INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CENTRO DE INVESTIGACIÓN EN TECNOLOGÍA APLICADA Y CIENCIA AVANZADA (CICATA-UNIDAD LEGARIA)

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1 INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CENTRO DE INVESTIGACIÓN EN TECNOLOGÍA APLICADA Y CIENCIA AVANZADA (CICATA-UNIDAD LEGARIA) POSGRADO EN TECNOLOGÍA AVANZADA Estudio de la actividad hipoglucemiante y antioxidante de tronadora, wereque y raíz de nopal Tesis que para obtener el grado de maestra en tecnología avanzada presenta: Olivia Yanet Rodríguez Carmona Directores de Tesis: Dr. Miguel Ángel Aguilar Méndez Dra. María Eugenia Ramírez Ortiz México, D.F., a 14 de Diciembre de 2015

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4 RESUMEN La diabetes mellitus tipo 2 (DM2) representa aproximadamente del 90 al 95% de todos los casos de Diabetes mellitus; es un trastorno metabólico caracterizado por hiperglucemia crónica debido a defectos o alteraciones en la secreción o bien la acción de insulina. Uno de los principales tratamientos para el control de la hiperglucemia postprandial, se da a través de la inhibición de la α -amilasa y la α- glucosidasa (enzimas que hidrolizan carbohidratos) presentes en el tracto gastrointestinal. Desafortunadamente, los fármacos terapéuticos diseñados como inhibidores de estas enzimas vienen con varios efectos secundarios. Es donde radica la necesidad de buscar alternativas eficientes y baratas, con pocos o nulos efectos secundarios. Los daños en las células pancreaticas causadas por especies reactivas de oxígeno (ROS), como el radical anión superóxido (O 2 ), peróxido de hidrógeno (H 2 O) y el radical hidroxilo (OH) es una etiología conocida de T2DM. Estudios in vitro e in vivo, demuestran que el uso de fitoquímicos tales como compuestos fenólicos sirven para aumentar los antioxidantes endógenos, ayudando a proteger eficazmente contra las células biológicas de efecto perjudicial, causado por el estrés oxidativo ( Adedayo, O et al., 2015). La hoja de tronadora, raíz de nopal y de wereque, han sido usadas en la medicina tradicional mexicana desde tiempos milenarios para el tratamiento de diversos padecimientos, entre los cuales destaca la diabetes mellitus. En el presente estudio se evaluó la actividad antioxidante e hipoglucemiante de dichas plantas, a partir de su extracción asistida por ultrasonido (acuosa y etanolica). Como se demostró en el presente trabajo, el mecanismo podría ser debido al efecto inhibidor de algunos compuestos fenólicos a la α -amilasa, asi como también, el efecto antioxidante de dichos compuestos. La evaluación in vitro demostró que el extracto de la hoja de tronadora con etanol como disolvente presenta la mayor actividad antioxidante e hipoglucemiante. iv 4

5 ABSTRACT Diabetes mellitus type 2 (DM2) represents approximately 90 to 95% of all cases of diabetes mellitus; it is a metabolic disorder characterized by chronic hyperglycemia due one defects or alterations in the secretion or action of insulin. One of the main treatments for control of postprandial hyperglycemia, a through inhibition of α- amylase and α-glucosidase (carbohydrate hydrolyzing enzymes) these are present in the gastrointestinal tract. Unfortunately, these therapeutic drugs designed as enzyme inhibitors come with several side effects. It is where the need for alternatives efficient and cheap, with few or no side effects. Damage caused in pancreatic cells by reactive oxygen species (ROS) such as superoxide anion radical (O 2 ), hydrogen peroxide (H 2 O) and hydroxyl radical (OH) is a known etiology of T2DM. In vitro and in vivo studies, show that the use of phytochemicals as phenolics compounds increase endogenous antioxidant, helping to protect effectively against biological cells detrimental effect caused by oxidative stress (Adedayo, O et al., 2015). Tronadora leaf, nopal and wereque roots have been used in traditional Mexican medicine since ancient times for treating various diseases, like DM. The antioxidant and hypoglycemic activity of these plants was studied, the extraction was assisted by ultrasound (aqueous and ethanolic). As was demonstrated in this paper, the mechanism could be due to the inhibitory effect of some phenolic compounds to the α-amylase and α-glucosidase, as well as, the antioxidant effect of these compounds. The in vitro evaluation showed that the tronadora leaf extract with ethanol have the highest antioxidant and enzymatic activity. v 5

6 ÍNDICE GENERAL Resumen iv Abstract..v Índice de Figuras.viii Índice de Tablas.viii Introducciòn ix 1 MARCO TEÓRICO Diabetes Mellitus Tipos de Diabetes Mellitus Tratamientos Inhibidores de α-amilasa Bioactividad Actividad Hipoglucemiante Actividad antioxidante y los radicales libres Medicina tradicional mexicana Tecoma Stans Opuntia sp Ibirvirea Sonorae Extracción Métodos de extracción convencionales Métodos de extracción no convencionales JUSTIFICACIÓN OBJETIVOS General Particulares METODOLOGÍA EXPERIMENTAL Materiales y métodos Reactivos Obtención de los extractos Análisis fitoquímico Actividad hipoglucemiante Determinación de fenoles totales Determinación de flavonoides Actividad antioxidante RESULTADOS Y DISCUSIÓN Análisis fitoquímico Actividad inhibitoria de α-amilasa Determinación de fenoles totales Determinación de flavonoides Determinación de reducción de hierro FRAP Capacidad de eliminación de radicales libres DPPH CONCLUSIONES RECOMENDACIONES REFERENCIAS vi

7 7 ANEXOS viii 7

8 ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1 Núcleo de flavona 27 Figura 2 Árbol de Tecoma stans 29 Figura 3 Opuntia ficus spp 30 Figura 4 Planta de Ibirvirea Sonorae. 32 Figura 5 Sistema de destilación. 35 Figura 6 Sistema Soxhlet 36 Figura 7 Sistema de fluidos súper críticos 38 Figura 8 Esquema de un baño ultrasónico. 40 Figura 9 Comparativo del contenido total de fenoles en los extractos. 54 Figura 10 Comparativo de contenido total de flavonoides en los extractos. 56 Figura 11 Comparativo de capacidad reductora de hierro en los extractos 57 ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1 Clasificación etiológica de la diabetes mellitus 13 Tabla 2 Componentes fitoquímicos de los extractos acuosos y etanólicos de hoja de tronadora. 49 Tabla 3 Componentes fitoquímicos de los extractos acuosos y etanólicos de raíz de wereque. 50 Tabla 4 Componentes fitoquímicos de los extractos acuosos y etanólicos. de raíz de nopal 51 Tabla 5 Actividad inhibitoria de a-amilasa. 58 Tabla 6 Comparativo de la capacidad de eliminación de radicales libres. 13 viii 8

