EFECTO DE EXTRACTOS VEGETALES OBTENIDOS DE 5 PLANTAS ANTIDIABÉTICAS SOBRE LOS NIVELES DE GLUCOSA E INSULINA EN RATONES SANOS Y DIABÉTICOS

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1 EFECTO DE EXTRACTOS VEGETALES OBTENIDOS DE 5 PLANTAS ANTIDIABÉTICAS SOBRE LOS NIVELES DE GLUCOSA E INSULINA EN RATONES SANOS Y DIABÉTICOS Almanza Pérez Julio, López Cruz Evelyn, Vázquez Carrillo Laura, Banderas Dorantes Tania, Román Ramos Rubén y Alarcón Aguilar Francisco. Laboratorio de Farmacología, Departamento de Ciencias de la Salud. Div. de Ciencias Biológicas y de la Salud. Universidad Autónoma Metropolitana Unidad Iztapalapa. aaasj2@prodigy.net.mx RESUMEN La gravedad de la diabetes mellitas y sus complicaciones, así como el aumento en el número de personas afectadas, nos ha llevado a continuar la búsqueda de nuevas alternativas para su control. Dentro de la medicina tradicional, uno de los recursos más socorridos por la población se refiere al uso de plantas medicinales. En México se han reportado más de 3 plantas empleadas en el control empírico de este padecimiento y Catharanthus roseous, Cecropia obtusifolia, Cucúrbita ficifolia, Ibervillea sonorae y Psacalium peltatum son algunas de ellas. De estas cinco plantas se ha logrado demostrar, experimental y clínicamente, su efecto hipoglucémico. Sin embargo, poco se sabe acerca de su mecanismo de acción hipoglucemiante, aspecto primordial para poder fundamentar y validar científicamente su uso en los pacientes. De estas plantas se han propuesto diferentes extractos hipoglucemiantesque han demostrado ser activos en animales sanos y con diabetes moderada (aún con células beta pancreáticas funcionales), pero no han mostrado actividad en animales con diabetes severa (sin células beta pancreáticas). Por lo tanto es probable que su efecto se deba a un incremento en los niveles de insulina. El objetivo del presente trabajo consistió en determinar el efecto producido por los extractos hipoglucemiantes de las plantas citadas sobre los niveles de glucosa en sangre e insulina sérica, en ratones sanos y con diabetes experimental inducida con aloxana. Todos los extractos evaluados redujeron la glucemia de manera significativa (P<.5) y, aunque varios de los extractos mostraron tendencia a incrementar los niveles de insulina, únicamente el extracto obtenido de C. ficifolia lo hizo de manera estadísticamente significativa (P<.5). Así, además del incremento en los niveles de insulina, otros mecanismos de acción extrapancreáticos también necesitan ser explorados para poder explicar la acción hipoglucemiante de las plantas medicinales usadas en el control de la diabetes mellitus. Palabras clave: Plantas medicinales, Plantas hipoglucemiantes, Diabetes mellitus. INTRODUCCIÓN La gravedad de la diabetes mellitus y sus complicaciones, así como el aumento en el número de personas afectadas, nos ha llevado a continuar la búsqueda de nuevas alternativas para su control. Dentro de la medicina tradicional, uno de los recursos más socorridos por la población se refiere al uso de plantas medicinales (Alarcón-Aguilar y Román Ramos, 26). En México se han reportado más de 3 plantas empleadas en el control empírico de este padecimiento y Catharanthus roseous, Cecropia obtusifolia, Cucurbita ficifolia, Ibervillea sonorae y Psacalium peltatum son algunas de ellas (Hernández-Galicia y col., 25). De estas cinco plantas se ha logrado demostrar, experimental y clínicamente, su efecto hipoglucémico (Andrade-Cetto y Heinrich, 25; Simmonds y Howes, 26). Sin embargo, poco se

