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1 UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE CIENCIAS Efecto de los extractos de “Copajocote” (Cyrtocarpa procera Kunth) sobre Entamoeba histolytica T E S I S QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE: BIÓLOGA P R E S E N T A : ANA GABRIELA HERNÁNDEZ OCHOA DIRECTOR DE TESIS: DR. ESPIRIDIÓN RAMOS MARTÍNEZ 2016 usuario Texto escrito a máquina Ciudad Universitaria, CDMX 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 Hoja de datos del jurado Datos del alumno Apellido paterno: Hernández Apellido materno: Ochoa Nombre (s): Ana Gabriela Universidad: Universidad Nacional Autónoma de México Facultad o escuela: Facultad de Ciencias Carrera: Biología Número de cuenta: 30600647-0 Datos del tutor Grado: Dr. Apellido paterno: Ramos Apellido materno: Martínez Nombre (s): Espiridión Datos del sinodal I Grado: Dra. Apellido paterno: Osuna Apellido materno: Fernández Nombre (s): Helia Reyna 3 Datos del sinodal II Grado: Dr. Apellido paterno: Cristians Apellido materno: Niizawa Nombre (s): Sol Datos del sinodal III Grado: M. en C. Apellido paterno: Aguilar Apellido materno: Contreras Nombre (s): Abigail Datos del sinodal IV Grado: Q. A. Apellido paterno: Muñoz Apellido materno: Ocotero Nombre (s): Verónica Datos de la tesis Título: Efecto de los extractos de “Copajocote” (Cyrtocarpa procera Kunth) sobre Entamoeba histolytica. Número de páginas: 73 p. Año: 2016 4 Dedicatorias A mi hermana Paty por su amor y apoyo incondicional A Martin por su amor y compañía 5 Agradecimientos A la Universidad Nacional Autónoma de México por darme la oportunidad de desarrollarme personal y profesionalmente. A la Dra. Reyna Osuna por su orientación, paciencia y ayuda en cada momento de este recorrido. Al Dr. Espiridión Ramos por su infinita paciencia, por su apoyo y sobre todo por motivarme con su ejemplo a ser una mejor profesional. A mis sinodales Sol Cristians, Verónica Ocotero y Abigail Aguilar, por sus valiosas correcciones para hacer de este un mejor trabajo. Al maestro Armando Gómez Campos por su apoyo en la colecta del ejemplar y muy especialmente por motivarme con sus enseñanzas sobre la Medicina Tradicional. Al Biól. Mario Nequiz Avendaño de la Unidad de Medicina Experimental de la Facultad de Medina de la UNAM, por el apoyo técnico en el cultivo de amibas. Al Dr. Guillermo Laguna y la Dra. Alicia Brechú del laboratorio de Estructura y Fisiología de plantas, por la orientación en los inicios de este trabajo y el apoyo en la colecta del material vegetal. A todos los buenos amigos que encontré aquí, con quienes he compartido tantos momentos. 6 Contenido Resumen ................................................................................................................. 9 Capítulo I. Introducción ......................................................................................... 11 Capítulo II. Antecedentes ...................................................................................... 14 1. Las plantas medicinales ........................................................................... 15 2. Las infecciones intestinales y la amibiasis en México .............................. 19 3. Entamoeba histolytica .............................................................................. 22 Taxonomía................................................................................................... 22 Ciclo de vida ................................................................................................ 23 4. Amibiasis .................................................................................................. 25 Descripción de la enfermedad ..................................................................... 25 Tratamiento ................................................................................................. 26 Factores que influyen en la enfermedad ..................................................... 26 Prevención................................................................................................... 26 5. Metronidazol ............................................................................................. 28 Teratogenicidad y embriotoxicidad .............................................................. 29 Carcinogenicidad ......................................................................................... 29 Mecanismo de acción como antibiótico y antiparasitario ............................. 30 6. Cyrtocarpa procera Kunth ........................................................................ 31 Sinonimia popular ........................................................................................ 31 Taxonomía................................................................................................... 31 Descripción botánica de la especie ............................................................. 31 Distribución .................................................................................................. 34 Etnobotánica................................................................................................ 34 Fitoquímica .................................................................................................. 35 Investigaciones realizadas .......................................................................... 36 Capítulo III. Justificación y objetivos ...................................................................... 37 Capítulo IV. Método ............................................................................................... 40 Colecta del material vegetal ........................................................................ 41 Extracción en equipo Soxhlet ...................................................................... 42 7 Extracción acuosa ....................................................................................... 42 Ensayos microbiológicos ............................................................................. 42 Pruebas estadísticas ................................................................................... 43 Análisis de los resultados: ........................................................................... 44 Capítulo V. Resultados y discusión ....................................................................... 46 Distribución de la especie ............................................................................ 47 Rendimiento de los extractos ...................................................................... 48 Análisis estadístico ...................................................................................... 51 Extractos con mayor capacidad amebicida ................................................. 55 Extractos con menor capacidad amebicida ..................................................56 Posibles moléculas responsables del efecto amebicida .............................. 57 Otras plantas que han sido probadas .......................................................... 58 Cyrtocarpa procera en el tratamiento de la amibiasis .................................. 59 Capítulo VI. Conclusiones y perspectivas ............................................................. 62 Bibliografía ............................................................................................................ 64 Anexo .................................................................................................................... 70 Figuras Figura 1. Número de plantas utilizadas en México de acuerdo a su forma biológica. .............................................................................................................................. 15 Figura 2. Familias botánicas con mayor número de especies empleadas en México .............................................................................................................................. 16 Figura 3. Número de plantas utilizadas en México, de acuerdo a su forma de uso. .............................................................................................................................. 16 Figura 4. Número de plantas empleadas para tratar padecimientos orgánicos y culturales. .............................................................................................................. 17 Figura 5. Número de plantas medicinales y comestibles en México de acuerdo a su forma de manejo. .............................................................................................. 18 Figura 6. Infecciones intestinales en México de 2010 a 2015. .............................. 19 Figura 7. Amibiasis intestinal en México de 2010 a 2015. ..................................... 20 Figura 8. Trofozoito de Entamoeba histolytica. ..................................................... 23 8 Figura 9. Ciclo de vida de Entamoeba histolytica. ................................................. 24 Figura 10. Árbol de “Copajocote”. ......................................................................... 32 Figura 11. Diagrama de Cyrtocarpa procera. ........................................................ 33 Figura 12. Frutos maduros. ................................................................................... 34 Figura 13. Sitio de colecta. .................................................................................... 