9 INTRODUCCIÓN De acuerdo con la Organización Mundial de la salud en 2004, la diabetes mellitus es el desorden endócrino más común, afectando a más de 176 millones de personas en el mundo. El termino diabetes describe a un desorden metabólico con múltiples etiologías y se caracteriza por hiperglicemia crónica, con desordenes en el metabolismo de carbohidratos, lípidos y proteínas, dando como resultado deficiencias en la secreción de insulina, acción de insulina o ambos. El presente estudio se enfoca en el tratamiento para la diabetes mellitus tipo 2, pues es la forma más común de diabetes, ésta se caracteriza por la resistencia a la insulina y un incremento anormal de azúcar en sangre inmediatamente después de consumir alimentos (hiperglicemia postprandial (Know et al., 2007). La diabetes mellitus no es una enfermedad única, sino una serie de trastornos metabólicos que comparten la característica común de la hiperglucemia, ésta a su vez genera especies reactivas de oxígeno (ROS), provocando per-oxidación lipídica y daños a la membrana, éstos radicales libres juegan un papel importante en la aparición de las complicaciones secundarias de la diabetes mellitus, dañando riñones, ojos, vasos sanguíneos y nervios (Dean et al., 1988). Existe evidencia donde el estrés oxidativo está involucrado en una amplia gama de enfermedades y estados anormales del cuerpo, así como también, se ha demostrado que éste implica una disminución de los niveles de sustancias antioxidantes (por ejemplo, vitamina E, urato) y aumento de los niveles de los productos de oxidación (daño en el DNA) (Norman & Temple, 2000). Es de importancia mencionar que el Instituto Nacional de Estadística y Geografía, reportó que ésta enfermedad ocupa el 2do lugar nacional en causa de defunciones en su estudio del año 2013, por lo que hace de éste un problema de salud pública. Los antioxidantes naturales, particularmente los de origen vegetal, han generado un gran interés en los consumidores y comunidad científica, ya que existen estudios epidemiológicos que evidencian la relación del consumo frecuente de ix 9

10 éstos con la disminución de las enfermedades cardiovasculares, diabetes mellitus, cáncer, entre otras (Barreira et al., 2008; Renaud et al.,1998 y Temple, 2000). Pues los efectos benéficos de los antioxidantes para la salud han sido atribuidos en parte a la presencia de compuestos fenólicos al ejercer sus efectos como resultado de sus propiedades antioxidantes (Martins et al., 2011). Estudios epidemiológicos han demostrado que dietas ricas en frutas y vegetales pueden reducir el riesgo de una amplia variedad de enfermedades incluyendo a la diabetes, debido a la presencia de compuestos de naturaleza fenólica (Srinivasan, 2005). Se ha reportado que dichos compuestos poseen efectos benéficos incluyendo efectos inhibitorios de las enzimas α-glucosidasa y α-amilasa (Cheplick et al., 2010 y Ranilla et al., 2010). Así como también, se han estudiado dichas enzimas para el control del nivel de glucosa en sangre pues sintetizan el almidón en glucosa durante la digestión (Lakshmana et al., 2015). Para comprobar dicha actividad, se han desarrollado muchos ensayos para determinar la actividad antioxidante basadas en diferentes mecanismos químicos y biológicos, incluyendo capacidad antioxidante por equivalentes de Trolox (TEAC) (Miller et al., 1993), capacidad de absorción de radicales de oxigeno (ORAC) (Caz et al., 1993), poder antioxidante por reducción de hierro (FRAP) (Benzie & Strain, 1999) y cuantificación de radicales libres (DPPH) (Brand-Williams et al., 1995). Los compuestos antioxidantes pueden ser extraídos de fuentes vegetales con varios tipos de disolventes y métodos de extracción. Se ha demostrado que el tipo de antioxidantes y el rendimiento de los extractos dependen en gran medida de las propiedades del disolvente tales como polaridad, viscosidad y presión de vapor (Wijekoon et al., 2011). Dicho lo anterior, la correcta elección del disolvente puede favorecer la extracción de los compuestos. En la actualidad, se han desarrollado nuevos métodos de extracción de compuestos bioactivos de origen vegetal. En este sentido, la extracción asistida por ultrasonido, es un método no convencional que ofrece alta reproducibilidad, tiempos cortos de extracción, fácil manejo, menor consumo de disolvente, así como bajo consumo de energía (Khan et al., 2010). En x 10

11 la extracción asistida por ultrasonido, la cavitación ultrasónica crea fuerzas de cizallamiento que rompen las paredes celulares mecánicamente y aumentan los procesos de transferencia de masa. Además de que no hay ninguna reacción química aparente que pueda prevenir la probable degradación química de los compuestos de interés (Wang et al., 2008). Dicho lo anterior, es de importancia el estudio científico de plantas como alternativa en el tratamiento de éste trastorno metabólico (DM-II). Aproximadamente el 63% de los pacientes diabeticos utilizan la medicina tradicional mexicana como tratamiento alternativo y complemantario, además de los tratamientos médicos, la mayoría de estos medicamentos sin previo conocimiento al médico tratante del paciente (Argáez-López et al., 2003). En este orden de ideas, es muy común en México el uso de fuentes vegetales como remedio alternativo para el tratamiento de diabetes mellitus. Una de ellas es el nopal, éste se suele consumir en ayunas (Opuntia spp.) preparado con el fruto, el cladodio o con la mezcla de ambos (Ibáñez-Camacho & Roman-Ramos, 1979 y Bravo-Solis & Sánchez-Mejorada, 1991). También, la Tecoma stans (L.) Juss. ex Kunth (Bignoniaceae), popularmente conocida como "tronadora", "huiztontli" o "xochitl huizton" se utiliza en todo México y América Central para la diabetes y el control trastorno urinario (Winkelman, 1986, Lozoya et al., 1987 y Hernández- Galicia et al., 2002). Finalmente, la raíz de Ibervillea sonorae Greene (sin. Maxi maximowiczia sonorae SWATS; Cucurbitaceae), popularmente conocido como "wereque", también es uno de los remedios más utilizados de plantas para el tratamiento de esta enfermedad (Xolalpa-Molina, 1994). Razón por la cual el objetivo de esta investigación fue determinar el contenido fenólico y flavonoides totales, así como la capacidad hipoglucemiante, antioxidante y antiradical de extractos acuosos y etanólicos, obtenidos de la hoja de tronadora, raíz de wereque y de nopal. xii 11

