1111 – Identificación de cumarinas en hojas y raíz de Gliricidia sepium con potencial para repeler pulgas en perros y matar roedores

“Identificación de cumarinas en hojas y raíz de Gliricidia sepium con potencial para repeler pulgas en perros y matar roedores’’

Lady Joseanny Villegas Rivera1, John Araya Flores2 y Óscar Castro Castillo3

1,2 Licenciadas en Farmacia. Universidad de Iberoamérica (UNIBE), Facultad de Farmacia.

3Ph.D en Química. Director de tesis. Facultad Farmacia (UNIBE)

Resumen

Gliricidia sepium Jacq (Fabaceae/Papiloniaceae) es un árbol nativo de Mesoamérica muy reconocido en medicina popular para tratar inflamaciones, matar ratones, como fungicida, para controlar herpes labial y principalmente como repelente de pulgas en gatos y perros y para eliminar garrapatas en ganado.

En esta investigación, extractos hexánicos y clorofórmicos derivados de la corteza de la raíz y las hojas de esta planta, fueron investigados usando métodos químicos cromatográficos y espectroscópicos de análisis.

La evaluación cromatográfica comparativa de estos extractos, usando sílica gel como fase estacionaria y diferentes agentes de revelado oxidantes como Vapores de yodo, vainillina ácida y FeCl3 (5%) en combinación con luz ultravioleta de onda corta (265nm) y larga (365nm), mostró que la corteza de la raíz sintetiza más cumarinas que las hojas. Este modelo molecular fue identificado considerando absorciones típicas en el espectro ultravioleta e infrarrojo.

Se discute la importancia de algunos de estos metabolitos secundarios y su relación con propiedades anticoagulantes como las cumarinas con hidroxilo en el carbono 4 y la cumarina simple como posible importante repelente de ectoparásitos junto con los principales compuestos reportados previamente del aceite esencial de las hojas: pentadecanal (18.7%, (Z)-phytol (7.8%), linoleneato de metilo (6.0%) and nonanal (5.1%) .

Palabras clave: Gliciridia Sepium, cumarinas, rodenticide y ectoparásitos.

Abstract

Gliricidia sepium Jacq (Fabaceae/Papiloniaceae) is a native of Mesoamérica tree claimed to be useful for anti-inflammatory disorders, rodenticide, fungicide, lip herpes and for control of common parasite in cats, dogs an farmer animals (flees, ticks, lyce).

In this investigation, hexane and chloroform extracts obtained from bark of root and leaves of this plant were evaluated by chemistry, chromatographic and spectroscopy analysis

The thin layer chromatographic evaluation, using silica gel as a stationary phase and different oxidizing agents (iodine vapors, acid vanillin and FeCl3 5%), showed that the bark root it’s higher in coumarins that the leaves. This molecular model was identified considering characteristic absorptions observed in UV and IR spectrum.

Its suggest that possible coumarins with OH in the carbon C-4 and simple coumarin must be implicated, as active principles, with the popular evidence attributed from this plan as rodenticide (anticoagulant) and that, ectoparasites control, for repellent action, it’s due probably simple coumarin and the major compounds previously identified from the leaves essential oil: pentadecanal (18.7%, (Z)-phytol (7.8%), methyl linolenate (6.0%) and nonanal (5.1%).

Key words: Gliciridia Sepium, coumarins, esential oils, rodenticide and ectoparasite

Introducción

Gliricidia sepium (Jack.) Steud, conocido en nuestro país como madero negro es una planta multiuso. Se considera el mejor protector de los cacaotales y el café, por su sombra y por su acción fertilizadora del suelo como fuente de nitrógeno. y porque según se creía, las raíces son tóxicas a un particular roedor nativo de nuestro país conocido como taltuza, el cual causa sensibles daños a los más variados tubérculos de nuestra agricultura. (Roig, 1992)

En nuestro país se le ha utilizado como base de apoyo para sostener la estructura de casas y en horcones para embellecer la arquitectura. La dureza y la resistencia al pudrimiento sugieren, importantes propiedades funguicidas.