41 Figura 14. Diagrama de flujo del método general. ................................................. 45 Figura 15. Distribución por estados de C. procera de acuerdo a los registros de su colecta. .................................................................................................................. 47 Figura 16. Distribución por localidades de C. procera de acuerdo a los registros de su colecta. ............................................................................................................. 48 Figura 17. Efecto de la concentración en la sobrevivencia de E. histolytica. ........ 51 Figura 18. Porcentaje de efectividad de los extractos. .......................................... 54 Cuadros Cuadro 1. Rendimiento de los extractos. ......................................................................... 50 Cuadro 2. Composición del fruto. ..................................................................................... 50 Cuadro 3. Valores del ANDEVA ...................................................................................... 51 Cuadro 4. Agrupación de los extractos según la prueba de Tukey. .................................. 53 file:///C:\Documents%20and%20Settings\GUILLERMO\Escritorio\Ana%20Hern�ndez%20NO%20BORRAR\Correcciones.doc%23_Toc458781429 9 Resumen En México las infecciones intestinales siguen siendo de las principales causas de morbilidad hospitalaria. La disentería amibiana o amibiasis es una infección causada por el protozoario Entamoeba histolytica, que en su forma sintomática produce diarrea sanguinolenta- mucoide, frecuentemente con dolor abdominal y en ocasiones cuadros febriles. El metronidazol es un fármaco sintético ampliamente usado en el tratamiento de este padecimiento, aunque es considerado efectivo, provoca efectos secundarios de consideración y ha llegado a plantearse como posible carcinogénico. Es necesaria la búsqueda de nuevas sustancias amebicidas que sean efectivas y reduzcan los efectos secundarios indeseables, estas podrían ser encontradas en las plantas que han sido usadas tradicionalmente para tratar estas afecciones. En la Medicina Tradicional Mexicana existen numerosas plantas que se han empleado para tratar problemas gastrointestinales. La especie Cyrtocarpa procera es un árbol de la familia Anacardiaceae descrito para el tratamiento de la disentería desde la época prehispánica, debido a lo anterior se evaluó el efecto amebicida de los extractos crudos de la corteza, fruto maduro e inmaduro, obtenidos con los disolventes hexano, metanol y agua. Se probaron tres concentraciones diferentes de cada extracto; 1.25, 0.312 y 0.156 mg/mL en cultivo in vitro de E. histolytica, valorando la sobrevivencia de las amibas después de 72 horas de incubación. Se incluyó un control negativo el cuál consistió en el medio de cultivo sólo con amibas y se realizó cada ensayo por triplicado. El análisis de varianza de efectos principales ANDEVA, mostró que existen diferencias significativas entre la sobrevivencia observada en los ensayos y la que se obtuvo en el control, con un valor de P < 0.05 para las variables; extracto, parte de la planta y concentración. Finalmente, la prueba de Tukey de grupos homogéneos, reveló que la sobrevivencia en los extractos hexánicos fue significativamente menor que en los extractos metanólicos y acuosos, que la parte de la planta que se emplea no influye de manera importante en la sobrevivencia de las amibas y que la concentración 1.25 mg/mL es estadísticamente diferente de las otras dos, siendo la más efectiva. Estos datos ayudan a validar el uso tradicional de C. procera como tratamiento para la disentería 10 amibiana al mostrar que sus extractos tienen efecto negativo en la sobrevivencia de Entamoeba histolytica en el modelo in vitro. 11 Capítulo I. Introducción 12 Introducción La Medicina Tradicional se define como la suma total de los conocimientos, capacidades y prácticas basados en las teorías, creencias y experiencias propias de diferentes culturas, bien sean explicables o no, utilizadas para mantener la salud y prevenir, diagnosticar, mejorar o tratar enfermedades físicas o mentales. Incluye formas medicadas con medicinas a base de hierbas, partes de animales y/o minerales y las no medicadas se refieren a las terapias manuales y espirituales (Organización Mundial de la Salud, 2002, 2013). En nuestro país el desarrollo de la Medicina Tradicional se ha dado gracias a la riqueza cultural y la gran diversidad animal y vegetal con que contamos, producto de la compleja topografía y los numerosos climas que se presentan a lo largo del territorio, así como de la historia misma de México. Este tipo de medicina esta ampliamente extendida no sólo por su accesibilidad sino porque además está firmemente arraigado a la cultura y al sistema de creencias de la población sobre todo en las zonas rurales. Es en dichas zonas donde su uso alcanza mayores porcentajes frente a los sistemas de salud convencionales pues estos son en muchos casos poco accesibles, de calidad deficiente y costosos, por lo que el tratamiento con plantas sigue siendo el principal recurso con que cuentan los habitantes para aliviar sus problemas de salud. Los recursos vegetales de la Medicina Tradicional son numerosos, su empleo alo largo de la historia se ha conocido empíricamente por generaciones y se consideran efectivos; sin embargo, es importante realizar estudios que cuantifiquen y determinen la eficacia de las plantas usadas. De acuerdo con Ocegueda y colaboradores (2005) alrededor de 4000 especies de plantas con flores (aproximadamente 15% de la flora total) tienen atributos medicinales, es decir que más o menos una de cada siete especies posee alguna propiedad curativa. Sin embargo, se estima que la validación química, farmacológica y biomédica de los principios activos que contienen se ha llevado a cabo sólo en 5% de estas especies. 13 Muchos de los medicamentos tienen una base etnobotánica y numerosos compuestos han derivado de las formas vegetales. Actualmente el reto de la medicina es encontrar tratamientos eficaces que sean menos tóxicos, reduciendo los efectos secundarios. El mal uso de los medicamentos a lo largo del tiempo ha conducido a fenómenos de tolerancia en los pacientes y el surgimiento de microorganismos resistentes (Organización Mundial de la Salud, 2001). Debido a lo anterior es necesario orientar los estudios a plantas menos conocidas y a los padecimientos que han surgido con el desarrollo de las sociedades, atendiendo a las necesidades reales de salud que se demandan. Uno de los principales problemas de salud de la población en México son las infecciones intestinales en general, las cuales son causadas por microorganismos que pueden ser virus, bacterias o parásitos. Los síntomas que se presentan con mayor frecuencia son fiebre, diarrea y dolor, se ha observado en numerosos estudios que muchas de las plantas que se emplean popularmente para tratarlos tienen propiedades bactericidas y/o antiparasitarias, lo que refuerza su uso tradicional. La disentería como se le conoce sobre todo en zonas rurales, es un padecimiento común que se caracteriza por evacuaciones diarreicas con sangre y moco; sin embargo, en numerosos casos la sangre no es visible macroscópicamente y en otros, la sola presencia de moco hace que se le defina como disentería. En la mayoría de los casos se presenta acompañada de vómito, fiebre y dolor abdominal. Se han descrito dos tipos de disentería; la disentería bacilar o shigelosis la cual es causada principalmente por bacterias del género Shigella y la disentería amibiana causada por el protozoario Entamoeba histolytica de la cual tratará este escrito. La especie Cyrtocarpa procera es un árbol de la familia Anacardiaceae que tradicionalmente se ha empleado para tratar la disentería y ha sido reportado con este uso desde el siglo XVI por Francisco Hernández (Biblioteca Digital de la Medicina Tradicional, UNAM, 2011). En este estudio se evaluó la efectividad amebicida de los extractos crudos de la corteza, del fruto maduro e inmaduro de C. procera en un modelo in vitro sobre Entamoeba histolytica. 14 Capítulo II. Antecedentes 15 1. Las plantas medicinales México cuenta con una gran diversidad vegetal, se estima que existen en el mundo alrededor de 250 mil especies de plantas vasculares, de las cuales en nuestro país se encuentran más de 22,000, distribuidas en 2,663 géneros. Se sabe que aproximadamente el 8% de los géneros y el 50% de las especies se distribuyen únicamente aquí, lo que revela un alto grado de endemismo (Villaseñor, 2004). Las plantas son parte de nuestra cultura y han sido hasta el momento un recurso importante de desarrollo. Es casi imposible pensar en un ámbito de la vida cotidiana o lugar en el cual no se encuentren presentes. Entre los usos más comunes que se les ha dado encontramos el medicinal, alimenticio, maderable, combustible, aromatizante, decorativo y textil entre muchos otros. De acuerdo con Caballero y colaboradores (2000), las formas biológicas más utilizadas son las hierbas y los árboles (Fig. 1) y las familias más populares son Asteraceae y Leguminosae (Fig. 2), lo cual pudiera deberse al elevado número de especies con que están representadas. Figura 1. Número de especies de plantas usadas en México de acuerdo a su forma biológica (Caballero et al., 2000). 