12 1 MARCO TEÓRICO 1.1 Diabetes Mellitus Diabetes mellitus tipo 2 (DM-II), es, hoy en día, la enfermedad metabólica más común en el mundo (Guariguata et al., 2013), caracterizándose por la hiperglucemia, dislipidemia y otros trastornos metabólicos. La obesidad, un precursor común de DM-II, se asocia con deficiencias combinadas en la secreción de insulina y resistencia a la insulina (Rodger, 1991). La DM-II se caracteriza por la resistencia del tejido a la acción de la insulina en combinación con una relativa deficiencia en la secreción de insulina. Un individuo puede presentar más resistencia o más deficiencias de células, y estas anomalías pueden variar de leve a grave. La acción de la insulina alterada afecta el metabolismo de los lípidos, lo que resulta en un aumento de flujo y los niveles de triglicéridos de ácidos grasos libres y los bajos niveles de lipoproteína de alta densidad (HDL) (Expert Committee on the diagnostics of diabetes mellitus, 2003). Asimismo, ésta enfermedad engloba un conjunto amplio y heterogéneo de trastornos de etiología variada en los que existe una alteración crónica en el metabolismo de carbohidratos y, en menor grado, de proteínas y lípidos, secundaria a una deficiencia relativa o absoluta de insulina y cuyo denominador común es la hiperglucemia. La insulina es el principal regulador de la glucemia; el glucagón, la hormona del crecimiento, el cortisol y las catecolaminas juegan un papel secundario. El receptor de la insulina es una glicoproteína de membrana constituida por dos subunidades y dos subunidades. Las subunidades se encuentran en el ambiente extracelular y las subunidades poseen un dominio extracelular, un dominio intermembranal y un dominio intracelular con actividad tirosincinasa. El complejo insulina-receptor se internaliza y, en las células insulinodependientes (músculo y tejido adiposo), aumenta el número de transportadores de la glucosa 12

13 por translocación de éstos desde un locus intracelular hacia la membrana plasmática. La degradación de los receptores se lleva a cabo por fusión con lisosomas; en su mayor parte son reciclados. La degradación se acelera cuando los niveles circulantes de insulina son altos y, con ello, se reducen en número. Esto se conoce como resistencia insulinica. Se considera a la insulina como una hormona anabólica y anticatabólica (Pacheco, 2009). En ausencia de insulina: Disminuye la captación de glucosa por tejidos insulinodependientes. Disminuye la síntesis de glucosidasa hepática y la actividad de la hexoquinasa. Disminuye la glucolisis. Disminuye la actividad del complejo piruvato deshidrogenasa. Aumenta la gluconeogénesis, la lipolisis y la citogénesis Tipos de Diabetes Mellitus La clasificación más aceptada mundialmente en la actualidad es la propuesta por el comité de Expertos sobre el Diagnostico y Clasificación de la Diabetes Mellitus, se muestra en la siguiente tabla: Tabla 1. Clasificación etiológica de la diabetes mellitus. Diabetes tipo I De mediación inmunitaria Idiopática Diabetes tipo II Defectos genéticos de la función de las células Defectos genéticos en la acción de la insulina Enfermedades del páncreas exocrino 13

14 Endocrinopatías Inducida por fármacos y sustancias químicas Infecciones Formas poco comunes de diabetes de mediación inmunitaria Otros síndromes genéticos asociados Diabetes mellitus gestacional *Diabetes Care, vol.20,suplemento 7, julio de 1997, p Diabetes Mellitus tipo I Ésta se define por su insulino-dependencia. Hay autoinmunidad contra las células y, como consecuencia, existe un déficit insulínico severo. Constituye del 15 al 20% de las diabetes primarias y aparece en menores de 40 años. La mayoría presenta destrucción autoinmunitaria de células desencadenada por lesión viral. Los principales síntomas en pacientes menores a 30 años son: letargo, peso subnormal, pérdida de peso, calambres musculares y deshidratación (Pacheco, 2009) Diabetes Mellitus tipo II Aparece en general después de los 40 años y en personas obesas. La insulinemia puede estar normal o elevada. Dentro de las características clínicas de la diabetes mellitus destacan hiperglucemia y glucosuria, persistentes aun en ayuno, así como gluconeogénesis muy aumentada. La gluconeogénesis incrementada en el diabético obedece al mismo principio que el ayuno, es decir, falta de inhibición de enzimas gluconeogenéticas, y se debe a la falta de utilización de glucosa. Sin embargo, la gluconeogénesis de la diabetes opera en condiciones de normoglucemia o aun de leve hiperglucemia. Este mecanismo en el ayuno tiene como propósito proveer al cerebro de glucosa. La gluconeogénesis esta 14

15 disminuida. El glucógeno hepático está muy disminuido, pero el muscular no tanto. La glucosa ingerida y producida por la gluconeogénesis no es utilizada por el músculo y las células adiposas y se eleva en la sangre (hiperglucemia). La imposibilidad de muchos tejidos para captar glucosa, por ausencia de insulina, contribuye todavía más a la hiperglucemia (Pacheco, 2009). Durante la aparición y el desarrollo de la diabetes tipo II, el equilibrio celular del metabolismo de carbohidratos y lípidos se ve afectado por inadecuado metabolismo de la glucosa (Chang et al., 2002). Esta inadecuada regulación conduce a los elevados niveles de glucemia postprandial. El desequilibrio homeostático prolongado, durante un largo tiempo, da lugar a la hiperglucemia que lleva a aparición de la diabetes no dependiente de la insulina tipo II (Tiwari & Rao, 2002). La diabetes tipo II se complica por varios factores inherentes al proceso de la enfermedad, tales como resistencia a la insulina, hiperinsulinemia, alteración de la secreción de insulina, la reducción de la captación y utilización de glucosa mediada por la insulina (Tiwari & Rao, 2002).Un aumento repentino en los niveles de glucosa en la sangre, causan hiperglucemia en pacientes diabéticos tipo II esto ocurre debido a la hidrólisis del almidón por la α-amilasa pancreática y la absorción de la glucosa por α -glucosidasa intestinal (Gray, 1995). Una estrategia eficaz para el tratamiento de la diabetes tipo II es a partir de la alta inhibición de la α -glucosidasa intestinal y la leve inhibición de α-amilasa páncreatica (Krentz & Bailey, 2005). Las enzimas digestivas α-amilasa y α-glucosidasa, son las enzimas clave en la degradación del almidón en glucosa antes de su subsecuente absorción en el torrente sanguíneo (Krentz & Bailey, 2005). Algunos medicamentos, como miglitol y voglibosa, son eficaces sólo en α-glucosidasa (Lebovitz, 2007), pero la ascarbosa presenta acción inhibitoria tanto de glucosidasa como de amilasa (Santeisanio & Compagnucci, 1994). Estos medicamentos pueden causar efectos secundarios tales como flatulencia y diarrea que reducen la efectividad del tratamiento. Como resultado, ha habido interés en la investigación para descubrir 15