Actualmente, debido a su rápido crecimiento se le siembra como cerca viva en ambas vertientes del país. (Meléndez, 1978) y sus hojas por ser ricas en nitrógeno se emplean para alimenta ganado, caballos y cabras. Todas las partes botánicas de la planta sintetizan principios activos de importancia medicinal.

Taxonomía1-4

Glirícidia sepium ( Jacq ) Walp previamente, se asignó por su afinidad taxonómica, a los géneros

Robinina y Lonchocarpus, de la familia

Leguminosae. Sin embargo aún no existen suficientes pruebas taxonómicas que permitan incluir a Gliricidia sepium dentro de un solo género. Actualmente se reconocen solo tres especies dentro del género Gliricidia (G.) G. sepium (Jacq ) Walp, G. maculata ( HBK) Steud

yG. guatemalensis, M. Micheli.

Aunque todavía existe gran confusión para diferenciar estas especies, Gliricidia maculata, que aparece predominante en la Península de Yucatán y al norte de Guatemala y Belice, se caracteriza por la presencia de una baja densidad de hojas, mientras que Gliricidia sepium se destaca por su abundante follaje y su porta

arbóreo que puede alcanzar más de 20m de altura.

Gliricidia Guatemalensis, en cambio, crece en zonas más altas en el centro y sur de México, así como en Guatemala, Honduras e inclusive en Nicaragua, entre los 1500 y 2000 metros, siendo un árbol pequeño, de unos 3 metros de altura y con flores pequeñas.

Nombres populares: madre cacao, madreado, cacaonance, madero negro, mata pulgas, mata ratón, piñón amoroso, palo de parque, palo de hierro, flor de San José, bien vestido, bala, palo vivo, entre otros.

Características botánicas

Es un árbol de rápido crecimiento, con rápido desarrollo foliar en un año con un incremento medio anual de 0.7 a 3.3 m, pudiendo alcanzar hasta 20m de altura.

Las flores son rosadas y se agrupan en racimos densos de 10 a 20 cm de largo, situados en las axilas de las hojas caídas. Cada racimo tiene de 15 a 50 flores zigomorfas, de 2 a 3 cm de largo, dulcemente perfumadas con corolas en forma de mariposa.

Los frutos que produce constan de vainas lineares y dehiscentes a lo largo de 2 suturas, aplanadas, de 10 a 20 cm de largo y 1 a 3 cm de ancho, agudas, péndulas, con nervadura fina, verde limón o pardo claras cuando nuevas y oscuras al madurar. Cada vaina contiene de 3 a 10 semillas.

Desde la época pre-colombina la especie se ha cultivado e introducido extensamente mucho más allá de su área de distribución natural. Se ha naturalizado en las Indias Occidentales desde Cuba y Jamaica hasta las Antillas Menores, Trinidad y Curaçao, y en Hawaii, Africa Occidental, el sur de Africa, la India, Sri Lanka, Tailandia, las Filipinas, Indonesia y Australia 5.

Usos populares

La decocción de las hojas ha sido usada en Mesoamérica como un expectorante y en resfríos y como febrífugo, lo cual ha sido aprovechado para tratar síntomas relacionados con malaria. También, esos extractos popularmente se emplean para para tratar heridas y erisipelas (infecciones agudas de la piel).

Las hojas como tales, el campesino las coloca dentro de sus zapatos para evitar hongos de pie y en sitios donde duermen perros y gatos para eliminar pulgas y en gallineros para controlar totolates y otros.

También es común hervir ramas de esta planta para bañar ganado con el fin de eliminarles garrapatas.

En Centroamérica la decocción de la corteza es usada para controlar protozoarios y dermatosis contagiosas como el impétigo y similares.

Las raíces son muy tóxicas a un particular roedor nativo de Costa Rica conocido como taltuza, el cual causa sensibles daños a los más variados tubérculos de nuestra agricultura (yuca, zanahoria, papa). (Roig, 1992)

Tanto las semillas como la corteza pulverizada, se han mezclado con arroz y otros alimentos para matar ratas. Particularmente las semillas son muy tóxicas lo cual sugiere importante potencial medicinal. (Pittier, 1978) (Poveda, 2000).

Constituyentes Químicos8-10, 12, 13, 15

Se han reportado como principales metabolitos secundarios activos:

En hojas45,46 : cumarina simple (1), ácido melilótico (2) y un flavonol glicosidado conocido como robinetina (3) Figura 1

.