16 Figura 2. Familias botánicas con mayor número de especies utilizadas en México (Caballero et al., 2000). El análisis de Caballero también reveló que la mayoría de las plantas empleadas tiene un fin medicinal, pues un total de 2182 especies se usan con este propósito, seguido del alimenticio con 1128 especies (Fig. 3), lo que refleja el grado de relación entre las plantas y el hombre en cuanto a salud se refiere. Figura 3. Número de especies de plantas en México, de acuerdo a su forma de uso (Caballero et al., 2000). 17 Es frecuente encontrar que una planta se emplee en diversos tratamientos y viceversa que una afección de salud sea tratada con más de una planta. Por lo general, una o un grupo de ellas son consideradas más efectivas mientras que las otras lo son menos o son sustitutas. No obstante, la mayoría de las plantas tienen más de un uso y en ocasiones más de diez diferentes (Caballero et al., 2000). Muchos de los padecimientos por infección cursan con fiebre y dolor, además es común que las infecciones intestinales presenten diarrea. Con respecto a esto Caballero y Cortes (2001) reportan que un número importante de plantas de que tienen registro se emplean en el alivio de dichos síntomas, 215 de ellas para disminuir la fiebre, 176 para aliviar la diarrea y 166 especies diferentes contra el dolor (Fig. 4), lo cual nos indica la frecuencia con la que la población hace uso de estas plantas y la diversidad disponible para tratar estas patologías. Figura 4. Número de especies de plantas consideradas como útiles para tratar diversos padecimientos orgánicos y culturales (Caballero y Cortés, 2001). Otro aspecto notable es el hecho de que la gran mayoría de las plantas son colectadas y por lo tanto susceptibles a la sobreexplotación (Fig. 5), disminuyendo así la disponibilidad en un futuro. Plantas como Tilia mexicana (en peligro de extinción) y Talauma mexicana (amenazada) están incluidas en la NOM-059-SEMARNAT-2001 debido no sólo a su extracción desmedida sino también a la pérdida de los ambientes donde suelen habitar. 18 Para obtener los principios activos de las plantas podría no ser necesario extraerlas masivamente, podrían emplearse técnicas de cultivo que nos permitan obtener mejores rendimientos de los metabolitos secundarios de interés (Morales- Rubio. et al., 2010). Sólo una pequeña parte de la vegetación medicinal tiene algún grado de manejo, es decir que se eliminen sus competidores o que se les proteja contra depredadores y muy pocas pueden considerarse plantas cultivadas (Caballero et al., 2000). Figura 5. Número de especies de plantas medicinales y comestibles en México de acuerdo a su forma de manejo (Caballero et al., 2000). Aunque es sabido que los habitantes de las zonas donde se distribuyen estas plantas tienen algún grado de visión del cuidado de los recursos, es importante contribuir a valorar el sitio que ocupan realizando estudios que demuestren su efectividad, así como de su cultivo y propagación ayudando de esta manera a preservarlos. Estos estudios deben ser interdisciplinarios, incluyendo los datos botánicos, fitoquímicos, farmacológicos, ecológicos, médicos y etnobotánicos, pues en algunos casos se ha encontrado que las plantas que más refieren los habitantes de una localidad son las que poseen mayor actividad, por ejemplo: antibacterial (Canales et al., 2005). 19 2. Las infecciones intestinales y la amibiasis en México En nuestro país las infecciones intestinales de origen diverso siguen siendo de las principales causas de atención hospitalaria. De acuerdo con los Anuarios de Morbilidad 2010-2015 (Dirección general de epidemiología2016), este tipo de infecciones se han mantenido en segundo lugar, solo después de las infecciones respiratorias agudas. En la figura 6 se señala el número de casos reportados de infección intestinal no relacionados con amibas entre 2010 y 2015. El número de casos se ha mantenido en un rango más o menos constante en los últimos años, haciendo que persista como la segunda causa por la que la población acude a cita medica. Las cifras podrían ser mayores considerando que los registros se reúnen en las instituciones de salud públicas y no se tienen datos de los casos que reciben los particulares. Figura 6. Infecciones intestinales registradas de 2010 a 2015 (Dirección general de epidemiología 2016). La amibiasis es una infección recurrente en la población mexicana, cuyo agente causal es el protozoario Entamoeba histolytica. Usualmente este se aloja en el intestino grueso pero 20 puede ocasionar serias complicaciones extraintestinales. El 90% de las personas infectadas no presentan síntomas, se considera que el 10% de la población en general está infectada y se calcula que cada año ocurren 50 millones de casos sintomáticos (enfermos), de los cuales 100,000 son mortales (Ximénez et al., 2007). De acuerdo a los datos de morbilidad hospitalaria, se observa una disminución constante en la incidencia de amibiasis intestinal en México (Fig. 7), pasando de 462,767 casos en 2010 a 255,368 casos en 2015 lo que representa una reducción del 44.81 %. Figura 7. Infecciones intestinales relacionadas con amibas registradas de 2010 a 2015 (Dirección general de epidemiología 2016). Se ha observado que el grupo de edad más afectado por este padecimiento son los menores de cinco años y el rango de 25 a 44 años (Perfil epidemiológico, 2009). La incidencia de dichas infecciones nos lleva a reflexionar sobre las condiciones de sanidad en que vivimos, la calidad del agua, la garantía de acceso al agua potable, el drenaje, así como los hábitos de higiene y alimentación de la población. La prevención es 21 la vía principal para reducir las cifras, así como mejorar la calidad de los servicios públicos en las ciudades y en las regiones alejadas de estas y educar sobre los buenos hábitos de higiene. 22 3. Entamoeba histolytica Taxonomía Familia: Entamoebidae Orden: Amoebida Subfilum: Sarcodina Subclase: Gymnamoebia Superclase: Rhizopoda Clase: Lobosea En 1994 se propuso una nueva clasificación, donde todas las amoebae se encuentran en el filum Rhizopoda, clase Entamoebidae, la cual se clasifican en el orden Entamoebida y la familia Entamoebidae. Su localización filogenética varía según los genes que se utilicen para su análisis (Ximénez et al., 2007). Descripción morfológica Presenta dos formas en su ciclo vital: quiste y trofozoito que constituyen respectivamente las formas infectante e invasiva. Los quistes son cuerpos hialinos redondos o ligeramente ovales de 10 a 16 μm, poseen una pared rígida compuesta de quitina que protege al quiste fuera del conducto intestinal del huésped y presenta en su interior de 1 a 4 núcleos. El trofozoito tiene un diámetro de 20 a 40 μm y es móvil debido a su ectoplasma que le permite formar un seudópodo; su núcleo presenta un cariosoma compacto central y cromatina en gránulos uniformes en tamaño y localización (Gómez et al., 2007). En el 2005 se publicó el genoma de E. histolytica, con un tamaño de 23,751 kilobases y 9,938 genes. No se observó una clara conformación cromosómica y se confirmó la ausencia de mitocondrias (Loftus et al., 2005). 23 Figura 8. Trofozoito de Entamoeba histolytica Ciclo biológico El ciclo biológico de E. histolytica consta de dos estadios consecutivos: la forma infecciosa llamada quiste que es una estructura de resistencia y la forma móvil colonizadora llamada trofozoito (Fig. 8). El ciclo se inicia con la ingestión de un quiste infeccioso, la acción de los jugos gástrico y pancreático reblandece la pared del quiste permitiendo su exquistación en el intestino delgado, donde puede desarrollar infección invasora o no hacerlo. Al romperse el quiste, el trofozoito emergente termina su proceso de división y da lugar a cuatro trofozoitos. Si el trofozoito continúa avanzando por el colon, inicia su proceso de enquistación con la formación de un prequiste mononuclear, en el cual se inicia un proceso de división celular que da lugar a un quiste tetranuclear y termina el proceso de formación de la pared del quiste, para ser expulsado con la materia fecal (Gómez et al., 2007) (Fig. 9). 24 Figura 9. Ciclo de vida de Entamoeba histolytica (Gómez et al., 2007). 