una cadena de tres carbonos (C6-C3-C6), la cual normalmente forma un centro heterocíclico oxigenado (anillo C). De acuerdo a los sustituyentes presentes en estas tres estructuras cíclicas, se subdividen en función de la presencia o ausencia de un doble enlace entre los carbonos 4 y 5 del anillo C, de la presencia o ausencia de un doble enlace entre los carbonos 2 y 3 del anillo C, y de la presencia de grupos hidroxilo en el anillo B. En función de sus sustituyentes químicos los flavonoides se clasifican en: flavanoles, flavonas, flavanonas, flavan- 3-oles, isoflavonas, antocianinas y chalconas (Figura 4) (Grassi et al., 2010; López et al., 2006; Scalbert et al., 2005). Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ Antecedentes 12 Figura 4. Estructura común de los flavonoides y clasificación Se ha reconocido que en el hombre, los flavonoides poseen propiedades antiinflamatorias, antioxidantes, antialérgicas, hepatoprotectoras, antitrombóticas, antivirales y anticarcinogénicas. Como antioxidantes, protegen los constituyentes celulares contra el daño oxidativo, limitando posiblemente el avance de determinadas enfermedades, particularmentelos desordenes neurodegenerativos (López et al., 2006). O O Flavona O Flavonoide A C B O OH Flavan-3-ol O O Flavanona OH Chalcona O OH Antocianidina O O OH Flavanol Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ Antecedentes 13 Se ha reportado el uso de plantas medicinales con propiedades antioxidantes para el tratamiento de enfermedades neurodegenerativas. Entre ellas destacan: Ginkgo biloba, Panax ginseng, Scutellaria baicalensis, Curcuma longa y Vitis vinifera. A partir de las diversas partes que componen estas plantas, se han aislado compuestos con propiedades antioxidantes, algunos de ellos incluso con demostrada actividad neuroprotectora debido al atrapamiento de radicales libres (tabla 1) (Carmona-Ramírez et al., 2012; Iriti et al., 2010). Tabla 1. Principales compuestos antioxidantes presentes en algunas plantas de uso medicinal para el tratamiento de enfermedades neurodegenerativas. Planta medicinal Compuesto aislado Nombre Estructura Ginkgo biloba quercetina(1) caempferol(1) Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ Antecedentes 14 Tabla 1. Principales compuestos antioxidantes presentes en algunas plantas de uso medicinal para el tratamiento de enfermedades neurodegenerativas (continuación) Planta medicinal Compuesto aislado Nombre Estructura Ginkgo biloba isorhamnetina(1) bilobalido(1, 2) Panax ginseng ginsenósido Rb1(1, 2) Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ Antecedentes 15 Tabla 1. Principales compuestos antioxidantes presentes en algunas plantas de uso medicinal para el tratamiento de enfermedades neurodegenerativas (continuación). Planta medicinal Compuesto aislado Nombre Estructura Panax ginseng ginsenósido Rg1(1, 2) Scutellaria baicalensis baicalina(1, 2) baicaleina(1, 2) wogonina(1, 2) Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ Antecedentes 16 Tabla 1. Principales compuestos antioxidantes presentes en algunas plantas de uso medicinal para el tratamiento de enfermedades neurodegenerativas (continuación). Planta medicinal Compuesto aislado Nombre Estructura Curcuma longa curcumina(1,2) Vitis vinifera catequina(1) resveratrol(1) (1) Compuestos con actividad antioxidante (2) Compuestos con actividad neuroprotectora, dadas sus propiedades de atrapamiento de radicales libres. Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ Antecedentes 17 2.4 Eysenhardtia polystachya 2.4.1 Generalidades E. polystachya o palo azúl (PA) es un árbol perteneciente a la familia Leguminosae que crece hasta 8 m de altura con ramas jóvenes recubiertas con pelos finos. Sus hojas están conformadas por 21 a 51 hojuelas oblongas u ovales. Las flores son blancas de 7 mm, olorosas y melíferas, agrupadas en racimos apretados y verticales. Posee frutos en forma de vaina de 10-15 mm de largo por 3-5 mm de ancho (Figura 5). La madera es de color café rojizo muy dura que en contacto con el agua dulce produce una coloración azúl que cambia al rojo, amarillo, verde, etc. según la incidencia de la luz (Martínez, 1994). Figura 5. Eysenhardtia polystachya 2.4.2 Nombres comunes Jalisco: Cuate. Puebla: Coatillo. Istmo de Tehuantepec y Oaxaca: Cohuatli, Cuatle, Lanaé. Sinaloa: Palo cuate, Rosilla. México (nombre de uso más común): Palo dulce. Nuevo León y Durango: Taray. Hidalgo: Ursa (lengua otomí). Durango: Vara dulce (Martínez 1994). Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ Antecedentes 18 2.4.3 Distribución geográfica E. polystachya es una planta originaria del sureste de Estados Unidos de América, que habita en climas cálido, semicálido, semiseco y templado desde los 100 hasta los 2300 m sobre el nivel del mar. Posee una peculiar adaptabilidad a casi cualquier clima por lo que se le encuentra en diversos ecosistemas, los cuales son: bosque de encino, bosque de pino- encino, bosque espinoso (caducifolio), bosque mesófilo de montaña, bosque tropical caducifolio, bosque tropical perennifolio, matorral xerófilo (Biblioteca Digital de la Medicina Tradicional Mexicana, 2009). En la República Mexicana, se le reporta en los estados de Colima, Chiapas, Chihuahua, Coahuila, Distrito Federal, Durango, Guanajuato, Guerrero, Hidalgo, Jalisco, México, Michoacan, Morelos, Oaxaca, Puebla, Querétaro, San Luis Potosí, Tamaulipas, Tlaxcala, Veracruz y Zacatecas (Figura 6). Figura 6. Distribución geográfica de E. polystachya en la República Mexicana Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ Antecedentes 19 2.4.4 Composición química En el tallo y la corteza del PA se han identificado los flavonoides 7-hidroxi-2,4,5- trimetoxiisoflavona(1), 7-hidroxi-4-metoxiisoflavona(2) (Pérez et al., 2002), (3S)-7- hydroxi-2´,3´,4´,5´,8-pentametoxiisoflavona(3), (3S)-3´,7-dihidroxi-2´,4´,5´,8-tetra- metoxiisoflavona(4), estigmasterol(5), cuneatina(6) (Alvarez et al., 1998), α,3,4,2´,4´- pentahidroxidihidrochalcona(7), 3´-C-β-D-xilopiranosil-α,3,4,2´,4´-pentahidroxidi- hidrochalcona(8), 3´-O-β-D-xilopiranosil-α,3,4,2´,4´- pentahidroxidihidrochalcona(9) (Alvarez et al., 1999), 3´-C-β-D-glucopiranosil-α-2’,4’,4-tetrahidroxidihidrochalcona (coatlina A)(10) y 3’-C-β-D-glucopiranosil-α-2’,4’,3,4-pentahidroxidihidrochalcona (coatlina B) (11) (Beltrami et al., 1982), todos ellos con potencial actividad antioxidante. Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ Antecedentes 20 Tabla 2. Compuestos reportados en la especie E. polystachya Nombre Estructura Referencia 7-hidroxi-2’,4’,5’- trimetoxiisoflavona(1) Pérez et al., 2002 7-hidroxi-4’- metoxiisoflavona(2) (3S)-7-hydroxi- 2´,3´,4´,5´,8- pentametoxiisoflavona(3) Álvarez et al., 1998 (3S)-3´,7-dhidroxi- 2´,4´,5´,8- tetrametoxiisoflavona(4) Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ Antecedentes 21 Tabla 2. Compuestos reportados en la especie E. polystachya (continuación). estigmasterol(5) Alvarez et al., 1998 cuneatina(6) α,3,4,2´,4´- pentahidroxidihidrochalcona (7) Álvarez et al., 1999 3´-C-β-D-xilopiranosil- α,3,4,2´,4´- pentahidroxidihidrochalcona (8) 3´-O-β-D-xilopiranosil- α,3,4,2´,4´- pentahidroxidihidrochalcona (9) Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ Antecedentes 22 Tabla 2. Compuestos reportados en la especie E. polystachya (continuación). 3’-C-β-D-glucopiranosil- α,2’,4’,4- tetrahidroxidihidrochalcona (coatlina A) (10) Beltrami et al., 1982 3’-C-β-D-glucopiranosil- α,2’,4’,3,4- pentahidroxidihidrochalcona (coatlina B) (11) 2.4.5 Usos y propiedades medicinales PA se usa en la medicina tradicional mexicana como diurétiuco y para el tratamiento de infecciones en el tracto urinario y de cálculos renales de oxalato y fosofato de calcio, siendo esta última propiedad atribuidaa las isoflavonas 7- hidroxi-2´,4´,5´-trimetoxiisoflavona y 7-hidroxi-4´-etoxiisoflavona aisladas de la corteza de la planta (Biblioteca Digital de la Medicina Tradicional Mexicana, 2009; Pérez et al., 2000; Pérez et al., 2002). Para su uso, se prepara una infusión con la madera seca para producir un líquido color ámbar con fluorescencia azul misma que depende del pH y que se debe principalmente a la formación de un artefacto a partir de uno de los flavonoides mayoritarios de la planta, la coatlina B (Acuña et al., 2009). No existe una dosis recomendada para su consumo, el conocimiento popular indica que la infusión preparada con la madera se toma como “agua de diario”, es Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ Antecedentes 23 decir, sustituyendo al agua simple que normalmente se consume durante el día por el tiempo que sea necesario para que desaparezcan las molestias. 