Perfil lipídico y ensayos de las actividades antioxidante, insecticida y antialimentaria de la esponja marina Iotrochota birotulata (Iotrochotidae: Demospongiae) / Lipid profile and assays of the antioxidant, insecticide and antifeedant activities of the marine sponge Iotrochota birotulata (Iotrochotidae: Demospongiae)

Resumen Los mares ocupan aproximadamente tres cuartas partes de la tierra constituyendo el hábitat de una gran cantidad de especies de flora y fauna. Como parte de los organismos marinos, los phylum bioquímicamente más estudiados son Porífera, Cnidaria y más recientemente Ascomycota, de todos ellos se han aislado e identificado un gran número de compuestos químicos, los cuales han mostrado diferentes tipos de actividades biológicas, principalmente citotóxica, bactericida y antioxidante, entre otras. En esta investigación se estudió la esponja marina Iotrochota birotulata recolectada en Punta Bello-Córdoba en el Caribe colombiano lográndose determinar su perfil lipídico a partir del análisis de los correspondientes espectros de masas de sus compuestos constituyentes, fueron identificados 19 ácidos grasos, los cuales son reportados por primera vez para esta especie. Además fueron identificados 10 esteroles. Se encontraron ácidos grasos con cadenas carbonadas entre C15 y C27, mostrando una amplia diversidad estructural lo cual es característico del phylum porífera. En cuanto a los esteroles se encontraron estructuras principalmente con núcleos Δ5 y Δ7 que son los más abundantes en las esponjas. Se encontró moderada actividad antioxidante en la estabilización del catión radical ABTS+• y baja actividad en la estabilización del radical DPPH•, el mayor valor de inhibición se encontró en el extracto acuoso con un valor de IC50 de 43.9 µg/ml frente al catión radical ABTS+•, mostrando que I. birotulata puede producir compuestos con moderada actividad antioxidante. En el ensayo de actividad insecticida, se encontró afectación larval en los extractos metanólico y acuoso en todas las concentraciones y en todos los tiempos de exposición evaluados frente a Spodoptera frugiperda, también se determinó que estos extractos inducen un efecto antialimentario en las larvas como parte del mecanismo insecticida. Se determinaron las condiciones y los tiempos de exposición óptimos para la mejor eficiencia del ensayo, las cuales fueron de 3 000 µg/ml y 48 h para el extracto metanólico y 2 000 µg/ml y 24 h para el extracto acuoso, respectivamente. En conclusión, los extractos evaluados de I. birotulata mostraron moderada actividad antioxidante y buenas e interesantes actividades insecticida y antialimentaria.(AU)

Abstract It is estimated that three quarters of earth´s surface is occupied by the oceans. This constitutes the habitat of a large number of species of flora and fauna. As part of the marine organisms, the most studied biochemical phylum are Porifera, Cnidaria and more recently Ascomycota, from which a large number of chemical compounds have been isolated and identified. These have shown different types of biological activities, mainly cytotoxic, bactericidal and antioxidant. In this research the marine sponge Iotrochota birotulata collected in Punta Bello-Córdoba in the Colombian Caribbean was studied, and its lipid profile from the analysis of the corresponding mass spectra of its constituent compounds was determined, 19 fatty acids were identified, which are reported for the first time for this specie, besides 10 sterols were identified. Fatty acids with carbon chains between C15 and C27 were found, showing a wide structural diversity, which is characteristic of the porifera phylum. The sterols showed structures mainly with nucleus Δ5 and Δ7, which are the most abundant in sponges. Moderate antioxidant activity was found in the stabilization of the radical cation ABTS+• and low activity in the stabilization of the radical DPPH•, the highest inhibition value was found in the aqueous extract with an IC50 de 43.9 µg/ml against the radical cation ABTS+•, showing that I. birotulata can produce compounds with moderate antioxidant activity. In the insecticidal activity test, larval affectation was found in methanolic and aqueous extracts at all concentrations and at all times of exposure evaluated against Spodoptera frugiperda, it was also determined that these extracts induce an antifeedant effect on the larvae as part of the mechanism insecticide. The optimal conditions and exposure times were determined for the best efficiency of the assay, which were 3 000 µg/ml and 48 h for the methanolic extract and 2 000 µg/ml and 24 h for the aqueous extract, respectively. In conclusion, the evaluated extracts of the I. birotulata showed moderate antioxidant activity and good and interesting insecticidal and antifeedant activities.(AU)