O

OH

O

O

OH

(1)

(2))

OH

Rhamnosa-OO

O-Galactosa-1,6–ramnosa

OH O

(3)

Figura 1. Componentes químicos principales en hojas de Gliricidia sepium.

En corteza y madera: isoflavanoides (6), (7). Isoflavonoides (8), (9) y (10). Pterocarpanos (11), aldehído ferúlico (12) y Trans-31, 41– dihidroxicinnamic-octacosiléster (13). Figura3.

Figura 2. Principales metabolitossecundarios aislados de corteza y madera de G. sepium.

Materiales y métodos

Dada la fácil adaptación de esta planta en diferentes ambientes ecológicos de nuestro país (crece de los 0-2000m), vertiente Atlántica y pacífica, se propuso en este trabajo, verificar la

presencia de cumarinas en hojas y corteza G. sepium que crece en Tibás, San José , Costa Rica, como posibles agentes responsables , junto con los componentes del aceite esencial de las hojas, de las propiedades rodenticidas y repelentes de ectoparásitos que se le atribuyen a esta planta.

Tipo de estudio

Hipotético/deductivo. Se tomaron en cuenta estudios discutidos en la literatura para formular la hipótesis y justificación. También, es analítico experimental, porque se obtuvieron datos mediante pruebas de laboratorio, los cuales fueron interpretados por comparación con análogos discutidos en la literatura científica para la misma planta o especies afines en otros países.

Material botánico

La investigación se realizó en laboratorios de la Universidad de Iberoamérica (UNIBE) entre marzo del 2016 y agosto del 2017. Las muestras de gliricidia sepium fueron recolectadas en Tibás, San José, con la planta en floración y fue clasificada por Dr. Óscar Castro C.

Método de extracción

La corteza de la raíz (20g) y las hojas secas (30g) y molidas fueron extraídas en equipo soxhlet pasando consecutivamente, durante dos horas, los siguientes solventes de polaridad creciente: hexano (A), cloroformo (B), acetato de etilo (C) y metanol (D). Todos los diferentes extractos fueron concentrados mediante

destilación con vacío a temperaturas meores a 500 C

Los diferentes extractos derivados de las hojas (30g) mostraron los siguientes pesos: hexánico A ( 0.75g), cloroformo B (0.43g), acetato de etilo C (0,85g) y metanólico D (13,29g), lo cual en porcentaje, calculado en relación al peso seco de todos estos extractos corresponde a: Extracto (A) 2,50% compuestos no polares. Extracto (B) 1,43% compuestos poco polares. Extracto (C) 2,83 % compuestos polares y extracto (D) 44,30 % compuestos muy polares.

Quedando evidente que las hojas sintetizan principalmente compuestos muy polares.

En cambio, los diferentes extractos derivados de la corteza de la raíz (20g) dieron los siguientes pesos: hexánico A (3.70g), cloroformo B (1.89g), acetato de etilo C (0,38g) y metanólico D (1.12g), lo cual en porcentaje, calculado en relación al peso seco de todos estos extractos corresponde a : (A) 18.5 % compuestos no polares, (B) 9,45% compuestos poco polares.

(C)1,90 % compuestos polares y (D) 5,60 % compuestos muy polares.

En este caso, la distribución entre compuestos no polares y poco polares alcanza cerca 28%, los polares si acaso el 2% y los muy polares aproximadamente el 6%.

Análisis por cromatografía de capa fina

En todos los casos emplearon cromatoplacas producidas por Aldrich con fase estacionaria de sílica gel, con dimensiones de 4 cm de ancho x 8 cm de largo. Los diferentes extractos se aplicaron con un capilar, 1 cm arriba de la base de la placa y se dejaron ascender por capilaridad hasta llegar 1cm antes del borde superior.

Se exploraron como fases móviles; CHCl3 / Hexano (1:1), CHCl3 puro y la mezcla CHCl3 / Metanol (95:5) y todos los extractos se evaluaron con los siguientes agentes de revelado:

.Luz Ultravioleta. Onda corta (264nm) y larga (365nm)

.Vainillina Ácida

.Vapores de Yodo

.Cloruro de Hierro (III) al 5%

De igual manera se extrajeron cortezas de los tallos.