25 4. Amibiasis La amibiasis es considerada la tercera parasitosis causante de mortalidad mundial después de la malaria y la esquistosomiasis (Pinilla et al., 2008) y la tercera causa de morbilidad después del paludismo y la tricomoniasis. La amibiasis es una de las principales enfermedades diarreicas en niños menores de cinco años y la cuarta causa de muerte en el mundo debida a infección por protozoarios después del paludismo, la enfermedad de Chagas y la leishmaniasis. África, Asia, Centro y Sudamérica, se consideran zonas endémicas para la amibiasis (Gómez et al., 2007). Descripción de la enfermedad Clínicamente se puede diferenciar entre la amibiasis intestinal (sintomática) que va desde la colitis amibiana hasta la peritonitis y la amibiasis extraintestinal ya sea en su forma cutánea o el absceso hepático (Gómez et al., 2007). La infección sintomática se manifiesta de diferentes formas produciendo disentería aguda fulminante con cuadros febriles o disentería amibiana con diarrea sanguinolenta- mucoide (Perfil epidemiológico, 2009), frecuentemente se presenta dolor abdominal y en ocasiones pérdida de peso (Ximénez et al., 2007). Entre los diagnósticos diferenciales es importante considerar la infección por Shigella, Salmonella, Campylobacter, Escherichia coli (enterohemorrágica) o Balantidium coli (Gómez et al., 2007 y Ximénez et al., 2007). La razón por la cual diversas bacterias causan la misma sintomatología se debe a que una vez que el individuo ingiere el microorganismo, éste debe fijarse al intestino delgado (íleon o yeyuno) y multiplicarse; en esta etapa no se presenta ningún fenómeno clínico y los síntomas solo aparecen después de que la bacteria se traslada a través del epitelio, se multiplica formando cúmulos bacilares en el interior de la pared, se presenta inflamación, la lesión progresa y desciende al colon dando lugar a fenómenos hemorrágicos, necrosis y a la formación de ulceras (León- Ramírez, 2002). Entre los diagnósticos no infecciosos se debe tener en cuenta la enfermedad inflamatoria intestinal, la colitis isquémica, la diverticulitis y las malformaciones arteriovenosas. En el 26 caso particular de sospecha de ameboma se debe descartar el cáncer de colon (Gómez et al., 2007 y Ximénez et al., 2007). Tratamiento Los medicamentos que se emplean en el tratamiento de la amibiasis se dividen en dos grupos conforme su modo de acción: luminal; en este grupo se encuentran las 8- hidroxiquinolinas halogenadas (yodoquinol) y las amidas (teclozán, etofamida, quinfamida, etc.), o tisular: que incluye a los nitroimidazoles (metronidazol, secnidazol, ornidazol). El metronidazol presenta una acción mixta, es decir, tanto luminal como tisular (Gómez et al., 2007), se considera altamente efectivo por lo que es uno de los medicamentos más empleados en el tratamiento de la amibiasis; aunque, este fármaco induce diversos efectos negativos, mismos que serán abordados más adelante en este trabajo. Factores que influyen en el desarrollo de la enfermedad Entre los factores que favorecen la difusión y cronicidad parasitaria está la contaminación fecal del suelo y del agua, el mal manejode los desechos humanos, el clima, factores socioeconómicos, factores culturales y la susceptibilidad del huésped, determinada por los factores inmunitarios, genéticos y nutricionales de cada persona (Ximénez et al., 2007). Los quistes de Entamoeba histolytica se destruyen con la exposición a 200 partes por millón de yodo y 5-10% de ácido acético y a temperaturas mayores de 68°C. Debido a su tamaño es posible eliminarlos del agua mediante filtración (filtros de arena), la potabilización del agua con hipoclorito de sodio no destruye los quistes, de manera que no es un mecanismo efectivo para la prevención de brotes de amibiasis intestinal o disentería amibiana originados por contaminación fecal de los suministros de agua potable (Ximénez et al., 2007). Prevención Los quistes permanecen viables en las heces, en agua dulce, agua de mar, drenaje y tierra húmeda, dependiendo de la temperatura. En el huésped pueden permanecer bajo las uñas en presencia de heces; sin embargo, en la palma mueren rápidamente por desecación (Ximénez et al., 2007). 27 Por lo anterior tomar medidas preventivas es la mejor alternativa en el combate de la amibiasis, éstas según Ximénez y colaboradores (2007) son: lavado de manos antes y después de ir al baño, desinfección de agua y hortalizas con soluciones que contengan yodo, evitar la ingestión de alimentos en la vía pública y educación básica en salud. 28 5. Metronidazol El metronidazol ó 1-(2-hidroxietil (-2-metil-5-nitroimidazol) es un agente antibacteriano y antiparasitario que fue sintetizado por Cosar y Julou a finales de la década de los 50 (Bendesky et al., 2002). Es un fármaco sintético que ha sido objeto de amplia investigación debido a que hay evidencia de su posible efecto carcinogénico en humanos; no obstante, la información disponible es ambigua ya que los distintos grupos de trabajo han encontrado datos negativos y afirmativos al respecto. De acuerdo a la International Agency for Research on Cancer (IARC, 1987), la evidencia es suficiente para considerar al metronidazol como un carcinogénico animal, pero insuficiente para considerarlo carcinogénico humano (Bendesky et al., 2002). Es el principal tratamiento para Helicobacter pylori, infecciones de bacterias anaerobias tanto gram-negativas como positivas, amibiasis, giardiasis, tricomoniasis y enfermedad de Crohn (Bendesky y Menéndez, 2001). El metronidazol oral en 750 mg tres veces diarias por 5 a 10 días es el tratamiento de elección tanto para la infección gastrointestinal aguda, como para el absceso hepático amebiano. En más del 50% de los pacientes, la fiebre se resuelve en tres días de iniciado el tratamiento. Desafortunadamente, una respuesta rápida al tratamiento con metronidazol no puede predecir un control a largo plazo de las infecciones por E. histolytica. Un estado de colonización asintomática persiste en aproximadamente 60% de los pacientes tratados con metronidazol y requiere el tratamiento subsecuente (Bendesky y Menéndez, 2001). Los efectos secundarios más frecuentes son dolor de cabeza, náuseas, sequedad de la boca, y sabor metálico; ocasionalmente se presenta vómito, diarrea y dolor abdominal. Se han observado algunos efectos de mayor consideración algunos neurotóxicos como mareo, vértigo y muy raramente, encefalopatía, convulsiones, incoordinación y ataxia. La reversibilidad de estas puede ser lenta o incompleta. 29 El metronidazol logra penetrar en el líquido cerebroespinal, alcanzando así el sistema nervioso central donde las concentraciones son aproximadamente del 43 al 100% de las encontradas en el plasma. También se ha encontrado en concentraciones bajas en tejido placentario (0-1.4 mg/L) y en la leche materna (3.7-15.5 mg/mL) donde la vida media es de 9 horas aproximadamente (Bendesky y Menéndez, 2001), también puede hallarse en otros fluidos corporales incluyendo fluidos seminales, vaginales, bilis y saliva. Teratogenicidad y embriotoxicidad Debido a que atraviesa la barrera placentaria, a este fármaco se le considera potencialmente teratogénico y embriotóxico, como se ha visto en estudios con ratas. No obstante, se ha observado que a dosis terapéuticas no representa peligro teratogénico serio (Mudry et al., 2001). Aun así, no es recomendable durante los primeros meses del embarazo. Carcinogenicidad Connor y colaboradores (1977) demostraron que el metronidazol produce sustitución de pares de bases en el DNA de bacterias, inclusive este efecto se mantiene en metabolitos aislados de la orina de pacientes tratados con este fármaco. En mamíferos su mutagenicidad aún no está completamente definida ya que en experimentos con células de mamífero se demostró que no tiene dicho efecto. Otros estudios han tenido resultados positivos mostrando que tanto el metronidazol como su metabolito hidroxilado tienen la capacidad de provocar rompimientos de cadena sencilla y aberraciones cromosómicas en linfocitos humanos, aunque varía la respuesta según los individuos (Bendesky et al., 2002). Experimentos en animales han demostrado la actividad carcinogénica del metronidazol produciendo linfomas, cáncer pulmonar, fibroadenomas mamarios y adenocarcinomas (Ostrosky et al., 1994) por lo que ha sido prohibido para uso veterinario en Alemania. También se han llevado a cabo estudios de vigilancia de poblaciones humanas expuestas al fármaco desde 1960 hasta la fecha. Los resultados, aunque en su mayoría negativos 30 también demostraron que el carcinoma broncogénico aumentó significativamente en el grupo que tomó metronidazol (IARC, 1987). A pesar de todos los estudios realizados no se ha podido definir una postura clara en cuanto al uso del fármaco por lo que su administración debe ser cuidadosa. Mecanismo de acción como antibiótico y antiparasitario El metronidazol se activa cuando es metabolizado en el interior de organismos anaerobios ya sean parásitos o bacterias, aunque también se ha visto que es activado en células hipóxicas de animales (Bendesky y Menéndez, 2001). Es activo cuando se reduce químicamente, postulándose que su mecanismo de acción es a través de la eliminación del potencial reductor de microorganismos anaerobios y microaerofílicos (Bendesky y Menéndez, 2001). Una vez activo forma complejos con las proteínas y los ácidos nucleicos, evitando la función normal de estas moléculas, además de interferir con la función de enzimas como las ADN y ARN polimerasas (Müller, 1983). Esta es la explicación más ampliamente aceptada de su acción toxica en las células, pero no ha sido totalmente probada (Bendesky et al., 2002). 