2.5 Modelo de neurodegeneración de ácido quinolínico El ácido 2,3-piridín-dicarboxílico o ácido quinolínico (QUIN), es un producto final del metabolismo del L-triptofano a través de la vía de la kyneurina. Es un agonista selectivo de un subgrupo de receptores neuronales glutamato dependientes, conocidos como receptores NMDA, los cuales deben su nombre al N-metil-D- aspartato, un agonista selectivo para este tipo de receptores (Maldonado et al., 2010; Yan et al., 2005). Normalmente, el QUIN es producido a concentraciones muy bajas en el tejido cerebral, pero a concentraciones altas, produce una sobreactivación de los receptores NMDA, produciendo excitotoxicidad. La excitotoxicidad es el proceso que involucra la excesiva y constante estimulación de los receptores NMDA. Son receptores con una alta permeabilidad al Ca2+, su activación conduce a la apertura de un canal iónico que permite la entrada de Ca2+. La pronunciada activación de estos receptores, conduce a un incremento en el Ca2+ intracelular, lo q conduce a la activación de una cascada de reacciones que da como resultado la muerte celular por apoptosis o necrosis. Estos efectos incluyen despolarización de la membrana mitocondrial, activación de caspasas, producción de ERN y ERO, ruptura de la membrana por el desbalance osmótico causado y toxicidad celular (Barnham et al., 2004; Dingledine et al., 1999; Dong et al., 2009; Fatokun et al., 2008; Maldonado et al., 2010;). Así, la continua entrada de Ca2+ al interior de la célula por la sobreactivación de los receptores NMDA producida por el QUIN representa una vía común hacia la muerte neuronal, siendo una causa clave la producción de ERO/ERN (Dong etal., 2009). Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ http://es.wikipedia.org/wiki/Canal_i%C3%B3nico Justificación 24 3. JUSTIFICACIÓN Entre los diversos factores que propician la aparición y el avance de las enfermedades neurodegenerativas se encuentra el estrés oxidante/nitrante. Las ERO y ERN deben su importancia como causantes de las enfermedades neurodegenerativas a su ya demostrada capacidad de ocasionar daño directo a distintas moléculas biológicas como el ADN, proteínas y lípidos. Actualmente, no existe un tratamiento curativo para ninguna de las enfermedades neurodegenerativas. Este tipo de trastornos ha cobrado gran importancia en los últimos años debido al incremento de su incidencia en personas mayores, adicionalmente se espera que el aumento en la población de la tercera edad en el futuro convierta a estas enfermedades en una pandemia. La participación del estrés oxidante/nitrante en las enfermedades neurodegenerativas ha conducido al uso de antioxidantes como alternativa al tratamiento. En este contexto, el contar con un modelo de neurodegeneración que nos permita encontrar potenciales agentes antioxidantes que disminuyan el daño oxidante/nitrante en el tejido cerebral es importante. El modelo del ácido quinolínico nos permite estudiar la neurodegeneración en base al daño oxidante/nitrante. La administración directa en tejido estriado cerebral de ácido quinolínico produce neurodegeneración por excitotoxicidad, misma que conduce a una sobreproducción de ERO y ERN. Los flavonoides, son compuestos polifenólicos que poseen una demostrada actividad antioxidante. Entre las plantas con alto contenido de compuestos polifenólicos esta E. polystachya o palo azul. Esta especie es utilizada en la medicina tradicional mexicana para el tratamiento de afecciones del sistema renal, sin embargo, los estudios científicos sobre su potencial uso terapéutico hasta la Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ Justificación 25 fecha son escasos y hasta ahora no se han estudiado sus posibles propiedades antioxidantes, mismas que podrían ser de utilidad en la prevención y el tratamiento de las enfermedades neurodegenerativas. Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ Objetivos 26 4. OBJETIVOS Objetivo general Aislar los metabolitos secundarios mayoritarios del palo azul y determinar su efecto en un modelo de neurodegeneración. Para cumplir con el objetivo principal se plantearon los siguientes objetivos particulares: 1. Preparar la infusión de la especie en estudio. Este proceso permitirá la obtención del extracto en una cantidad suficiente para realizar el fraccionamiento primario de la especie seleccionada. 2. Realizar el fraccionamiento primario del extracto, empleando para ello, métodos cromatográficos convencionales y procesos de partición. Esta actividad conducirá a la obtención de una serie de fracciones de menor complejidad que el extracto original. 3. Aislar los compuestos mayoritarios a partir de las fracciones primarias. Esta actividad permitirá obtener los metabolitos secundarios en forma pura. 4. Determinar la actividad biológica del compuesto puro coatlina B, derivada de la infusión preparada a partir del palo azul en un modelo de neurodegeneración. Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ Parte experimental 27 5. PARTE EXPERIMENTAL 5.1 Procedimientos generales 5.1.1 Análisis cromatográficos Los análisis de cromatografía de capa fina (CCF) se realizaron según las técnicas convencionales, utilizando diversos sistemas de elución y placas de aluminio de diversas dimensiones, las cuales están recubiertas con gel de sílice (60 F254 Merck, malla 3.5–7.0 ASTM) de 0.25 mm de espesor. Las placas se visualizaron bajo luz ultravioleta (onda corta, 254 nm y onda larga, 365 nm) y posteriormente fueron reveladas con vainillina sulfúrica 1% seguido de calentamiento (aproximadamente 110°C) hasta la visualización completa de los compuestos. La cromatografía en columna abierta (CCA) se realizó sobre gel de sílice Kieselgel 60 Merck con tamaño de partícula 0.063-0.200 mm, utilizando diversos sistemas de elución (CH2Cl2: MeOH y MeOH). 5.1.2 Determinación de las constantes físicas, espectroscópicas y espectrométricas Los análisis espectroscópicos y espectrométricos se realizaron en la Unidad de Servicios de Apoyo a la Investigación (USAI) en el Edificio B de la Facultad de Química de la UNAM. Los espectros de resonancia magnética nuclear para protón (RMN-1H, 400 MHz) y carbono 13 (RMN-13C, 100 Hz) se realizaron en un equipo Varian modelo VNMRS. Los espectros de masas se determinaron en un Thermo Electron DFS (Double Focus Sector) introducción directa a 70 eV y bombardeos de átomos rápidos (EM-FAB) mediante la técnica de impactoelectrónico (EM/IE). Los espectros se realizaron utilizando acetona deuterada (C3D6O) y tetrametilsilano (TMS) como referencia reportando los desplazamientos químicos en ppm. Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ Parte experimental 28 5.2 Material vegetal La madera seca de PA fue obtenida en el Mercado de Sonora en la colonia Centro, D.F. Una muestra de referencia de este material vegetal se guarda en el laboratorio 111 del conjunto E de la Facultad de Química de la UNAM. 5.3 Estudio químico de la madera de E. polystachya 5.3.1 Obtención del extracto Se utilizaron 619.11 g del material vegetal, los cuales fueron extraídos mediante infusión simple usando 5.4 L de agua desionizada como disolvente. El extracto resultante se concentró a presión reducida en un rotavapor Büchi R-215, obteniéndose así 30.4579 g de extracto seco. 5.3.2 Fraccionamiento primario del extracto derivado de la madera seca de E. polystachya El extracto seco obtenido se fraccionó en una columna abierta usando sílica como fase estacionaria y un gradiente de CH2Cl2:MeOH como fase móvil. Se obtuvieron un total de 113 fracciones de 500 mL cada una (Tabla 2), las cuales se concentraron al vacio por separado. El fraccionamiento fue monitoreado por CCF y las fracciones que presentaban similitud cromatográfica fueron mezcladas, obteniéndose finalmente 11 fracciones primarias, tal y como se muestra en el Diagrama 1. A partir de las fracciones 5 a la 8 se cristalizaron sólidos que variaban en tonalidad de amarillo y en composición cromatográfica. La fracción FV fue seleccionada para su purificación debido a la pureza que presentó y a la capacidad antioxidante que poseía. Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ Parte experimental 29 Extracto acuso seco F I F II F III F IV F V Coatlina B Recristalización 2 F VI F VII F VIII F IX FX F XI Fraccionamiento primario 1 5.3.3 Obtención, purificación y caracterización de la Coatlina B La fracción primaria FV se sometió a un proceso de recristalización en agua/MeOH a temperatura baja y posteriormente fue filtrada. El precipitado obtenido de coloración blanca, fue caracterizado como el flavonoide 3’-C-β-D-glucopiranosil-α,2’,4’,3,4-pentahidroxidihidrochalcona (coatlina B) mediante técnicas espectroscópias y espectrométricas. Diagrama 1. Fraccionamiento del extracto seco acuoso de E. polystachya. 1) Fase móvil: CH2Cl2/Gradiente de MeOH Fase estacionaria: Silica F254 2) MeOH:H2O 80:20 Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ Parte experimental 30 Tabla 3. Fracciones obtenidas del fraccionamiento primario por CCA. Se indican aquellas fracciones de las que se obtuvo algún precipitado así como también el peso de los mismos. Sistema de elución (CH2Cl2:MeOH) Fracciones Fracciones primaras Precipitado (g) Rendimiento (%) 95:5 F1 FI --- --- F2 – F6 FII --- --- 90:10 F7 FIII --- --- F8 – F10 FIV --- --- 85:15 F11 – F18 --- F19 – F25 FV 1.922 6.31 F26 – F30 FVI 3.1307 10.28 F31 – F42 FVII 4.8883 16.05 80:20 F43 – F46 FVIII 0.4859 1.60 F47 – F52 FIX --- --- F53 – F55 FX 0.1618 0.53 70:30 F56 – F68 F69 – F93 FXI --- --- 60:40 F94 – F113 5.3.4 Determinación del contenido de fenoles totales Se determinó el contenido de fenoles totales por el método colorimétrico descrito por Singleton (Singleton et al., 1965) con modificaciones. En el tubo de reacción se adicionaron 100 µL de solución metanólica de las fracciones a analizar (0.5 mg/mL), 800 µL de agua y 100 µL de reactivo Folin-Ciocalteu (1:1). Se agitó y se dejó en reposo por 8 min. Luego se adicionó 50 µL de Na2CO3 20%. Después de 1 h en ausencia de luz se midió la absorbancia a 760 nm en un espectrofotómetro Beckman Coulter D4® 530 Life science UV/VIS. Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ Parte experimental 31 5.3.5 Determinación del contenido de flavonoides totales Se determinó el contenido de flavonoides totales por el método colorimétrico descrito por Kumazawa et al, (2004) con modificaciones. El ensayo se realizó en una placa de 96 pozos. Se colocaron 100 µL de solución de cada fracción (1 mg/mL) en sus respectivos pozos y se le adicionó a cada uno 100 µL de solución etanólica de AlCl3 al 2%. Después de 1 h de incubación a temperatura ambiente se midió la absorbancia a 420 nm en un espectro Lector de Elisa para microplaca Labsystem Multiskan® MCC/340. 5.4 Evaluación de la actividad antioxidante 5.4.1 Actividad inhibidora del radical libre 2,2-difenil-1-picrilhidrazilo (DPPH.) La actividad antioxidante del extracto total, la fracción FV y la CB se evaluaron mediante la capacidad atrapadora del radical DPPH• utilizando la metodología descrita por Zhihong et al. (2006) con modificaciones. El ensayo se realizó en una placa de 96 pozos. Se colocaron 100 µL de solución de cada fracción a las concentraciones de 0.1, 0.5 y 1 mg/mL en sus respectivos pozos y se le adicionó a cada uno 100 µL de solución etanólica de DPPH• 0.208 mM (Sigma-Aldrich Chem.Co. USA). La absorbancia fue medida a 515 nm inmediatamente después de agitar. La medición fue hecha en cada pozo una vez por minuto por un lapso de 40 min en un espectro Lector de Elisa para microplaca Labsystem Multiskan® MCC/340. Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ Parte experimental 32 5.4.2 Actividad inhibidora del radical 2,2’-azino-bis (3-etilbenzotiazolina)-6 sulfonato de amonio (ABTS•+) Se midió la capacidad atrapadora del radical ABTS•+ del extracto crudo, FV y la CB empleando el método propuesto por Pérez et al. (2008) con modificaciones. El radical se generó por una reacción de oxidación de una solución de ABTS 7 mM (Sigma-Aldrich Chem. Co. USA) con una solución de persulfato de potasio 2.45 mM, la solución resultante se conservo en ausencia de luz por 12 h antes de su uso. La solución de ABTS•+ se diluyó con MeOH hasta una absorbancia de 0.7 a 734 nm. Se colocaron 20 µL de solución de cada fracción a las concentraciones de 0.1, 0.3, 0.5, 0.7 y 1 mg/mL en sus respectivos pozos y se le adicionó a cada uno 180 µL de solución acuosa de DPPH•. La absorbancia fue medida a 700 nm inmediatamente después de agitar. La medición fue hecha en cada pozo una vez cada 10 seg por un lapso de 6 min. 5.5 Actividad de la coatlina B en el modelo de neurodegeneración del ácido quinolínico. 5.5.1 Animales Se emplearon ratas macho Wistar con un peso de 250-300 g. Los animales se colocaron en cajas de acrílico en condiciones constantes de temperatura (25°C ± 3°C) y humedad (50% ± 10%). Se mantuvieron en ciclos de 12 h luz/oscuridad con acceso al agua y al alimento ad libitum. Todos los procedimientos son animales estuvieron apegados a “Guidelines for the Care and use of Mammals in Neuroscience and Behavioral Research” Institute for Laboratory Animal, Research, National Research Council of the National Academies (www.nap.edu); además se hicieron todos los esfuerzos para minimizar el sufrimiento de los animales. Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ http://www.nap.edu/ Parte experimental 33 5.5.2 Diseño del experimento Se empleo un grupo de animales (n=4), mismo que fue dividido de la siguiente forma: Una rata control negativo (CT)a la cual le fue administrado vehículo y solución salina isotónica (SSI), una rata control positivo (QUIN) a la cual le fue administrado vehiculo y ácido quinolínico (QUIN) y dos ratas a las que les fue adminsitrado coatlina B y ácido quinolínico (CB + QUIN). El QUIN fue administrado intraestrialmente en un equipo estereotáxico (Stoelting Co., Wood Dale, USA) en las coordenadas estereotáxicas +0.5 mm anterior al bregma, -2.6 mm lateral al bregma y -4.5 mm ventral a la dura, de acuerdo al atlas estereotáxico de Paxinos y Watson (1998). Los animales se anestesiaron con pentobarbital sódico (0.2 mL/250 g) vía intraperitoneal. La CB fue administrada en solución acuosa vía intragástrica (100 mg/Kg) 20 min antes de ser anestesiados. Una vez anestesiados, se les administró ácido quinolínico a una razón de 1 µL/2 min, manteniendo la microjeringa in situ por un tiempo de 2 min para permitir la difusión pasiva. Al termino del tiempo, la jeringa fue retirada y se suturó la herida. Los animales se mantuvieron bajo observación hasta que despertaron de la anestesia. 