La fase móvil CHCl3 /hexano (1:1) se descartó porque resultó muy poco polar para los compuestos que sintetizan ambos materiales botánicos.

De acuerdo a los resultados, se descartaron también los extractos de acetato de etilo y metanol por ausencia de cumarinas

Fase móvil: CHCl3

Con esta fase móvil, los extractos hexánicos de la raíz (corteza) y hojas muestran claramente dos compuestos que fluorescen con luz UV de onda larga (365nm): el de mayor Rf =0.83 (menos polar), azul con centro plateado y el de menor Rf = 0.40 (más polar), da color celeste. La corteza del tallo es particularmente rica solo en este último compuesto.

El aumento de la fluorescencia de estas manchas al exponerlas a vapores de NH3Conc sugirió su naturaleza cumarínica.

Como observación importante ninguno de estos compuestos reveló significativamente con todos los reactivos oxidantes empleados: vainillina ácida, vapores de yodo ni FeCl3 (5%). Figura 1.

(R) (H) (T)

Figura 1. Evaluación cromatográfica comparativa de los extractos hexánicos de la corteza de la raíz (A), hojas y corteza de tallos (T) con fase móvil de CHCl3 y revelados con luz UV (365nm).

Un examen más cuidadoso de los extracto hexánicos (A) derivados de la corteza de la raíz y del tallo con esta misma fase móvil, permiten bajo luz UV (365nm) observar que la raíz sintetiza 3 cumarinas mientras que la corteza del tallo solo dos, temiendo la más polar Rf= 0.15 , Figura 2.

Raíz (R)

Corteza del tallo

Figura 2. Presencia de cumarinas en dos diferentes extracciones hexánicas de la raíz y la corteza del tallo usando como fase móvil CHCl3 y revelando con lux UV (365nm).

Por razones que se desconocen, la corteza de la raíz y el tallo es lo que algunas veces muerden las taltuzas y otros roedores y estas parecen ser muy tóxicas por sus posibles propiedades anticoagulantes. Este efecto no se ha aclarado científicamente, excepto para cumarinas cono hidroxilo en el C-4.

Otro dato de interés resultó al comparar los extractos clorofórmicos (B) derivados de la raíz tallos y hojas revelados con FeCl3 (5%).

En este caso, solo el extracto de las hojas reveló una mancha oscuro con Rf = 0,33 cerca del punto de aplicación FeCl3 (5%), característica de compuestos con funciones fenólicas libres, atribuibles a flavonoides poco polar y altamente metilados previamente reportados para esta planta. Figura 3

(R) (H) (T)

Figura 3. Evaluación cromatográfica comparativa de los extractos clorofórmicos (B) derivados de la raíz, hojas y tallos, corridos con fase móvil de CHCl3 y revelados con FeCl3 (5%).

Espectroscopía Ultravioleta

El espectro ultravioleta en etanol, obtenido del extracto hexánico de la raíz, muestra las bandas de absorción características de una cumarina en 275 y 321nm. Inclusive esta última banda sufre fuerte desplazamiento batocrómico con NaOH (10%), el cual es reversible cuando se neutraliza la solución alcalina en la cubeta con HCl (10%). La reversibilidad de esta reacción permite

concluir que alguna de estas cumarinas tiene una función fenólica libre en el C-7 (Umbeliferona) o en el C-4, por confirmar. Figura 7.

Figura 4. Espectro ultravioleta del extracto hexánico

(A)derivado de la raíz de Gliricidia sepium mediante extracción usando equipo soxhlet..

Conclusiones

Los extractos crudos lipofílicos derivados principalmente de las cortezas del tallo y la raíz

de Gliricidia. sepium

contienen importantes

concentraciones de tres

cumarinas de diferente

polaridad, una simple la menos polar y dos más polares con función fenólica libre. Todos estos compuestos dan florescencias muy particulares bajo luz UV (365nm) y deben estar muy relacionados con los efectos atribuidos popularmente a esta planta como rodenticidas y repelentes de ectoparásitos, junto con los aceites esenciales de las hojas.

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