31 6. Cyrtocarpa procera Kunth Sinonimia popular En la localidad de Xochipala Guerrero donde se realizó la colecta le llaman “copajocote”. Estado de México: chucum-pum; Michoacán: chucumpuz, chupandia; Nayarit: chocote, puei (cora) (Biblioteca Digital de la Medicina Tradicional Mexicana 2013). Maximino Martínez reporta los nombres de copaljocote, chupandia, copalcocote, maxacocote y popoacua (Martínez, 2011). Taxonomía Reino: Plantae Phylum: Magnoliophyta Clase: Magnoliopsida Orden: Sapindales Familia: Anacardiaceae Género: Cyrtocarpa Especie: Cyrtocarpa procera Kunt Descripción botánica de la especie (Medina-Lemos y Fonseca, 2009) Hábito: Árboles de 5.0 a 8.0, en ocasiones hasta 12.0 m de alto (Fig. 10). Tronco: Corteza lisa, gris, no exfoliante; ramas maduras rojizas, glabras; las jóvenes rojizas, tomentosas y con resina rojiza. Hojas: Pecíolos de 3.0 a 3.5 cm largo, raquis ligeramente alado, inequilátero y con pecíolulo de 0.8 a 1.0 cm de largo, los laterales sésiles o pecíolulo de hasta 0.5 mm largo. Inflorescencias: Panículas, viloso-tomentosas, brácteas y bractéolas pardo-rojizas; las masculinas laterales sobre braquiblastos de 4.0 a 6.0 cm de largo,con ramificaciones cortas, pedúnculos 0.8 a 1.3 cm largo; las femeninas axilares y laterales de 1.5 a 2.0 cm largo, pedúnculo de 0.7 a 1.2 mm de largo. Flores: Subsésiles, viloso-tomentosas; cáliz con sépalos de 1.1 a 1.3 mm largo, redondeados, ligeramente connatos en la base, ciliados, tomentosos por fuera; corola blanca a rosada, lóbulos de 3.5 a 4.0 mm de largo, ovado-elípticos, flabelados, nervaduras oscuras evidentes; las masculinas con 4 a 5 protuberancias del gineceo vestigial en el centro del disco; las femeninas con ovario glandular-pubescente, estilos de http://www.medicinatradicionalmexicana.unam.mx/pueblos.php?l=2&t=cora&v=p 32 1.0 mm largo, en la mitad superior del ovario, pubescentes en la base, estigmas aplanados, cordiformes, ligeramente papilosos (Fig. 11). Frutos: Verde-amarillentos de 1.5 a 2.5 cm de largo, oblongos, pubescentes; cáliz, corola y estambres persistentes, al igual que los estilos en los frutos jóvenes, semilla péndula (Fig. 12). Fenología: La floración se da entre marzo y abril y la fructificación entre mayo y junio. Figura 10. Árbol de “Copajocote” en Xochipala, Guerrero a partir del cual se colectaron los frutos maduros. Fotografía tomada en junio de 2012. 33 Figura 11. Cyrtocarpa procera. a. Rama con frutos. b. Flor masculina (Medina-Lemos y Fonseca, 2009). 34 Figura 12. Frutos maduros de C. procera. Fotografía tomada en agosto de 2012. Distribución De acuerdo con Medina-Lemos y Fonseca (2009), en México se ha registrado la presencia de C. procera en los estados de Colima, Durango, Guerrero, Jalisco, México, Michoacán, Morelos, Nayarit, Oaxaca y Puebla, en altitudes entre 500 a 1350 metros sobre el nivel del mar, correspondientes a la región del bosque tropical caducifolio. Etnobotánica De acuerdo a la Biblioteca Digital de la Medicina Tradicional (2013), este árbol se usa en el Estado de México para tratar disentería y diarrea persistente, siendo la corteza la parte de la planta que más se utiliza. Si se prepara una infusión añadiendo cuachalalate (Amphipterygium adstringens) sirve para acelerar la cicatrización en heridas y llagas. En Nayarit la usan para quitar el dolor de cintura y en Michoacán la corteza es masticada para aliviar el dolor de muelas y la tos. También se refiere que es útil para bajar la fiebre y contra la lepra. Además, se le atribuyen propiedades afrodisíacas y astringentes. Para el tratamiento de las afecciones gastrointestinales se hace una infusión con un puñito de corteza en un litro de agua y se toma como agua de tiempo por el periodo que dure la enfermedad. http://www.medicinatradicionalmexicana.unam.mx/termino.php?l=3&t=Amphipterygium_adstringens http://www.medicinatradicionalmexicana.unam.mx/termino.php?l=1&t=lepra 35 En San Rafael Coaxtlán Puebla, refieren su uso para padecimientos renales. La forma de utilización es haciendo una infusión con la corteza combinándola con biznaga y cuachalala, se deja enfriar y se toma como agua de tiempo (Canales et al., 2005). Los frutos inmaduros se utilizan para hacer salsas y los frutos maduros se comen frescos o se pueden preparar conservas. Maximino Martínez (2011) en su libro Las Plantas Medicinales de México la menciona para la disentería y eficaz contra la lepra usando el interior de las semillas. En el siglo XVI, Francisco Hernández describe: "el fruto es muy astringente y destila una baba sumamente glutinosa; ésta, untada, cura las fiebres, se administra contra las disenterías y las diarreas (Martínez, 2011). Fitoquímica De acuerdo con Eleno-Medina (2010) en el fruto se encuentran presentes fenoles, flavonoides y taninos. En el extracto metanólico de corteza Martínez-Elizalde (2009) reporta la presencia de fenoles y carbohidratos y la ausencia de alcaloides. En el estudio realizado por Rosas-Acevedo (2011) se aislaron del extracto hexánico de la corteza de C. procera dos compuestos la β-amirina y el β- sitosterol en proporción 1:2. De igual forma Rodríguez- López y colaboradores (2006) aislaron de C. procera principalmente β- sitosterol y los siguientes compuestos: 1,3-propyl-dipentadecanoato 3-hidroxipropil-9-octadecenoato (3), pentadecilbenzeno eicosilbenzeno docosano heptacosano 36 dotriacontano 2,6,10-trimetiltetradecano Investigaciones realizadas Anteriormente los extractos de C. procera no habían sido probados en amibas, sin embargo, existe bibliografía de grupos que se han dedicado a estudiar otras de sus propiedades, tales como el efecto bactericida (Canales et al., 2005), fungicida (Martínez- Elizalde, 2009), la acción gastroprotectiva y alti- ulcera (Rosas- Acevedo et al., 2011), espasmolítica y la citotoxicidad (Escobedo- Hinojosa et al., 2012). La mayoría de ellos emplean los extractos de corteza de acuerdo al uso tradicional. 37 Capítulo III. Justificación y objetivos 38 Justificación Las enfermedades diarreicas como la disentería amibiana se encuentran entre las principales infecciones intestinales de la población mexicana, sobre todo en las zonas rurales donde su tratamiento es primordialmente a base de plantas medicinales. Actualmente su tratamiento en el sistema de salud institucional es a base de medicamentos como el metronidazol cuyos efectos secundarios son de consideración. Algunos estudios, aunque no concluyentes, sugieren que el metronidazol tiene un posible efecto carcinogénico en humanos. Algunos análisis han demostrado dicho efecto en roedores y se considera mutagénico en sistemas bacterianos. Alternativamente el árbol “Copajocote” (Cyrtocarpa procera) Kunth ha sido reportado desde la época prehispánica como efectivo para el tratamiento de la disentería. Previamente se ha demostrado el efecto antibiótico de sus extractos frente a cepas bacterianas Gram positivas y Gram negativas; sin embargo, no hay estudios que evalúen su efectividad antiparasitaria sobre E. histolytica. De acuerdo al uso tradicional la corteza es la parte que se emplea; sin embargo es importante explorar la actividad amebicida de los frutos en estado maduro e inmaduro ya que de resultar efectivos estos representarían una alternativa para un mejor aprovechamiento del recurso, evitando el descortezamiento de la planta. El estudio de los extractos de C. procera debe incluir el extracto acuoso pues es en la forma de infusión en la que se administra durante la enfermedad y aun no ha sido probada su eficacia en ensayos previos. 39 Objetivos General: Determinar si los extractos de “Copajocote” Cyrtocarpa procera Kunth poseen efecto amebicida en cultivos in vitro de Entamoeba histolytica. Específicos: Evaluar la actividad amebicida de los extractos hexánico, diclorometánico, metanólico y acuoso de corteza, fruto maduro e inmaduro de C. procera en el modelo in vitro E. histolytica. Determinar si existen diferencias significativas en la efectividad de los diferentes extractos y partes ensayadas. 40 Capítulo IV. Método 41 Colecta del material vegetal Previamente se realizó una búsqueda de información en el herbario de la Escuela Nacional de Ciencias Biológicas (ENCB) y el Herbario Nacional (M.E.X.U) para conocer la distribución de la especie en el territorio nacional. La colecta de la corteza y los frutos inmaduros de Cyrtocarpa procera se llevó a cabo en junio de 2012 con la asesoría del M. en C. Armando Gómez Campos (Facultad de Ciencias, UNAM) en la localidad de Xochipala, estado de Guerrero, en donde el tipo de vegetación corresponde a selva baja caducifolia, en la posición geográfica 17°49. 119´ N y 99°38.322´ O a 1061 metros sobre el nivel del mar. Los frutos maduros se colectaron en la misma localidad en agosto del mismo año (Fig. 13). Así mismo se colectó unejemplar de herbario para su identificación que se depositó en el Herbario del Centro Médico Nacional Siglo XXI (IMSSM) con el número de registro 15884. Figura 13. Localidad de Xochipala, municipio Eduardo Nerí estado de Guerrero, a 87.5 Km de Chilpancingo. 42 Extracción en equipo Soxhlet La corteza y la cubierta de los frutos inmaduros se deshidrataron en secadora a 25°C en el Taller de Plantas II con la ayuda de la M. en C. María Eugenia Díaz de León (Facultad de Ciencias, UNAM) y finamente se molieron. Las cubiertas del fruto maduro se secaron a una temperatura de entre 35 y 40° C debido a la alta probabilidad de contaminación por hongos por su madurez y contenido de azúcares. Para la corteza se colocaron 40 g, de cubierta de fruto inmaduro y de fruto maduro 60 g de cada una por separado en un cartucho de papel filtro y se dejaron con cada disolvente tres ciclos de 8 horas cada uno, renovando el disolvente en cada ciclo. Se obtuvieron tres extractos de cada muestra con los disolventes: hexano, diclorometano y metanol. Cada extracto fue destilado en rotavapor para liberarlos de la mayor parte del disolvente. La porción de disolvente restante fue evaporada a temperatura ambiente al colocarle a los frascos una tapa de papel aluminio horadada. Extracción acuosa Por cada parte de la planta se realizó una infusión de acuerdo a la concentración usada tradicionalmente; un “puñito” en medio litro. Se pusieron a hervir 500 mL de agua destilada, una vez iniciada la ebullición se retiró el agua de la fuente de calor y se le añadieron 10 g de muestra, lo cuál equivale a la cantidad referida, se tapó y se dejó enfriar, se filtró con la ayuda de una gasa estéril y se refrigeró. Los extractos se deshidrataron en liofilizadora y se almacenaron a – 20° C. La preparación de los extractos estuvo bajo la dirección de la Dra. Helia Reyna Osuna Fernández en el Laboratorio de Estructura y Fisiología de Plantas, y la liofilización y rotaevaporación se realizaron en el Laboratorio de Análisis Ambiental con la colaboración del M. en C. José Manuel Hernández Solís (Facultad de Ciencias, UNAM). Ensayos microbiológicos Se llevaron a cabo en el Departamento de Medicina Experimental del Hospital General bajo la dirección del Dr. Espiridión Ramos Martínez (Facultad de Medicina, UNAM). 