5.5.3 Análisis histológico Los tejidos fueron procesados usando la metodología descrita por Maldonado et al. (2010). Transcurridos siete días de la administración del QUIN, los animales fueron anestesiados con 0.5 mL de pentobarbital sódico y se perfundieron transcardialmente con SSI y heparina (200/1 v/v) seguido de una solución de p- formaldehído 4%. Se extrajeron los cerebros y se mantuvieron durante 7 días en p-formaldehído 4%. Los cerebros se deshidrataron de forma gradual en soluciones de EtOH y xilol para su posterior fijación en parafina. Se realizaron cortes coronales en el sitio de la lesión de 5 µm de grosor en un microtomo histo-STAT Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ Parte experimental 34 (American Instrument Exchange Inc., Haverhill, USA). Los cortes se tiñeron con hematoxilina y eosina. 5.5.4 Conteo celular Se realizó un conteo celular a los cortes histológicos realizados siguiendo la metodología descrita por Maldonado et al. (2010). Los cortes se observaron en un microscopio Leica IM100 a 40x, las imágenes observadas fueron capturadas con una cámara Leica DFC-300FX. El criterio para determinar daño celular fue la presencia de núcleos picnóticos, vacuolización citoplásmica, atrofia neuronal, necrosis y edema intersticial. Se contaron el número de neuronas dañadas y preservadas en 8 campos seleccionados al azar obtenidos de 3 cortes por tejido, cubriendo el estriado en la zona lesionada. 5.5.5 Análisis estadístico Los datos fueron analizados con un ANOVA de una vía y como método post hoc se usó la prueba de Tukey utilizando el software Prism 5.02 (GraphPad; San Diego, USA). Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ Resultados 35 6. RESULTADOS 6.1 Análisis químico 6.1.1 Rendimiento Se obtuvo un total de 1.1294 g de CB, aislada y purificada mediente sucesivas recristalizaciones a partir de la fracción primaria FV. El rendimiento para el procedimiento de extracción primario efectuado fue de 3.71%. En la Tabla 4 se muestra el rendimiento total de la extracción. Tabla 4. Rendimiento obtenido en el proceso de extracción. Fracción Peso (g) Rendimiento (%) Extracto total seco 30.4579 100 FV 1.922 6.31 coatlina B 1.1294 3.71 6.1.2 Contenido de fenoles y flavonoides totales Se realizaron dos curvas de calibración, una con ácido gálico (grado analítico, Sigma-Aldrich) en un intervalo de concentración entre 50-200 µg/mL y otra con quercetina (grado analítico, Sigma-Aldrich) en un intervalo de concentración entre 5-50 µg/mL para la cuantificación de fenoles y flavonoides totales respectivamente, tomando en cuenta para ambas 6 puntos y realizando todas las determinaciones por triplicado (Figura 7). Los coeficientes de correlación (R2=0.9955 y R2=0.9975, respectivamente) indican una relación lineal entre las dos variables trabajadas. La evaluación de las diferentes fracciones obtenidas del fraccionamiento primario de la planta se realizaron por triplicado y los resultados se muestran como el promedio de las determinaciones, a partir del cual se calculó Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ Resultados 36 la desviación estándar como medida de dispersión, mismos que se muestran en la tabla 5. El contenido de fenoles totales se expresa como equivalentes de ácido gálico (mg de ac. gálico/ g de precipitado) y el contenido de flavonoides totales se expresa como equivalentes de quercetina (mg de quercetina/ g de precipitado). Figura 7. Curva de calibración de ácido gálico (A). Curva de calibración de quercetina (B). Tabla 5. Contenido de fenoles y flavonoides totales en las fracciones primarias analizadas. Fracción Contenido de fenoles totalesa ± D.E Contenido de flavonoides totalesb ± D.E F V 341.37 ± 0.65 148.97 ± 0.29 F VI 587.79 ± 1.39 119.41 ± 1.29 F VII 229.17 ± 0.22 128.67 ± 0.35 amg de ácido gálico/g de compuesto bmg de quercetina/g de compuesto D.E= desviación estándar B A Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ Resultados 37 6.2 Evaluación de la actividad antioxidante 6.2.1 Actividad inhibidora