Actividad antibacteriana y antifúngica de la estrella de mar Oreaster reticulatus (Valvatida: Oreasteridae) y de los erizos de mar Mellita quinquiesperforata (Clypeasteroida: Mellitidae) y Diadema antillarum (Diadematoida: Diadematidae) del Caribe Colombiano / Antibacterial and antifungal activity of the starfish Oreaster reticulatus (Valvatida: Oreasteridae) and the sea urchins Mellita quinquiesperforata (Clypeasteroida: Mellitidae) and Diadema antillarum (Diadematoida: Diadematidae) from the Colombian Caribbean

Resumen Como organismos bentónicos, estrellas de mar y erizos de mar están constantemente expuestos a un gran número de bacterias, hongos y virus, algunos de ellos potencialmente dañinos. Para sobrevivir, estos equinodermos dependen de su sistema inmunológico, que ha desarrollado una serie de compuestos que actúan como estrategias de defensa antimicrobianos. En este trabajo se evaluaron las actividades antibacteriana y antifúngica de los extractos metanólicos de la estrella de mar Oreaster reticulatus y de los erizos de mar Mellita quinquiesperforata y Diadema antillarum recolectados en el Caribe Cordobés, frente a las bacterias Escherichia coli, Staphylococcus aureus y Klebsiella pneumoniae, y frente a los hongos fitopatógenos Fusarium sp., Scleortium sp., y Rhizoctonia sp. Los resultados obtenidos mostraron que O. reticulatus y D. antillarum, son organismos capaces de producir compuestos con capacidad antibiótica generando inhibición bacteriana a bajas concentraciones (< 100 µg / ml), mientras que M. quinquiesperforata no presentó inhibición a ninguna de la concentraciones evaluadas. Específicamente, la cepa de S. aureus fue la que presentó mayor susceptibilidad frente a los extractos evaluados, es decir, los metabolitos producidos por los equinodermos inhiben con mayor facilidad las bacterias Gram +. Por su parte, solo el extracto de diclorometano de D. antillarum presentó inhibición frente a Fusarium sp., con porcentajes de inhibición de 78.2 % y 56.5 % a concentraciones de 2 000 y 100 µg / ml. Se encontró que las cepas de los hongos Sclerotium sp. y Rhizoctonia sp., presentaron resistencia frente a todos los.extractos de los organismos estudiados, con excepción del extracto de diclorometano de D. antillarum.

Abstract As benthic organisms, sea stars and sea urchins are constantly exposed to a large number of bacteria, fungi and viruses, some of them potentially harmful. To survive, these echinoderms depend on their immune system, which has developed a number of compounds which act as antimicrobial defense strategies. In this work, the antibacterial and antifungal activities of the extracts of the starfish Oreaster reticulatus and sea urchins Diadema antillarum and Mellita quinquiesperforata collected in the Caribbean Cordobés were evaluated against the bacteria Escherichia coli, Staphylococcus aureus and Klebsiella pneumoniae and against the phytopathogenic fungi Fusarium sp., Scleortium sp., and Rhizoctonia sp. Our results show that O. reticulatus and D. antillarum produce compounds producing bacterial inhibition at low concentrations (< 100 μg / ml), while, M. quinquiesperforata extracts showed no inhibition at any of the concentrations tested. Specifically, the strain of S. aureus was the one with greater susceptibility to the extracts evaluated, i.e. the metabolites produced by echinoderms inhibit more easily gram + bacteria. Only the D. antillarum dichloromethane affected Fusarium sp. with inhibition of 78.2 % and 56.5 % at concentrations of 2 000 and 100 μg / ml. Strains of the fungi Sclerotium sp. and Rhizoctonia sp. had resistance to all extracts. Rev. Biol. Trop. 63 (Suppl. 2): 329-337. Epub 2015 June 01.