16 componentes inhibidores naturales que podrían sustituir a estos fármacos (Kumar et al., 2011). Se ha demostrado que algunas bayas son ricas en polifenoles y éstos a su vez son inhibidores eficaces de la α-glucosidasa y α-amilasa in vitro (Boath et al., 2012 y McCue & Shetty, 2004) El tratamiento farmacológico de DM-II incluye inhibidores de la α-glucosidasa tales como acarbosa y miglitol, secretagogos de insulina tales como las sulfonilureas y meglitinidas, inhibidores de la producción de glucosa hepática tales como biguanidas y sensibilizadores a la insulina que actúan sobre el músculo y el tejido adiposo, tales como thiazolidinedionas. Sin embargo, ninguno de estos fármacos asegura un control glucémico completo y todos ellos ejercen efectos secundarios indeseables. Por lo tanto, es altamente deseable encontrar nuevos compuestos antidiabéticos que de manera eficiente restablecen los niveles de glucosa en sangre sin los efectos secundarios de los tratamientos actuales (Zapata-Bustos et.al.,2014). Uno de los efectos secundarios de la diabetes es la hipertensión o presión arterial alta. La hipertensión y la DM-II son dos trastornos metabólicos relacionados entre sí ésta a su vez pre-dispone a una persona con enfermedad cardiovascular aterosclerótica (ECV) e insuficiencia renal. Se sabe que la hipertensión es dos veces más probable en personas con diabetes en comparación con los que no. Uno de los factores intermediarios más importantes para el control de la hipertensión es la acción de la enzima convertidora de angiotensina (ACE). La enzima convertidora de angiotensina (ACE) convierte la angiotensina I en angiotensina II, un potente vasoconstrictor y estimulador de la secreción de aldosterona por la glándula adrenal. La inhibición de la angiotensina I de la enzima convertidora (ACE) se considera un enfoque terapéutico útil en el tratamiento de la hipertensión arterial en pacientes diabéticos y no diabéticos. Estudios recientes indican que los alimentos y plantas ricos en compuestos fenólicos tienen la capacidad de inhibir la actividad de la ECA, tanto in vitro como in vivo. Esto abre la posibilidad de que el consumo de alimentos ricos en compuestos fenólicos actúen como los inhibidores sintéticos de la ECA y así proporcionar beneficios para la 16

17 salud, pero sin efectos secundarios adversos (Apostolidis, et al., 2007) Fisiología glucorreguladora La glucosa, al ser una molécula hidrofílica, depende de transportadores, denominados GLUT 1 a 5, para salir de la circulación y ser metabolizada en el interior de las células. Estos transportadores son proteínas genéticamente predeterminadas. En la célula β pancreática, el transportador GLUT-2 es un componente importante del aparato receptor regulador de la secreción de insulina (Shepherd & Kahn, 1999). La concentración de la glucosa disminuye cuando la velocidad de salida supera la velocidad de entrada. La glucosa es sacada de la circulación, principalmente por el músculo y tejido adiposo, y entra al espacio extracelular mediante la absorción intestinal o mediante producción hepática. Esta captación de glucosa es mediada por aumento en la concentración de insulina. La insulina promueve la translocación del transportador GLUT-4 en la membrana celular, estimulando la captación de glucosa (DeFronzo, 1997). Ya que la salida de glucosa del espacio extracelular es continua (el consumo de glucosa en el adulto en estado basal es de aproximadamente 10 g/h), y el contenido de glucosa en este espacio es de entre 15 y 20 g, se requiere de una constante entrada de glucosa para mantener un nivel que permita el adecuado funcionamiento cerebral. Los cambios adaptativos para la producción de glucosa en estado de ayuno dependen de un aumento en la concentración de glucagón y disminución de la insulina que permiten la utilización de las reservas de glucógeno muscular, hepático y la producción de glucosa a partir de ácidos grasos (gluconeogénesis) (DeFronzo, 1997 y DeFronzo & Ferrannini, 1987). Dado que el mantenimiento de los niveles adecuados de glucosa en la sangre es de suma importancia para la función cerebral y por ende para la supervivencia, no sorprende que los mecanismos fisiológicos que corrigen la hipoglucemia sean tan 17

18 efectivos. De hecho, en la población general, la hipoglucemia es un evento clínicamente infrecuente, excepto en personas que usan fármacos (principalmente para el tratamiento de la diabetes mellitus) o alcohol (Cryer, 1998). La hipoglucemia es la emergencia endocrinológica más frecuente que en todas las circunstancias debe de ser estudiada para iniciar su tratamiento y evitar complicaciones neurológicas. Los síntomas del sistema nervioso central predominan en la hipoglucemia, debido a que el cerebro depende enteramente de glucosa como fuente de energía. Es definida clínicamente como el nivel de glucosa sérica que produce signos o síntomas de deficiencia de glucosa (umbral glucémico). El umbral para síntomas es muy variable. En un estudio, el nivel de glucosa al cual iniciaron los síntomas fue de 68 ± 9 mg/dl en sujetos control y de 76 ± 8 mg/dl en pacientes diabéticos durante la inducción de hipoglucemia (Musen et al., 2008). La hipoglucemia desencadena una serie de mecanismos encaminados a elevar la concentración de glucosa. Estos mecanismos incluyen la liberación de catecolaminas y glucagón que producen la mayoría de los síntomas de hipoglucemia, entre los que están: hambre, temblor, náusea, vómito, palpitaciones y diaforesis, denominados en conjunto como síntomas adrenérgicos (Mitrakao & Veneman, 1991). Si continúa la disminución del nivel de glucosa al cerebro, comenzará la aparición de síntomas neuroglucopénicos que incluyen: mareo, alteraciones de la concentración, confusión, cefalea, diplopía, disartria, letargia, déficits neurológicos focales, convulsiones y coma (Holstein et al., 1998) y (Dizon et al., 1999) Fisiopatología de la hipoglucemia por antidiabéticos El uso de las sulfonilureas, asociadas a la edad avanzada y el ayuno, son los factores de riesgo principales para el desarrollo de hipoglucemia. La sobredosis intencional de sulfonilureas, repaglinida y todas las formas de insulinas pueden producir hipoglucemia mediante la magnificación de su efecto clínico normal (Escorcia, 2009). 18

19 Insulina La concentración de la glucosa tiene un papel principal en la regulación de la liberación de insulina. La insulina se une a un receptor específico tipo proteincinasa en la superficie celular, particularmente en el hígado, músculo y tejido adiposo. La insulina se sintetiza in vivo en las células beta del páncreas como una prohormona que al ser fragmentada resulta en el péptido C y la insulina misma. Los sitios principales de degradación de la insulina son el hígado (70%) y los riñones (10-40%). Después de la administración intravenosa o subcutánea de insulina, la vida media será de- pendiente de la dosis y del tipo de insulina. Las concentraciones suprafisiológicas condicionan una mayor duración del efecto hipoglucemiante, probablemente por saturación de los sistemas hepáticos de depuración. Por un tiempo, la insulina exógena fue obtenida del páncreas de res o de cerdo. En los 80 se inició la comercialización de insulinas semisintéticas, disminuyendo las complicaciones alérgicas, la distrofia adiposa subdérmica y la variabilidad en la absorción. Existen variaciones individuales en el pico de acción y la duración de los diferentes tipos de insulinas (Escorcia, 2009) Tratamientos Los fármacos para el tratamiento de la diabetes mellitus, algunos productos herbales y algunas enfermedades pueden causar hipoglucemia. Los fármacos usados en el tratamiento de la diabetes mellitus incluyen a la insulina y a los medicamentos orales. Los agentes orales antidiabéticos se dividen en dos grupos: por un lado, los hipoglucemiantes como las sulfonilureas, y las meglitinidas y por otro, los antihiperglucemiantes como las biguanidas, los inhibidores de la glucosidasa, la exenatida, los inhibidores de la dipeptilpeptidasa 4 (DPP-4) y las glitazonas. Estos medicamentos tienen el potencial de causar varios efectos 19