43 Para estas pruebas se utilizaron cultivos axénicos de E. histolytica HM-1: IMSS mantenidos en medio TYI-S-33 (Diamond et al., 1978) en incubación a 36.8 °C, las cuales fueron facilitadas por el Laboratorio de Patología Experimental de la Facultad de Medicina, UNAM. Las botellas de cultivo de 50 mL que contenían las amibas se enfriaron en hielo durante 15 minutos con la finalidad de desprender los trofozoitos de la superficie, se vaciaron en tubos de 50 mL de capacidad en campana de flujo laminar y se centrifugaron durante cinco minutos a 1500 revoluciones por minuto. Posteriormente se decantó el sobrenadante dejando aproximadamente 5 mL en el cual las amibas fueron resuspendidas. De este se tomó una alícuota de 50 μl y se mezcló 1:1 con colorante azul tripán en un tubo Eppendorff y se cargó en la cámara de Neubauer para determinar el número de trofozoitos en el cultivo. Se prepararon soluciones de trabajo de los extractos a una concentración de 100 mg/mL disueltos en Dimetilsulfóxido (DMSO) y se esterilizaron con un filtro de membrana desechable con un tamaño de poro de 0.22 micras. En tubos de cultivo de vidrio estériles se colocaron; el medio de cultivo, 375,000 amibas y cada extracto en tres concentraciones (1.25 mg/mL, 0.312 mg/mL y 0.156 mg/mL), para un volumen final de 4 mL de medio (amibas + medio + extracto) , se incluyó control negativo (amibas + medio) y se incubaron a 38.6 °C por 72 horas, al final se tomaron 50 μl de cada ensayo y se mezclaron por separado con 50 μl de colorante azul tripán para contar los trofozoitos sobrevivientes en la cámara de Neubauer (Diamond et al., 1978). Pruebas estadísticas Usando el programa STATGRAPHICS CENTURION XVI VERSION 16.1.03 se corroboró la homogeneidad de varianzas con la prueba de Cochran y la distribución normal con la prueba de Kolmogorov. Posteriormente se realizó ANDEVA y la prueba de rangos múltiples Tukey para identificar las diferencias entre tratamientos. 44 Análisis de los resultados: La información se analizó bajo los siguientes criterios: a) Se acepta la hipótesis nula (H0), dado que no se encuentran diferencias estadísticamente significativas para un nivel de confianza dado (95%). Se considera que la media del efecto de los extractos es igual. b) Se rechaza (H0), si se presentan diferencias estadísticamente significativas entre la media de uno o más tratamientos (α < 0.05). Es decir, al menos uno de los extractos está exhibiendo un efecto distinto. 45 Figura 14. Diagrama de flujo del método general. 46 Capítulo V. Resultados y discusión 47 Distribución de la especie Con los datos obtenidos en los herbarios se elaboró un mapa de distribución de C. procera por estados y un mapa por localidades. Se encontró que se distribuye a lo largo del Pacífico, desde la parte baja de Durango hasta Guerrero y Oaxaca donde se registró el mayor número de colectas (Fig. 14 y 15). Esto coincide con la distribución de las selvas secas en nuestro país a las que se encuentra asociada la especie y con la afirmación de Medina-Lemos y Fonseca, 2009 para la distribución de C. procera en el territorio mexicano. Figura 15. Distribución por estados de C. procera de acuerdo a los registros de su colecta en los herbarios M.E.X.U y E.N.C.B 48 Figura 16. Distribución por localidades de C. procera de acuerdo a los registros de su colecta en los herbarios M.E.X.U y E.N.C.B (puntos en amarillo). En rojo localidad de Xochipala Gro, donde fue colectado el ejemplar de herbario. Rendimiento de los extractos El rendimiento de cada extracto se determinó por diferencia de peso, en relación al peso seco de la planta. Extracción en equipo Soxhlet e infusión: Los rendimientos más altos fueron obtenidos en los extractos acuosos y metanólicos, los cuales fueron muy cercanos entre sí para todas las partes de la planta que se emplearon. De la corteza; el extracto metanólico tuvo un rendimiento de 43.88%, mientras que el extracto acuoso rindió el 40.29%. Los extractos hexánico y diclorometánico tuvieron porcentajes muy bajos con 1.99% y 1.20% respectivamente. Del fruto inmaduro; se obtuvo un 32.7% del extracto acuoso, 29.27% del extracto metanólico, del hexánico sólo se obtuvo un 2.38 % y del diclorometánico un bajo 0.49%. Del fruto maduro; el extracto metanólico rindió un 71.30%, el acuoso 65.09%, el hexánico 1.21% y el doclorometánico 0.55%. Lo anterior se resume en el cuadro 1. 49 Los rendimientos coinciden con los encontrados por Martínez-Elizalde (2011) y Rosas- Acevedo (2011) para los extractos metanólicos y hexánicos. Debido al bajo rendimiento en general de los extractos obtenidos con diclorometano estos no fueron incluidos en los ensayos microbiológicos. El rendimiento de los extractos está directamente relacionado con la composición de la muestra. En el fruto, principalmente el contenido es de carbohidratos, proteínas y lípidos, Ramírez- Mares y colaboradores (2010) determinaron la composición aproximada de la pulpa de C. procera. Los autores reportaron que la mayor parte es agua con un 83.62%, el porcentaje de carbohidratos representa el 13.41%, las proteínas se encuentran presentes en el 1.61% y los lípidos contribuyen en un 0.30% (Cuadro 2). Para Martínez-Elizalde (2011) las proporciones varían un poco, según lo reportado por la autora hay un mayor contenido de grasas que de proteínas al analizar la composición del fruto fresco. Los valores corresponden a 29% decarbohidratos, 1% de lípidos y 0.83% de proteínas, todos dentro de los parámetros marcados para los frutos en general. Los carbohidratos presentes son principalmente glucosa (8.8%), fructosa (10.7%) y sacarosa (3.3%) esto se logró determinar por HPLC y entre los lípidos se encuentran la Vitamina E (7.67%), el escualeno; un compuesto orgánico (1.15%), campesterol; un fitoesterol (1.81%), ácido palmítico; un ácido graso saturado (1.15%) y acido oleico; un ácido graso insaturado (5.92%). Los carbohidratos y las proteínas son moléculas polares que pueden ser arrastradas con disolventes del mismo tipo tales como el metanol y el agua. Ya que ambas moléculas se encuentran en gran proporción dentro del fruto (principalmente carbohidratos) se esperaría que los rendimientos de los extractos metanólicos y acuosos sean altos. Ambos disolventes tienen una polaridad cercana, siendo más alta la del agua por lo que en general los rendimientos de ambos tipos de extractos fueron muy cercanos entre sí. 50 Por el contrario los lípidos son moléculas no polares que se extraen con disolventes como el hexano y el diclorometano, la poca cantidad de grasas en el fruto explica los bajos rendimientos de los extractos con dichos disolventes. Los resultados obtenidos del rendimiento de los extractos de la corteza de C. procera nos hacen inferir que al igual que en el fruto la proporción de elementos de alta polaridad es mayor que de lípidos. MATERIAL DISOLVENTE RENDIMIENTO (%) Corteza Hexano 1.999 Diclorometano 1.20325 Metanol 43.88375 Agua 40.299 Fruto inmaduro Hexano 2.38483 Diclorometano 0.4966 Metanol 29.2775 Agua 32.708 Fruto maduro Hexano 1.21983 Diclorometano 0.5535 Metanol 71.3036 Agua 65.091 Cuadro 1. Rendimientos de cada parte de la planta empleada de acuerdo al disolvente usado. CONSTITUYENTE (%) EN LA PULPA DEL FRUTO Humedad 83.62 ± 0.03 Proteína 1.61 ± 0.13 Grasa 0.30 ± 0.00 Ceniza 0.68 ± 0.01 Fibra cruda 0.38 ± 0.15 Carbohidratos 13.41 ± 0.32 Cuadro 2. Composición aproximada del fruto de C. procera (Ramírez- Mares, et al., 2010). 51 Análisis estadístico La prueba de Cochran arrojó un valor de significancia de 0.17 y un valor de P= 0.36 por lo que se reporta que hay homogeneidad de varianzas. En la prueba de Kolmogorov se obtuvo un valor de significancia de 0.13 y una P= 0.09 que indican la normalidad de los datos. Una vez comprobado lo anterior se realizó un ANDEVA que arrojó valores de F= 264.18 y P= 0.00, CME= 6.85. Un valor de P< 0.05 indica que existen diferencias significativas en la actividad de los distintos tratamientos, por lo que se rechaza H0 (Cuadro 3). VALOR DE F VALOR DE P Tratamiento 721.66 0.0000 Concentración 684.09 0.0000 Interacción 63.11 0.0000 Cuadro 3. Valores del ANDEVA del extracto y concentración con respecto a la sobrevivencia. Para identificar los factores que generan la variación se llevó a cabo la prueba de Tukey en la que se encontró: Efecto de la concentración: A mayor concentración de cada extracto se observa una menor sobrevivencia en las amibas, por lo que 1.25 mg/mL resulta ser la más activa (Fig. 16). Figura 17. Efecto de la concentración en la sobrevivencia de E. histolytica. 