Resumen: Aspidosperma es un género forestal ampliamente conocido por su riqueza en metabolitos biológicamente activos, distribuyéndose en varias zonas del continente americano. Sus usos en la medicina tradicional se encuentran bien documentados, tal es así que se conocen medicamentos obtenidos a partir de ciertas especies y utilizados en terapias específicas dentro de la medicina moderna. El objetivo de esta investigación fue identificar los alcaloides presentes en la fracción orgánica obtenida a partir del extracto acuoso de la corteza de Aspidosperma quebracho-blanco Schltdl.colectada en una región del Chaco paraguayo empleando como método cromatografía gaseosa acoplada a espectrómetro de masas GC - MS. Mediante los espectros obtenidos se han identificado 17 alcaloides entre los cuales se encontraron aquellos más representativos del género como quebrachamina y aspidospermina. Por otro lado, el hallazgo de quinidina y neprotina resulta relevante desde el punto de vista químico y etnobotánico debido a las propiedades biológicas atribuidas a dichos metabolitos. La caracterización química del vegetal podría contribuir al conocimiento fitoquímico del género y sus especies distribuidas en el territorio paraguayo, para su exploración como fuente de moléculas aplicables en diversos campos de la ciencia como la química, agronomía y salud.
Palabras clave: Neprotina, quebrachamina, cromatografía gaseosa acoplada a espectrómetro de masas, aspidospermina, fitoquímica, forestal.
Abstract: Aspidosperma is a forest genus widely known for its richness in biologically active metabolites, spread through the various areas of the American continent. Its uses in traditional medicine are well documented, so much so that there are known medicines obtained from certain species and used in specific therapies in modern medicine. The objective of this research was to identify the alkaloids present in the organic fraction obtained from the aqueous extract of Aspidosperma quebracho-blanco Schltdl.bark collected in a region of the Paraguayan Chaco using gas chromatography coupled to GC-MS mass spectrometer. Out of the spectra obtained, 17 alkaloids have been identified, being quebrachamina and aspidospermina the most representative of this genus. On the other hand, the finding of quinidine and neprotin is relevant from the chemical and ethnobotanical point of view due to the biological properties attributed to these metabolites. The chemical characterization of the plant could contribute to the phytochemical knowledge of the genus and its species distributed along the Paraguayan territory, for its exploration as a source of molecules applicable in various fields of science such as chemistry, agronomy and health.
Keywords: Neprotin, quebrachamine, gas chromatography coupled to mass spectrometer, aspidospermine, phytochemistry, forestry.
030 Nota técnica
Alcaloides de la corteza de Aspidosperma quebracho-blanco Schltdl. del Chaco paraguayo
Alkaloids from the bark of Aspidosperma quebracho-blanco Schltdl. from the Paraguayan Chaco
Recepción: 01 Junio 2023
Aprobación: 01 Octubre 2023
Los recursos vegetales han sido partícipes fundamentales en el desarrollo de varias culturas en el mundo. Las sustancias obtenidas de la naturaleza, mediados por el conocimiento ancestral se materializan en fitoterápicos utilizados por la medicina contemporánea para el tratamiento de diversas afecciones del ser humano, como alternativa a medicamentos de origen sintético. Aspidosperma es un género ampliamente conocido por su riqueza en metabolitos biológicamente activos, entre los que predominan los alcaloides de tipo indol, aunque también han sido reportados flavonoides, triterpenos, ácidos orgánicos y saponinas de ciertas especies (Nishibe et al., 2001; Oliveira et al., 2009; de Almeida et al., 2019). Sus usos en la medicina tradicional se encuentran documentados como antimalárico, para el tratamiento de reumatismo y fiebre (de Almeida et al., 2019), como abortivo, depurador de la sangre y anticólico (Degen Naumann y Mereles, 1997). En Paraguay, la corteza de Aspidosperma quebracho-blanco puede ser adquirida en tiendas de herbolaria situadas en mercados populares. La misma es consumida en formas de decocción, infusión o mate ya que se le atribuye variadas propiedades para el alivio de dolores estomacales, como diurético, en el tratamiento de intoxicaciones, asma, tos, úlcera de estómago, hemorroides, parásitos intestinales, lavado de heridas y úlceras, entre otros (Degen Naumann y Mereles, 1997; Peña-Chocarro et al., 2006; Friesen Ratzlaff, 2017). La corteza contiene colorante amarillo y varios principios medicinales, además de ser rica en taninos así como las hojas (Lorenzi, 2013). Mientras que en la medicina moderna se prescriben medicamentos, preparados a partir de la corteza, para el tratamiento de patologías como la disfunción eréctil masculina (Sperling et al., 2002). Extractos obtenidos de ciertas especies de Aspidosperma demostraron, en ensayos in vitro, mecanismos antitumorales sobre células de cáncer humano (Stiborová et al., 2011), actividad antiplasmodial (Mitaine-Offer et al., 2002) y leishmanicida frente a promastigotes de Leishmania (L.) amazonensis (Tanaka et al., 2007). El extracto acuoso de partes aéreas de quebracho-blanco demostró in vitro un efecto protector sobre células murinas expuestas a un agroquímico de uso frecuente (Scotta et al., 2017). El género se distribuye en varias zonas del continente americano, desde México hasta la Argentina (Bernardi, 1984). Existen 11 especies registradas para el Paraguay, entre ellas se encuentran especies de valor económico elevado y de gran importancia ecológica, como Aspidosperma polyneuron Müll. Arg. cuya madera es dura y pesada pudiendo utilizarse en construcciones, muebles y aplicaciones navales, entre otras (Ortega Torres et al., 1989) siendo su hábitat el Bosque Húmedo de la región Oriental (Pérez de Molas, 2016) y Aspidosperma quebracho-blanco Schltdl, cuya madera es utilizada en la fabricación de carbón y tableros (Sanabria et al., 2007; Sanabria et al., 2011) distribuyéndose en el Bosque Seco del Chaco (Pérez de Molas, 2016). Quebracho blanco es una especie característica del Chaco, puede tener una altura de 7-20 m, un diámetro de 30-85 cm (Pérez de Molas, 2021) y una densidad de 800-850 kg/m3 (López et al., 2002). El objetivo de esta investigación fue identificar los alcaloides presentes en la fracción orgánica obtenida a partir del extracto acuoso de la corteza de Aspidosperma quebracho-blanco Schltdl. colectada en una región del Chaco paraguayo empleando como método de cromatografía gaseosa acoplada a espectrómetro de masas GC - MS.