20 tóxicos específicos además de la hipoglucemia. Existen otros fármacos no usados en el tratamiento de la diabetes que pueden asociarse con hipoglucemia (Escorcia, 2009). El tratamiento farmacológico de DM-II, incluye inhibidores de la α-glucosidasa tales como acarbosa y miglitol, secretagogos de insulina tales como las sulfonilureas y meglitinidas, inhibidores de la producción de glucosa hepática tales como biguanidas y sensibilizadores a la insulina que actúan sobre el músculo y el tejido adiposo, tales como tiazolidinedionas (Inzucchi S., 2002). Si el déficit de insulina endógena es alta, se puede estimular la propia secreción hormonal mediante antidiabéticos como: Sulfonilureas. Su principal acción es la de estimular la secreción endógena de insulina, siempre y cuando existan islotes pancreáticos suficientes. Bioquímicamente, las sulfonilureas disminuyen la gluconeogénesis hepática, aumentan la captación de glucosa por músculo y tejido adiposo y aumentan la afinidad del receptor de la insulina por ésta. Ejemplos de sulfonilureas: tolbutamida, clorpropamida y glibenclamida. Biguanidas. La principal acción de las biguanidas es elevar la captación periférica de glucosa por músculo, inhibiendo la gluconeogénesis e incrementando la glucolisis anaerobia. Ejemplos de biguanidas: fenformina, metformina y buformina (Pacheco, 2009). Derivados del ácido benzoico (meglitinidas): La repaglinida y nateglinida son fármacos orales de comienzo rápido y vida media ultracorta, que son estructuralmente diferentes de las sulfonilureas, pero que también se unen a los canales de K ATP. La repaglinida es una relativamente nueva forma de fármaco liberador de insulina derivado del ácido benzoico (Escorcia, 2009). Uno de los medicamentos más empleados para el tratamiento de la DM-II es la Metformina. La metformina es un agente de primera línea antihiperglucémico oral 20

21 de mayor uso (Pratley, 2013), que funciona por disminución de la producción de glucosa hepática sin aumentar el riesgo de hipoglucemia (Inzucchi et al., 2012 y Klip & Leiter, 1990). A diferencia de otros agentes antihiperglucémicos orales, la metformina no está asociado con el aumento de peso y, de hecho, se ha demostrado que induce la pérdida de peso moderada (Inzucchi et al., 2012; Pratley, 2013 y Noury & Nandeuil, 1991).Tanto el peso y la sensibilidad a la insulina son factores importantes de la función de las células beta (Dixon et al., 2003). Aunque se cree que el deterioro de las células beta comienza antes de la aparición de la diabetes y empeora a través del curso de la enfermedad (Pratley & Weyer, 2001; Khan, 2003; Stumvoll et al., 2005 y Butler et al., 2003), el proceso no es necesariamente irreversible (Inzucchi et al., 2012). Por lo tanto, la iniciación temprana de la metformina en la diabetes tipo 2, promueve el control glucémico y la pérdida de peso, pues puede reducir la carga en la producción de insulina de las células beta, conserva la capacidad secretora de insulina y retrasa la progresión de la diabetes tipo 2. En el Programa de Prevención de la Diabetes, la metformina ha demostrado reducir la incidencia de la diabetes tipo 2 en un 31% con respecto al placebo (Knowler et al., 2002) Inhibidores de α-amilasa La glucosa puede ser fácilmente absorbida desde el tracto gastrointestinal hasta el torrente sanguíneo después de la hidrólisis de los enlaces glicosídicos de los carbohidratos digeribles de los alimentos que contienen almidón por la enzima α- amilasa y α-glucosidasa. La inhibición de éstas enzimas reducen los niveles altos de glucosa post pandrial (Conforti et al., 2005). Un inhibidor de la α-amilasa puede ser cualquier compuesto capaz de inhibir la entrada de carbohidratos desde el tracto intestinal. Típicamente tales compuestos serán bloqueadores del almidón que son capaces de inhibir la absorción de almidón, por ejemplo bloqueando la acción de la α-amilasa pancreática, un enzima 21

22 que convierte grandes moléculas de almidón (azúcares lentos ) en el intestino, para hacer más pequeñas las moléculas de azúcar rápido que se pueden asimilar directamente. Posteriormente, la mayoría del almidón se elimina del cuerpo por excreción (Mortensen, 2004). Los inhibidores de α-amilasa también son conocidos como bloqueadores de almidón debido a que contienen sustancias que impiden que éste sea absorbido por el cuerpo. El almidón está constituido por carbohidratos complejos que no pueden ser absorbidos a menos que sean hidrolizados primero por la enzima α- amilasa digestiva y otras enzimas secundarias (Choudhury, Maeda, Murayama, & DiMagno, 1996). 1.2 Bioactividad Actividad Hipoglucemiante La hiperglicemia es un rápido incremento de los niveles de glucosa en sangre debido a la hidrolisis de almidón por la enzima α-amilasa y por la liberación de glucosa en el intestino delgado por la acción de la enzima α-glucosidasa. La inhibición de estas enzimas puede significar el decremento de hiperglicemia postpandrial y podría ser una estrategia clave para el control de la diabetes mellitus. Un aspecto negativo de los inhibidores terapéuticos de α-glucosidasa (acarbosa, miglitol y voglibose) es que poseen fuertes actividades inhibitorias de α- amilasa lo que ocasiona desordenes en el tracto digestivo como distensión abdominal, flatulencias, meteorismo y diarrea (Bischoff, 1994). Por lo tanto, inhibidores naturales de origen vegetal son útiles, ya que se ha comprobado que poseen baja actividad de inhibición de α-amilasa y una fuerte inhibición de α-glucosidasa y podrían representar una terapia efectiva para la hiperglicemia postpandrial con efectos secundarios mínimos (Know et al., 2007). 22