1. 1.25 mg/mL 2. 0.312 mg/mL 3. 0.156 mg/mL 4. Control negativo 52 Efecto de los extractos: En el cuadro 4 se muestra el porcentaje de mortalidad por tratamiento, un tratamiento consta de disolvente, parte de la planta y concentración. La prueba de Tukey separa los distintos tratamientos en doce grupos, los cuales se representan con letras minúsculas de la a a la l y se enlistan de mayor a menor actividad. Los grupos se traslapan entre si, sin embargo, nos referiremos especialmente a los extremos, es decir aquellos con mayor potencial amebicida y los que no exhibieron el efecto esperado. Los grupos a y b mostraron tener mayor actividad hasta con el 100% de mortandad, mientras que los grupos k y l tuvieron los menores porcentajes, en este grupo se encuentra el control (Fig. 18). 53 Cuadro 4. Agrupación de los extractos según la prueba de Tukey. Grupo Disolvente Parte de la planta Concentración (mg/mL) Porcentaje de mortalidad ± error estándar a Hexano Corteza 1.25 100 a Hexano Fruto Maduro 1.25 100 a Hexano Fruto Maduro 0.312 100 a Hexano Fruto Inmaduro 1.25 100 a Hexano Fruto Inmaduro 0.312 100 a Hexano Fruto Inmaduro 0.156 100 a Acuoso Corteza 1.25 98,93 ± 0,33 a, b Acuoso Fruto Inmaduro 1.25 92,53 ± 1,20 b, c Metanol Corteza 1.25 84,52 ± 0,67 c, d Hexano Corteza 0.312 79,18 ± 1,15 c, d, e Hexano Fruto maduro 0.156 71,71 ± 3,18 d, e Metanol Fruto maduro 1.25 70,64 ± 0,88 e, f Metanol Fruto Inmaduro 1.25 58,90 ± 1,20 f, g Acuoso Fruto Inmaduro 0.312 56,23 ± 1,45 f, g Metanol Corteza 0.312 51,96 ± 0,58 g, h Acuoso Corteza 0.312 45,02 ± 0,67 h, i Acuoso Fruto Inmaduro 0.156 32,74 ± 2,08 i Metanol Fruto maduro 0.312 31,14 ± 1 i Metanol Corteza 0.156 29,00 ± 1,86 i Acuoso Corteza 0.156 27,94 ± 1,73 i, j Metanol Fruto Inmaduro 0.312 22,60 ± 0,88 i, j Acuoso Fruto maduro 1.25 19,93 ± 2,08 j, k Hexano Corteza 0.156 13,52 ± 1,53 j, k, l Acuoso Fruto Maduro 0.156 9,79 ± 2,33 j, k, l Metanol Fruto Inmaduro 0.156 9,79 ± 2,73 k, l Acuoso Fruto Maduro 0.312 5,52 ± 2,08 k, l Metanol Fruto Maduro 0.156 2,85 ± 1,20 l Control 54 F ig u ra 1 8 . P o rc e n ta je d e a m ib a s m u e rt a s p o r e l tr a ta m ie n to . L a p ru e b a d e T u k e y r e c o n o c e d o c e g ru p o s d e a c u e rd o a s u e fe c ti v id a d , lo s c u a le s s e r e p re s e n ta n c o n l e tr a s . 55 Extractos con mayor capacidad amebicida Los extractos que mostraron mayor efecto amebicida se agrupan en a y b, dicha efectividad se evaluó en porcentaje de mortalidad de las amibas en cada tratamiento con respecto al control, dichos extractos son los más efectivos dado que la mortalidad va del 85 al 100%. En los grupos a y b se encontraron: el extracto hexánico de corteza en concentración de 1.25 mg/mL, los extractos hexánicos del fruto maduro en 1.25 y 0.312 mg/mL, los extractos hexánicos del fruto inmaduro en las tres concentraciones ensayadas 1.25, 0.312 y 0.156 mg/mL, el extracto acuoso de corteza en 1.25 mg/mL, el extracto acuoso del fruto inmaduro 1.25 mg/mL y el extracto metanólico de corteza en 1.25 mg/mL. En este grupo principalmente se observa que los extractos hexanicos de las tres partes ensayadas resultan ser más activos que la parte metanólica y acuosa. Los extractos hexánicos de la corteza, el fruto maduro y el fruto inmaduro de C. procera resultaron activos en un 100% sobre la mortalidad de las amibas. De acuerdo con Escobedo-Hinojosa y colaboradores (2012) también es la parte mas activa para inhibir el crecimiento de Helicobacter pylori, por lo que podrían ser los mismos compuestos los que actúan sobre bacterias y amibas. El extracto acuoso de corteza mostró una efectividad del 98% sobre E. histolytica justificando así el uso de la especie vegetal en el tratamiento de la disentería amibiana, ya que la infusión de la corteza es el método de preparación tradicional. Así el conocimiento popular obtenido en forma empírica se transforma en un conocimiento que parte de un procedimiento metódico, conocido y replicable. La Medicina Tradicional Mexicana es un compendio de conocimiento popular acerca del uso de las plantas, que ha resultado de la experiencia de los que la han empleado para curarse de sus enfermedades durante cientos de años. Con frecuencia ocurre que las propiedades que se les atribuyen a algunas plantas resultan no ser ciertas cuando se les aplica un método de estudio, inclusive pueden tener efectos negativos o contrarios a los 56 deseados.Debido a esto es importante conocer más acerca de las propiedades que tienen las especies de que hacemos uso y explorar en otras que nos ayuden a descubrir nuevas cualidades de utilidad en el tratamiento de las enfermedades que nos aquejan. El extracto acuoso del fruto inmaduro resultó efectivo en un 92%. Tradicionalmente se elabora una infusión con la corteza, lo cual implica un daño al árbol, que, si es profundo o extenso, puede resultar en la muerte del mismo. En este estudio se observa que el fruto también tiene cualidades amebicidas, por lo que promover su uso ayuda al adecuado aprovechamiento del recurso, conservándolo para futuras generaciones. Es interesante la diferencia que se observó entre los resultados de los extractos acuosos del fruto. Mientras los obtenidos del fruto en estado inmaduro fueron eficientes contra las amibas, los del fruto maduro no, además de que el disolvente que se empleó y la dosis influyen en el resultado. Puede ser que en el proceso de maduración se pierden o transforman los principios activos responsables del efecto amebicida y por lo tanto no se presentan en el fruto maduro. El extracto metanólico de corteza mostró una efectividad de 84%. Acerca de este Canales y colaboradores (2005) lo reportan efectivo bactericida sobre Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis, Bacillus subtilis,Vibrio cholerae, Vibrio cholerae (aislada de agua) y Shigella boydii, esta última una de las especies del género Shigella causantes de la disentería bacilar o Shigelosis. Además tiene actividad fungicida sobre Trichophyton mentagrophytes como fue demostrado por Martínez- Elizalde, (2009). Extractos con menor capacidad amebicida En los grupos k y l que mostraron menor efectividad amebicida se encuentran: el extracto hexánico de corteza en su concentración más baja 0.156 mg/mL, el extracto acuoso de fruto maduro en 0.156 y 0.312 mg/mL, el extracto metanólico de fruto inmaduro en 0.156 mg/mL, el extracto metanólico del fruto maduro en 0.156 mg/mL y el control. En estos grupos se observa principalmente que la concentración del extracto es un factor importante en el efecto que induce sobre las amibas, ya que mientras que el extracto 57 hexánico de corteza a 1.25 mg/mL se encuentra entre los más activos, el mismo extracto en su concentración más baja presentó un efecto considerablemente menor. Posibles moléculas responsables del efecto amebicida La naturaleza de los compuestos activos que le dan propiedad amebicida a C. procera puede ser distinta dependiendo de la parte del árbol de que se obtengan y el disolvente de extracción. Sohni et al. (1995) mostraron que algunos extractos de plantas pueden tener efectos inhibidores sobre enzimas esenciales de Entamoeba histolytica, tales como la DNAsa, RNAsa, aldolasa, alcalina fosfatasa, ácido fosfatasa, α- amilasa y proteasa. En C. procera se ha descrito la presencia de taninos, carbohidratos, fenoles, flavonoides (Eleno- Medina, 2010) (Martínez- Elizalde, 2009), β-amirina y el β- sitosterol (Rodríguez- López et al., 2006). El β- sitosterol fue aislado por Arrieta y colaboradores en 2001 del extracto etanólico de las hojas de Zanthoxylum liebmannianun, lo probaron directamente en trofozoitos de Entamoeba histolytica y Gardia lamblia obteniendo resultados positivos con valores de IC 50 en 52.28 y 71.01 µg/ml respectivamente. A su vez Calzada y colaboradores en 2005 aislaron el mismo compuesto de las raíces de Geranium mexicanum y lo probaron sobre dichos parásitos obteniendo IC 50 de 82.2 µg/ml. Estas referencias del efecto amebicida del β- sitosterol nos hacen pensar que es en parte responsable del efecto que observamos en el extracto hexánico de este estudio. Los flavonoides se han caracterizado como compuestos bactericidas, formando complejos con las proteínas solubles y extracelulares y de la pared bacteriana (Domingo y López- Brea, 2003). Los fenoles pueden actuar modificando la permeabilidad celular, debido a su liposolubilidad se unen a las membranas. En sistemas bacterianos pueden afectar directamente proteínas y enzimas, así como alterar intracelularmente la síntesis de proteínas (Arias. J, 2004; Domingo y López- Brea, 2003). 