2 sabe acerca de su mecanismo de acción hipoglucemiante, aspecto primordial para poder fundamentar y validar científicamente su uso en los pacientes. De estas plantas se han propuesto diferentes extractos hipoglucemiantes que han demostrado ser activos en animales sanos y con diabetes moderada (aún con células beta pancreáticas funcionales), pero no han mostrado actividad en animales con diabetes severa (sin células beta pancreáticas) (Román-Ramos y col., 1992; Contreras-Weber y col., 22; Alarcón-Aguilar y col., 22a). Por lo tanto es probable que su efecto se deba a un incremento en los niveles circulantes de insulina. OBJETIVO El objetivo del presente trabajo consistió en determinar el efecto producido por los extractos hipoglucemiantes de las plantas citadas sobre los niveles de glucosa en sangre e insulina sérica, en ratones sanos y con diabetes experimental inducida con aloxana. MATERIAL Y MÉTODOS Animales de experimentación y diseño experimental. Se trabajó con ratones de la cepa CD1, adultos, machos de g, alimentados con nutricubos Harlan para roedores y agua ad limitum. Se hicieron dos lotes de animales: uno de ratones sanos y otro de ratones diabéticos. La diabetes se indujo por administración intravenosa de dos dosis del agente diabetógeno de 75 mg/kg de peso corporal en días alternados. Después de 7 días, aquellos animales que presentaron niveles glucémicos por encima de los 2 mg/dl fueron considerados con diabetes experimental. En el primer experimento se trabajó con ratones sanos sometidos a un ayuno previo de 16 horas. Con estos animales se formaron al azar 4 grupos de 6 ratones cada uno de la siguiente forma: Grupo 1-S control tratado intraperitonealmente (ip) con 4ml/kg de solución salina isotónica (SSI); Grupo 2-S control tratado ip con 4 ml/kg de aceite de maíz; Grupo 3-S que recibió ip 5 mg/kg de una fracción acuosa de Psacalium peltatum (AP); Grupo 4-S que recibió ip 3 mg/kg de una fracción diclorometánica de Ibervillea sonorae (FP9). Ambos extractos se obtuvieron de acuerdo al protocolo descrito en reportes previos: para P. peltatum en Contreras y col. (25); I. sonorae en Alarcón-Aguilar et al., (25) y Hernández-Galicia y col., (26). En el segundo experimento se trabajó con ratones diabéticos con libre acceso al alimento (sin ayuno). Con estos animales se formaron al azar 4 grupos de 6 ratones cada uno, distribuyendo los tratamientos en la misma forma que en el primer experimento: Grupo 1-D control con SSI, Grupo 2-D control con aceite de maíz; Grupo 3-D con la fracción AP de P. peltatum y Grupo 4-D con la fracción FP9 de I. sonorae. El tercer experimento se realizó también en ratones sanos, pero ahora se les permitió el libre acceso al alimento (sin ayuno). Con estos animales se formaron al azar 3 grupos experimentales de 6 animales cada uno: Grupo 5-S de que recibió ip SSI como control; Grupo 6-S que recibió por la misma vía 5 mg/kg de una fracción acuosa de Cucurbita ficifolia (AP); y Grupo 7-S tratado ip con 3 mg/kg de una fracción neutra de Cataranthus roseous (FN). Ambas fracciones fueron obtenidos, con algunas modificaciones, de acuerdo al protocolo descrito para P. peltatum en Contreras-Weber y col. (22). El cuarto experimento se realizó nuevamente en ratones diabéticos, con los cuales se formaron 4 grupos experimentales: Grupo 5-D control, que recibió ip SSI; Grupo 6-D, que recibió C. ficifolia en la misma forma y cantidad que en el tercer

3 experimento; Grupo 7-D que recibió C. roseous en la misma forma y cantidad que en el tercer experimento; y Grupo 8-D, que recibió por la misma vía 5 mg/kg de un extracto acuoso (preparación tradicional) de Cecropia obtusifolia. Dicho extracto fue preparado de acuerdo al protocolo descrito en Román-Ramos y col. (1991). Determinación de parámetros. En todos los casos se cuantificaron los niveles de glucosa en sangre y los niveles de insulina en suero de los animales al inicio (t=) y a los 36 minutos después de la administración de las sustancias. Las muestras sanguíneas para la determinación de la glucemia se tomaron por punción de la vena caudal y la cuantificación se realizó con ayuda de tiras reactivas y un glucómetro portátil AccuChek Comfort (Roche). Las muestras sanguíneas para la determinación de insulina se tomaron, bajo anestesia con éter, del seno orbital del ojo. Estas muestras se congelaron a -2 C hasta su uso, haciendo las cuantificaciónes por el método de Elisa (Lynco Research). RESULTADOS En la Figura 1 se muestran los resultados de los dos primeros experimentos. Como se puede observar, tanto los ratones