Título
Evaluación de la actividad antioxidante para el aprovechamiento del muérdago que infesta la zona chinampera de Xochimilco
Autor
MARIA JOSE SERRANO MALDONADO
Colaborador
Carmen de la Paz Pérez Olvera (Asesor de tesis)
JORGE SORIANO SANTOS (Asesor de tesis)
MARIA ISABEL DEL CARMEN GUERRERO LEGARRETA (Asesor de tesis)
Nivel de Acceso
Acceso Abierto
Materias
Resumen o descripción
El muérdago es una planta parásita que se desarrolla en las ramas de árboles y arbustos. Produce un órgano llamado haustorio para tomar agua y sales minerales, ocasionando graves daños al hospedero afectando su desarrollo hasta causarle la muerte. A la fecha, no existe un estudio bioquímico amplio de muérdagos mexicanos lo que podría promover su control y aprovechamiento. Por lo que el objetivo de este trabajo fue evaluar la actividad antioxidante in vitro e in vivo de extractos de hojas, frutos y tallos del muérdago Cladocolea (C) loniceroides (van Tieghem) Kuijt, recolectado en la zona chinampera de Xochimilco, así como observar la actividad citotóxica in vitro en cultivo de células de cáncer de mama. Adicionalmente, este estudio será útil para darle un valor agregado y contribuir al conocimiento científico de esta planta. El análisis químico proximal de hojas, tallos y frutos mostró que el tallo contiene el mayor contenido de fibra cruda (14.80 ± 0.77%) de la planta; la hoja el mayor contenido de proteína cruda y de carbohidratos (19.08 ± 0.59 % y 71.07%, respectivamente) y el fruto el mayor contenido de extracto etéreo (28.4 ± 1.90%). El fruto forma una sustancia viscosa que es soluble en éter etílico lo que eleva la concentración del extracto etéreo del análisis químico. La mayor concentración de polifenoles extraídos de hoja y tallo se obtuvo por extracción acuosa durante 5 min en ebullición. Sin embargo en el caso del fruto la extracción se realizó usando metanol con agitación constante durante 2 h a temperatura ambiente. También se realizó una saponificación previa a la extracción de polifenoles, pero en todos los casos el rendimiento fue menor que cuando no se saponificó. Comparativamente el contenido de polifenoles totales expresado como mg equivalentes de ácido gálico (AG) de las diferentes secciones de la planta resultó: fruto>hoja>tallo:189.5 ± 4.9; 93.33± 0.94 y 74.53 ± 0.95, respectivamente. Se observó que los flavonoides no son los principales componentes de los extractos, lo cual sugiere que es necesario caracterizar con mayor precisión la naturaleza de éstos compuestos. Se estudió el comportamiento de los extractos obtenidos en diferentes sistemas de óxido-reducción para la evaluación de la actividad antioxidante. Se observó que el extracto metanólico del tallo presentó la mayor capacidad de reducción del radical 2,2-difenol-1-picrilhidrazil (DPPH• ), expresada como % Inhibición = 90.27 ± 0.127%. Sin embargo, el extracto acuoso del tallo presentó el menor IC50 (0.065 mg eq. Trolox/g), lo que indicó que una pequeña concentración de extracto es capaz de reducir al radical DPPH● eficientemente. La capacidad reductora del extracto acuoso del tallo en el sistema ABTS/lacasa (Deni Lite IIS) fue de 39.84 ± 0.4 mg eq. AG/g; mientras que cuando se utilizó lacasa de Rhus vernicifera fue en el extracto metanólico del fruto (40.22 ± 3.21 mg eq. AG/g) en donde se obtuvo la mayor actividad antioxidante. Todas los extractos, sin excepción, presentaron poder reductor en un sistema de óxidoreducción en el que se tomó como referencia al glutatión reducido (GSH). En particular los extractos metanólicos y por saponificación presentaron un poder reductor superior al del GSH en el mismo sistema; mientras que los extractos acuosos tuvieron un menor poder reductor que el GSH. Asimismo, todos los extractos presentaron actividad quelante ante el Fe²⁺ en un sistema in vitro, excepto el extracto obtenido por saponificación del fruto, en donde esta actividad fue nula. De la misma manera el extracto acuoso del fruto de muérdago administrado en ratas, a las que previamente se les indujo lipoperoxidación con Fe²⁺ , inhibió el deterioro de los lípidos, ya que no hubo diferencia significativa (p˂ 0.005) entre las ratas de prueba y el grupo control debido a la capacidad que tienen los polifenoles de quelar metales. En todos los extractos de muérdago se cuantificó nitrógeno total por el método de Kjeldahl y proteína verdadera por el método del colorante ligado a la proteína. Sin embargo cuando los extractos se analizaron por electroforesis no se observó la presencia de bandas de proteína. Esto resultó diferente a lo reportado para Viscum (V.) album en el que se han detectado lectinas y viscotoxinas peptídicas. Lo anterior hace pensar que los compuestos antioxidantes de los extractos estudiados son polifenoles, algunos de ellos nitrogenados y/o compuestos no polifenólicos nitrogenados. En este estudio el contenido de polifenoles del fruto de C. loniceroides observado fue 8 veces mayor que el reportado para V. album y al aplicarse a la línea celular ZR-75 de cáncer de mama ductal se observó de forma preliminar que tiene un efecto citotóxico con una CL50 entre 0.01 y 0.1 mg eq. AG/mL de medio de cultivo, a diferencia de V. album que debe su actividad citotóxica a la presencia de lectinas y viscotoxinas y no a los polifenoles. El muérdago que infesta a la zona chinampera de Xochimilco fue clasificado como Cladocolea loniceroides, una especie endémica de la región, considerada inútil hasta antes de esta investigación. Sin embargo, las pruebas realizadas a las hojas, tallo y frutos demostraron que contienen polifenoles de diversa naturaleza química, lo cual le confiere una gran actividad antioxidante. Pruebas in vivo, utilizando ratas como modelo experimental, mostraron que la actividad antioxidante inhibe la lipoperoxidación. Por otro lado, un extracto acuoso del fruto fue capaz de inhibir el desarrollo de un cultivo de células cancerosas de mama; lo cual indicaría que éste podría utilizarse para la obtención de un extracto estandarizado que contribuya a la prevención y tratamiento de dicho cáncer.