Colecta del vegetal
El individuo fue identificado in situ como Aspidosperma quebracho-blanco Schltdl. (quebracho blanco), en el Distrito de Campo Aceval, Departamento de Presidente Hayes, Región Occidental del Paraguay, con coordenadas 23° 10’ 19,8” S 59° 51’ 20,2” W (Figura 1). Fue recolectada una porción de corteza de éste, evitando dañar al ejemplar.
Preparación del extracto crudo de la corteza de quebracho blanco y su fracción orgánica
La muestra fue secada a temperatura ambiente, bajo sombra y buena circulación de aire. Posteriormente, fue triturada empleando un molino eléctrico hasta obtener un polvo fino, con el propósito de aumentar la superficie de contacto de la muestra con el solvente de extracción. En una balanza de 0,1 g de precisión se pesó 200 g de polvo de corteza que fue mezclada con 250 ml de agua destilada, tras lo cual la solución resultante se llevó a ebullición por 10 minutos a 100 °C. Finalizado el tiempo, la solución fue enfriada a temperatura ambiente y filtrada utilizando algodón comercial como primer filtro, posteriormente se realizó un segundo filtrado empleando papel de filtro cualitativo. Finalmente se obtuvo 50 ml de extracto acuoso de la corteza de quebracho blanco. Una porción de ésta fue reservada para su evaluación y otra fue basificada utilizando hidróxido de amonio (NH4OH) diluido. La solución alcalina resultante fue mezclada posteriormente con 15 ml de cloroformo dentro de un embudo de decantación para su separación en fracciones, tras la agitación de la mezcla se recogió la fase orgánica. Este proceso fue repetido dos veces, hasta obtener la fase clorofórmica total, siendo ésta la fracción orgánica.
Análisis químico cualitativo preliminar
El extracto acuoso, así como la fracción orgánica fueron sometidos a pruebas siguiendo la metodología de Rondón et al. (2018). El propósito del análisis previo fue corroborar de manera primaria la presencia de metabolitos de interés en las muestras. Fue evaluada la abundancia de alcaloides utilizando los reactivos Mayer y Dragendorff, éstos provocan coloraciones específicas y/o precipitados de acuerdo a la presencia de grupos funcionales en los extractos analizados.
Análisis cromatográfico
El extracto orgánico fue sometido a un filtrado final utilizando filtro PTFE de 0,45 micras. Una alícuota de 2 ml de esta muestra fue utilizada para su análisis en un cromatógrafo de gases modelo Trace 1310 con detector TSQ900 acoplado a un espectro de masas con ionización de impacto electrónico marca Thermo Scientific, con automuestreador TriPlus RSH. El equipo se acondicionó con una columna capilar de 5 % difenil, 95 % de dimetilpolisiloxano con dimensiones 30 m x 0,25 mm x 0,25 µm. La temperatura de inyección fue 260 °C. Como gas portador se utilizó Helio 1,1 ml/min a flujo constante, la temperatura del horno se programó desde 60 °C hasta 280 °C. El tiempo de corrida fue de 54 minutos. Los componentes químicos determinados se reportan en orden de elución de la columna.
Análisis químico cualitativo preliminar
La elección de agua como solvente inicial de extracción de sustancias de la corteza de quebracho blanco se justificó en el hecho de que este vegetal es consumido en formas de mate, decocción (Degen Naumann y Mereles, 1997; Friesen Ratzlaff, 2017) o tereré por la población. Las pruebas fitoquímicas realizadas a los extractos evaluados permitieron determinar de forma primaria la presencia de alcaloides con abundancia moderada a apreciable tanto en el extracto acuoso (EA) como en la fracción orgánica (FO) respectivamente, por lo que consideramos a estos hallazgos como una aproximación al tipo de sustancias que podrían estar siendo aprovechadas en las bebidas acuosas tradicionales mencionadas. La Tabla 1 resume los reactivos utilizados y la abundancia detectada en la muestra.