del radical 2,2’-azino-bis (3-etilbenzotiazolina)-6 sulfonato de amonio (ABTS•+) Se calcularon las áreas bajo la curva (ABC) para las tres concentraciones analizadas (0.01, 0.03 y 0.06 mg/mL) de cada muestra a partir de las absorbancias obtenidas, tal y como se muestra en la tabla 6. La actividad inhibidora de ABTS• se expresa como equivalentes de Trolox (TEAC por sus siglas en inglés) (μmol/L). Se realizó una curva de calibración con Trolox (grado analítico, Sigma-Aldrich) en un intervalo de concentración entre 3.2-34.5 µM tomando en cuenta 4 puntos y realizando todas las determinaciones siguiendo el mismo procedimiento para el tratamiento de las muestras (Figura 8D). El coeficiente de correlación (R2=0.999) indica una relación lineal entre las dos variables trabajadas. Adicionalmente se muestran las cinéticas obtenidas para las concentraciones analizadas de cada muestra (Figura 8). Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ Resultados 38 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 10 20 30 40 50 A b so rb a n ci a Tiempo (min) 0.01 mg/ml 0.03 mg/ml 0.06 mg/ml Figura 8. Cinéticas obtenidas para el extracto crudo (A), fracción primaria V (B) y coatlina B (C) en el ensayo de la actividad inhibidora de ABTS.+. Curva de calibración de trolox (D). 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 10 20 30 40 50 A b so rb a n ci a Tiempo (min) 0.01 mg/ml 0.03 mg/ml 0.06 mg/ml 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 10 20 30 40 50 A b so rb a n ci a Tiempo (min) 0.01 mg/ml 0.03 mg/ml 0.06 mg/ml y = 19.19x + 156.6 R² = 0.996 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 0 20 40 60 80 100 120 A B C CONCENTRACIÓN (µM) Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ Resultados 39 Tabla 6. Valores ABC y TEAC para las muestras analizadas en la actividad inhibitoria de ABTS.+. Muestra Concentración (mg/mL) ABC TEAC (μmol/L) exto. crudo 0.01 664.85 26.48 0.03 874.73 37.42 0.06 1421.84 65.93 FV 0.01 740.79 30.44 0.03 959.10 41.82 0.06 1473.27 68.61coatlina B 0.01 1136.65 51.07 0.03 1520.13 71.05 0.06 1589.83 74.69 6.2.2 Actividad inhibidora del radical libre 2,2-difenil-1-picrilhidrazilo (DPPH.). Se calcularon las áreas bajo la curva (ABC) para las tres concentraciones analizadas (0.01, 0.03 y 0.06 mg/mL) de cada muestra a partir de las absorbancias obtenidas, tal y como se muestra en la tabla 7. La actividad inhibidora de DPPH• se expresa como equivalentes de Trolox (TEAC por sus siglas en inglés) (μmol/L). Se realizó una curva de calibración con trolox (grado analítico, Sigma-Aldrich) en un intervalo de concentración entre 3.2-34.5 µM tomando en cuenta 4 puntos y Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ Resultados 40 realizando todas las determinaciones siguiendo el mismo procedimiento para el tratamiento de las muestras (Figura 9D). El coeficiente de correlación (R2=0.999) indica una relación lineal entre las dos variables trabajadas. Adicionalmente se muestran las cinéticas obtenidas para las concentraciones analizadas de cada muestra (Figura 9). Figura 9. Cinéticas obtenidas para el extracto crudo (A), fracción primaria V (B) y coatlina B (C) en el ensayo de la actividad inhibidora de DPPH.. Curva de calibración de trolox (D). 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0 100 200 300 400 A b so rb a n ci a Tiempo (min) 0.01 mg/ml 0.03 mg/ml 0.06 mg/ml 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0 100 200 300 400 A b so rb a n ci a Tiempo (min) 0.01 mg/ml 0.03 mg/ml 0.06 mg/ml 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 0 100 200 300 400 A b so rb a n ci a Tiempo (min) 0.01 mg/ml 0.03 mg/ml 0.06 mg/ml y = 2.947x + 35.45 R² = 0.998 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 0 100 200 300 400 500 600 A B C t ro lo x Concentración trolox (µM) Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ Resultados 41 Tabla 7. Valores ABC y TEAC para las muestras analizadas en la actividad inhibitoria de DPPH.. Muestra Concentración (mg/mL) ABC TEAC (μmol/L) exto. crudo 0.01 51.76 5.53 0.03 372.52 114.38 0.06 575.56 183.27 FV 0.01 97.94 21.21 0.03 223.86 63.93 0.06 506.70 159.91 coatlina B 0.01 192.32 53.23 0.03 510.39 161.16 0.06 743.33 240.20 Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ Resultados 42 6.3 Actividad de la coatlina B en el modelo de neurodegeneración del ácido quinolínico. 