ANALISIS DE METABOLITOS SECUNDARIOS

UNIVERSIDAD AUTONOMA DE SINALOAUNIVERSIDAD AUTONOMA DE SINALOA

ESCUELA DE BIOLOGIAESCUELA DE BIOLOGIA

CENTRO DE INVESTIGACION Y DE ESTUDIOS AVANZADOS CENTRO DE INVESTIGACION Y DE ESTUDIOS AVANZADOS DEL IPN - IRAPUATODEL IPN - IRAPUATO

Análisis de metabolitos secundarios en: Argemone mexicana, Bignonia unguis-cati, Diospyros sinaloensis y

Maytenus phyllanthoides con posible aplicación en farmacia y agricultura.

Dalia Elizabeth Ávila Grave

Dr. Jorge Molina TorresM.C. Irma Romelia Sánchez

Mendoza

Directores de tesis

Introducción

• Alimento • Vivienda • Vestido

• Actos rituales

Uso de las plantas:

• Medicina

(Pino, 2004)

Son compuestos químicos sintetizados por las plantas que cumplen funciones no esenciales en ellas.

Son responsables del aroma, sabor, color y cualidades medicinales de las plantas (Santizo, 2004).

Propiedades de metabolitos secundarios

Búsqueda de:

Fármacos

Antibióticos

Insecticidas

Herbicidas

(Santizo, 2004)

Antecedentes

TerpenosCarotenoidesAceites esencialesCumarinasÁcidos grasosTaninosMucilagosAlcaloides

Los ácidos grasos son biomoléculas orgánicas de naturaleza lipídica formada por una larga cadena hidrocarbonada lineal, de número par de átomos de carbono, en cuyo extremo hay un grupo carboxilo.

Clasificación de ácidos grasos

Ácidos grasos insaturados

Ácidos grasos monoinsaturados

Ácido oleico

Ácidos grasos poliinsaturados

Ácido linoleícoÁcido linolénicoÁcido araquidonico

(Varro, 1999)

Ácidos grasos saturados

• Cadena corta

Ácido butírico Ácido isobútirico Ácido valérico Ácido isovalérico

• Cadena larga

Ácido mirísticoÁcido palmíticoÁcido esteárico

(Varro, 1999)

Ácidos grasos esenciales

Ácido linoleícoÁcido linolénicoÁcido araquidonico

• Ácidos grasos no esenciales

Ácido palmíticoÁcido esteáricoÁcido araquídicoÁcido palmitoléicoÁcido oleico

(Varro, 1999)

De la especie Grias neuberthii , se obtuvieron los ácidos grasos saturados: miristico, valérico, palmítico, margárico, esteárico y araquídico.

Monoinsaturados: palmitoleico, oleico y erúcico

Poliinsaturados: linoleíco 18.17µg/mg y linolénico 1.73 µg/mg (Alva, 2002)

Sustancias orgánicas de origen vegetal con actividad fisiológica muy intensa. Los alrededor de 12,000 alcaloides que se conocen, contienen uno o más átomos de nitrógeno, son biosintetizados principalmente a partir de aminoácidos. Los alcaloides poseen una gran diversidad de estructuras químicas .

Los alcaloides son sustancias tóxicas que actúan principalmente sobre el sistema nervioso central; son fisiológicamente activos en los animales, aún en bajas concentraciones, por lo que son muy usados en medicina (Arteche,1999).

Alcaloides Acción fisiológica

Atropina Antiespasmódico, estimulante, analgésico

Cocaína Anestésico local, sedante, estimulante

Codeína Analgésico, sedante, hipnótico

Emetina Emético, expectorante, antipirético

Morfina Narcótico, sedante, hipnótico, analgésico

Quinina Antimalárico

Efedrina Asma, estimulante.

Papaverína

Vincristina

Relajante muscular

Antitumoral

Reserpina Antihipertensivo

Principales alcaloides:

Los principales productores de alcaloides son los vegetales

También se consideran alcaloides ciertas sustancias procedentes de bacterias (Pseudomonas aueroginosa), insectos y otros animales (espongiarios, batracios)

Allopumiliotoxin 267A es un alcaloide que compone la secreción tóxica de este sapo tropical y demuestra una significante atividad cardiotóxica

Amanita muscaria Catharanthus roseus

Trichocereus pachanoi

El sapo Bufo marinus acumula cantidades considerables de morfina en su piel

• Reguladores de crecimiento

• Sustancias de reserva nitrogenada para la síntesis proteica

• Productos finales de reacciones de destoxificación en vegetales

• Función protectora frente a ataques de distintos predadores (parásitos o insectos)

Papel de los alcaloides en los vegetales

Extractos de corteza de Zanthoxylum tsihanimposa,

alcaloide fagarina y otros compuestos probados contra el parásito del paludismo (Randrianarivelojosia, 2003).

