Capacidad antioxidante y mecanismo de acción de pigmentos en organismos marinos / Antioxidant capacity and mechanism of action of pigments in marine organisms

Resumen Los organismos marinos poseen maravillosos colores que los hacen muy atractivos. Las características únicas de los compuestos sintetizados por especies de origen marino van más allá de su apariencia. Los pigmentos responsables de esos colores son capaces también de generar diversas actividades biológicas, como la capacidad antioxidante, la cual puede ocurrir a través de diversos mecanismos. Esto ha propiciado un aumento de su investigación, debido a su amplia aplicación en la biotecnología, farmacéutica, cosmética y alimentación de organismos vivos, expandiendo los estudios tanto in vitro como en ensayos in vivo. El objetivo de este trabajo fue compilar y describir diversos estudios recientes, enfocados en demostrar y elucidar los mecanismos de acción de los diferentes compuestos bioquímicos con actividad antioxidante, provenientes de algunos organismos marinos. Para ello, se utilizaron las bases de datos Scopus®, Web of Science™ y Microsoft Academic. Los pigmentos provenientes de organismos marinos representan una alternativa promisoria frente a los antioxidantes y aditivos sintéticos utilizados en la actualidad. El establecimiento y comprensión de los mecanismos de acción de los componentes pigmentados bioactivos, aislados de los organismos marinos, permitirá determinar con mayor precisión su posible aplicación en la industria.

Abstract Marine organisms have wonderful colors that make them very attractive. The unique characteristics of the compounds synthesized by species of marine origin go beyond their appearance. The pigments responsible for these colors are also capable of exerting biological activities, including the antioxidant capacity, which can be performed by different mechanisms. This has led to an increase in research attention due to their potential application in the pharmaceutical, cosmetics and food industries, and has expanded from in vitro studies to in vivo tests. The objective of this review is to compile and describe the studies aimed at establishing and elucidating the mechanisms of action of different biochemical compounds with antioxidant activities from marine species. In order to achieve that objective, the Scopus®, Web of Science™ and Microsoft Academic databases were used. Marine pigments represent a promising alternative to the antioxidants and synthetic additives used today. By establishing and understanding the mechanisms of action of the bioactive pigmented compounds isolated from marine organisms, it is possible to determine with greater precision their possible application in the industry.

Historia de la investigación marino-costera en Bahía Culebra, Pacífico Norte, Guanacaste, Costa Rica / History of coastal-marine research in Bahía Culebra, North Pacific, Guanacaste, Costa Rica

History of coastal-marine research in Bahía Culebra, North Pacific, Guanacaste, Costa Rica. Bahía Culebra (Culebra Bay) is located on the north Pacific coast of Costa Rica in a seasonal upwelling area. In this paper I present the history of marine research at Bahía Culebra, to summarize what is known and to point out research that should be carried out. Marine organisms of the Bay have been stud ied since the 1920’s and very intensely during the 1930’s, with the Alan Hancock Pacific Expeditions and the New York Society Zoological Expeditions. Most marine research has been done since 1980 by the Marine Science and Limnology Reseach Center (Centro de Investigación en Ciencias del Mar y Limnología, CIMAR) at the University of Costa Rica. The best studied systems are the coral communities and reefs, followed by zooplankton research. In a compilation of published records of marine organisms 577 are reported and in this Special Issue 20 more are added, for a total of 597 marine species. Even so, more research is needed in several ecosystems and groups. It is necessary and important to develop managment plans to protect and conserve the marine ecosystems and biodiversity of Bahía Culebra.

Bahía Culebra está ubicada en la costa Pacífica norte de Costa Rica en una región de afloramiento estacional. En este trabajo presento la historia de la investigación marina en Bahía Culebra, para sintetizar lo que se ha hecho y resaltar lo que falta por investigar. Los organismos marinos de Bahía Culebra se empezaron a estudiar en la década de 1920 y muy intensamente en la década de 1930 con las expediciones de la Fundación Allan Hancock y de la Sociedad Zoológica de Nueva York. La mayor parte de la investigación marina se ha realizado desde la década de 1980 por investigadores y estudiantes del Centro de Investigación en Ciencias del Mar y Limnología (CIMAR) de la Universidad de Costa Rica. Los ecosistemas mejor estudiados son las comunidades y arrecifes coralinos, seguido por las investigaciones sobre zooplancton. Se han publicado registros de 577 especies marinas en Bahía Culebra y se le suman 20 especies más con las publicadas en este Suplemento. Aún así, todavía falta estudiar varios ecosistemas y grupos de organismos. Es imperativo realizar esfuerzo para proteger y conservar los ecosistemas y biodiversidad marina de Bahía Culebra.