Evaluación de la integridad acrosomal y la funcionalidad bioquímica de la membrana espermática en cerdos reproductores con gotas citoplásmicas persistentes / Acrosomal integrity and biochemical functionality assessment of the sperm membrane in boars with persistent cytoplasmic droplets

El objetivo del presente estudio fue evaluar la integridad acrosomal, funcionalidad bioquímica de la membrana espermática y las relaciones entre éstas en machos con y sin persistencia de gotas citoplásmicas (PGC). Se usaron 254 eyaculados de 48 cerdos reproductores entre ocho y 48 meses de edad clasificados como jóvenes (<1 año), maduros (entre uno y tres años) y viejos (>3 años). Los datos fueron evaluados mediante análisis de varianza para medidas repetidas en un mismo individuo (efecto aleatorio). Se evaluó el efecto de procedencia (efecto bloque) y grupo etáreo sobre: PGC, integridad acrosomal, funcionalidad de membrana, proporción de espermatozoides vivos y con gotas citoplásmicas (GC). Además se evaluó el efecto de PGC sobre la integridad acrosomal y la funcionalidad de membrana. La presentación de PGC fue menor en cerdos reproductores jóvenes (37 ± 6 por ciento) que en los maduros (52 ± 5 por ciento; P=0,05) y los viejos (85 ± 13 por ciento; P<0,01). La diferencia en PGC entre machos maduros y viejos fue significativa (P=0,05). Los machos viejos presentaron mayor proporción de células con GC que los jóvenes (34,6 ± 4,8 vs. 19,7 ± 2.3 por ciento, respectivamente; P=0,01), mientras que los maduros no fueron diferentes de ninguno de los dos (23,5 ± 2,1 por ciento). Los cerdos reproductores que no presentaron PGC obtuvieron mayores valores de acrosoma intacto que los que presentaron PGC (86,5 ± 1,2 vs. 80,2 ± 1,1 por ciento, respectivamente; P<0,01). Los defectos de la integridad acrosomal presentaron correlaciones significativas con defectos espermáticos asociados a GC (entre -0,20 y -0,36; P<0,05). Este estudio indica que cerdos reproductores mayores de tres años presentan con mayor frecuencia eyaculados de baja calidad espermática. Los resultados además sugieren que los defectos de membrana y morfológicos tienden a presentarse conjuntamente en un eyaculado, señalando la necesidad de construir un índice de calidad seminal multifactorial...

The goal of this study was to evaluate the acrosomal integrity, biochemical functionality of the sperm membrane, and the relationship between them in boars with and without persistence of cytoplasmic droplets (PGC). It were used 254 ejaculates from 48 boars between eight and 48 months of age that were classified as young (<1 year), mature (1 to 3 years), and old (>3 years). Data were analyzed using analysis of variance for repeated measurements in the same individual (random effect). The effect of source (block effect) and age group on PGC, acrosomal integrity, membrane function, and proportion of live and with cytoplasmic droplets sperm cells were evaluated. The effect of PGC on acrosomal integrity and membrane function was also tested. Presence of PGC was lower in young (37 ± 6 percent) than mature (52 ± 5 percent; P=0.05) and old (85 ± 13 percent; P<0.01) boars. The difference in PGC between mature and old boars was significant (P=0.05). Old boars showed a higher proportion of cells with GC than young ones (34.6 ± 4.8 vs. 19.7 ± 2.3 percent, respectively; P=0.01), while mature boars were no different from the other two groups (23.5 ± 2.1 percent). Boars that did not show PGC had a higher proportion of intact acrosomes than those with PGC (86.5 ± 1.2 vs. 80.2 ± 1.1 percent, respectively; P<0.01). Defects in acrosomal integrity were significantly correlated with sperm defects associated to GC (between -0.20 y -0.36; P<0.05). These results suggest that membrane and morphologic defects tend to occur together in the same ejaculate, pointing out the need to build a multifactor seminal quality index that can be used as decision criterion in the swine industry.