6.3.1 Análisis histológico y análisis estadístico En la figura 10 se muestran las microfotografías más representativas de cada grupo. Los cortes fueron teñidos con hematoxilina y eosina. Figura 10. Efecto de la CB en el daño celular inducido por QUIN. Se señalan las células sanas (flechas), la presencia de picnosis núcleo-plasmática (triángulos negros) y la retracción del neuropilo (estrellas). Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ Resultados 43 A partir del conteo celular efectuado del análisis histológico, se realizó un análisis estadístico. (Figura 11). Figura 11. Conteo celular en el daño inducido por QUIN. Se muestra el promedio ± DE. p≤0.05. Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ Análisis de resultados 44 7. ANÁLISIS DE RESULTADOS La madera de E. polystachya fue seleccionada con base en el amplio uso de esta especie en la medicina tradicional mexicana. Por otra parte, como se describe en la sección de antecedentes la información que existe sobre la composición química y la actividad de sus extractos es escasa. Con base en estos antecedentes el objetivo principal del presente estudio consistió en el aislamiento y la caracterización de los compuestos mayoritarios a partir del extracto acuoso de la madera del palo azul. Posteriormente, se determinó su actividad biológica considerando los usos más extendidos de la especie para el tratamiento de enfermedades infecciosas, principalmente del tracto urinario (Argueta et al., 1994; Biblioteca Digital de la Medicina Tradicional Mexicana 2009; Pérez et al., 2002). La actividad antioxidante de la especie E. polystachya fue determinada con dos ensayos. Primeramente se realizó la actividad inhibitoria del radical DPPH. El radical DPPH• es uno de los pocos radicales orgánicos nitrogenados estables y además comercialmente disponibles. Presenta un color violeta intenso, el cual disminuye en presencia de un antioxidante. De esta manera la capacidad antioxidante que tienen las muestras se cuantifica midiendo el grado de decoloración que éstas provocan en una solución metanólica de DPPH (Prior et al., 2005). La Figura 12 muestra el mecanismo por el cual el DPPH• acepta un hidrógeno de una molécula antioxidante. Figura 12. Reacción entre el DPPH• y un antioxidante. Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ Análisis de resultados 45 A continuación, se evaluó la actividad inhibitoria del radical ABTS.+. El radical catiónico ABTS.+ (Figura 13) es un cromóforo que se genera por una reacción de oxidación del ABTS con persulfato de potasio. La técnica se fundamenta en la cuantificación de la decoloración del radical causada por la presencia de donantes de hidrógeno o de electrones, como los compuestos fenólicos. En ausencia de este tipo de compuestos, el ABTS.+ es estable, pero reacciona fuertemente con un donador de átomos de hidrógeno, convirtiéndose en ABTS no coloreado (Prior et al., 2005). Figura 13. Reacción entre el ABTS.+ y un antioxidante Los resultados ilustrados en la Figura 8 muestran que la capacidad inhibitoria del radical ABTS.+ por el extracto acuoso, la fracción primaria FV y la CB es dependiente de la concentración, siendo la concentración más alta de 0.06 mg/ml la que mostró un porcentaje de inihibición mayor al 80% al término de la reacción. Sin embargo, para el particular caso de la CB, dicho porcentaje se alcanzó también a la concentración de 0.03 mg/ml y aún la concentración de 0.01 mg/ml se Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) http://www.novapdf.com/ http://www.novapdf.com/ Análisis de resultados 46 obtuvo un buen porcentaje de inhibición, esto refleja su buena capacidad antioxidante. Para el caso de la Figura 9, se observa también una tendencia dosis dependiente. Sólo CB muestra una inhibición del radical DPPH. mayor al 50% a la concentración más alta de 0.06 mg/ml. El extracto crudo y la FV presentaron una inhibición mayor al 40% y menor al 40% respectivamente a la concentración más alta. Esto último se puede deber a que el DPPH. es un radical selectivo y no reacciona con flavonoides que no posean grupos hidroxilo en el anillo B, ni con ácidos aromáticos que contienen un solo grupo hidroxilo (Roginsky et al., 2005). De esta manera el radical DPPH. reacciona solo con compuestos polifenólicos que cumplan esta condición, reduciendo así las ABC de las muestras. Por otro lado, la diferencia existente entre el extracto crudo y FV, siendo el primero mayor que el segundo, es un indicativo de la presencia de otros compuestos antioxidantes, ya que el extracto crudo, al no llevar ningún tipo de fraccionamiento, posee además de la CB una compleja mezcla de compuestos, siendo algunos de carácter
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