Extractos de hojas de Peltostigma guatemaltense

alcaloides: fagarina y skimmianina, anhidroevoxina, evoxina, 7-isopentiloxi- fagarina, kokusagina y 4 metoxi-1-metil-2-quinolona, probados contra Plasmodium falciparum y contra Staphylococcus

aereus, Enterococcus fecalis y Salmonella typhimurium (Lozano, 2008).

Familias botánicas que destacan por su contenido en alcaloides:

Amarillidaceae, Annonaceae, Apocinaceae, Asteraceae, Berberidaceae, Boraginaceae, Celastraceae, Fabaceae, Lauraceae, Papaveraceae, Piperaceae, Rutaceae y solanaceae (Arteche, 1999).

Argemone mexicana L.

Familia: Papaveraceae

Nombre común: Cardosanto

Usos: Se utiliza como hipnótico y calmante para combatir la tos. El látex se usa para quitar las manchas de la córnea y las flores en infusión como narcótico(Martínez, 1933).

Familia: Bignoniaceae

Nombre común: Uña de gato

Usos: Se utiliza como antiabortivo, antídoto de picadura de serpiente, antipirética y antiinflamatoria. Para el tratamiento de dolencias intestinales y el paludismo (Standley, 1926) .

Familia: Ebenaceae

Nombre común: Chapote

Usos: Se emplea como remedio doméstico para la diarrea, disentería crónica y hemorragia uterina. La corteza es astringente y muy amarga (Standley, 1926).

Familia: Celastraceae

Nombre común: Mangle dulce

Usos: La madera es usada como combustible. Sus hojas se utilizan para el dolor de muelas, así como en la sustitución de goma de mascar y como material aislante (Standley, 1926).

Justificación

México es un país que se caracteriza por sus riquezas naturales y que posee una gran variedad de plantas endémicas, algunas de las cuales son usadas artesanalmente como medicina o alimento. En nuestro país, el recurso natural como sustrato de investigación es muy poco utilizado a pesar que se cuenta con una gran biodiversidad de flora.

Muchas especies son candidatos potenciales para la obtención de metabolitos bioactivos, por lo que es necesario disponer de métodos confiables y sencillos que permitan la identificación de las familias de metabolitos secundarios de importancia médica y agrícola.

Hipótesis

Se espera determinar la presencia de alcaloides en hojas secas y frescas de Argemone mexicana, Bignonia unguis-cati, Diospyros sinaloensis y Maytenus phyllanthoides.

Se espera encontrar ácidos grasos esenciales en hojas secas de Argemone mexicana, Bignonia unguis-cati, Diospyros sinaloensis y Maytenus phyllanthoides.

Objetivos

Objetivo general:

Identificar y cuantificar metabolitos secundarios: ácidos grasos y alcaloides en Argemone mexicana, Bignonia unguis-cati, Diospyros sinaloensis y Maytenus phyllanthoides por cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas (CG-EM)

Identificación y cuantificación de alcaloides en hojas secas y frescas de las especies en estudio por CG-EM.

Identificación y cuantificación de ácidos grasos en hojas de las especies de interés por CG-EM.

Metodología

Obtención de las plantas de interés

Determinación de alcaloides:

Pesado de material biológico

Homogenización

Filtración a gravedad

(Molina, 2009)

Sequedad total Viales de 1.5 ml Cromatografo de gases

-Temp. inyección 180°C-Temp. Inicial 40°C-Gas acarreador: Helio

• Determinación de alcaloides

Determinación de ácidos grasos

Método de esterificación-transmetilación in situ

Pesar material biológico

Moler material biológico

Viales de 4 ml

-Estándar interno

Block de calentamiento1.Hidrólisis alcalina

- Hidróxido de sodio

• Determinación de ácidos grasos:

Mezcla de reacción

2.Transmetilación

- Triofluoruro de boro

Fase orgánica

-Agua - hexano

• Determinación de ácidos grasos:

Evaporación de muestras con una

corriente de nitrógeno

- isooctano

Cromatografo de gases

-Temp inyección 200°C-Temp. Inicial 130°C-Gas acarreador, Helio

Viales de 1.5 ml

Resultados

Perfil cromatográfico de compuestos en Argemone mexicana, en seco usando Diclorometano como solvente. 3.ϒ-Fagarina

• Identificación de alcaloides

3

Presencia de fagarina en Argemone mexicana, Bignonia unguis-cati, Diospyros sinaloensis y Maytenus phyllanthoides.