23 La hiperglucemia es el aumento repentino en los niveles de glucosa, ésta ocurre por la hidrólisis del almidón pancreática de la α-amilasa y la absorción de la glucosa por intestinales α-glucosidasa (Gray, 1995) Actividad antioxidante y los radicales libres Los radicales libres pueden ser generados por las células vivas como resultado de los procesos fisiopatológicos y bioquímicos, así como también por contaminantes ambientales, radiación, productos químicos y toxinas. El estrés oxidativo es resultado del desequilibrio entre la formación y la neutralización de prooxidantes así como también por los radicales libres, que buscan la estabilidad mediante emparejamiento de electrones con macromoléculas biológicas tales como proteínas, lípidos y ADN, lo que conduce a un daño de proteínas y ADN, junto con la peroxidación de lípidos en las células humanas sanas. Eventualmente, estos cambios conducen a muchas enfermedades crónicas tales como cáncer, diabetes, envejecimiento, aterosclerosis, enfermedades cardiovasculares, enfermedades inflamatorias y otras enfermedades degenerativas en humanos. Las plantas son fuente de moléculas con capacidad secuestradora de radicales libres, tales como vitaminas, terpenoides, compuestos fenólicos, ligninas, taninos, flavonoides, alcaloides, cumarinas, y otros metabolitos, que poseen alta actividad antioxidante (Bibhabasu et al., 2008; Ani & Kamatham, 2011; Olayinka & Anthony, 2010 y Pourmorad et al., 2006). En individuos sanos, la producción de radicales libres es continuamente equilibrado por los antioxidantes naturales del sistema de defensa, que comprenden sistemas enzimáticos y no enzimáticos (Barreira et al., 2008). Ciertas enzimas como superóxidos dismutasa, catalasa, glutatión peroxidasa o glutatión reductasa, neutralizan las especies reactivas. Los sistemas defensivos no enzimáticos abarcan una serie de compuestos antioxidantes como albúmina, ceruloplasmina, transferrina, glutatión bilirrubina, ácido úrico, ubiquinona o melatonina. En ciertas situaciones extremas, estas defensas no son suficientes y las especies reactivas producen daño oxidativo en biomoléculas y componentes 23

24 celulares desarrollando de esta manera muchas enfermedades (Fernández et al., 2006) y (Jang et al., 2008). Hay evidencia que indica que el estrés oxidativo está estrechamente asociado con una amplia variedad de enfermedades. De esto se infiere que los antioxidantes en general pueden prevenir enfermedades. La utilización de antirradicales naturales como polifenoles, ácido ascórbico, vitamina E, carotenos y flavonoides (Fu et al., 2009) previene o disminuye el desarrollo de las enfermedades causadas por las especies reactivas oxigenadas (por eso, también se les suele llamar antioxidantes). Estos antirradicales actúan principalmente en reacciones de terminación de cadenas de radicales libres. Impidiendo la oxidación de lípidos y otras moléculas cediendo átomos de hidrogeno de forma que se neutralizan los radicales libres (Rivero & Betancort, 2006). Se dice que los fenoles tienen bioactividad, especialmente los flavonoides, pues son muy interesantes como antioxidantes debido a su origen natural y la capacidad de actuar como eficientes secuestradores de radicales libres (Hertog et al., 1993 y Langley-Evans, 2000). La siguiente es una lista parcial de las condiciones consideradas para ser asociadas con el estrés oxidativo: un sistema inmunitario deteriorado y mayor riesgo de enfermedad infecciosa (Bendich, 1999); cáncer (Ames et al., 1993); diabetes (tanto no dependiente de la insulina y diabetes insulino-dependiente) (Dusinska et al., 1999) y (Hannon-Fletcher et al., 1999); enfermedades autoinmunes incluyendo reumatoide (Halliwell et al.,1995) y la espondilitis anquilosante (Dusinska et al., 1999); diversas enfermedades respiratorias (Young et al., 1999); enfermedad de los ojos, incluyendo cataratas (Taylor et al., 1999) y daño en la retina que conducen a la degeneración macular relacionada con la edad (Nath et al., 1999); la enfermedad de Alzheimer ; (Martins et al., 1999) y la esquizofrenia (Reddy & Yao, 1999). Halliwell señala que: "En la mayoría de las enfermedades humanas del estrés oxidativo es un fenómeno secundario, no la causa primaria de la enfermedad." (Halliwell et al., 1992) 24

25 Compuestos fenólicos en las plantas Los compuestos fenólicos son metabolitos secundarios de plantas que constituyen uno de los grupos más abundantes de los metabolitos naturales y son sintentizados por las plantas con el objetivo de protegerse del estrés biológico y ambiental (Shetty, Clydesdale, & Vattem, 2005). Las plantas vasculares sintetizan una gran cantidad de moléculas orgánicas como consecuencia de su metabolismo secundario. Los fenoles son metabolitos secundarios ampliamente distribuidos en el reino vegetal. Se localizan en todas las partes de las plantas y su concentración es variable a lo largo del ciclo vegetativo. Estos compuestos participan de diversas funciones, tales como la asimilación de nutrientes, la síntesis proteica, la actividad enzimática, la fotosíntesis, la formación de componentes estructurales, la alelopatía y la defensa ante los factores adversos del ambiente. Los fenoles están asociados al color, las características sensoriales (sabor, astringencia, dureza), las características nutritivas y las propiedades antioxidantes de los alimentos de origen vegetal. La característica antioxidante de los fenoles se debe a la reactividad del grupo fenol (Robbins, 2003 y Kähkönen et al., 2001). Los compuestos fenólicos son metabolitos secundarios de origen vegetal, que constituyen uno de los grupos más abundantes de metabolitos naturales y son sintetizadas por las plantas con el fin de protegerse de las tensiones biológicas y ambientales (Shetty et al., 2005). Estudios recientes han demostrado que los compuestos fenólicos tienen una alta actividad antioxidante y ciertas propiedades terapéuticas (Vattem et al., 2005; Kwon et al., 2006). La actividad antioxidante de fenoles está relacionada con un gran número de mecanismos, tales como la captación de radicales libres, donación de hidrógeno, bloqueo del oxígeno singulete, quelación de iones metálicos y actuando como un 25

26 sustrato para los radicales tales como superóxido e hidroxilo. Una relación directa se ha encontrado entre el contenido de fenoles totales y capacidad antioxidante de las plantas (Robards et al., 1999; Ferreira et al., 2007; Vattemet al., Flavonoides Los flavonoides son uno de los grupos más importantes de compuestos que se producen en las plantas. Su importancia se debe a que exhiben una amplia gama de efectos biológicos, incluyendo antibacteriano, anti -inflamatorio, antialérgico, antioxidante y acciones antitrombóticas (Biesaga, 2011). Los flavonoides forman una gran parte de los constituyentes de la planta. Pruebas in vitro, han demostrado el alto potencial antioxidante, así como también, han sido enfocados a la protección de las enfermedades cardiovasculares. La actividad antioxidante es sólo uno de los tantos mecanismos de los flavonoides. Asimismo, los flavonoides se dividen en muchos grupos; y es por esto la importancia de considerar que las propiedades biológicas y químicas son diferentes para cada una de ellas. Entre algunos de los flavonoides que destacan se encuentran la quercetina, catequinas, flavonoles, flavonas entre muchos otros (Erlund, 2004). Éstos a su vez se comportan como antioxidantes, de manera directa incluyendo la captura de especies reactivas de oxígeno, la inhibición de las enzimas responsables de la producción de anión superóxido, la quelación de metales de transición que participan en procesos de formación de radicales y la prevención del proceso de peroxidación mediante la reducción de los radicales alcoxilo y peroxilo (Veitch & Grayer, 2008). Los flavonoides se componen de dos anillos de benceno, los cuales están conectados por un oxigeno con un anillo de pirano. Los flavonoides contienen un grupo hidroxil en la posición C-3 del anillo, éstos a su vez, se les denomina como 3-hidroxiflavonas. 26