Leyenda: (-) no se detecta, (+) baja, (++) moderada, (+++) apreciable
Mayer y Dragendorff son reactivos clásicos utilizados en la prospección cualitativa de alcaloides en muestras de origen vegetal. La formación de precipitados y viraje de coloración de los extractos de quebracho blanco se muestran en las Figuras 2 y 3 respectivamente.
Cromatografía gaseosa acoplada a espectrómetro de masas GC-MS
Bajo las condiciones en las cuales se realizaron los experimentos se lograron determinardiecisiete compuestos mayoritarios presentes en la fracción orgánica obtenida a partir del extracto acuoso de la corteza de Aspidosperma quebracho-blanco Schltdl. proveniente del Chaco paraguayo, utilizando cromatografía gaseosa acoplada a espectrometría de masas. Las estructuras químicas de estos constituyentes como sus correspondientes espectros de masas fueron identificados mediante el contraste de éstos con los datos contenidos en la biblioteca de referencia de espectros de masas National Institute of Standards and Technology - NIST con que cuenta el equipo utilizado para los análisis. La Tabla 2 presenta el resumen de moléculas con sus correspondientes tiempos de retención.
Por tipo de alcaloide, la muestra analizada se halló representada por 64,7 % indol, 23 % de indol/quinolicidínico, 5,9 % de quinileínicos y quinilidínicos respectivamente. Si bien la diversidad química del género es variada, los alcaloides de tipo indol son característicos de Aspidosperma, los hallazgos reportados en este estudio fitoquímico de la corteza de A. quebracho-blanco concuerdan con la literatura disponible sobre el género y sus especies y confirman que estos metabolitos son marcadores específicos presentes en el vegetal (Nishibe et al., 2001; de Almeida et al., 2019). El hallazgo de quebrachamina y aspidospermina en este trabajo, es congruente con lo reportado en Aspidosperma nitidum siendo ambos alcaloides los más representativos del género (Oliveira et al., 2009). Por medio de ensayos biológicos, determinados alcaloides aislados de quebracho blanco han demostrado ser inhibidores de contracciones musculares de diversos animales, analgésicos e hipotensores, sumado al conocimiento autóctono de poblaciones que permite utilizarlo como antifebril, en el tratamiento de enfermedades respiratorias y como principio afrodisiaco (Pereira et al., 2007). Las aplicaciones se ven asociadas de acuerdo a los tipos de alcaloides que se encuentren en el vegetal así como el género del cual fueron extraídos (Mitaine-Offer et al., 2002; Oliveira et al., 2009) de ahí la importancia e interés de la apropiada caracterización taxonómica como química del árbol. Para el caso de la especie estudiada en este trabajo, es de interés iniciar pruebas sobre patógenos específicos de manera a evaluar el alcance de la potencial actividad biológica que pueda presentar el extracto de quebracho blanco o sus fracciones. El hallazgo de neprotina y quinidina en la muestra resulta novedoso. La neprotina, también conocida como jatrorrizina, es un alcaloide tipo protoberberina con actividad antifúngica, antiinflamatoria y antibacteriana, entre otros, que se encuentra presente en vegetales de las especies Enantia chlorantha (Annonaceae) y Mahonia aquifolium (Berberidaceae) (Kuete, 2014). La quinidina ha sido utilizada en la medicina cardiovascular como agente antiarrítmico, pruebas demostraron que el alcaloide es superior en actividad a su isómero óptico quinina como antipalúdico, llegando a utilizarse como reemplazo en el tratamiento de Plasmodium falciparum (Menezes et al., 2001). Quinidina es un alcaloide que se encuentra en hojas de Cinchona pubescens y Ladenbergia oblongifolia, especies también utilizadas en el tratamiento de la malaria (Remuzgo et al., 2020).
En Paraguay, determinados sectores de la población atribuyen propiedades medicinales al quebracho blanco. A pesar de ello, el estudio quimiotaxonómico del género Aspidosperma es incipiente, motivo por el cual se destaca la relevancia de los hallazgos descriptos en este trabajo sobre A. quebracho-blanco contribuyendo al conocimiento fitoquímico del mismo. El reporte de alcaloides de tipo indol en el extracto de la corteza del vegetal concuerda con diversas investigaciones que afirman que dichos metabolitos secundarios son marcadores fitoquímicos característicos del género. El conocimiento de los alcaloides presentes en la especie estudiada permitirá diseñar y desarrollar estrategias de asilamiento para los mismos. El interés sobre este tipo de compuestos de origen natural radica en las propiedades biológicas que puedan expresar frente a organismos de prueba específicos.
redalyc-journal-id: 481
Leyenda: (-) no se detecta, (+) baja, (++) moderada, (+++) apreciable