Especie de trabajo

Argemone mexicana

Bignonia unguis-cati

Diospyros sinaloensis

Maytenus phyllanthoid

es

Solvente

extracción

Fresc

o

seco Fresco seco Fresco Seco Fresco seco

Metanol -- ++ -- -- -- -- -- --

Dicloromet

ano

++ ++ -- -- ++ ++ -- --

Argemone mexicana Bignonia unguis cati Diospyros sinaloensis Maytenus phyllanthoides fresco seco fresco seco fresco seco fresco seco

Cuantificación de alcaloides presentes en, Argemone mexicana, Bignonia unguis-cati, Diospyros sinaloensis y Maytenus phyllanthoides

Perfil cromatográfico de ácidos grasos en Argemone mexicana, 1.C16= ácido palmítico, 2. C17= estándar interno, 3. C18:2=ácido linoleíco, 4. C18:3=ácido linolénico. La cantidad de cada ácido graso se calculo en base al estándar interno (ácido heptadecanoico) que presento un Rt= 26.50

4

13

2

Identificación ácidos grasos

ÁCIDO GRASO

Argemone mexicana

Bignonia unguis- cati

Diospyros sinaloensis

Maytenus phyllanthoides

Ácido palmítico

+ + + +

Ácido linoleíco + + + +Ácido

linolénico+ + + +

Ácido Tridecílico

+ + + +

Ácido araquídico

+ + + -

Ácido behénico + - - -

Ácido elaidico - + - +Ácido esteárico - + + +Ácido valérico - - + -

Presencia/ausencia de ácidos grasos en Argemone mexicana, Bignonia unguis-cati, Diospyros sinaloensis y Maytenus phyllanthoides.

Cuantificación de ácidos grasos presentes en Argemone mexicana en µg/mg

Cuantificación de ácidos grasos presentes en Bignonia unguis-cati en µg/mg

Cuantificación de ácidos grasos presentes en Diospyros sinaloensis en µg/mg

Cuantificación de ácidos grasos presentes en Maytenus phyllanthoides µg/mg

Se logró la identificación y cuantificación de metabolitos: ácidos grasos y algunos alcaloides presentes en Argemone mexicana, Bignonia unguis-cati, Diospyros sinaloensis y Maytenus phyllanthoides por Cromatografía de gases acoplado a espectrometría de masas (CG-EM).

Se identificó un alcaloide de tipo furoquinolona, conocida como ϒ- fagarina, en hojas secas y frescas de Argemone mexicana y Diospyros sinaloensis, usando metanol y diclorometano como solventes de extracción, siendo en Diospyros sinaloensis en fresco donde se encontró en mayor cantidad usando diclorometano, siendo este el solvente con el que mejores resultados se obtuvieron.

Se identificaron nueve ácidos grasos en las diferentes especies de este estudio siendo estos; el ácido palmítico, ácido linoleíco, ácido linolénico, ácido tridecílico, ácido behenico, ácido araquídico, ácido elaidico, ácido esteárico y ácido valérico.

Los ácidos grasos esenciales linoleíco y linolénico se encontraron en Argemone mexicana, Bignonia unguis-cati, Diospyros sinaloensis y Maytenus phyllanthoides, siendo en Argemone mexica donde predominó en cantidad el ácido linolénico.

PERSPECTIVAS

• Los resultados obtenidos sugieren que las plantas analizadas son fuente de compuestos naturales de fármacos, antimicrobianos y de plaguicidas por lo tanto, pueden ser explotados para desarrollar tecnologías que permitan la producción de productos naturales a gran escala y así proteger los cultivos, evitando las pérdidas de producción de alimentos necesarios para una población en constante aumento, así como en la elaboración de antibióticos para combatir enfermedades de origen bacteriano que afectan a la población en general.

• Estos resultados aportan evidencia que nos permitirá continuar con los estudios tendientes a purificar la muestra e intentar aislar el o los principios activos.

Muchas gracias…