Seasonal behavior of Thalassia testudinum (Hydrocharitaceae) metabolites / Comportamiento estacional de los metabolitos de Thalassia testudinum (Hydrocharital: Hydrocharitaceae)

ABSTRACT

AbstractThe marine angiosperm Thalassia testudinum, commonly known as turtle grass, is a dominant sea- grass that grows in the Caribbean Sea shelf associated to Syringodium filiforme. The hydroalcoholic extract of T. testudinum is rich in polyphenols; the most abundant metabolite in this extract is thalassiolin B, a glycosilated flavonoid with skin damage repairing properties, and antioxidant capacity among others. The present study aimed at generating information about the seasonal behavior of secondary metabolites, as well as to study the antioxidant capacity of the T. testudinum leaves extract, collected monthly during 2012 from the Northeast coastline of Havana, Cuba. For this study, spectrophotometric methods were used to determine the concentrations of polyphenols, flavonoids, anthocyanins, soluble carbohydrates and proteins, chlorophylls a and b, and antioxidant activity of the extracts. In general, results demonstrated seasonal variations of the analyzed parameters. Extracts prepared from the vegetal material collected in October and November showed the highest values of polyphenols (58.81 ± 1.53 and 52.39 ± 0.63 mg/g bs, respectivally) and flavonoids (44.12 ± 1.30 and 51.30 ± 0.67 mg/g dw, respectively). On the contrary, the lowest values of polyphenols were found in extracts of leaves collected in July and August (15.51 ± 0.84 and 13.86 ± 0.48 mg/g, respectively). In accordance with these results, the lower value of Inhibitory Concentration (IC50) was obtained to get a 50 % of maximal effect on free radical scavenging activity with the extracts prepared from leaves collected in October and November, and less significant IC50 was obtained from the extract prepared from leaves collected in August (5.63 mg/mL). A negative correlation (r= -0.694) was observed in this study between the content of polyphenols and the IC50 necessary to get the half of its antioxidant maximal effect. The high correspondence between the maximum values of polyphenols, flavonoids, carbohydrates and proteins in October and November, revealed a close relationship between these metabolites found in the extract of T. testudinum. Our hypothesis about the annual variation in the concentration of these metabolites was validated; and these results will support the correct harvesting of T. testudinum leaves for biotechnology and industrial purposes. Rev. Biol. Trop. 64 (4) 1527-1535. Epub 2016 December 01.

RESUMEN

ResumenLa angiosperma marina Thalassia testudinum, comúnmente conocida como "hierba tortuga", es un pasto marino dominante que crece en el Mar Caribe asociada a Syringodium filiforme. El extracto hidroalcohólico de T. testudinum es rico en polifenoles; el metabolito más abundante en este extracto es thalassiolina B, un flavonoide glicosilado con propiedades para la reparación de daños en la piel y la capacidad antioxidante, entre otros. El objetivo del presente estudio fue conocer el comportamiento estacional de los metabolitos secundarios, así como la capacidad antioxidante del extracto de hojas de T. testudinum recolectadas mensualmente durante el 2012, en la costa noreste de La Habana, Cuba. Para este estudio fueron empleados métodos espectrofotométricos para la determinación de la concentración de polifenoles, flavonoides, carbohidratos y proteínas solubles, clorofilas a y b y la actividad antioxidante del extracto. En sentido general, los resultados demostraron las variaciones estacionales de los parámetros analizados; los extractos preparados a partir de material vegetal recolectado en octubre y noviembre mostraron los mayores valores de polifenoles y flavonoides (44.12 ± 1.30 y 51.30 ± 0.67 mg/g bs respectivamente) y se encontraron los valores más bajos en los extractos de hojas recolectadas en julio y agosto. (15.51 ± 0.84 y 13.86 ± 0.48 mg/g respectivamente). De acuerdo con los resultados, se obtuvo el valor más bajo de la concentración inhibitoria (CI50 ) necesaria para obtener un 50 % de efecto máximo en la actividad de captación de radicales libres con los extractos preparados a partir de las hojas recolectadas en octubre y noviembre y la CI50 menos significativa se obtuvo a partir del extracto preparado a partir de las hojas recolectadas en agosto (5.63 mg/ml). Se observó una correlación negativa (r= -0,694) entre el contenido de polifenoles y la CI50 necesaria para obtener la mitad del efecto antioxidante máximo. La alta correspondencia que existe entre los valores máximos de polifenoles, flavonoides, carbohidratos y proteínas en octubre y noviembre reveló una estrecha relación entre estos metabolitos, encontrados en el extracto de T. testudinum. La hipótesis de la variación anual de la concentración de estos metabolitos fue validada. Estos resultados se tendrán en cuenta con el fin de seleccionar el momento de recolecta de las hojas de T. testudinum para su uso con fines biotecnológicos e industriales.