sanos como los ratones diabéticos que fueron tratados con los extractos de P. peltatum e I. sonorae mostraron disminuciones significativas (P<.5) en los niveles de glucosa con respeto a su valor inicial (A y C). La Figura 1 también muestra los niveles de insulina sérica de los ratones tratados con estas dos plantas (B y D). Aunque es notable el incremento de dichos niveles en ratones sanos, la diferencia con respecto al control no es estadísticamente significativa (P>.5). En ratones diabéticos no se observa aumento en los niveles de insulina con respecto al control. Por su parte, los resultados con las otras tres plantas se muestran en la Tabla 1. En este caso, nuevamente todos los extractos evaluados redujeron la glucemia de manera significativa (P<.5), tanto en ratones sanos como en diabéticos. Además, aunque los extractos evaluados mostraron tendencia a incrementar los niveles de insulina, únicamente el extracto obtenido de C. ficifolia lo hizo de manera estadísticamente significativa en ratones diabéticos (P<.5). Así, podemos decir que todos los extractos evaluados mostraron efecto hipoglucémico, tanto en ratones sanos como en ratones con diabetes experimental, lo que corrobora el efecto sobre la glucemia que ya se había reportado en estudios previos (Alarcón-Aguilar y col., 1998; 22ª; 22b; 25; Contreras-Weber y col., 22; Nammi y col., 23). Aunque los extractos de I. sonorae y P. peltatum incrementaron los niveles de insulina en ratones sanos, la diferencia con respecto al estudio control no fue significativa (P>.5); es probable que aumentando el número de experimentos y cuidando algunos aspectos técnicos estas dos plantas verdaderamente ejerzan su acción hipoglucemiante a través de un incremento en los niveles de insulina. Estos mismos extractos (I. sonorae y P. peltatum) no aumentaron los niveles de insulina en animales con diabetes experimental inducida con alloxana. Es probable que debido a las condiciones en las que se llevó a cabo la inducción de diabetes experimental (2 dosis administradas de 75 mg/kg por vía iv) se produjo una diabetes grave en los animales, quedando éstos prácticamente sin células beta funcionales y carentes, por lo tanto, de insulina, como lo demuestran los valores tan elevados de la glucemia mayores a los 5 mg/dl, haciendo prácticamente imposible detectar cambios en los niveles de esta hormona.

4 Los extractos de C. roseous y C. obtusifolia no incrementaron los niveles de insulina, por lo tanto, el mecanismo de acción hipoglucemiante de estos dos extractos no está mediado por la hormona, sino más bien por un mecanismo extrapancreático. Cabe aclarar finalmente que en la actualidad, además de repetir con un mayor número de animales los experimentos con las dos plantas que mostraron tendencia a incrementar los niveles de insulina, estamos trabajando también en la realización de estudios in Vitro para la posible interacción de estos extractos con los canales de potasio dependientes de ATP, que son los que regulan la secreción de insulina en las células beta pancreáticas, para poder determinar si en verdad el mecanismo de acción de estos extractos se puede explicar por un incremento en los niveles de insulina. Con estos resultados se puede concluir que, además del incremento en los niveles de insulina, es necesario explorar también otros mecanismos de acción extrapancreáticos para poder explicar la acción hipoglucemiante de las plantas medicinales usadas en el control de la diabetes mellitus. A B Sanos Tiempo Tiempo 36 SSI Ac maíz P. peltatum I.sonorae Insulina (ng/ml) Sanos Control T- S:S.I. 36 A. de Maiz 36 P. peltatum 36 I. sonorae 36 C D Diabéticos Diabéticos Glucosa (mg/dl) Tiempo Tiempo 36 SSI Aceite de Maíz P.peltaum I.sonorae Tiempo Tiempo 36 SSI Ac maíz P. peltatum I.sonorae Trat amient o Fig. 1. Niveles de glucosa e insulina, en ratones sanos en ayunas (A y B) y ratones diabéticos con libre acceso al alimento (C y D), antes y después de la administración de las sustancias control (SSI y Ac. de maíz), P. peltatum (5 mg/kg) e I. sonorae (3 mg/kg).

