Concentraciones de alcaloides, glucósidos cianogénicos, polifenoles y saponinas en plantas medicinales seleccionadas en Ecuador y su relación con la toxicidad aguda contra Artemia salina / Concentrations of alkaloids, cyanogenic glycosides, polyphenols and saponins in selected medicinal plants from Ecuador and their relationship with acute toxicity against Artemia salina

ResumenEntre los principales compuestos químicos sintetizados por las plantas, pero considerados no esenciales para su metabolismo básico, están los alcaloides, los polifenoles, los glucósidos cianogénicos y las saponinas que tienen diversas funciones en las plantas y reconocidas propiedades medicinales y farmacológicas. En esta investigación se determinaron las concentraciones de los mencionados metabolitos secundarios en los extractos de las hojas de las plantas medicinales Taraxacum officinale, Parthenium hysterophorus, Artemisia absinthium, Cnidoscolus aconitifolius y Piper carpunya y se relacionaron con la toxicidad aguda contra Artemia salina. En cada bioensayo con A. salina se usaron los extractos alcohólicos de las hojas de las plantas seleccionadas a diferentes concentraciones, calculándose la proporción de organismos muertos y los CL50. Las concentraciones de alcaloides, fenoles totales, taninos, glucósidos cianogénicos y saponinas fueron determinadas mediante métodos espectrofotométricos. Este es el primer reporte de cuantificación de metabolitos secundarios en las plantas analizadas provenientes de Ecuador. T. officinale presentó las mayores concentraciones de fenoles (22.30 ± 0.23 mg/g) y taninos (11.70 ± 0.10 mg/g), C aconitifolius de glucósidos cianogénicos (5.02 ± 0.37 µg/g) y P. hysterophorus de saponinas (6.12 ± 0.02 mg/g). Las plantas evaluadas presentaron actividades hemolíticas dependiendo de las concentraciones de saponinas. Los valores de taninos determinados estuvieron entre 0.20 ± 0.01 y 11.70 ± 0.10 mg/g, por lo que no son adversos para su consumo. Aunque los valores de glucósidos cianogénicos son permisibles, es necesario monitorear la presencia de estos compuestos químicos en las plantas para minimizar problemas de salud. Los CL50 obtenidos oscilaron entre los valores 3.37 µg/mL, extremadamente letal o tóxica, para P. carpunya y 274.34 µg/mL, altamente tóxica, para T. officinale. De los análisis de correlaciones realizados a los resultados, se observó que los alcaloides favorecen de manera significativa (p<0.001) a la toxicidad aguda contra A. salina, mientras que a mayor contenido de polifenoles dicha toxicidad disminuye significativamente (p<0.001) el nivel de toxicidad de las plantas. Del análisis de componentes principales, se demuestra que las saponinas están en sinergia con los polifenoles para disminuir la toxicidad, pero tienen un efecto antagónico con los alcaloides y los glucósidos cianogénicos, lo cual evidencia que estos metabolitos secundarios presentan variabilidades en los mecanismos de acción contra A. salina, como compuestos citotóxicos. Estos resultados demuestran que las saponinas y los polifenoles pueden ser letales para A. salina a bajas concentraciones, evidenciando que este bioensayo permite evaluar extractos vegetales que contengan bajas concentraciones de compuestos con altas polaridades. La correspondencia significativamente positiva entre citoxicidad y concentración de los alcaloides, confirmada con el bioensayo de Artemia salina, puede ser útil para hallar fuentes promisorias de compuestos antitumorales y para evaluar los límites tolerables que no afecten otras células benignas. El contenido de metabolitos secundarios hallados en las plantas analizadas les atribuye un gran valor farmacológico.