Evaluación de la actividad de extractos marinos sobre Plasmodium falciparum in vitro y aspártico proteasas / Evaluation of the marine extracts action on Plasmodium falciparum in vitro and on aspartic proteases

Introducción: la búsqueda de nuevas drogas o alternativas terapéuticas para el tratamiento de la malaria es una alta prioridad en la lucha por el control de esta enfermedad. En la actualidad, varios estudios se concentran en la evaluación de inhibidores de proteasas de tipo aspártico presentes en la vacuola digestiva de Plasmodium falciparum, las cuales son parte de las enzimas que participan en la degradación de la hemoglobina. Los escasos reportes en la literatura sobre la purificación de inhibidores de proteasas aspárticas a partir de organismos marinos sugieren que constituyen una fuente de este tipo de moléculas prácticamente inexplorada. Métodos: las especies de invertebrados marinos Phallusia nigra, Bugula sp., Lyssodendoryx isodictyalis, Ascidia sydneiensis, Microscosmus goanus, Holothuria mexicana, Lytechinus variegatus y Echinaster sp. fueron colectadas en la localidad de Puerto Esperanza, Pinar del Río, en abril de 2006 y se prepararon extractos etanólicos. Se realizó la evaluación antimalárica in vitro contra Plasmodium falciparum de estos extractos con valores descriptivos de eficacia comparables a los utilizados internacionalmente. Los resultados se relacionaron con los hallazgos de los ensayos de inhibición de la actividad enzimática de pepsina como modelo de proteasa aspártica y con el perfil químico de metabolitos secundarios en estos extractos. Resultados: se encontró una buena reproducibilidad de la actividad antimalárica de los extractos de P. nigra, M. goanus y L. isodictyalis con concentraciones inhibitorias medias menores que 50 µg/mL. El extracto de M. goanus mostró la posible presencia de un inhibidor de pepsina. El perfil químico obtenido para las ascidias se corresponde con los principales compuestos reportados para las familias Pyuridae y Ascidiidae. La actividad antimalárica, así como la actividad inhibidora de pepsina, pudiera ser atribuida a algunos de los grupos de metabolitos secundarios detectados...

Background: the search for new drugs or therapeutic alternatives for malaria treatment is a high priority in the struggle against this disease. At present, several studies are focused on the evaluation of aspartic protease inhibitors present in the digestive vacuole of Plasmodium falciparum, which are part of the enzymes involved in hemoglobin degradation. The few reports in literature on the purification of aspartic proteases inhibitors from marine organisms suggest that they are a practically unexplored source of this type of molecules. Methods: marine invertebrate species Phallusia nigra, Bugula sp., Lyssodendoryx isodictyalis, Ascidia sydneiensis, Microscosmus goanus, Holothuria mexicana, Lytechinus variegatus y Echinaster sp.were detected in Puerto Esperanza area, Pinar del Rio province, on April 2006 and then ethanol extracts were prepared. In vitro antimalarial evaluation of these extracts against Plasmodium falciparum, with descriptive efficacy values being comparable with those used worldwide. The results were associated to the findings of aspartic protease model-like pepsin enzymatic action inhibition tests and to the chemical profile of secondary metabolites in these extracts. RESULTS: good reproducibility of antimalarial action of P. nigra, M. goanus y L. isodictyalis extracts was found, being the average inhibitory concentrations lower than 50 µg/mL. M. goanus extract showed a possible pepsin inhibitor. The chemical profile for ascidians corresponded to the main compounds reported in Pyuridae y Ascidiidae families. The antimalarial activity as well as the pepsin inhibitory activity might be attributed to some of the detected secondary metabolites. Conclusions: the breaking-up of these extracts is recommended in order to isolate the chemical compounds involved in the studied biological activities.