Mistletoe is a parasitic plant which grows attached to and within the branches of trees and shrubs. It also produces a haustorium which grows in the host, mostly downwards, towards the source of water and mineral nutrients. The growth of the mistletoe haustorium restricts nutrient flow further along the host branch. Mistletoe impact is rather negative causing great tree mortality. To date there is not any research on Mexican mistletoes, which may promote their control and usefulness. Thus, the aim of the study was to investigate both in vitro and in vivo antioxidant activity of Cladocolea (C.) loniceroides (van Tieghem) Kuijt extract, as obtained of leaves, stems or fruits collected at the Xochimilco Lake so as to observe the in vitro cytotoxic activity against breast cancer cells. Additionally, this knowledge would be used to obtain an added-value product in the near future. The chemical proximal analysis of leaves, stem and fruits showed that the stem affords the plant’s highest crude fiber content (14.80 ± 0.77%); the leaves had the highest both crude protein and carbohydrates content (19.08 ± 0.59% and 71.07%, respectively), and the fruits registered the highest ether extract content (28.4 ± 1.90%). It was also observed that the fruits exude a viscous substance, which is ethyl ether soluble, increasing the ether extract content. A boiling aqueous extraction of leaves and stem for 5 min afforded the highest polyphenols content. However, the polyphenols extraction from the fruits was carried out using metanol by shaking for 2 h at room temperature. The saponification reaction was also used in order to extract polyphenolics, but a further extraction of such compounds was poor. Leaves, stem and fruits extracts were assayed to assess total polyphenolics expressed in gallic acid equivalents (AGE; mg per g dry matter) as follows: fruits>leaves>stem: 189.5 ± 4.9; 93.33± 0.94 and 74.53 ± 0.95, respectively). Flavonoids did not occur as the main extract polyphenolics, for this reason it should be necessary to perform a detailed chemical analysis of these compounds to elucidate the nature of all of them. Regarding the behavior of the different extracts, this was assayed through different oxide-reduction systems in order to assess the antioxidant activity. It was observed that the stem methanolic extract showed the highest inhibition activity of formation of the radical 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH• ), which was assessed as 90.27 ± 0.127%. On the other hand the stem aqueous extraction observed the lowest IC50 value (0.065 mg eq. Trolox/g), which means that a low polyphenolics concentration is able to scavenge DPPH● efficiently. The stem aqueous extract registered the highest antioxidant activity measured by ABTS/laccase of Deni Lite IIS (39.84 ± 0.4 mg eq. AG/g) and fruit methanolic extract by ABTS/ laccase of Rhus vernicifera (40.22 ± 3.21 mg eq. AG/g). When the reducing power of all extracts was assessed, it was observed that these showed such activity in comparison to that of reduced glutathione (GSH), which was used as a control into the oxide-reducing system. Particularly, methanolic and saponificated extracts showed a reducing power higher than that of GSH; while the aqueous extracts observed lower reducing power than that of GSH. Similarly all extracts showed in vitro Fe²⁺ chelating activity, except the fruits saponificated extract, in which no activity was detected. When the chelating activity of a fruits aqueous extract was assessed in vivo by using rats with Fe²⁺ induced lipoperoxidation this extract inhibited lipids oxidation because there were no significant differences (p˂ 0.005) when compared to the rat control group. This is possible because polyphenols are metal chelators. Crude protein and true protein content in all extracts were assessed by both Kjeldahl and the dye-binding methods, respectively. However when the same extracts were analyzed by the electrophoresis method, no protein band was observed. This finding is different to that registered in Viscum (V.) album extracts, in which lectins and viscotoxins have been detected. Thus it may be inferred that the antioxidant compounds are polyphenols, some of them containing nitrogen and others do not. In this study the C. loniceroides fruits polyphenols content was 8 times higher than that reported for V. album, so when an aqueous extract of the fruits was assayed on ZR75 breast cancer cells, it was observed that, in a preliminary test, it showed a citotoxic effect (LC₅₀= 0.01 to 0.1 mg GAE/mL). This finding is different if compared to V. album extract because its citotoxic activity is linked to both lectins and viscotoxins as opposed to polyphenols. Mistletoe had been deemed as a useless plant prior to this research. However, several trials carried out using the leaves, stem and fruits showed that these parts afforded different polyphenols, which makes it an excellent natural antioxidant resource. Furthermore, several in vivo assays using rats showed that the antioxidant activity inhibits lipoperoxidation because of polyphenols ability to chelate Fe²⁺. Additionally, an aqueous extract of the fruits was able to reduce the growth of ZR75 breast cancer cells, which may lead to obtain a standardized extract that might be used in the prevention and treatment of such cancer.
Fecha de publicación
julio de 2010
Tipo de publicación
Tesis de maestría
Recurso de información
Idioma
Español
Repositorio Orígen
Repositorio Institucional de la Universidad Autónoma Metropolitana Unidad Iztapalapa
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