58 Previamente se ha demostrado el efecto negativo que en condiciones in vitro pueden tener los flavonoides de plantas sobre E. histolytica (Calzada et. al., 1999). En ese estudio se ensayaron 18 flavonoides encontrando que los más activos fueron: (-) -epicatequina, (-) -epigalocatequina y kaempferol con valores de IC50 entre 1.92 y 7.93 µg/mL, los otros flavonoides también tuvieron efecto, pero este fue menor. A su vez Cimanga y colaboradores (2006) aislaron de las hojas de Morinda morindoides 10 flavonoides que posteriormente probaron en cultivos de E. histolytica, encontrando efectivos el kaemferol (IC50 10.3 µg/mL), apigenina (IC50 12.7 µg/mL) y luteolina (IC50 17.8 µg/mL). Los datos anteriores sugieren que la variación en la efectividad de los flavonoides depende de su estructura química, particularmente con el número y posición de los grupos hidroxilo (Calzada et. al., 1999; Cimanga et al., 2006). Por otra parte, se ha reportado que E. histolytica presenta cambios morfológicos cuando se cultiva en presencia del flavonoide 3- ol, (-) epicatequina. Estos cambios incluyen diferencias en el núcleo como la redistribución de la cromatina en grumos alrededor de la membrana nuclear y en el citoplasma con el aumento de los depósitos de glucógeno y reducción del número y tamaño de las vacuolas, con respecto a trofozoitos no tratados (Soto et al., 2010). En dicho estudio los autores sugieren que los cambios observados son idénticos a los que presentan otras células cuando entran en un periodo de muerte celular programada, sin embargo, hacen falta estudios que confirmen esta suposición. Recientemente Bolaños y colaboradores (2014) evidenciaron el efecto negativo que tiene el flavonoide (-) – epicatequina en los mecanismos de virulencia de E. histolytica relacionados con el citoesqueleto como lo son la adhesión, migración, fagocitosis y citolisis. El efecto de los extractos de C. procera sobre E. histolytica parece derivar de la acción sinérgica de sus compuestos (Rodríguez- López, et al. 2003, 2006). Otras plantas que han sido probadas Anteriormente se ha explorado la capacidad amebicida de los extractos distintas plantas, las cuales provienen de diversas familias y géneros botánicos (Anexo) así como de 59 diferentes órganos vegetales. La efectividad que las más de 60 especies ensayadas exhibieron frente a E. histolytica varía en un amplio rango de concentraciones, así por ejemplo tenemos que Chiranthodendron pentadactylon (Flor de manita) reporta una dosis letal media de 2.5 µg/mL (Calzada et. al., 2006), mientras que en plantas como Malmea depressa (Elemuy) la IC50 es de 453.41 µg/mL (Calzada et. al., 1998). Las plantas que pueden considerarse altamente efectivas son Zanthoxylum liebmannianun (Arrieta et. al., 2001), Acalypha phleoides, Cnidoscolus tehuacanensis, Geranium niveum, Hellianthella qinquenervis, Ptelea trifoliata, Teloxis graveolens (Calzada et. al., 1998), que reportan una IC50 menor a 20 µg/mL. Además, los extractos de estas plantas también se encontraron efectivos para Gardia lamblia y puede ser que C. procera resulte igualmente efectiva si se prueba para este parásito. Esto es muy posible si consideramos que el β- sitosterol encontrado en Z. liebmannianun y G. mexicanum tuvo el mismo resultado y ha sido encontrado en el extracto hexánico de la corteza de C. procera. La concentraciones que fueron probadas (1250, 312, 156 µg/mL) se encuentran muy por arriba de las dosis medias de las plantas anteriores, sin embargo el extracto hexánico de fruto inmaduro tuvo efecto del 100% de mortalidad a la menor concentración, esteresultado puede ser comprado con plantas cuyas dosis medias se encuentran cercanas como Lophocereus schottii (Muso o Cardona) 165.50 µg/mL, Caesalpinia pulcherrima (Flor de camarón) 182.4 µg/mL, Carica papaya (Papaya) 153.0 µg/mL, Lygodium venustum (Culebrina o Hierba de la víbora) 178.4 µg/mL, Switenia humillis (Caoba o Zopilote) 178.10 µg/mL. Los resultados de estos estudios sugieren que se trata de numerosos principios activos con efecto antiparasitario o que es un grupo que se encuentra ampliamente distribuido en el reino vegetal y que son sintetizados en cantidades variables en las distintas especies. Cyrtocarpa procera en el tratamiento de la amibiasis A partir de los resultados obtenidos es posible sugerir a C. procera como una alternativa para el tratamiento de la amibiasis dado que además de la efectividad que demostraron 60 en este estudio frente a E. histolytica también se ha reportado que tiene otras propiedades de interés. Rodríguez- López y colaboradores (2003) probaron el efecto espasmolítico de los extractos crudos de la corteza de C. procera en un modelo de intestino aislado de rata. Los resultados fueron positivos, aunque el efecto fue menor con respecto a la papaverina, usada como control positivo y se observó un comportamiento dosis dependiente. En un estudio comparativo realizado por Rosas-Acevedo y colaboradores (2011) determinaron que los extractos de la corteza de C. procera tienen propiedades gastro protectivas y anti-ulcera con comportamiento dosis- respuesta similares a los que exhibe la corteza de Amphipterygium adstringens (cuachalalate), también perteneciente a la familia Anacardiaceae y que ha sido usada tradicionalmente en más de 40 enfermedades entre las que se encuentra el cáncer de estómago, gastritis y ulcera gástrica. Previamente se mostró el efecto anti Helicobacter pylori por Escobedo-Hinojosa y colaboradores (2012), los autores han reportado que los extractos hexánico, metanólico y acuoso poseen actividad gastroprotectiva considerable, en términos de la reducción de la longitud y numero de ulceras gástricas, los tres extractos exhibieron un comportamiento dosis respuesta. Estos estudios concluyen que el extracto hexánico tiene las mejores propiedades poli-farmacológicas seguidas por el extracto metanólico. Además, por sus cualidades, el fruto de C. procera según Martínez- Elizalde (2011) puede considerarse como un alimento nutracéutico. Ya que además de su contenido nutrimental aportan beneficios a la salud, al contener sustancias antioxidantes, fenoles, fitoesteroles y ácidos grasos. En cuanto a la toxicidad de los extractos se ha reportado una elevada toxicidad sobre el modelo Artemia salina (Rodríguez- López, et al. 2003). Sin embargo, Escobedo-Hinojosa y colaboradores (2012) probaron la toxicidad de los extractos en el modelo Mus musculus encontrando la dosis letal LD> 5000 mg/ Kg para todos los extractos de C. procera que de acuerdo al protocolo de Lorke son considerados como no tóxicos. Además, los animales del grupo experimental no mostraron cambios importantes en el comportamiento (ataxia, 61 hiperactividad o, hipoactividad), el peso corporal o la morfología macroscópica de corazón, hígado, riñón y pulmones con respecto al control negativo durante el tiempo de la prueba. Por otra parte Aguilar-Ortegoza y colaboradores (2003) no encontraron fenoles tóxicos cuando probaron los extractos de hoja y corteza de C. procera para catecoles, resorcinoles y biflavoniodes, compuestos a los que se les ha asociado con dermatitis. Por lo anterior se consideran los extractos de C. procera como no tóxicos y que podrían ser incluidos en el desarrollo de un tratamiento integral de la amibiasis. 62 Capítulo VI. Conclusiones y perspectivas 63 Conclusiones Los resultados muestran un efecto dosis dependiente en la mortalidad de las amibas ya que esta es más alta a mayor concentración de los extractos. Los extractos hexánicos de la corteza, el fruto maduro y el fruto inmaduro en concentración de 1.25 mg/mL de C. procera son efectivos antiparasitarios sobre Entamoeba histolytica. El extracto acuoso de corteza en 1.25 mg/mL tiene el efecto buscado, con lo que se ayuda a validar el uso tradicional de la especie como tratamiento de la disentería amibiana. El β- sitosterol, taninos o flavonoides podrían ser los compuestos responsables del efecto amebicida. Además de la corteza, es posible emplear la infusión del fruto inmaduro lo que implica un mejor aprovechamiento del recurso. Perspectivas Probar los extractos en un modelo in vivo infectado con Entamoeba histolytica, ya que un modelo in vivo proporcionaría mayor información sobre las concentraciones terapéuticas y es más cercano al resultado esperado en humanos. Probar los extractos en un modelo in vitro y/ o in vivo con Giardia lamblia. Debido a que los extractos de plantas que se han empleado para Entamoeba histolytica también han resultado efectivas sobre este otro parásito. Caracterizar químicamente los extractos de C. procera. Para conocer mejor y determinar los compuestos que están siendo efectivos. Caracterizar los flavonoides presentes en los extractos para saber si se trata de alguno de los reportados con actividad antiparasitaria. Ensayar los extractos de hoja que no fueron incluidos en este estudio. Ya que la exploración del potencial amebicida del fruto resultó positiva, seria conveniente ensayar también los extractos de las hojas que tradicionalmente no son empleadas para tratar la disentería. 64 Bibliografía 65 Aguilar-Ortigoza CJ, Sosa V, Aguilar-Ortigoza M. Toxic phenols in various anacardiaceae species. Econ Bot 2003; 57(3): 354-364. Argueta V, Cano J, Rodarte M. 1994. Atlas de las plantas de la medicina tradicional mexicana, I. Instituto Nacional Indigenista, México. Arias. J. 2004. Propedéutica quirúrgica: preoperatorio, operatorio, postoperatorio. Editorial Tebar. Arrieta J, Reyes B, Calzada F, Cedillo- Rivera R, Navarrete A. Amoebicidal and gardiacidal compounds from the leaves of Zanthoxylum liebmannianunk. Fitoterapia 2001; 72: 295- 297 Bendesky A, Menéndez D. Monografía. Metronidazol: una visión integral. Rev Fac Med UNAM 2001; 44 (6) noviembre- diciembre Bendesky. A. Menéndez. D. 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