27 La clasificación basa en los grupos hidroxilo o metilo adicionales que han sido introducidos en las diferentes posiciones de la molécula (Kühnau, 1976). Los flavonoides generalmente están presentes en las plantas como glucósidos. Al menos 8 diferentes monosacáridos o combinaciones de éstos se pueden unir a los diferentes grupos hidroxilo de la aglicona de flavonoide. Un gran número de flavonoides son el resultado de diferentes combinaciones de flavonoides agliconas y azúcares. Los azúcares más comunes incluyen D-glucosa y L-ramnosa. Los glucósidos son generalmente O-glucósidos, con el resto de azúcar unido al grupo hidroxilo en la posición C-3 o C-7 ver figura 5 (Williams & Harbone, 1994). Figura 1. Núcleo de flavona Flavonoles. El flavonol más común en la dieta es la quercetina. Está presente en varias frutas y vegetales, pero las mayores concentraciones se encuentran en la cebolla. Asimismo, la quercetina está presente en las plantas en diferentes formas glicosidicas (Hertog et al., 1992). Flavononas. Éstas están presentes en su mayoría en frutas cítricas. Las concentraciones más elevadas se encuentran en los tejidos sólidos, pero las concentraciones de varios cientos de miligramos por litro están presentes en el jugo (Tómas Barberán & Clifford, 2000) ver Figura 1. Catequinas. Las catequinas generalmente están como agliconas o están esterificadas con ácido gálico. (+)- Catequina y (-)-epicatequina se encuentran en varias frutas y verduras, como las manzanas, peras, uvas, melocotones. Las mayores concentraciones de catequinas se encuentran en el té y el vino tinto (Arts, 2000). 27

28 Flavonas. Las principales flavonas en la dieta son apigenina y luteolina. Su ingesta dietética es bastante baja debido a que están presentes en concentraciones mínimas en algunas plantas de consumo común. Algunas de las fuentes importantes son el pimiento rojo y el apio (Hertog et al., 1992). Antocianidinas. Las antocianinas son las responsables del color rojo, azul o violeta de frutos comestibles, como las ciruelas, manzanas, berenjenas, y muchas bayas. Las antocianidinas más comunes incluyen pelargonidina, cianidina, delfinidina, y malvidina. Isoflavonoides. Las isoflavonas predominantes son las isoflavonas genisteína y daidzeína, que se producen principalmente en las legumbres. Las concentraciones más altas se encuentran en la soya y sus productos, y concentraciones mucho más bajas están presentes en otras leguminosas (Mazur et al., 1998 y Liggins et al., 2000). 1.3 Medicina tradicional mexicana En la actualidad, existen diversas alternativas para el tratamiento de la diabetes, en este sentido, la medicina tradicional mexicana, ofrece una amplia variedad de plantas con actividad hipoglucemiante. Dicho lo anterior, en éste proyecto se demuestra el efecto hipoglucemiante y antioxidante de Tecoma stans (tronadora) (Alarcon-Aguilara et al., 2005), Ibervillea sonorae greene (wereque) (Aguilar- Santamarina et al., 2009) y Opuntia sp (nopal). Dicho lo anterior, se decidió estudiar éstas plantas con la intención de saber más características de las mismas Tecoma Stans 28

29 La Tecoma stans popularmente conocida en México como tronadora, es un árbol pequeño o arbusto bajo, perennifolio o caducifolio ver Figura 2. El nombre científico del género Tecoma deriva del nombre prehispánico náhuatl tecomaxochitl que significaría flor en forma de copa, aunque también la conocían los antiguos mexicanos como nixtamaxochitl. El nombre de la especie (stans) viene del latín stare que significa estar derecho, haciendo referencia a su porte erecto. El género Tecoma contiene 14 especies de arbustos. A la tronadora se le reportan 54 usos medicinales distintos y 56 componentes químicos contenidos en la planta, aunque su aplicación medicinal ha sido enfocada siempre hacia la diabetes (Plantas medicinales de México, 2011). Figura 2. Árbol de Tecoma stans Estudios reportan que los compuestos activos de la tronadora, son los alcaloides (Hammouda et al., 1964 y Hammouda & Amer, 1966), su papel en las propiedades antidiabéticas de esta planta, sigue siendo controversial (Costantino et al., 2003). No obstante, éstos resultados sugieren que la captación de glucosa en los tejidos, es uno de los mecanismos por los cuales Tecoma stans ejerce su efecto antidiabético. La posibilidad de que las propiedades antidiabéticas de Tecoma stans podría ser debido al efecto de secreción de insulina ha sido excluido (Lozoya-Meckes & Mellado-Campos, 1985), sin embargo, recientemente Aguilar-Santamaría et al. (2009), reportaron la actividad inhibidora de la enzima αglucosidasa en extractos acuosos de esta planta. Asimismo, la actividad 29

30 hipoglucemiante de Tecoma stans ha sido confirmado en modelos animales (Flores-Sáenz et al., 1991) Opuntia sp Las cactáceas son nativas del Continente Americano, en específico de la América Tropical. La familia Cactaceae presenta un gran número de endemismos lo que puede explicar tomando en cuenta que la historia de estas plantas es relativamente reciente. Son plantas, suculentas arborescentes, arbustivas o rastreras, simples o cespitosas, generalmente espinosas. Tronco bien definido o con ramas desde la base, erectas, extendidas o postradas. Artículos globosos, claviformes, cilíndricos o aplanados (cladodios), muy carnosos o leñosos. Limbo de las hojas pequeñas, cilíndrico, carnoso, muy pronto caduco. Aréolas axilares con espinas, pelos, glóquidas y a veces glándulas; generalmente las de la parte superior de los artículos son las productoras de flores, espinas solitarias o en grupos, desnudas o en vainas papiráceas. Flores generalmente hermafroditas, ovario ínfero con una cavidad y muchos óvulos. Estambres numerosos, más cortos que los pétalos, grueso: lóbulos del estigma cortos. Fruto en baya, seco o jugoso, espinoso o desnudo, globoso, ovoide hasta elíptico ver Figura 3. El género Opuntia se divide en dos subgéneros: el Cilindropuntia (en general, éste no tiene mayor importancia económica) y el Platyopuntia. 30