Abstract:Alkaloids, polyphenols, cyanogenic glycosides and saponins are among the main chemical compounds synthesized by plants but not considered essential for their basic metabolism. These compounds have different functions in plants, and have been recognized with medicinal and pharmacological properties. In this research, concentrations of the mentioned secondary metabolites were determined in the medicinal plants Artemisia absinthium, Cnidoscolus aconitifolius, Parthenium hysterophorus, Piper carpunya and Taraxacum officinale, from Ecuador, and related with cytotoxic effects against Artemia salina. Alcoholic and aqueous extracts from leaves of these selected plants were prepared at different concentrations. To assess cytotoxicity of these extracts, different bioassays with A. salina were undertaken, and the mortality rates and LC50 were obtained. Besides, concentrations of alkaloids, cyanogenic glycosides, phenols, tannins and saponins were determined by spectrophotometric methods; this constituted the first report of quantification of secondary metabolites in the selected plants from Ecuador. T. officinale had the highest concentration of total phenols (22.30 ± 0.23 mg/g) and tannins (11.70 ± 0.10 mg/g), C. aconitifolius of cyanogenic glycosides (5.02 ± 0.37 µg/g) and P. hysterophorus of saponins (6.12 ± 0.02 mg/g). Tannins values obtained were not adverse to their consumption. Alcoholic and aqueous extracts of selected plants had hemolytic activity depending on the concentration of saponins. Although the values of cyanogenic glycosides were permissible, it was necessary to monitor the presence of this metabolite in plants to minimize health problems. LC50 values ranged from extremely toxic (3.37 µg/mL) to highly toxic (274.34 μg/mL), in P. carpunya and T. officinale, respectively. From correlation analysis, it was observed that increase values of alkaloids concentrations had highly significant (p<0.001) acute toxicity against A. salina, while at a higher polyphenol concentration the level of plants cytotoxicity decreased significantly (p<0.001). The results of principal component analysis showed that saponins apparently were in synergy with polyphenols to decrease cytotoxicity, but antagonize with alkaloids and cyanogenic glycosides, indicating that these secondary metabolites present variability in the mechanisms of action against A. salina, as cytotoxic compounds. These results also demonstrate that polyphenols and saponins can be lethal at low concentrations, demonstrating the potential of brine shrimp bioassay as a model to evaluate plant extracts containing low concentrations of chemical compounds with high polarities. The significant positive correlation between cytotoxicity and concentration of alkaloids confirmed by the bioassay of brine shrimp can be useful to identify promising sources of antitumor compounds, and to evaluate tolerable limits not affecting other benign cells. Contents of secondary metabolites found in the selected plants confer them great pharmacologic values. Rev. Biol. Trop. 64 (3): 1171-1184. Epub 2016 September 01.

Fitoquímica preliminar, actividad antioxidante e hipoglucemiante de extractos de hojas de Cnidoscolus aconitifolius (Mill.) I. M. Johnst (chaya) / Phytochemical, antioxidant and hypoglucemic activity of extracts from leaves of Cnidoscolus aconitifolius (Mill.) I. M. Johnst (chaya)

Objetivo: evaluar, preliminarmente, la composición química de diferentes extractos obtenidos a partir de las hojas de Cnidoscolus aconitifolius (Mill.) I. M. Johnst que crece en Ecuador, así como la actividad antioxidante e hipoglucemiante del extracto acuoso. Métodos: el estudio fitoquímico de la droga cruda fue realizado mediante Cromatografía gaseosa acoplada a Espectrometría de Masa y Resonancia Magnética Nuclear Protónica a diferentes extractos obtenidos por maceración en hexano, acetona y metanol. La evaluación antioxidante del extracto acuoso incluyó determinaciones del potencial de reducción total, de glutatión reducido y organoperóxidos totales. La actividad hipoglucemiante del extracto acuoso liofilizado se estudió, en ratas, utilizando alloxano como agente inductor de la hiperglucemia. Resultados: se identificaron los principales metabolitos presentes en el material vegetal, resaltando los ácidos grasos (ácido palmítico, ácido linoleico, ácido ?-linoleico), triterpenos (3 ceto-?-amirina, ?-amirina, acetato de ?-amirina y acetato de lupeol) y azúcares (glicerol, xilitol, arabitol, glucitol). En cuanto a las potencialidades de empleo de la planta: la actividad antioxidante para los grupos -SH no proteicos del extracto acuoso de droga cruda a concentraciones de 0,12 mg/mL mostró valores significativos en relación con los intervalos de referencia en plasma humano. Sin embargo, el extracto acuoso liofilizado obtenido a partir de la droga cruda, a la dosis de 500 mg/kg de peso corporal de la rata, no demostró poseer efecto hipoglucemiante(AU) Conclusiones: de manera preliminar se identificaron los principales metabolitos presentes en la especie que crece en Ecuador y las posibilidades de empleo del extracto acuoso como agente antioxidante, no así como hipoglucemiante(AU)

Objective: to evaluate, preliminary, chemical composition of different extracts obtained from leaves of Cnidoscolus aconitifolius (Mill.) I. M. Johns, and antioxidant and hypoglycemic activity of water extract. Methods: phytochemical study to different extracts obtained by maceration in hexane, acetone and methanol was conducted by Gas chromatography-mass spectrometry and Proton Nuclear Magnetic Resonance. Antioxidant evaluation of water extract included total reduction potential, reduced glutathione and organoperoxides determinations. The hypoglycemic activity of lyophilized water extract was studied in rats using alloxano as hyperglycemia-inducing agent. Results: the main metabolites present in the plant were identified, fatty acids (palmitic acid, linoleic acid, ?-linolenic acid), triterpenes (3 keto ?-amyrin, ?-amyrin, ?-amyrin acetate and ?-lupeol acetate) and sugars (glycerol, xylitol, arabitol, glucitol). For potential use of the plant: antioxidant activity for non-protein -SH groups of the water extract of raw drug at concentrations of 0,12 mg/mL showed significant values compared to the reference ranges in human plasma. However, the lyophilized water extract obtaines from de raw drug (dose of 500 mg/kg body weight of rat) was shown to possess hypoglycemic effect. Conclusions: were identified, preliminary, the mayor metabolites present in the species growing in Ecuador and possible use of water extract as antioxidant agent and not like hipoglucemian(AU)