5 Ratones sanos Ratones diabéticos Glucemia mg/dl (mean±sem) Niveles de Insulina ng/ml (mean±sem) n T= 24 min t= 3 min Control (SSI).4253± ± ± ±4.9 (n=6) (n=6) C. ficifolia maduro (AP) C. roseous (FN) Control (SSI) C. ficifolia maduro (AP) C. roseous (FN) 6 58.± ±7.7* ± ±3.3* ± ± ± ±151.8* ± ±172.2*.2981±.512 n=4.3372±.551 n=3.1777±.655 (n=4).3379±.1298 n=5.3675±.2133 n=4.1842±.1727 (n=3).4677±.2581* (n=4).1994±.666 (n=5) C. obtusifolia ± ±124.7*.1611±.196 (EA) Tabla 1. Niveles de glucosa e insulina, en ratones sanos y ratones diabéticos con libre acceso al alimento, antes y después de la administración de las sustancias control (SSI), Cucurbita ficifolia maduro (5 mg/kg), Cataranthus roseous FN (3 mg/kg) y C. obtusifolia EA (3 mg/kg) *Diferencia significativa con respecto al nivel basal (P<.5). BIBLIOGRAFÍA 1. Alarcon Aguilar Fj, Roman Ramos R, Perez Gutierrez S, Aguilar Contreras A, Contreras Weber Cc Y Flores Saenz Jl Study Of The Anti-Hyperglycemic Effect Of Plants Used As Antidiabetics. Journal Of Ethnopharmacology 61: Alarcon-Aguilar Fj, Hernandez-Galicia E, Campos-Sepulveda Ae, Xolalpa-Molina S, Rivas-Vilchis Jf, Vazquez-Carrillo Li, Roman-Ramos R. 22a. Evaluation Of The Hypoglycemic Effect Of Cucurbita Ficifolia Bouché (Cucurbitaceae) In Different Experimental Models. Journal Of Ethnopharmacology 82: Alarcon-Aguilar Fj, Campos-Sepulveda Ae, Xolalpa-Molina S, Hernandez-Galicia E, Roman-Ramos R. 22b. Hypoglycaemic Activity Of Ibervillea Sonorae Roots In Healthy And Diabetic Mice And Rats. Pharmaceutical Biology 4: Alarcon-Aguilar Fj, Calzada-Bermejo F, Hernandez-Galicia E, Ruíz Angeles Cristina Y Roman-Ramos R. 25. Acute And Chronic Hypoglycemic Effect Of Ibervillea Sonorae Root Extracts Ii. Journal Of Ethnopharmacology, 97: Alarcón-Aguilar Fj Y Román Ramos R. 26. Anti-Diabetic Plants In Mexico And Central America. En: Traditional Medicines For Modern Times Antidiabetic Plants. Editado Por Amala Soumyanath. Crc Press Taylor & Francis Group, Boca Raton, Fl. Usa. Pp Andrade-Cetto A Y Heinrich M. 25. Mexicans Plants With Hypoglycaemic Effect Used In The Treatment Of Diabetes. Journal Of Ethnopharmacology 99: Contreras-Weber Cc, Pérez Gutiérrez S, Alarcón Aguilar Fj Y Román Ramos R. 22. Antihyperglycemic Effect Of Psacalium Peltatum Extracts. Proc. West. Pharmacol. Soc. 45: Contreras Claudia, Ruben Roman, Cuahutemoc Perez, Francisco Alarcon, Miguel A. Zavala, Salud Perez. 25. Hypoglycemic Activity Of A New Carbohydrate Isolated From The Roots Of Psacalium Peltatum. Chemical & Pharmaceutical Bulletin, 53: Hernández Galicia E, Román Ramos R, Aguilar Santamaria L, Alarcón-Aguilar Fj. 25. Plantas Medicinales Usadas En México Para El Control De La Diabetes Mellitus. En: Anuario De Investigación En Etnomedicina, Medicinas Compementarias Y Utilización De Plantas Medicinales 25. José Federico Rivas Vilchis Ed. Editado Por La Uam-I. Pp Hernandez-Galicia E, Ae Campos Sepulveda, F Calzada, Li Vazquez-Carrillo, R Roman-Ramos Y Fj. Alarcon-Aguilar. 26. Acute Toxicity And Hypoglycaemic Activity-Guided Fractionation Of A Dichlorometane Extract Of Root From Ibervillea Sonorae. Journal Of Ethnopharmacology. (Enviado). 11. Nammi S, Boini Mk, Lodagala D Y Behara Rbs. 23. The Juice Of Fresh Leaves Of Catharanthus Roseous Linn. Reduces Blood Glucose In Normal And Alloxan Diabetic Rabbits. Bmc Complementary And Alternative Medicine 3: Roman R, Jl Flores, G Partida, A Lara Y F Alarcon Experimental Study Of The Hypoglycemic Effect Of Some Antidiabetic Plants. Archivos De Investigacion Medica 22: Roman R, A Lara, F Alarcon Y Jl Flores Hypeglycemic Activity Of Some Antidiabetic Plants. Archives Of Medical Research 23: Simmonds Msj Y Howes M-Jr. 26. Plants Used In The Treatment Of Diabetes. En: Traditional Medicines For Modern Times Antidiabetic Plants. Edited By Amala Soumyanath. Crc Press Taylor & Francis Group, Boca Raton, Fl. Usa. Pp