31 Figura 3. Opuntia ficus spp. Los nopales silvestres tienen su centro de distribución en los estados de San Luis Potosí, Zacatecas y Aguascalientes, sin embargo se han extendido hacia el norte y sur de México. En estas nopaleras se aprovechan los brotes o nopalitos durante algunos meses, cuando las condiciones climáticas son propicias; sin embargo, existen especies que son preferidas por los pobladores de estas regiones. Así tenemos el nopal tapón (Opuntia robusta) y sus diferentes variedades, el nopal cardón (O. Streptacantha), el nopal rastrero (O. Rastrera), el nopal duraznillo (O. Leucotricha) y el nopal chaveño (O. Hyptiacantha) (Comisión nacional de las zonas áridas INSTITUTO NACIONAL DE ECOLOGÍA, 1994). En México, se estima que aproximadamente 500 especies de plantas medicinales se utilizan para tratar la DM-II. Una de estas plantas es streptacantha Opuntia Lem. (Cactaceae), comúnmente conocido como "Nopal", que tiene usos tradicionales de las tribus precolombinas de México documentados por el códice florentino, un documento elaborado en el S. XVI. Más tarde (S. XVII), Hernández se refiere al uso del cladodio en el tratamiento de gastritis, cólico intestinal y úlceras (Argueta, 1994). También, Alimi et. al (2010), determinaron que la raíz de nopal tiene mg equivalentes de ácido gálico por gramo de extracto. 31

32 1.3.3 Ibirvirea Sonorae Se trata de una planta dioica perenne que pertenece a la familia Cucurbitaceae. Es una raíz grande del tamaño de una jícama. Echa una enredadera que trepa en los árboles. La flor es amarilla, pequeñita. El fruto es una bola verde, rayado cuando es tierno y rojo con rayas claras cuando está maduro. Florea en mayo. Crece en los cerros, en las lomas y en los valles. Es muy amarga ver Figura 4. (Alarcon Aguilara et al., 2005). Se desarrolla en la región semiárida al norte de México (Henández, Calzada, Román, & Alarcón, 2007)y ha sido empleada desde hace varios siglos por diferentes grupos étnicos para tratar padecimientos de la piel, artritis, reumatismo y algunas enfermedades cardiacas (Hernández, 2011). Ésta raíz tuberosa de Ibervillea sonorae (S. Watson) Greene (Cucurbitaceae), una planta conocida localmente como "Wereke", se utiliza ampliamente en México para el tratamiento empírico de DM-II (Jonhson et al., 2006; Lira & Strich, 2002 y Hernández-Galicia et al., 2007) Figura 4. Planta de Ibirvirea Sonorae. Investigaciones químicas anteriores de I. sonorae resultaron en el aislamiento y la identificación de varios triterpenos de tipo Cucurbitane conocidos como kinoins (Achenbach et al., 1993). Su popularidad ha dado lugar a múltiples formulaciones comerciales, cuya eficacia antidiabética queda por evaluar. Sin embargo, la actividad hipoglucémica de los extractos acuosos, jugo crudo, y diclorometano y metanol de raíz de Ibervillea sonorae en ratones y ratas sanas y aloxano diabéticos se ha documentado (Alarcón et al., 2005). 32

33 El consumo de esta planta se ha vuelto una alternativa terapéutica eficiente para personas con DM-II que no cuentan con los recursos económicos para adquirir medicamentos alópatas y, por lo tanto, su uso es cada vez más recurrente. La forma más común de extracción de los principios activos de esta planta para su consumo es la decocción acuosa de la raíz (Alarcón et al., 2005). El efecto hipoglucémico del extracto acuoso se ha demostrado y validado en diversos estudios (Alarcón et al., 2005 ; Henández et al., 2007; Rivera et al., 2011 y Blancas, 2005). De acuerdo con lo mostrado por Hernández et al. (2007), la actividad hipoglucemiante del Wereque se atribuye a un grupo de monoglicéridos y ácidos grasos, presentes en la raíz de la planta, que fueron extraídos con diclorometano. Sin embargo es necesario ampliar el reconocimiento de componentes contenidos en las fracciones acuosas, ya que éste es el modo habitual de consumo. Los estudios previos de la preparación tradicional de Ibervillea sonorae han demostrado que reduce la glucemia de los animales experimentales en una forma dependiente de la dosis, que tiene un efecto diferente con cada una de las dosis administradas de 150, 300, 600 y 850 mg / kg (Alarcon-Aguilar et al., 2002a). 1.4 Extracción Métodos de extracción convencionales Extracción con líquidos presurizados La técnica conocida como extracción con líquidos presurizados o por su nombre comercial como extracción acelerada con disolventes. Las temperaturas elevadas permiten acelerar la cinética del proceso extractivo mientras que las altas presiones evitan que el disolvente alcance su punto de ebullición, lo que permite una rápida y segura extracción de los analitos de interés. La muestra se coloca en un recipiente que se sella, se llena de disolvente y se calienta, lo que provoca un 33

34 aumento de la presión en la celda. Al final de la extracción, el extracto se expulsa de la celda con nitrógeno y se transfiere automáticamente a un vial. Esta técnica permite el uso de disolventes de distinta polaridad y utiliza un intervalo de presiones de 5 a 200 atmósferas, a fin de mantener el disolvente en estado líquido a temperaturas de hasta 200ºC, empleadas para acelerar dicho proceso de extracción (Ahmed, 2001) Maceración La maceración es un proceso de extracción sólido-líquido, donde la materia prima posee una serie de compuestos solubles en el líquido de extracción que son los que se pretende extraer. El proceso de maceración genera dos productos que pueden ser empleados dependiendo de las necesidades de uso, el sólido ausente de compuestos o el propio extracto. La naturaleza de los compuestos extraídos depende de la materia prima empleada, así como del líquido de extracción (Fernaroli s, 1975). Existen dos métodos de maceración de acuerdo a la temperatura, caliente y frío. Así como también, la maceración dinámica, en dónde se generan turbulencias en el solvente que favorecen la interacción con el compuesto a extraer Destilación Es el procedimiento utilizado para separar dos líquidos que se encuentran disueltos. Este procedimiento se basa en el hecho de que no todos los líquidos tienen el mismo punto de ebullición (Cuevas-Quintero & Brambila-Horta 2003). La destilación implica que los materiales vegetales se mezclan (o no) con un disolvente seguido por calentamiento o por la introducción de vapor de agua. Los vapores resultantes se enfrían y se recogen en un separador y el extracto separado del disolvente. Éste es el principal procedimiento para la obtención de extractos ver Fig. 5 (Mircea-Vinatoru, 2001). 34

35 Figura 5. Sistema de destilación Soxhlet La muestra se coloca en un soporte de dedal que se llena gradualmente con disolvente en un matraz de destilación (ver Fig. 6). Cuando el líquido alcanza el nivel de desbordamiento, un sifón aspira el soluto del dedal titular y lo descarga de nuevo en el matraz de destilación, llevando así los analitos extraídos en el líquido a granel. Esta operación se repite hasta que la extracción se completa (Luque de Castro M.D. y Priego-Capote F., 2010). 35